Question

15．氮氧化物（如NO₂、NO等）進入大氣后，不僅會形成硝酸型酸雨，還可能形成光化學煙霧．因此必須對含有氮氧化物的廢氣進行處理．
（1）用氫氧化鈉溶液可吸收廢氣中的氮氧化物．反應的化學方程式如下：
①NO₂+NO+2NaOH═2NaNO₂+H₂O            
②2NO₂+2NaOH═NaNO₂+NaNO₃+H₂O
在反應①中，產物NaNO₂中N元素的化合價為+3，氧化劑與還原劑的質量之比為23：15；在反應②中，氧化劑是二氧化氮，還原劑是二氧化氮．
（2）汽車尾氣中含有一氧化氮和一氧化碳，消除這兩種物質對大氣污染的方法是安裝催化轉化器，使他們發生反應生成無毒氣體，該反應的化學方程式為2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂．
（3）氨氣（NH₃）也可用來處理氮氧化物．例如，氨氣與二氧化氮反應：8NH₃+6NO₂═7N₂+12H₂O．若某工廠排出廢氣中NO₂含量為0.5%（體積分數），則處理1.0×10³米³（標準狀況）這種廢氣，需要5.06千克氨氣 （計算結果保留2位小數）．

Answer 1

分析 （1）所含元素化合價降低的反應物為氧化劑，所含元素化合價升降的反應物為還原劑，據此結合元素化合價判斷；
（2）一氧化氮和一氧化碳經過排氣管中的催化轉化器轉化為對大氣無污染的物質，應生成氮氣、二氧化碳；
（3）尾氣中二氧化氮含量為1×10⁶×0.5%=0.5×10⁴L，結合反應的化學方程式計算．

解答 解：（1）產物NaNO₂中N元素的化合價為+3，在反應①中，氧化劑是NO₂，還原劑是NO，所以氧化劑與還原劑的質量之比為46：30=23：15，在反應②中，只有N元素化合價發生變化，N元素化合價分別由+4價升高到+5價、降低到+3價，NO₂既是氧化劑又是還原劑，故答案為：+3，23：15，二氧化氮，二氧化氮；
（2）一氧化氮和一氧化碳經過排氣管中的催化轉化器轉化為對大氣無污染的物質，應生成氮氣、二氧化碳，反應方程式為：2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂，
故答案為：2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂；  
（3）尾氣中二氧化氮含量為1×10⁶L×0.5%=0.5×10⁴L，設需要氨氣xmol
        6NO₂ +8NH₃ ═7N₂ +12H₂O
     6×22.4L      8mol
     0.5×10⁴ L      x
解得：x=297.62mol．則氨氣的質量為297.62×17×10^-3kg=5.06 kg，
故答案為：5.06．

點評 本題考查氧化還原反應，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，為高頻考點，注意從元素化合價的角度認識相關概念，結合反應的化學方程式計算，難度中等．