Question

硝酸工業尾氣中氮的氧化物(NO、NO₂)是主要的大氣污染物之一．可用以下方法進行治理，其主要原理可表示如下：

2NO₂＋2NaOHNaNO₃＋NaNO₂＋H₂O

NO₂＋NO＋2NaOH2NaNO₂＋H₂O

現有標準狀況下a L　NO₂(其中占體積分數為20％的氣體是N₂O₄)和b L　NO混合氣體，恰好可被200 mL　NaOH溶液完全吸收．

(1)欲保證工業尾氣全部被吸收，則a∶b的值應控制在________范圍．

(2)NaOH溶液的物質的量濃度是________mol·L^－1．

(3)試討論a、b的值與生成的NaNO₃和NaNO₂物質的量(設分別為n₁、n₂)的比值之間的關系，當產物全部為NaNO₂時，n₁＝________，n₂＝________；當產物中兼有NaNO₃和NaNO₂時，n₁＝________，n₂＝________．

(4)若在標準狀況下有氮氧化物的混合物2.016 L恰好與50 mL　2.0 mol·L^－1的NaOH溶液反應完全，且生成NaNO₂和NaNO₃的物質的量的比值為4∶1，則在混合氣體中N₂O₄和NO₂的體積比為________．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)≥5∶6 　　(2)(1.2a＋b)/4.48 　　(3)0　(1.2a＋b)/22.4　(1.2a－b)/44.8　(1.2a＋3b)/44.8 　　(4)1∶5 　　解析：(1)分析兩個化學方程式，用堿液吸收的NO2的體積不受限制，而NO的體積應小于或等于實際參加反應的NO2的體積，a L　NO2中含體積分數為20％的N2O4，N2O4與NO2之間存在平衡N2O42NO2，當NO2被吸收后，平衡向右移動直至完全解離，所以，實際可參與反應的NO2的體積是1.2a L，則1.2a≥b，a∶b≥5∶6． 　　(2)用NOx表示氮氧化物的平均組成，從兩個化學方程式可知n(NaOH)＝n(NOx)，則＝0.2c，NaOH溶液的物質的量濃度為c＝． 　　(3)當產物全部為NaNO2時，只發生題中的后一個反應，n1＝0，n2＝； 　　 　　(4)因n(NOx)＝n(NaOH)＝0.050 L×2.0 mol·L－1＝0.10 mol，則當N2O4完全轉化為NO2時，混合氣的總體積應為0.10 mol×22.4 L·mol－1＝2.24 L，現在的體積是2.016 L，說明在混合氣中V(N2O4)＝2.24 L－2.016 L＝0.224 L．又因n(NaNO2)∶n(NaNO3)＝4∶1，由化學方程式可推知n(NO)∶n(NO2)＝1.5∶3.5＝3∶7，則V(NO)＝2.24 L×＝0.672 L，V(NO2)＝2.24 L－0.672 L－2×0.224 L＝1.12 L．故混合氣體中V(N2O4)∶V(NO2)＝0.224 L∶1.12 L＝1∶5．