Question

【题目】近几年来关于氮污染的治理倍受关注。

（1）三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，能同时实现汽车尾气中的CO、CxHy、NOx三种成分的净化，其催化剂表面物质转化的关系如图1所示，化合物X可借助傅里叶红外光谱图（如图2所示）确定。

图1 图2

①在图示的转化中，被还原的元素是 ，X的化学式为 。

②氮元素在周期表中的位置是 。

（2）SCR技术可使NOx与NH3直接反应，实现无害转化。当NO与NO2的物质的量之比为2:1时，写出发生反应的化学方程式： 。已知NOx与NH3的反应△H＜0，为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是 （任写一条）。

（3）利用ClO2 氧化氮氧化物反应过程如下：NONO2N2

反应Ⅰ的化学方程式是2NO + ClO2 + H2O == NO2 + HNO3 + 2HCl，反应Ⅱ的离子方程式是 。

（4）加入过量次氯酸钠可使废水中NH4+ 完全转化为N2，而本身被还原为NaCl。

①写出次氯酸钠的电子式_________________。

②检验废水中是否存在NH4+的方法是 。

③若处理废水产生了0.448 L N2（标准状况），则需消耗浓度为2 mol·L-1的次氯酸钠的体积为 mL。

Answer 1

【答案】（1）①N、O （2分） Ba（NO3）2 （1分） ②第二周期第ⅤA族（1分）

（2）16NH3+12NO+6NO2=17N2+24H2O（2分） 增大NH3浓度（降低温度）（1分）

（3）2NO2+4SO32-=N2+4SO42-（2分） （4）① （1分）

②取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口。若试纸变蓝，则A中生成NH4+（2分） ③30（2分）

【解析】

试题分析：（1）①根据图示可知，在图示的转化中，NOx中的N元素的化合价部分降低，O2中的O元素的化合价降低，得到电子，被还原；所以被还原的元素是N、O；其中的部分NOx中的N元素的化合价部分升高，变为HNO3，与BaO发生反应，形成Ba（NO3）2，所以形成的X的化学式为Ba（NO3）2；②氮元素在周期表中的位置是第二周期第ⅤA族；

（2）SCR技术可使NOx与NH3的直接反应，实现无害转化。当NO与NO2的物质的量之比为2:1时，根据电子守恒、原子守恒，可得发生反应的化学方程式是16NH3 + 12NO + 6NO2 = 17N2 + 24H2O；已知NOx与NH3的反应△H＜0，所以为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是增大NH3浓度（降低温度）；

（3）NO2氧化亚硫酸钠的离子方程式为2NO2 + 4SO32- = N2 + 4SO42- ；

（4）①次氯酸钠是离子化合物，的电子式为。

②氨气是碱性气体，则检验铵根的方法是：取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口。若试纸变蓝，则A中生成NH4+。

③若处理废水产生了0.448 L N2（标准状况），反应中转移电子的物质的量是＝0.12mol。氯元素的化合价从＋1价降低到－1价，得到2个电子，所以根据电子得失守恒可知需要0.06mol次氯酸钠，溶液的体积为0.06mol÷2mol·L-1＝0.03L＝30mL。