Question

11．煙氣中NO_x是NO和NO₂的混合物．
（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NO0.25L（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1.64mol/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%，吸收后的煙氣不符合排放標準（填“符合”或“不符合”），理由：吸收后煙氣總體積減小，NO_x含量仍超過400mg/m³．
（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．為了達到最高吸收率，1m³煙氣需用硝酸的物質的量0.035mol（保留3位小數）．

Answer 1

分析 （1）根據NO的質量分數計算NO的質量，在根據n=$\frac{m}{M}$計算NO的物質的量，根V=nV_m計算NO的體積；
（2）根據c=$\frac{1000ρω}{M}$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．

解答 解：（1）NO的最大質量為400mg×0.85=340mg，NO的體積為$\frac{0.34g}{30g/mol}$×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$\frac{1000×1.16×0.15}{106}$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）由于n（NO）：n（NO₂）=9：1，則30×n（NO）+$\frac{1}{9}$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）：（$\frac{1}{9}$×0.057+3x）=2：3，解得x=0.0176mol，故n（HNO₃）=2x=0.035mol，
故答案為：0.035mol．

點評 本題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．