Question

17．三效催化劑能同時實現汽車尾氣中的CO、C_xH_y、NO_x三種成分的凈化，其催化劑表面物質轉化的關系如圖1所示，化合物X可借助傅里葉紅外光譜圖（如圖2所示）確定．

（1）在圖示的轉化中，被還原的元素是N、O（寫元素符號），X的化學式為Ba（NO₃）₂．
（2）SCR技術可使NO_x與NH₃的直接反應，實現無害轉化．當NO_x為NO和NO₂的兩種混合氣體，且物質的量之比為4：1時，發生反應的化學方程式為8NH₃+8NO+2NO₂=9N₂+12H₂O．
（3）加入過量次氯酸鈉可使廢水中NH₄⁺ 完全轉化為N₂，而本身被還原為NaCl．若處理廢水產生了0.448L N₂（標準狀況），則需消耗濃度為0.5mol•L^-1的次氯酸鈉的體積為120mL．

Answer 1

分析 （1）根據化合價降低為氧化劑被還原判斷；根據傅里葉紅外光譜圖（如圖2所示）確定化合物X含硝酸根；
（2）根據NO_x與NH₃的直接反應，實現無害轉化，則生成氮氣和水，據此書寫方程式；
（3）根據反應的離子方程式進行計算．

解答 解：（1）在圖1所示的轉化中N、O化合價降低為氧化劑被還原；由傅里葉紅外光譜圖（如圖2所示）確定化合物X含硝酸根，再結合圖一由鋇離子參與，所以X為Ba（NO₃）₂；
故答案為：N、O；Ba（NO₃）₂；
（2）因為NO_x與NH₃的直接反應，實現無害轉化，則生成氮氣和水，所以當NO與NO₂的物質的量之比為4：1時，發生反應的化學方程式為8NH₃+8NO+2NO₂=9N₂+12H₂O，
故答案為：8NH₃+8NO+2NO₂=9N₂+12H₂O；
（3）由2NH₄⁺+3ClO^-=N₂↑+3Cl^-+2H⁺+3H₂O得，處理廢水產生了0.448L即$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol N₂（標準狀況），則需消耗濃度為0.5mol•L^-1的次氯酸鈉的體積為$\frac{0.02×3}{0.5}$×1000ml=120ml，
故答案為：120．

點評 本題重點考查了氧化還原反應，注意把握氧化還原反應的本質是解決本題的關鍵，難度中等，注意化合價降低為氧化劑被還原，化合價升高為還原劑被氧化．