Question

【題目】氮的氧化物和硫的氧化物是導致酸雨的物質(zhì)。

(1)SO2有毒,且能形成酸雨,是大氣主要污染物之一。石灰-石膏法和堿法是常用的煙氣脫硫法。石灰-石膏法的吸收原理:

①SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O②2CaSO3+O2+4H2O=2(CaSO4·2H2O)堿法的吸收原理:將含SO2的尾氣通入足量的燒堿溶液中,請寫出對應的化學反應方程式__________;

已知:

試劑	Ca(OH)2	NaOH
價格(元/kg)	0.36	2.9

和石灰-石膏法相比,堿法的優(yōu)點是吸收快、效率高,缺點是__________;

(2)石灰-石膏法和堿法的基礎上,設計了雙堿法,能實現(xiàn)物料循環(huán)利用。

上述方法中,實現(xiàn)循環(huán)利用的物質(zhì)是__________,請用化學方程式表示在Na2SO3溶液中加入CaO后的反應原理__________。

(3)一定條件下氨氣亦可用來將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)。寫出氨氣和二氧化氮在一定條件下反應的化學方程式：____________

(4)用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應的化學方程式如下：

NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O

2NO2＋2NaOH＝NaNO2＋NaNO3＋H2O

現(xiàn)有VL某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO組成的大氣污染物。

①所用燒堿溶液的物質(zhì)的量濃度至少為________mol·L－1。

②若所得溶液中c(NO3-)∶c(NO2-)＝1∶9，則原混合氣體中NO2和NO的物質(zhì)的量之比n∶m＝________。

Answer 1

【答案】SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 成本較高 NaOH CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2+Na2SO3=CaSO3↓+2NaOH 6NO2＋8NH37N2＋12H2O (m+n)/V 3∶2

【解析】

（1）根據(jù)二氧化硫和氫氧化鈉反應的生成物書寫；根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析判斷；

（2）根據(jù)流程轉(zhuǎn)化特點和物質(zhì)的性質(zhì)分析判斷；

（3）氨氣可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)，生成物應該是氮氣和水，據(jù)此書寫；

（4）①根據(jù)氣體和氫氧化鈉的關系計算；

②根據(jù)二氧化氮、一氧化氮和氫氧化鈉反應的方程式分析解答。

（1）將含SO2的尾氣通入足量的燒堿溶液中生成亞硫酸鈉和水，對應的化學反應方程式為SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知氫氧化鈉的成本高，則和石灰-石膏法相比其缺點是成本較高；

（2）根據(jù)流程圖可知氧化鈣溶于水生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和亞硫酸鈉反應生成亞硫酸鈣和氫氧化鈉，氫氧化鈉溶液能吸收二氧化硫，則實現(xiàn)循環(huán)利用的物質(zhì)是NaOH。根據(jù)上述分析可知在Na2SO3溶液中加入CaO后的反應原理為CaO+H2O＝Ca(OH)2、Ca(OH)2+Na2SO3＝CaSO3↓+2NaOH。

（3）一定條件下氨氣亦可用來將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)，該物質(zhì)是氮氣和水，則氨氣和二氧化氮在一定條件下反應的化學方程式為6NO2＋8NH37N2＋12H2O；

（4）①根據(jù)方程式NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH＝NaNO2＋NaNO3＋H2O可知只要是NO不過量，氮原子和氫氧化鈉的關系是1:1，則完全吸收n mol NO2和m mol NO所用燒堿溶液的物質(zhì)的量濃度至少為(m+n)/V mol·L－1。

②根據(jù)方程式可知

NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O

m m 2m

2NO2＋2NaOH＝NaNO2＋NaNO3＋H2O

(n－m) (n－m)/2 (n－m)/2

若所得溶液中c(NO3-):c(NO2-)＝1:9，則(n－m)/2:(n+3m)/2＝1:9，解得n:m＝3:2，即原混合氣體中NO2和NO的物質(zhì)的量之比為3:2。