Question

12．硝酸工業(yè)產生的尾氣以及汽車排放出的尾氣中含有氮氧化物（NOx）．
（1）汽車尾氣凈化裝置里裝有Pd等過渡元素的催化劑，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的機理如圖所示．

尾氣凈化裝置中發(fā)生的總反應的化學方程式為2NO+O₂+4CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$4CO₂+N₂．
（2）用3%的H₂O₂溶液吸收尾氣中的NOx生成HNO₃，再用NaOH標準溶液滴定HNO₃．可以測定NO_x在汽車尾氣中的體積分數，若通人3%的H₂O₂溶液的汽車的尾氣體積為VL（標準狀況），滴定時消耗濃度為cmol．L-1標準NaOH溶液amL，則NOx的體積分數為$\frac{22.4×ac×1{0}^{-3}}{V}$．
（3）用氨可以和NOx在一定的條件下轉化為N₂和H₂O，若在標準狀況下5L NOx與4L NH₃恰好完全作用，則x為1.2．
（4）硝酸工業(yè)尾氣中的N0x可用純堿溶液吸收，有關的化學反應為：
2NO₂+Na₂CO₃═NaNO₂+NaNO₃+CO₂       
NO+NO₂+Na₂CO₃═2NaNO₂+CO₂現(xiàn)用0.5L 2mol．L^-1的純堿溶液恰好吸收一定量硝酸工業(yè)尾氣中的NOx，吸收液質量增加44g（設CO₂全部排出）．則NO₂和NO的體積比為7：1．

Answer 1

分析 （1）根據根據2NO+O₂=2NO₂，2NO₂+4C0 $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$4CO₂+N₂，可得總反應；
（2）硝酸與NaOH等物質的量反應生成硝酸鈉，根據氫氧化鈉的物質的量求出硝酸的物質的量，由N原子守恒可以求出NO_x的物質的量，再求出其體積和體積分數；
（3）根據原子守恒配平方程式，再根據體積比等于計量數之比求出x；
（4）根據二氧化碳氣體體積和溶液質量增加的量列方程組解出一氧化氮和二氧化氮的體積，從而得出其體積之比．

解答 解：（1）①2NO+O₂=2NO₂ 、②2NO₂+4C0$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$4CO₂+N₂，①+②可得：2NO+O₂+4CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$4CO₂+N₂；
故答案為：2NO+O₂+4CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$4CO₂+N₂；
（2）滴定時消耗濃度為cmol．L^-1標準NaOH溶液amL，則氫氧化鈉的物質的量為ca×10^-3mol，則硝酸的物質的量為ca×10^-3mol，由N原子守恒可以求出NO_x的物質的量ca×10^-3mol，則NO_x的體積分數為$\frac{22.4×ac×1{0}^{-3}}{V}$=$\frac{22.4×ac×1{0}^{-3}}{V}$；
故答案為：$\frac{22.4×ac×1{0}^{-3}}{V}$；
（3）用氨可以和NOx在一定的條件下轉化為N₂和H₂0，若在標準狀況下5L NO_x與4L NH₃恰好完全作用，其反應方程式為：NO_x+$\frac{2x}{3}$NH₃=$\frac{3+2x}{6}$N₂+xH₂0，
由參加反應的氣體的體積比等于計量數之比得5：4=1：$\frac{2x}{3}$，解得x=1.2；
故答案為：1.2；
（4）2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂，△m=48g；NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₃+CO₂，△m=32g；結合反應方程式，知吸收NOx的物質的量為2mol，形成的鈉鹽中Na～N，同時產生1 mol CO₂，0.5L 2mol/L的純堿的物質的量是1mol，設NO的物質的量是x，NO₂的物質的量是y，則x+$\frac{y-x}{2}$=1mol，32x+24（y-x）=44，解得：x=$\frac{1}{4}$mol，Y=$\frac{7}{4}$mol，即一氧化氮和二氧化氮的物質的量之比=1：7，所以相同條件下，二氧化氮和一氧化氮的體積之比是7：1，
故答案為：7：1．

點評 本題主要考查了氮氧化物相關知識、物質含量的測定、有關化學方程式的計算等，題目難度中等，側重于考查學生對基礎知識的應用能力和計算能力，掌握氮的氧化物的化學性質是解答的關鍵．