Question

【题目】硝酸工业生产中常用纯碱溶液吸收排出的氮氧化物废气，废气中只含有NO、NO2两种气体。将一定量废气通入到足量的Na2CO3溶液中被完全吸收，溶液中生成的NO3-、NO2-两种离子的物质的量与废气中NO2的物质的量分数x变化关系可用图所示。已知溶液中可发生以下两个反应：

①NO＋NO2＋Na2CO3=2NaNO2＋CO2；

②2NO2＋Na2CO3=NaNO2＋NaNO3＋CO2

下列说法正确的是

A.图中线段a表示NO3－离子

B.随x值增大，溶液中n(NO3-)＋n(NO2-)增大

C.x＝0.6时，反应中可收集到标准状况下CO2 44.8 L

D.若测得所得溶液中n(NO3-)为0.5 mol，则x值为0.75

Answer 1

【答案】D

【解析】

由方程式和图象可知，NO单独不能被吸收：

①当NO和NO2混合气体被NaOH溶液恰好完全吸收，满足n(NO2)：n(NO)=1，即x=0.5，此时只生成NO2-，n(NO3-)=0，n(NO2-)=2mol，所以a曲线表示NO2-离子、b曲线表示NO3-离子；

②当气体只有NO2时，即x=1，发生反应2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2，此时生成n(NO3-)=n(NO2-)=1mol；

③由x=0.5和x=1可知，一定量废气中n(NO2)≥n(NO)，并且n(NO2)+n(NO)=2mol，生成n(NO3-)+n(NO2-)=2mol；

④反应NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2和2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2均有n(N)=2n(C)，即n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol，所以n(CO2)=1mol；

综上可知：2mol废气通入到足量的Na2CO3溶液中被完全吸收，即n(NO2)≥n(NO)，生成n(NO3-)+n(NO2-)=2mol；n(CO2)=1mol；a曲线表示NO2-离子、b曲线表示NO3-离子。

A．当x=0.5时，只发生反应NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2，n(NO3)=0，n(NO2)=2mol，所以a曲线表示NO2离子、b曲线表示NO3离子，故A错误；

B．当x=0.5时，只生成NO2，n(NO2)=2mol；当x=1只发生反应2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2，此时生成n(NO3)=n(NO2)=1mol，根据N原子守恒可知混合气体的总的物质的量为2mol，即溶液中n(NO3)+n(NO2)不变、始终等于2mol，故B错误；

C．由于废气中n(NO2)n(NO)，并且n(NO2)+n(NO)=2mol，根据反应①②可知n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol，即n(CO2)=1mol，标准状况下体积为22.4L，故C错误；

D．设n(NO2)=a，n(NO)=b，则a+b=2mol，发生反应①余下NO2的物质的量为(ab)mol，发生反应②生成n(NO3)=0.5(ab)=0.5mol，即ab=1mol，联立方程组解得a=1.5mol，b=0.5mol，废气中NO2的物质的量分数x=×100%=75%，故D正确；

答案选D。