Question

（2009?上海）煙氣中NO_x是NO和NO₂的混合物（不含N₂O₄）．
（1）根據(jù)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，1m³煙氣最高允許含400mgNO_x．若NO_x中NO質(zhì)量分數(shù)為0.85，則lm³煙氣中最高允許含NO

0.25

L（標(biāo)準(zhǔn)狀況，保留2位小數(shù)）．
（2）工業(yè)上通常用溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為0.150的Na₂CO₃水溶液（密度l．16g/mL）作為NO_x吸收劑，該碳酸鈉溶液物質(zhì)的量濃度為

1.64

mol/L（保留2位小數(shù)）．
（3）已知：
NO+NO₂+Na₂CO₃→2NaNO₂+CO₂           ①
2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂         ②
1m³含2000mgNO_x的煙氣用質(zhì)量分數(shù)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(biāo)準(zhǔn)（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(yīng)為：NO+2HNO₃→3NO₂+H₂O當(dāng)煙氣中n（NO）：n（NO₂）=2：3時，吸收率最高．
lm³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(zhì)的量（保留3位小數(shù)）．
（ii）1m³煙氣達到最高吸收率90%時，吸收后生成NaNO₂的質(zhì)量（假設(shè)上述吸收反應(yīng)中，反應(yīng)①比反應(yīng)②迅速．計算結(jié)果保留1位小數(shù)）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)NO的質(zhì)量分數(shù)計算NO的質(zhì)量，在根據(jù)n=

m

M

計算NO的物質(zhì)的量，根V=nV_m計算NO的體積；
（2）根據(jù)c=

1000ρω

M

計算碳酸鈉溶液物質(zhì)的量濃度；
（3）未被被吸收的NO_x的質(zhì)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(jù)n（NO）：n（NO₂）=9：1，結(jié)合1m³煙氣中含有的二者質(zhì)量計算煙氣中n（NO）、n（NO₂），令需要加入的硝酸為2x，根據(jù)方程式NO+2HNO₃→3NO₂+H₂O可知，反應(yīng)的n（NO）=x、生成n（NO₂）=3x，利用吸收率最高時比例關(guān)系列方程計算；
（ii）發(fā)生反應(yīng)NO+NO₂+Na₂CO₃→2NaNO₂+CO₂、2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂，由方程式可知n（NaNO₂）=2n（NO）+

1

2

[n（NO₂）-n（NO）]，再根據(jù)m=nM計算，注意吸收率為90%，實際質(zhì)量為完全吸收的90%．

解答：解：（1）NO的最大質(zhì)量為400mg×0.85=340mg，NO的體積為

0.34g

30g/mol

×22.4L/mol=0.25L，故答案為：0.25；
（2）該碳酸鈉溶液物質(zhì)的量濃度為

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(zhì)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）+

1

9

n（NO）×46=2，解得n（NO）=0.057mol令需要加入的硝酸為2x，根據(jù)方程式NO+2HNO₃→3NO₂+H₂O可知，反應(yīng)的n（NO）=x、生成n（NO₂）=3x，則（0.057-x）：（

1

9

×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(zhì)的量0.035mol；
（ii）發(fā)生反應(yīng)NO+NO₂+Na₂CO₃→2NaNO₂+CO₂、2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂，由方程式可知n（NaNO₂）=2n（NO）+

1

2

[n（NO₂）-n（NO）]=

3

2

n（NO）+

1

2

n（NO₂）=

3

2

×（0.057mol-0.0176mol）+

1

2

×（

1

9

×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(zhì)量為5.5g．

點評：考查物質(zhì)的量濃度計算、物質(zhì)含量的有關(guān)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(shù)據(jù)計算量較大，（ii）中注意根據(jù)方程式判斷亞硝酸鈉與二氧化氮、一氧化氮的物質(zhì)的量關(guān)系．