Question

2．工業(yè)生產(chǎn)硝酸的尾氣中含有氮氧化物NO_x（NO和NO₂的混合物，假設(shè)不含N₂O₄），對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來較大的威脅．
（1）工業(yè)上也常用Na₂CO₃溶液吸收法處理NO_x．已知：NO不能與Na₂CO₃溶液反應(yīng)，NO+NO₂+Na₂CO₃═2NaNO₂+CO₂；2NO₂+Na₂CO₃═NaNO₂+NaNO₃+CO₂．
當(dāng)NO_x被Na₂CO₃溶液完全吸收時(shí)，x的值不可能是A（填字母）．
A．1.3        B．1.6          C．1.8
（2）將1mol NO_x通入Na₂CO₃溶液中，被完全吸收時(shí)，溶液中生成的NO₃^-、NO₂^-兩種離子的物質(zhì)的量隨x變化關(guān)系如圖所示：圖中線段a表示NO₂^-離子隨x值變化的關(guān)系；若用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.2%的Na₂CO₃溶液吸收，則需要Na₂CO₃溶液至少250g．
（3）用足量的 Na₂CO₃溶液完全吸收NO_x，每產(chǎn)生22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO₂（全部逸出）時(shí)，吸收液質(zhì)量就增加44g，試計(jì)算NO_x中x的值=1.875．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)NO_x被Na₂CO₃溶液完全吸收時(shí)，則n（NO₂）≥n（NO），以此計(jì)算x；
（2）由圖可知，xx=1.5，溶液中生成的NO₃^-、NO₂^-兩種離子，a為最大，b為最小；由生成物化學(xué)式可知，NaNO₃和NaNO₂中氮元素與鈉元素之比為1：1；
（3）利用差量法計(jì)算NO、NO₂的物質(zhì)的量，再根據(jù)平均摩爾質(zhì)量法計(jì)算x值．

解答 解：（1）由方程式可知，NO單獨(dú)不能被吸收，NO和NO₂混合氣體被NaOH溶液被完全吸收，滿足n（NO₂）：n（NO）≥1，當(dāng)n（NO₂）：n（NO）=1時(shí)x值最小，x最小值為$\frac{1+2}{2}$=1.5，因?yàn)榛煊蠳O，所以x最大值＜2，故x的取值范圍為1.5≤x＜2，所以x的值不可能是1.3，
故答案為：A；
（2）用極限法：若x=1.5氣體應(yīng)為NO和NO₂混合物，物質(zhì)的量比為1：1，按NO+NO₂+Na₂CO₃═2NaNO₂+CO₂反應(yīng)，沒有NO₃^-，線a應(yīng)該表示NO₂^-；
由守恒法可知：反應(yīng)生成的NaNO₃和NaNO₂中氮元素與鈉元素之比為1：1，所以1mol NO_x被完全吸收至少需碳酸鈉0.5mol，質(zhì)量為53g，所以碳酸鈉溶液的質(zhì)量為$\frac{53g}{21.2%}$=250g，故答案為：NO₂^-；250；
（3）設(shè)由NO₂和純堿反應(yīng)產(chǎn)生CO₂為amol，
由NO和NO₂與純堿反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂為bmol，
 2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂   質(zhì)量增加
                        1mol△m=48g
                        amol    48ag
 NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂ 質(zhì)量增加
                     1mol△m=32g
                     bmol     32bg       
$\left\{\begin{array}{l}{a+b=1}\\{48a+32b=44}\end{array}\right.$，
解得a=0.75mol，b=0.25mol，
n（NO₂）=0.75mol×2+0.25mol=1.75mol
n（NO）=0.25mol
x=$\frac{0.25mol×1+1.75mol×2}{0.25mol+1.75mol}$=1.875，
故答案為：1.875．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握反應(yīng)中物質(zhì)的量關(guān)系、原子守恒、極限法等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，題目難度中等．