Question

【題目】氮氧化合物和二氧化硫是引起霧霾的重要物質(zhì)，工業(yè)用多種方法來治理。某種綜合處理含NH4＋廢水和工業(yè)廢氣(主要含NO、CO、CO2、SO2、N2)的流程如圖：

已知：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

(1)固體1的主要成分有Ca(OH)2、_______(填化學(xué)式)。

(2)用NaNO2溶液處理含NH4＋廢水反應(yīng)的離子方程式為____。

(3)驗證廢水中NH4＋已基本除凈的方法是________(寫出操作、現(xiàn)象與結(jié)論)。

(4)氣體1轉(zhuǎn)化為氣體2時空氣不能過量的原因是_________。

(5)捕獲劑捕獲的氣體主要是__________(填化學(xué)式)。

(6)流程中生成的NaNO2因外觀和食鹽相似，又有咸味，容易使人誤食中毒。已知NaNO2能發(fā)生如下反應(yīng)：2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O；I2可以使淀粉變藍(lán)。根據(jù)上述反應(yīng)，選擇生活中常見的物質(zhì)和有關(guān)試劑進(jìn)行實驗，以鑒別NaNO2和NaCl。需選用的物質(zhì)是____(填序號)。

①水 ②淀粉碘化鉀試紙 ③淀粉 ④白酒 ⑤白醋

A．①③⑤ B．①②④ C．①②⑤ D．①②③⑤

Answer 1

【答案】CaCO3、CaSO3 NH4++NO2-=N2↑+2H2O 取少量處理后廢水于試管中，加入NaOH溶液加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，若無明顯現(xiàn)象則可證明NH4＋已基本除凈 氣體1轉(zhuǎn)化為氣體2時，只有當(dāng)其中NO：NO2物質(zhì)的量之比為1：1時，才可以被NaOH溶液完全轉(zhuǎn)化成NaNO2，若空氣過量，則與NaOH反應(yīng)生成NaNO3和NaNO2的混合溶液，因此空氣不能過量 CO C

【解析】

工業(yè)廢氣中CO2、SO2可被石灰乳吸收，固體Ⅰ為CaCO3、CaSO3及過量Ca(OH)2，氣體Ⅰ是不能被過量石灰水吸收的N2、NO、CO；氣體Ⅰ與適量的空氣作用反應(yīng)產(chǎn)生NO2，再用NaOH溶液處理得到NaNO2，空氣不能過量，否則得到NaNO3，由①2NO+O2=2NO2，②NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，將①+②×2得到4NO+O2+4NaOH=4NaNO2+4H2O，為確保反應(yīng)只生成NaNO2，理論上應(yīng)控制NO和O2物質(zhì)的量之比4：1，氣體3含有CO、N2，NaNO2與含有NH4+的溶液反應(yīng)生成無污染的N2，捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO。根據(jù)淀粉溶液于I2變?yōu)樗{(lán)色檢驗NaNO2的存在。

(1)工業(yè)廢氣中CO2、SO2是酸性氧化物可與堿Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，因而可被石灰乳吸收反應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的鹽，所以固體Ⅰ為CaCO3、CaSO3及過量Ca(OH)2；

(2)用NaNO2具有氧化性，NH4+具有還原性，二者在溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生N2和H2O，所以用NaNO2溶液處理含NH4＋廢水反應(yīng)的離子方程式為：NH4++NO2-=N2↑+2H2O；

(3)NH4+能夠與強(qiáng)堿共熱產(chǎn)生堿性氣體——氨氣，因此驗證廢水中NH4+已基本除凈的方法是：取少量處理后廢水于試管中，加入濃NaOH溶液并加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，若無明顯現(xiàn)象，則可證明NH4＋已基本除凈；

(4)若氧氣過量，NO會被完全氧化產(chǎn)生NO2，只發(fā)生反應(yīng)2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，使制取得到的物質(zhì)中含有NaNO3雜質(zhì)；根據(jù)方程式NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O可知：只有當(dāng)氣體中NO、NO2物質(zhì)的量之比為1：1時才可以被NaOH溶液完全轉(zhuǎn)化成NaNO2，所以通入的空氣不能過量；

(5)氣體3含有CO、N2，NaNO2與含有NH4+的溶液反應(yīng)生成無污染氣體，生成的該氣體應(yīng)為N2，捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO；

(6)根據(jù)反應(yīng)方程式2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O可知：NaNO2具有氧化性，會將KI氧化產(chǎn)生I2，I2可以使淀粉變藍(lán)，反應(yīng)在酸性溶液中進(jìn)行，反應(yīng)在溶液中進(jìn)行，需要水、酸，還需要KI、淀粉，所以鑒別NaNO2和NaCl需要的試劑序號為①②⑤，故合理選項是C。