Question

【題目】硝酸工業(yè)尾氣中氮氧化物（NO與NO2）是主要的大氣污染物之一，可用氨氧混合氣進行選擇性催化還原處理。其主要反應原理如下：4NO+4NH3+O24N2+6H2O；6NO2+8NH37N2+12H2O。

某硝酸廠排放的尾氣中氮氧化合物的含量為2490mg/m3（體積已折算至標準狀況），其中NO與NO2物質的量比為4：1。設尾氣中氮氧化物與氨氧混合氣恰好完全反應。

（1）尾氣中氮氧化合物的平均相對分子質量為___。

（2）尾氣中NO的含量為___mg/m3。

（3）要處理5m3的尾氣，需要氨氧混合氣的體積為___L。

另一種處理氮氧化物的方法是用燒堿進行吸收，產物為NaNO2、NaNO3和H2O。現有含0.5mol氮氧化物的尾氣，恰好被一定體積的25%NaOH溶液（密度1.28g/cm3）完全吸收。

（4）NaOH溶液的物質的量濃度為___mol/L，體積為___mL。

（5）已知反應后溶液中含有0.35molNaNO2。若將尾氣中NO與NO2的平均組成記為NOx，通過計算求x___。

Answer 1

【答案】19.37 1800 10.64 8 62.5 1.8

【解析】

(1)先根據尾氣中二氧化氮和一氧化氮的關系計算二氧化氮、一氧化氮的物質的量，再根據方程式計算氨氣和氧氣的物質的量，最后根據M=計算其平均相對分子質量；

(2)根據m=nM計算；

(3)根據V=nVm計算需要氨氧混合氣體的體積；

(4)①c=，根據原子守恒知，氮氧化物的物質的量等于氫氧化鈉的物質的量，再根據V=計算；

②根據方程式2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O和NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O中氮原子守恒計算NO和NO2的物質的量分別是多少，根據氧原子守恒解答。

(1)設1m3尾氣中NO2的物質的量為x，則NO的物質的量為4x，4xmol×30g/mol+46xg=2.49g，x=0.015mol，所以1m3尾氣中NO2的物質的量為0.015mol，則NO的物質的量為0.06mol，根據4NO+4NH3+O24N2+6H2O知，0.06molNO需要0.06molNH3，0.015molO2，根據方程式6NO2+8NH37N2+12H2O，0.015molNO2需要0.02molNH3，所以氮氧化物混合氣體的平均摩爾質量為=33.2g/mol，所以其相對分子質量為33.2；

(2)1m3尾氣中NO的物質的量為0.06mol，所以其m=nM=0.06mol×30g/mol=1.8g=1800mg；

(3)處理1m3尾氣需要氨氧混合物的體積=(0.06+0.02+0.015)mol×22.4L/mol=2.128L，則要處理5m3的尾氣，需要氨氧混合氣的體積為=2.128L×5=10.64L；

(4)①c=，根據原子守恒知，氮氧化物的物質的量等于氫氧化鈉的物質的量，所以V==62.5mL；

②2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O和NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O，根據氮原子守恒知，生成0.35mol亞硝酸鈉則生成0.15mol硝酸鈉，生成0.15mol硝酸鈉需要0.3mol二氧化氮，同時生成0.15mol亞硝酸鈉，0.2mol亞硝酸鈉需要0.1mol一氧化氮，所以二氧化氮的物質的量是0.4mol，根據氧原子守恒得x==1.8。