Question

硝酸工業(yè)尾氣中氮的氧化物（NO、NO₂）是大氣污染物，可用基于下列反應(yīng)的方法治理：

2NO₂+2NaOH====NaNO₂+NaNO₃+H₂O

NO₂+NO+2NaOH====2NaNO₂+H₂O

（1）若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有NO、NO₂的混合物恰好與50 mL 2.0 mol·L^-1的NaOH溶液反應(yīng)完全，且生成NaNO₂和NaNO₃的物質(zhì)的量的比值為4∶1，則在混合氣體中NO氣體的體積分?jǐn)?shù)為多少？

（2）設(shè)NO、NO₂的混合氣體用NO_x表示，用堿液吸收，生成硝酸鈉及亞硝酸鈉再結(jié)晶分離。若生產(chǎn)每噸硝酸鈉的成本為0.16萬元，生產(chǎn)每噸亞硝酸鈉的成本為0.27萬元。目前市場(chǎng)出售價(jià)，硝酸鈉每噸0.18萬元，亞硝酸鈉每噸0.28萬元。則每處理22.4×10⁹ L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）含NO_x（x≥1.5）0.1%（體積分?jǐn)?shù)）的尾氣，所得利潤(rùn)y（出售價(jià)減去成本價(jià)，單位：萬元）與x的關(guān)系為______________。（附解題過程）

（3）根據(jù)（2）的計(jì)算結(jié)果，在以下坐標(biāo)系中作出其示意圖。

Answer 1

（1）NO、NO₂物質(zhì)的量之和跟與之反應(yīng)的NaOH物質(zhì)的量相等，為0.1 mol。設(shè)NO₂、NO的物質(zhì)的量分別為a和b。

2NO₂+2NaOH====NaNO₂  +  NaNO₃+H₂O

    2          2                 1              1

 (a-b)     (a-b)      0.5(a-b)     0.5(a-b)

NO₂+NO+2NaOH====2NaNO₂+H₂O

   1      1       2                  2

   b      b       2b                2b

a=0.07 mol  b=0.03 mol

則混合氣體中NO的體積分?jǐn)?shù)為：0.03 mol/（0.03 mol+0.07 mol）=3/10

（2）根據(jù)2NO_x+2NaOH====(2x-3)NaNO₃+(5-2x)NaNO₂+H₂O

n(NO_x)=10⁶ mol，則:n(NaNO₂)=0.5×(5-2x)×10⁶ mol

n(NaNO₃)=0.5×(2x-3)×10⁶ mol

y=0.02 萬元/t×0.5×(2x-3)×10⁶ mol×85 g·mol^-1×10^-6 t/g+0.01 萬元/t×0.5×(5-2x)×10⁶mol×69 g·mol^-1×10^-6 t/g=（1.01x-0.825）萬元

（3）?

解析：（1）設(shè)NaNO₃量為1，則是2NO₂NaNO₂和NaNO₂，還有3NaNO₂是由1.5 NO₂和1.5 NO生成的，NO體積分?jǐn)?shù)：

（2）總反應(yīng)方程式：?

2NO_x+2NaOH====(2x-3)NaNO₃+(5-2x)NaNO₂+H₂O

   2                             2x-3               5-2x

10⁶ mol         n(NaNO₃)     n(NaNO₂)

n(NaNO₂)=×10⁶ mol

n(NaNO₃)=×10⁶ mol

y=×10⁶ mol×69 g·moL^-1×10^-6 t·g^-1×0.01 萬元/t+×10⁶ mol×85 g·mol^-1×10^-6 t·g^-1×0.02萬元/t=（1.01x-0.825）萬元

（3）當(dāng)x=1.5時(shí)，y=0.690

當(dāng)x=2時(shí)，y=1.195