Question

【题目】践行绿水青山就是金山银山的发展理念，就要做好大气污染和水污染防治。

（1）为落实“污水共治”，某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程：

①气体l中主要含有___。

②已知X是空气，通入过量X是否合理__(填是或否)，理由是__；NaNO2溶液综合处理含NH4+废水时，发生反应的离子方程式为___；捕获剂所捕获的气体成份主要是___。

（2）为了提高汽车尾气中NOx的去除率，有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放，可以采用NSR(NOx储存还原)处理。其工作原理：NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。

①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是__。

②用H2模拟尾气中还原性气体研究Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应的化学方程式为__。

③有人根据上述模拟过程认为，使用了催化反应器虽然能将NOx转化为N2，但从环保角度汽车仍然需要限行。请简述限行的理由：___。

Answer 1

【答案】N2、NO、CO 否 会使部分NO最终转化为NaNO3，降低含NH4+废水的处理效果 NH4++NO2-=N2↑+2H2O CO BaO 8H2+Ba(NO3)2=BaO+2NH3+5H2O 催化剂的使用增加了NH3的排放，对环境产生污染

【解析】

（1）工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成固体1为CaCO3、CaSO3，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后得到NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则NaNO2被氧化得到硝酸钠，NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，则气体2含有CO、N2，捕获剂所捕获的气体主要是CO，以此解答该题。

（2）①由图a可知一氧化氮在催化剂存在时生成了二氧化氮，二氧化氮和氧化钡生成了硝酸钡，硝酸钡加入还原性气体，释放出氮气，实现了氮的氧化物转化为无害的氮气，由图a可知，第一步反应中H2被氧化生成水，根据化合价的变化，写出化学方程式，用化合价升降法配平化学方程式，在催化过程中产生了氨气，考虑它对环境的影响。

（1）工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成固体1为CaCO3、CaSO3，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后到的NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则得到硝酸钠，NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，则气体2含有CO、N2，捕获剂所捕获的气体主要是CO， 工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成CaCO3、CaSO3，因氢氧化钙过量，则固体1为主要含有Ca(OH)2，CaCO3、CaSO3，由分析可知，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO,气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后到的NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则NaNO2被氧化得到硝酸钠，气体2含有CO、N2，经捕获剂得到氮气和CO，所捕获的气体主要是CO，防止污染空气，NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，发生氧化还原反应，离子方程式为NH4++N2O=N2↑+2H2O，

故答案为：N2、NO、CO；否；会使部分NO最终转化为NaNO3，降低含NH4+废水的处理效果；NH4++NO2-=N2↑+2H2O；CO；

（2）①由图a可知一氧化氮在催化剂存在时生成了二氧化氮，二氧化氮和氧化钡生成了硝酸钡，硝酸钡加入还原性气体，释放出氮气，实现了氮的氧化物转化为无害的氮气，所以储存NOx的物质是BaO，

故答案为：BaO；

②由图a可知，第一步反应中H2被氧化生成水，化合价由0价升高到+1价，Ba(NO3)2的N元素化合价由+5价降低到-3价，生成氨气，故化学方程式为8H2+Ba(NO3)2=BaO+2NH3+5H2O，

故答案为：8H2+Ba(NO3)2=BaO+2NH3+5H2O；

③图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系，可以看出氢气的量最小时，氨气的量最多，氨气是有毒的气体，会对环境产生污染，

故答案为：催化剂的使用增加了NH3的排放，对环境产生污染。