Question

4．氮的氧化物（用NO_x表示）是大氣污染物，必須加以處理．
（1）汽車尾氣中的CO、NO_x采用催化轉(zhuǎn)化法處理，使它們相互反應(yīng)生成參與大氣循環(huán)的無毒氣體．反應(yīng)化學(xué)方程式可表示為：2xCO+2NO_x $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2xCO₂+N₂．
（2）工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用氨催化吸收法，原理是NH₃與NO_x反應(yīng)生成無毒的物質(zhì)．某同學(xué)采用以下裝置和步驟模擬工業(yè)上氮的氧化物處理過程．
提供的裝置：

①所提供的裝置中能快速、簡(jiǎn)便制取NH₃的裝置是：H（填儀器序號(hào)）．

試劑組合序號(hào)	固體試劑（g）		NH3體積（mL）
a	12.0g Ca（OH）2 （過量）	10.8g NH4Cl	2688
b		10.8g （NH4）2SO4	2728
c	12.0g NaOH （過量）	10.8g NH4Cl	3136
d		10.8g （NH4）2SO4	3118
e	12.0g CaO （過量）	10.8g NH4Cl	3506
f		10.8g （NH4）2SO4	3584

②若采用C裝置制取氨氣（控制實(shí)驗(yàn)條件相同），情況如表：
分析表中數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室制NH₃產(chǎn)率最高的是：f（填序號(hào)），其它組合NH₃產(chǎn)率不高的原因是：因?yàn)橛肗H₄Cl和NaOH或Ca（OH）₂作反應(yīng)物生成氨氣的同時(shí)產(chǎn)生的水較多，則吸收溶解的NH₃較多．
模擬尾氣的處理
（3）選用上述部分裝置，按下列順序連接成模擬尾氣處理裝置：

①A中反應(yīng)的離子方程式：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
②D裝置作用有：使氣體混合均勻、調(diào)節(jié)氣流速度，還有一個(gè)作用是：防止氨氣溶解（或防止倒吸）．
③D裝置中的液體可換成c（填序號(hào)）．
a．CuSO₄溶液   b．H₂O  c．CCl₄      d．濃H₂SO₄
④該同學(xué)所設(shè)計(jì)的模擬尾氣處理實(shí)驗(yàn)還存在的明顯缺陷是：未反應(yīng)的NO無法處理，會(huì)污染環(huán)境．

Answer 1

分析 （1）CO和NO_x在催化劑的條件下反應(yīng)生成參與大氣循環(huán)的無毒氣體應(yīng)為CO₂和N₂；
（2）①制備氨氣可采用加熱NH₄Cl和Ca（OH）₂或濃氨水加熱的方法或者濃氨水滴加到生石灰中制備；
②根據(jù)NaOH或Ca（OH）₂作反應(yīng)物產(chǎn)生的水較多易溶解生成的氨氣來分析；
（3）①稀硝酸具有強(qiáng)氧化性，與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸銅和NO等；
②氨氣難溶于飽和氨水，可防止倒吸；
③氨氣為極性分子，不溶于非極性溶劑；
④缺少尾氣處理裝置，過量的NO會(huì)污染空氣．

解答 解：（1）CO和NO_x在催化劑的條件下反應(yīng)生成參與大氣循環(huán)的無毒氣體應(yīng)為CO₂和N₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2xCO+2NO_x $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2xCO₂+N₂，
故答案為：2xCO+2NO_x $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2xCO₂+N₂；
（2）①制備氨氣可采用加熱NH₄Cl和Ca（OH）₂或濃氨水加熱的方法或者濃氨水滴加到生石灰中制備，其中能快速、簡(jiǎn)便制取NH₃的裝置可用濃氨水滴加到生石灰中制備，用H裝置，故答案為：H；
②因?yàn)橛肗H₄Cl和NaOH或Ca（OH）₂作反應(yīng)物生成氨氣的同時(shí)產(chǎn)生的水較多，則吸收溶解的NH₃較多，所以由表中數(shù)據(jù)可以看出，f制NH₃產(chǎn)率最高，
故答案為：f；因?yàn)橛肗H₄Cl和NaOH或Ca（OH）₂作反應(yīng)物生成氨氣的同時(shí)產(chǎn)生的水較多，則吸收溶解的NH₃較多；
（3）①稀硝酸具有強(qiáng)氧化性，與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸銅和NO等，反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
②D裝置使氣體混合均勻、調(diào)節(jié)氣流速度，另外，氨氣難溶于飽和氨水，可防止倒吸，
故答案為：防止氨氣溶解（或防止倒吸）；
③氨氣可溶于硫酸銅溶液、水以及硫酸中，可產(chǎn)生倒吸，氨氣為極性分子，不溶于非極性溶劑，可用CCl₄代替飽和氨水，
故答案為：c；
④缺少尾氣處理裝置，過量的NO會(huì)污染空氣，故答案為：未反應(yīng)的NO無法處理，會(huì)污染環(huán)境．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氮的氧化物的性質(zhì)以及對(duì)環(huán)境的影響，題目難度中等，做題時(shí)注意實(shí)驗(yàn)的原理和目的，牢固掌握實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)基本操作為解答該類題目的前提．