Question

【題目】踐行綠水青山就是金山銀山的發(fā)展理念，就要做好大氣污染和水污染防治。

（1）為落實“污水共治”，某工廠擬綜合處理含NH4+廢水和工業(yè)廢氣(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考慮其他成分)，設(shè)計了如下流程：

①氣體l中主要含有___。

②已知X是空氣，通入過量X是否合理__(填是或否)，理由是__；NaNO2溶液綜合處理含NH4+廢水時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___；捕獲劑所捕獲的氣體成份主要是___。

（2）為了提高汽車尾氣中NOx的去除率，有效降低柴油發(fā)動機(jī)在空氣過量條件下的NOx排放，可以采用NSR(NOx儲存還原)處理。其工作原理：NOx的儲存和還原在不同時段交替進(jìn)行，如圖a所示。

①通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實現(xiàn)NOx的儲存和還原。儲存NOx的物質(zhì)是__。

②用H2模擬尾氣中還原性氣體研究Ba(NO3)2的催化還原過程，該過程分兩步進(jìn)行，圖b表示該過程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時間的變化關(guān)系。第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。

③有人根據(jù)上述模擬過程認(rèn)為，使用了催化反應(yīng)器雖然能將NOx轉(zhuǎn)化為N2，但從環(huán)保角度汽車仍然需要限行。請簡述限行的理由：___。

Answer 1

【答案】N2、NO、CO 否 會使部分NO最終轉(zhuǎn)化為NaNO3，降低含NH4+廢水的處理效果 NH4++NO2-=N2↑+2H2O CO BaO 8H2+Ba(NO3)2=BaO+2NH3+5H2O 催化劑的使用增加了NH3的排放，對環(huán)境產(chǎn)生污染

【解析】

（1）工業(yè)廢氣中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成固體1為CaCO3、CaSO3，氣體1是不能被過量石灰水吸收的N2、NO、CO，氣體1通入氣體X，用氫氧化鈉溶液處理后得到NaNO2，X可為空氣，但不能過量，否則NaNO2被氧化得到硝酸鈉，NaNO2與含有NH4+的溶液反應(yīng)生成無污染氣體，應(yīng)生成氮氣，則氣體2含有CO、N2，捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO，以此解答該題。

（2）①由圖a可知一氧化氮在催化劑存在時生成了二氧化氮，二氧化氮和氧化鋇生成了硝酸鋇，硝酸鋇加入還原性氣體，釋放出氮氣，實現(xiàn)了氮的氧化物轉(zhuǎn)化為無害的氮氣，由圖a可知，第一步反應(yīng)中H2被氧化生成水，根據(jù)化合價的變化，寫出化學(xué)方程式，用化合價升降法配平化學(xué)方程式，在催化過程中產(chǎn)生了氨氣，考慮它對環(huán)境的影響。

（1）工業(yè)廢氣中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成固體1為CaCO3、CaSO3，氣體1是不能被過量石灰水吸收的N2、NO、CO，氣體1通入氣體X，用氫氧化鈉溶液處理后到的NaNO2，X可為空氣，但不能過量，否則得到硝酸鈉，NaNO2與含有NH4+的溶液反應(yīng)生成無污染氣體，應(yīng)生成氮氣，則氣體2含有CO、N2，捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO， 工業(yè)廢氣中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成CaCO3、CaSO3，因氫氧化鈣過量，則固體1為主要含有Ca(OH)2，CaCO3、CaSO3，由分析可知，氣體1是不能被過量石灰水吸收的N2、NO、CO,氣體1通入氣體X，用氫氧化鈉溶液處理后到的NaNO2，X可為空氣，但不能過量，否則NaNO2被氧化得到硝酸鈉，氣體2含有CO、N2，經(jīng)捕獲劑得到氮氣和CO，所捕獲的氣體主要是CO，防止污染空氣，NaNO2與含有NH4+的溶液反應(yīng)生成無污染氣體，應(yīng)生成氮氣，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為NH4++N2O=N2↑+2H2O，

故答案為：N2、NO、CO；否；會使部分NO最終轉(zhuǎn)化為NaNO3，降低含NH4+廢水的處理效果；NH4++NO2-=N2↑+2H2O；CO；

（2）①由圖a可知一氧化氮在催化劑存在時生成了二氧化氮，二氧化氮和氧化鋇生成了硝酸鋇，硝酸鋇加入還原性氣體，釋放出氮氣，實現(xiàn)了氮的氧化物轉(zhuǎn)化為無害的氮氣，所以儲存NOx的物質(zhì)是BaO，

故答案為：BaO；

②由圖a可知，第一步反應(yīng)中H2被氧化生成水，化合價由0價升高到+1價，Ba(NO3)2的N元素化合價由+5價降低到-3價，生成氨氣，故化學(xué)方程式為8H2+Ba(NO3)2=BaO+2NH3+5H2O，

故答案為：8H2+Ba(NO3)2=BaO+2NH3+5H2O；

③圖b表示該過程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時間的變化關(guān)系，可以看出氫氣的量最小時，氨氣的量最多，氨氣是有毒的氣體，會對環(huán)境產(chǎn)生污染，

故答案為：催化劑的使用增加了NH3的排放，對環(huán)境產(chǎn)生污染。