Question

在實(shí)驗(yàn)室中，氮氧化物廢氣（主要成分NO₂和NO）可以用NaOH溶液來(lái)吸收，以除去這些廢氣，其主要反應(yīng)為：2NO₂+2NaOH→NaNO₂+NaNO₃+H₂O，NO+NO₂+2NaOH→2NaNO₂+H₂O
（1）2molNO和2.4molNO₂混合氣體通入NaOH溶液被完全吸收時(shí)，生成的NaNO₂ 和 NaNO₃物質(zhì)的量各為多少？
（2）NO和NO₂的混合氣體的組成可表示為NOX，該混合氣體通入NaOH溶液被完全吸收時(shí)，x的值可以為______（填編號(hào)）．
a．1.1　　　　 b．1.2　　　 c．1.5　　　 d．1.8
若用純堿溶液處理氮氧化物廢氣，反應(yīng)與上述類似，同時(shí)放出CO₂．
（3）請(qǐng)寫出純堿溶液吸收NO₂的化學(xué)方程式______．
（4）現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)狀況下a升NO₂（其中N₂O₄體積分?jǐn)?shù)為20%）和b升NO的混合氣恰好被200mL Na₂CO₃溶液完全吸收，則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系為：______；該Na₂CO₃溶液的物質(zhì)的量濃度為______ mol/L（用含a、b的代數(shù)式表示）．
（5）若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2.016L氮氧化物的混合氣和0.896LO₂與1mol/LNa₂CO₃溶液50mL恰好反應(yīng)生成NaNO₃，則混和氣體中N₂O₄與NO₂的體積比為______．寫出本小題的計(jì)算過(guò)程：______．

Answer 1

解：（1）、2molNO反應(yīng)，需要消耗2molNO₂，生成了4mol NaNO₂，還有0.4mol NO₂和氫氧化鈉反應(yīng)，分別生成0.2mol NaNO₂、0.2mol NaNO₃，故生成了4.2mol NaNO₂，0.2mol NaNO₂；
故答案是：n（NaNO₂ ）=4.2 mol n（NaNO₃）=0.2 mol；
（2）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=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，故選：CD；
（3））、二氧化氮與碳酸鈉反應(yīng)生成NaNO₂、NaNO₃、CO₂，反應(yīng)方程式為2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂ ，
故答案為：2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂ ；
（4）發(fā)生反應(yīng)為：2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂ ，NO₂+NO+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂，從反應(yīng)式就可以看出當(dāng)n（NO₂）/n（NO）≥1，氣體就全部反應(yīng)了，
aLNO₂，其中N₂O₄的體積分?jǐn)?shù)是20%，把N₂O₄折換成NO₂，NO₂的體積總共為aL×（1-20%）+aL×20%×2=1.2aL，所以 ≥1，≥；
由Na元素可知：2n（Na₂CO₃）=n（NaNO₂）+n（NaNO₃），由N元素守恒可知n（NaNO₂）+n（NaNO₃）=n（NO₂）+2n（N₂O₄）+n（NO）=++=mol，所以2n（Na₂CO₃）=mol，n（Na₂CO₃）=mol，該Na₂CO₃溶液的物質(zhì)的量濃度為：

=；
故答案為：≥； ；
（5）、設(shè)：2.016 L氮氧化物中含N₂O₄ x mol、NO₂ y mol、NO z mol，
x+y+z==0.09
2x+y+3z=×4 （得失電子守恒）
2 x+y+z=0.05×2 （氮原子子守恒、鈉離子守恒）
解得：x=0.01（mol），y=0.05（mol），z=0.03（mol）
∴V（N₂O₄）：V（NO₂）=n（N₂O₄）：n（NO₂）=0.01：0.05=1：5，

答：混和氣體中N₂O₄與NO₂的體積比為1：5，計(jì)算過(guò)程為：
設(shè)：2.016 L氮氧化物中含N₂O₄ x mol、NO₂ y mol、NO z mol，x+y+z==0.09
2x+y+3z=×4 （得失電子守恒）
2 x+y+z=0.05×2 （氮原子子守恒、鈉離子守恒）
解得：x=0.01（mol），y=0.05（mol），z=0.03（mol）
∴V（N₂O₄）：V（NO₂）=n（N₂O₄）：n（NO₂）=0.01：0.05=1：5．
分析：（1）、NO必須和二氧化氮一起才能反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)分別求算出生成的NaNO₂ 和NaNO₃，故NO₂還剩余0.4mol單獨(dú)與燒堿反應(yīng)；（2）、由方程式2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O和NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O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，計(jì)算x的最小值，因?yàn)榛煊蠳O，所以x最大值＜2，據(jù)此確定x取值范圍；
（3）、純堿溶液處理氮氧化物廢氣，反應(yīng)與上述類似，同時(shí)放出CO₂，所以二氧化氮與碳酸鈉反應(yīng)生成NaNO₂、NaNO₃、CO₂；
（4）、發(fā)生反應(yīng)2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂，NO₂+NO+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂，從反應(yīng)式就可以看出當(dāng)n（NO₂）/n（NO）≥1，把N₂O₄折換成NO₂，計(jì)算a、b的關(guān)系；恰好反應(yīng)溶液溶質(zhì)為NaNO₂、NaNO₃，由N元素守恒可知n（NaNO₂）+n（NaNO₃）=n（NO₂）+2n（N₂O₄）+n（NO），由Na元素可知2n（Na₂CO₃）=n（NaNO₂）+n（NaNO₃），計(jì)算n（Na₂CO₃）代入c=n/v，計(jì)算碳酸鈉的濃度．
（5）、設(shè)2.016 L氮氧化物中含N₂O₄ x mol、NO₂y mol、NO z mol，分別利用氣體總物質(zhì)的量、電子守恒、鈉離子氮原子守恒列式求解．
點(diǎn)評(píng)：本題考查閱讀理解信息的能力、混合反應(yīng)的計(jì)算能力等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與利用信息、基礎(chǔ)知識(shí)分析解決問(wèn)題的能力，根據(jù)題給信息書寫化學(xué)方程式，發(fā)現(xiàn)化學(xué)方程式中隱含的關(guān)系和規(guī)律是解題關(guān)鍵，難度稍大．