Question

煙氣中NO_x是NO和NO₂的混合物（不含N₂O₄）．
（1）根據廢氣排放標準，1m³煙氣最高允許含400mgNO_x．若NO_x中NO質量分數為0.85，則1m³煙氣中最高允許含NO______L（標準狀況，保留2位小數）．
（2）工業上通常用溶質質量分數為0.150的Na₂CO₃水溶液（密度1．16g/mL）作為NO_x吸收劑，該碳酸鈉溶液物質的量濃度為______mol/L（保留2位小數）．
（3）已知：
NO+NO₂+Na₂CO₃→2NaNO₂+CO₂           ①
2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂         ②
1m³含2000mgNO_x的煙氣用質量分數為0.150的碳酸鈉溶液吸收．若吸收率為80%，吸收后的煙氣______排放標準（填“符合”或“不符合”），理由：______
（4）加入硝酸可改變煙氣中NO和NO₂的比，反應為：NO+2HNO₃→3NO₂+H₂O當煙氣中n（NO）：n（NO₂）=2：3時，吸收率最高．
1m³煙氣含2000mgNO_x，其中n（NO）：n（NO₂）=9：1．
計算：
（i）為了達到最高吸收率，1m3煙氣需用硝酸的物質的量（保留3位小數）．
（ii）1m³煙氣達到最高吸收率90%時，吸收后生成NaNO₂的質量（假設上述吸收反應中，反應①比反應②迅速．計算結果保留1位小數）．

Answer 1

解：（1）NO的最大質量為400mg×0.85=340mg，NO的體積為×22.4L/mol=0.25L，故答案為：0.25；
（2）該碳酸鈉溶液物質的量濃度為mol/L=1.64mol/L，故答案為：1.64；
（3）未被被吸收的NO_x的質量為2000mg×（1-80%）=400mg，因吸收后煙氣總體積減小，NO_x含量仍超過400mg/m³，故不符合，故答案為：不符合，吸收后煙氣總體積減小，NO_x含量仍超過400mg/m³；
（4）（i）由于n（NO）：n（NO₂）=9：1，則30×n（NO）+n（NO）×46=2，解得n（NO）=0.057mol令需要加入的硝酸為2x，根據方程式NO+2HNO₃→3NO₂+H₂O可知，反應的n（NO）=x、生成n（NO₂）=3x，則（0.057-x）：（×0.057+3x）=2：3，解得x=0.0176mol，故n（HNO₃）=2x=0.035mol，
答：為了達到最高吸收率，1m³煙氣需用硝酸的物質的量0.035mol；
（ii）發生反應NO+NO₂+Na₂CO₃→2NaNO₂+CO₂、2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂，由方程式可知n（NaNO₂）=2n（NO）+[n（NO₂）-n（NO）]=n（NO）+n（NO₂）=×（0.057mol-0.0176mol）+×（×0.057mol+3×0.0176mol）=0.0887mol，所以m（NaNO₂）=0.0887mol×69g/mol×90%=5.5g，
答：吸收后生成NaNO₂的質量為5.5g．
分析：（1）根據NO的質量分數計算NO的質量，在根據n=計算NO的物質的量，根V=nV_m計算NO的體積；
（2）根據c=計算碳酸鈉溶液物質的量濃度；
（3）未被被吸收的NO_x的質量為2000mg×（1-80%）=400mg，因吸收后煙氣總體積減小，NO_x含量仍超過400mg/m³；
（4）（i）根據n（NO）：n（NO₂）=9：1，結合1m³煙氣中含有的二者質量計算煙氣中n（NO）、n（NO₂），令需要加入的硝酸為2x，根據方程式NO+2HNO₃→3NO₂+H₂O可知，反應的n（NO）=x、生成n（NO₂）=3x，利用吸收率最高時比例關系列方程計算；
（ii）發生反應NO+NO₂+Na₂CO₃→2NaNO₂+CO₂、2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂，由方程式可知n（NaNO₂）=2n（NO）+[n（NO₂）-n（NO）]，再根據m=nM計算，注意吸收率為90%，實際質量為完全吸收的90%．
點評：考查物質的量濃度計算、物質含量的有關計算等，難度較大，（3）為易錯點，容易忽略體積變化，（4）中的計算是難點，數據計算量較大，（ii）中注意根據方程式判斷亞硝酸鈉與二氧化氮、一氧化氮的物質的量關系．