Question

14．近幾年來關(guān)于氮污染的治理備受關(guān)注．
（1）混合氧化物L(fēng)AGM是一種催化效果優(yōu)異的汽車尾氣三效催化劑，其組成為LaAlGeMn_0.3O_2.4．氧元素位于周期表中第二周期VIA族．Ge（鍺）與碳同主族，與鉀同周期，則Ge的原子結(jié)構(gòu)示意圖為．
（2）三效催化劑能同時(shí)實(shí)現(xiàn)汽車尾氣中的CO、C_xH_y、NO_x三種成分的凈化，其催化劑表面物質(zhì)轉(zhuǎn)化的關(guān)系如圖所示，
①在圖示的轉(zhuǎn)化中，X的化學(xué)式為Ba（NO₃）₂．
②SCR技術(shù)可使NO_x與NH₃的直接反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)無害轉(zhuǎn)化．當(dāng)NO與NO₂的物質(zhì)的量之比為4：1時(shí)與NH₃發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：8NH₃+8NO+2NO₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$9N₂+12H₂O．
（3）過量次氯酸鈉可使廢水中NH₄⁺ 完全轉(zhuǎn)化為N₂，若處理廢水產(chǎn)生了0.112L N₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則需消耗0.25mol•L^-1的次氯酸鈉的體積為60mL．

Answer 1

分析 （1）氧元素為8號元素，位于周期表中第二周期，第VIA；Ge（鍺）與碳同主族，所以最外層4個(gè)電子與鉀同周期，所以是四個(gè)電子層，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0分析解答；
（2）①由X+CO+CxHy→BaO+N₂+H₂O+CO₂可知，碳元素的化合價(jià)升高，所以必有另一種元素的化合降低，只能是氮元素，由此分析解答；
②NO與NO₂的物質(zhì)的量之比為4：1時(shí)與NH₃發(fā)生反應(yīng)生成氮?dú)�，設(shè)一氧化氮的物質(zhì)的量為4mol，所以二氧化氮的物質(zhì)的量為1mol，則兩種氣體共得電子的物質(zhì)的量為：2×4+4=12mol，所以氨氣的物質(zhì)的量為3mol，根據(jù)得失電子守恒，反應(yīng)為：4NO+NO₂+4NH₃=$\frac{9}{2}$N₂+6H₂O；
（3）根據(jù)反應(yīng)的離子方程式進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）氧元素為8號元素，位于周期表中第二周期，第VIA族；Ge（鍺）與碳同主族，所以最外層4個(gè)電子與鉀同周期，所以是四個(gè)電子層，所以Ge的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：二；VIA；；
（2）①（2）由X+CO+CxHy→BaO+N₂+H₂O+CO₂可知，碳元素的化合價(jià)升高，所以必有另一種元素的化合降低，只能是氮元素，根據(jù)質(zhì)量守恒，X中必有鋇元素，所以X是Ba（NO₃）₂，故答案為：Ba（NO₃）₂；
②NO與NO₂的物質(zhì)的量之比為4：1時(shí)與NH₃發(fā)生反應(yīng)生成氮?dú)猓�設(shè)一氧化氮的物質(zhì)的量為4mol，所以二氧化氮的物質(zhì)的量為1mol，則兩種氣體共得電子的物質(zhì)的量為：2×4+4=12mol，所以氨氣的物質(zhì)的量為3mol，根據(jù)得失電子守恒，反應(yīng)為：4NO+NO₂+4NH₃=$\frac{9}{2}$N₂+6H₂O，所以化學(xué)方程式為：8NH₃+8NO+2NO₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$9N₂+12H₂O，故答案為：8NH₃+8NO+2NO₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$9N₂+12H₂O；
（3）由2NH₄⁺+3ClO^-=N₂↑+3Cl^-+2H⁺+3H₂O得，處理廢水產(chǎn)生了0.112L 即$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol N₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則需消耗濃度為0.25mol•L^-1的次氯酸鈉的體積為$\frac{0.005mol×3}{0.25mol•{L}^{-1}}$×1000ml=60ml，
故答案為：60．

點(diǎn)評 本題重點(diǎn)考查了氧化還原反應(yīng)，注意把握氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是解決本題的關(guān)鍵，難度中等，注意化合價(jià)降低為氧化劑被還原，化合價(jià)升高為還原劑被氧化．