Question

【題目】汽車尾氣中CO、NOx以及燃煤廢氣中的SO2都是大氣污染物，對它們的治理具有重要意義。

(1)氧化還原法消除NOx的轉化如下所示：NO NO2 N2

①反應Ⅰ為NO＋O3===NO2＋O2，生成標準狀況下11.2 L O2時，轉移電子的物質的量是 __________mol。

②反應Ⅱ中，當n(NO2)∶n[CO(NH2)2]＝3∶2時，氧化產物與還原產物的質量比為____。

(2)使用“催化轉化器”可以減少尾氣中的CO和NOx，轉化過程中發(fā)生反應的化學方程式為CO＋NOx→N2＋CO2(未配平)，若x＝1.5，則方程式中CO2和N2的化學計量數(shù)之比為______。

(3)吸收SO2和NO，獲得Na2S2O4和NH4NO3產品的流程圖如圖所示(Ce為鈰元素)。

裝置Ⅱ中，酸性條件下NO被Ce4+氧化的產物主要是NO3-和NO2-，請寫出生成等物質的量的NO3-和NO2-時的離子方程式：________。

(4)已知進入裝置Ⅳ的溶液中NO2-的濃度為a g·L－1，要使1 m3該溶液中的NO2-完全轉化為NH4NO3，至少需向裝置Ⅳ中通入標準狀況下的氧氣____L(用含a代數(shù)式表示，結果保留整數(shù))。

Answer 1

【答案】1 4∶3 3∶1 2NO＋3H2O＋4Ce4＋===NO3-＋NO2-＋6H＋＋4Ce3＋ 243a

【解析】

(1) ①根據(jù)化合價升高失電子數(shù)目進行計算；

②根據(jù)化合價升降法配平，再利用方程式計算；

(2)利用得失電子守恒求解；

(3)利用化合價升降法配平；

(4) n（NO2-）：n（O2）=2：1，進行計算。

(1) ①NO＋O3=NO2＋O2，反應中N的化合價由+2變?yōu)?/span>+4，生成1mol氧氣時轉移2mol電子，生成標準狀況下11.2 L O2時，即0.5mol，轉移1mol電子；

②反應Ⅱ中，6NO2+4CO(NH2)2＝4CO2+7N2+ 8H2O ，NO2中N的化合價由+4變?yōu)?/span>0，化合價降低生成還原產物，N原子個數(shù)為6；CO(NH2) 2 中N的化合價由-3變?yōu)?/span>0，化合價升高產物生成氧化產物，N原子個數(shù)為8，則氧化產物與還原產物的質量比為8：6=4：3；

(2) 若x＝1.5，N的化合價為+3，變?yōu)?/span>0價，得電子，C的化合價由+2變?yōu)?/span>+4，失電子，最小公倍數(shù)為6，則CO的化學計量數(shù)為3，N2的化學計量數(shù)為1，比值為3：1；

(3) NO被氧化的產物為NO3-和NO2-，且物質的量相等時，化合價由+2變?yōu)?/span>+5、+3，失去4e-，Ce4+化合價降低為+3，得e-，最小公倍數(shù)為4，則離子方程式為2NO＋3H2O＋4Ce4＋=NO3-＋NO2-＋6H＋＋4Ce3＋；

(4) 1 m3 NO2-的濃度為a g·L－1溶液中m（NO2-）=a g·L－11000L=1000ag，則n（NO2-）=1000ag/46g/mol=500a/23mol，n（NO2-）：n（O2）=2：1，則n（O2）=250a/23mol，標況下的體積為243aL。