某處工廠排出的煙道氣中含氮氧化物(主要為NO、NO2)、粉塵和少量水蒸氣。課外興趣活動小組對該工廠排出的煙道氣進(jìn)行處理,并檢測其氮氧化物含量,實(shí)驗(yàn)裝置如圖:
已知:①活潑金屬易形成氧化膜②形成原電池能加快反應(yīng)速率③HClO的氧化性比NaClO強(qiáng);
(1)氮氧化物可用堿溶液吸收。裝置D中NO和NO2混合氣體按一定比例被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和H2O,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2ONO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O;若反應(yīng)后尾氣無殘留,則參加反應(yīng)的NO2、NO物質(zhì)的量比值為 aa(填字母)。
a.≥1
b.≤1
c.任意值
(2)可使用適量酸性H2O2溶液,將溶液中的NO2-全部氧化為NO3-,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是H2O2+NO2-=NO3-+H2OH2O2+NO2-=NO3-+H2O。
(3)溶液中NO3-直接排放在水體中也會造成污染,現(xiàn)用活潑金屬將溶液中NO3-轉(zhuǎn)化為N2,實(shí)現(xiàn)氮元素的脫除,具體步驟如下:
步驟一:取適量(2)中H2O2處理后的溶液,調(diào)節(jié)pH至中性,蒸發(fā)濃縮,得到c(NO3-)為0.100mol?L-1的溶液甲。
步驟二:現(xiàn)量取50mL溶液甲,分別用金屬鋁、金屬鐵和鋁鐵合金在45℃、惰性氣體氛圍中對溶液乙進(jìn)行氮脫除。
步驟三:重復(fù)實(shí)驗(yàn)2~3次,溶液中NO3-的殘留情況與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示。
①金屬鋁和金屬鐵在0~3h內(nèi),NO3-的脫除效率均很低,幾乎沒被脫除,其可能的原因是 金屬鐵和鋁表面都有一層氧化膜金屬鐵和鋁表面都有一層氧化膜。
②0~3h內(nèi)鋁鐵合金的氮脫除效率比金屬鋁、金屬鐵大得多,其可能的原因 鋁鐵合金在溶液中形成原電池,加快化學(xué)反應(yīng)速率鋁鐵合金在溶液中形成原電池,加快化學(xué)反應(yīng)速率。
(4)氣囊用來儲存處理后氣體,其中可能含少量NO氣體,可用酸性NaClO溶液來處理。HClO氧化NO生成NO3-和Cl-,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 3HClO+2NO+H2O=2NO3-+3Cl-+5H+3HClO+2NO+H2O=2NO3-+3Cl-+5H+。
(5)NaClO溶液能有效去除NO。25℃時(shí),NO的去除率隨pH的變化如圖3所示(用鹽酸調(diào)節(jié)pH);pH=4時(shí),NO的去除率隨溫度的變化如圖4所示。
①25℃時(shí),隨著pH降低,NO脫除率增大的原因是 pH降低,ClO-+H+=HClO,溶液中c(HClO)增大pH降低,ClO-+H+=HClO,溶液中c(HClO)增大。
②pH=4時(shí),60~80℃間NO脫除率下降的原因是 HClO受熱分解,溶液中c(HClO)減小HClO受熱分解,溶液中c(HClO)減小。
【考點(diǎn)】氮的氧化物的性質(zhì)及其對環(huán)境的影響.
【答案】NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O;a;H2O2+NO2-=NO3-+H2O;金屬鐵和鋁表面都有一層氧化膜;鋁鐵合金在溶液中形成原電池,加快化學(xué)反應(yīng)速率;3HClO+2NO+H2O=2NO3-+3Cl-+5H+;pH降低,ClO-+H+=HClO,溶液中c(HClO)增大;HClO受熱分解,溶液中c(HClO)減小
【解答】
【點(diǎn)評】
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