Question

12．硝酸工业产生的尾气以及汽车排放出的尾气中含有氮氧化物（NOx）．
（1）汽车尾气净化装置里装有Pd等过渡元素的催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示．

尾气净化装置中发生的总反应的化学方程式为2NO+O₂+4CO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$4CO₂+N₂．
（2）用3%的H₂O₂溶液吸收尾气中的NOx生成HNO₃，再用NaOH标准溶液滴定HNO₃．可以测定NO_x在汽车尾气中的体积分数，若通人3%的H₂O₂溶液的汽车的尾气体积为VL（标准状况），滴定时消耗浓度为cmol．L-1标准NaOH溶液amL，则NOx的体积分数为$\frac{22.4×ac×1{0}^{-3}}{V}$．
（3）用氨可以和NOx在一定的条件下转化为N₂和H₂O，若在标准状况下5L NOx与4L NH₃恰好完全作用，则x为1.2．
（4）硝酸工业尾气中的N0x可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：
2NO₂+Na₂CO₃═NaNO₂+NaNO₃+CO₂       
NO+NO₂+Na₂CO₃═2NaNO₂+CO₂现用0.5L 2mol．L^-1的纯碱溶液恰好吸收一定量硝酸工业尾气中的NOx，吸收液质量增加44g（设CO₂全部排出）．则NO₂和NO的体积比为7：1．

Answer 1

分析 （1）根据根据2NO+O₂=2NO₂，2NO₂+4C0 $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$4CO₂+N₂，可得总反应；
（2）硝酸与NaOH等物质的量反应生成硝酸钠，根据氢氧化钠的物质的量求出硝酸的物质的量，由N原子守恒可以求出NO_x的物质的量，再求出其体积和体积分数；
（3）根据原子守恒配平方程式，再根据体积比等于计量数之比求出x；
（4）根据二氧化碳气体体积和溶液质量增加的量列方程组解出一氧化氮和二氧化氮的体积，从而得出其体积之比．

解答 解：（1）①2NO+O₂=2NO₂ 、②2NO₂+4C0$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$4CO₂+N₂，①+②可得：2NO+O₂+4CO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$4CO₂+N₂；
故答案为：2NO+O₂+4CO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$4CO₂+N₂；
（2）滴定时消耗浓度为cmol．L^-1标准NaOH溶液amL，则氢氧化钠的物质的量为ca×10^-3mol，则硝酸的物质的量为ca×10^-3mol，由N原子守恒可以求出NO_x的物质的量ca×10^-3mol，则NO_x的体积分数为$\frac{22.4×ac×1{0}^{-3}}{V}$=$\frac{22.4×ac×1{0}^{-3}}{V}$；
故答案为：$\frac{22.4×ac×1{0}^{-3}}{V}$；
（3）用氨可以和NOx在一定的条件下转化为N₂和H₂0，若在标准状况下5L NO_x与4L NH₃恰好完全作用，其反应方程式为：NO_x+$\frac{2x}{3}$NH₃=$\frac{3+2x}{6}$N₂+xH₂0，
由参加反应的气体的体积比等于计量数之比得5：4=1：$\frac{2x}{3}$，解得x=1.2；
故答案为：1.2；
（4）2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂，△m=48g；NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₃+CO₂，△m=32g；结合反应方程式，知吸收NOx的物质的量为2mol，形成的钠盐中Na～N，同时产生1 mol CO₂，0.5L 2mol/L的纯碱的物质的量是1mol，设NO的物质的量是x，NO₂的物质的量是y，则x+$\frac{y-x}{2}$=1mol，32x+24（y-x）=44，解得：x=$\frac{1}{4}$mol，Y=$\frac{7}{4}$mol，即一氧化氮和二氧化氮的物质的量之比=1：7，所以相同条件下，二氧化氮和一氧化氮的体积之比是7：1，
故答案为：7：1．

点评 本题主要考查了氮氧化物相关知识、物质含量的测定、有关化学方程式的计算等，题目难度中等，侧重于考查学生对基础知识的应用能力和计算能力，掌握氮的氧化物的化学性质是解答的关键．