Question

硝酸工业尾气中氮的氧化物（NO、NO₂）是大气污染物，可用基于下列反应的方法治理：2NO₂+2NaOH→NaNO₃+NaNO₂+H₂O        NO+NO₂+2NaOH→2NaNO₂+H₂O；
（1）若在标准状况下有NO、NO₂的混合物恰好与50mL 2.0mol?L^-1的NaOH溶液反应完全，且生成NaNO₂和NaNO₃的物质的量的比值为4：1，则在混合气体中NO气体的体积分数为多少？
（2）设NO、NO₂的混合气体用NO_x表示，用碱液吸收，生成硝酸钠及亚硝酸钠再结晶分离．
①试写出NO_x与NaOH溶液反应的化学方程式：

 

②若生产每吨硝酸钠的成本为0.16万元，生产每吨亚  硝酸钠的成本为0.27万元．
目前市场出售价：硝酸钠每吨0.18万元，亚硝酸钠每吨0.28万元．则每处理22.4×10⁹L（标准状况）含NO_x（x≥1.5）0.1%（体积分数）的尾气，所得利润y（出售价减去成本价，单位：万元）与x的关系为

 

．
（3）根据（2）的计算结果，在以下坐标系中作出其示意图．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）NO、NO₂的物质的量分别为xmol、ymol，利用反应的化学方程式解答；
（2）①NO_x与NaOH溶液反应生成亚硝酸钠、硝酸钠与水，钠原子与氮原子物质的量之比为1：1，利用待定系数法配平书写方程式；
②根据方程式计算生成亚硝酸钠、硝酸钠的质量，进而计算利润；
（3）根据（2）的计算结果可知，需在坐标系中作出y=1.01x-0.825示意图．

解答： 解：（1）NO、NO₂的物质的量分别为xmol、ymol，则：
NO₂+NO+2NaOH→2NaNO₂+H₂O
1   1          2
x   x          2x
2NO₂+2NaOH→NaNO₂+NaNO₃+H₂O
2           1      1
（y-x） 0.5（y-x） 0.5（y-x）
所以[2x+0.5（y-x）]：0.5（y-x）=4：1，故x：y=3：7，
则NO的体积分数为

3

3+7

=0.3，
答：混合气体中NO气体的体积分数为0.3；
（2）①NO_x与NaOH溶液反应生成亚硝酸钠、硝酸钠与水，令NO_x、NaOH系数都为1，配平后方程式为2NO_x+2NaOH=（2x-3）NaNO₃+（5-2x）NaNO₂+H₂O，
故答案为：2NO_x+2NaOH=（2x-3）NaNO₃+（5-2x）NaNO₂+H₂O；
②2NO_x+2NaOH=（2x-3）NaNO₃ +（5-2x）NaNO₂+H₂O
44.8L             85（2x-3）g     69（5-2x）g
22.4×10⁹L×0.1% 42.5（2x-3）×0.1%×10⁹g 34.5（5-2x）×0.1%×10⁹g
故y=

42.5(2x-3)×0.1%×109

106

×（0.18-0.16）+

34.5(5-2x)×0.1%×109

106

×（0.28-0.27）=1.01x-0.825
故答案为：y=1.01x-0.825；
（3）所得利润y与x的关系式为y=1.01x-0.825，为一次函数，因NO_x（x≥1.5）当x=1.5时，y=0.69，当x=2.0时，y=1.195，所以该图为：，
答：坐标系中作出其示意图为．

点评：本题考查混合物的有关计算，注意根据方程式进行计算，需要学生具备扎实的基础与利用信息、基础知识分析解决问题的能力，发现化学方程式中隐含的关系和规律是解题关键，难度中等．