Question

10．NO_x是空氣的主要污染物．
（1）NO_x能形成酸雨，寫出NO₂轉化為HNO₃的化學方程式：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（2）在汽車尾氣系統中安裝催化轉化器，可將NO_X還原成無害物質排出．
寫出NO被CO還原的化學方程式：2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂；
（3）工業(yè)上通常用NO_x+NH₃→N₂+H₂O來消除NO_x的污染．現有NO₂和NO的混合氣體3L，用3.5LNH₃恰好使其完全轉化為N₂，則混合氣體中NO₂和NO的體積之比為3：1（氣體體積在同條件下測定）；
（4）實驗室中NO_x的尾氣常采用堿溶液來吸收，主要反應為：2NO₂+2NaOH═NaNO₂+NaNO₃+H₂O，
NO₂+NO+2NaOH═2NaNO₂+H₂O．現有標準狀況下aL NO₂和bL NO，若用500mLNaOH溶液能恰好吸收完全，則NaOH溶液物質的量濃度是$\frac{a+b}{11.2}$mol•L^-1（用含有a、b的代數式表示）；
（5）將9mLNO₂依次通過足量的飽和NaHCO₃溶液、濃硫酸、Na₂O₂之后，用排水法將殘留氣體收集到集氣瓶中，充分吸收后，保持溫度和壓強與初狀態(tài)相同，此時集氣瓶中的氣體體積為0.75（不考慮水蒸氣）．

Answer 1

分析 （1）二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮；
（2）NO被CO還原，可生成氮氣和二氧化碳；
（3）NO、NO₂的混合氣體3L，用同溫同壓下3.5LNH₃使其恰好完全轉化為N₂，體積比等于物質的量比，可設混合氣體3mol，NO、NO₂分別為xmol、ymol，與氨氣反應時遵循電子守恒，以此來解答；
（4）由NO₂+NO+2NaOH═2NaNO₂+H₂O、2NO₂+2NaOH═NaNO₂+NaNO₃+H₂O可知，標準狀況下aL NO₂和bL NO，若用500mLNaOH溶液能恰好吸收完全，則n（N）=n（NaOH），結合c=$\frac{n}{V}$計算；
（5）假定為3molNO₂，通過飽和碳酸氫鈉溶液，首先發(fā)生3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，生成1molNO、2molHNO₃，再發(fā)生反應：HNO₃+NaHCO₃=NaNO₃+CO₂↑+H₂O，生成2molCO₂，從飽和碳酸氫鈉溶液出來的氣體為1molNO、2molCO₂及水蒸氣，再通過濃硫酸干燥，出來的氣體為1molNO、2molCO₂，氣體通過過氧化鈉，發(fā)生反應2CO₂+2Na₂O₂═2Na₂CO₃+O₂、2NO+O₂=2NO₂，從過氧化鈉出來的氣體最終為0.5molO₂、1molNO₂，最后用排水法收集，發(fā)生反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，據此計算解答．

解答 解：（1）二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，反應方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（2）由題意可知，NO被CO還原，可生成氮氣和二氧化碳，反應的方程式為2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂，
故答案為：2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂；
（3）NO、NO₂的混合氣體3L，用同溫同壓下3.5LNH₃使其恰好完全轉化為N₂，體積比等于物質的量比，可設混合氣體3mol，氨氣3.5mol，NO、NO₂分別為xmol、ymol，
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=3\\;}\\{2x+4y=3.5×3}\end{array}\right.$，解得x=0.75mol，y=2.25mol，
則混合氣體中NO₂、NO的物質的量之比為2.25mol：0.75mol=3：1，故答案為：3：1；
（4）由NO₂+NO+2NaOH═2NaNO₂+H₂O、2NO₂+2NaOH═NaNO₂+NaNO₃+H₂O可知，標準狀況下aL NO₂和bL NO，若用500mLNaOH溶液能恰好吸收完全，則n（N）=n（NaOH），結合c=$\frac{n}{V}$=$\frac{\frac{a+b}{22.4}}{0.5}$=$\frac{a+b}{11.2}$，故答案為：$\frac{a+b}{11.2}$；
（5）假定為3molNO₂，通過飽和碳酸氫鈉溶液，首先發(fā)生3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，生成1molNO、2molHNO₃，再發(fā)生反應：HNO₃+NaHCO₃=NaNO₃+CO₂↑+H₂O，生成2molCO₂，從飽和碳酸氫鈉溶液出來的氣體為1molNO、2molCO₂及水蒸氣，再通過濃硫酸干燥，出來的氣體為1molNO、2molCO₂，氣體通過過氧化鈉，發(fā)生反應2CO₂+2Na₂O₂═2Na₂CO₃+O₂，生成1molO₂，再發(fā)生反應2NO+O₂=2NO₂，1molNO消耗0.5molO₂，生成1molNO₂，故從過氧化鈉出來的氣體最終為0.5molO₂、1molNO₂，最后用排水法收集，發(fā)生反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，1molNO₂消耗O₂為1mol×$\frac{1}{4}$=0.25mol，故最終剩余的氧氣為0.5mol-0.25mol=0.25mol，體積之比等于物質的量之比，故最終收集到的氣體是0.25體積的O₂，所以9mLNO₂時集氣瓶中的氣體體積為0.25×$\frac{9}{3}$=0.75，故答案為：0.75．

點評 本題考查氧化還原反應的計算，為高頻考點，把握電子守恒為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，題目難度不大．