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某化学课外活动小组通过实验研究NO2的性质,已知:2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O 利用下图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1K2为止水夹,夹持固定装置略去)

(1)E装置中制取NO2反应的离子方程式是______

(2)该实验中制取氨气时若只用一种试剂,从下列物质中选取______

a.NH4HCO3     b.NH4Cl       c.浓氨水

(3)NO2能够被NH3还原,预期观察到C装置中的现象是______

(4)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象,该小组同学从反应原理的角度分析了原因,认为可能是:

NH3还原性较弱,不能将NO2还原;

②在此条件下,NO2的转化率极低;

______

(5)此实验装置存在一个明显的缺陷是 ______

(6)探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应,为了验证NO2能被Na2O2氧化,该小组同学选用BDE装置,将B中的药品更换为Na2O2,另选F装置(如图所示),重新组装,进行实验。

装置的合理连接顺序是 ______,实验过程中,B装置中淡黄色粉末逐 渐变成白色,经检验,该白色物质为纯净物,且无其他物质生成.推测B装置中反应的化学方程式为 ______

 

Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O a C装置中混合气体颜色变浅 在此条件下,该反应的化学反应速率极慢; 缺少尾气吸收装置 EDBDF或EDBF或FDBDE或FBDE 2NO2+Na2O2=2NaNO3 【解析】 (1)铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,根据离子方程式书写规则书写; (2)根据各物质的状态和性质来分析确定; (3)若NO2能够被NH3还原,则混合气体的颜色将变浅; (4)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象,说明二氧化氮反应的量很少,可能是反应速率极慢,或者二氧化氮的转化率较低; (5)有毒气体不能直接排空; (6)验证二氧化氮和过氧化钠反应,首先要制取二氧化氮,因为水能和过氧化钠反应,所以要除去水的干扰,使二氧化氮气体通过过氧化钠,最后要进行尾气处理; 过氧化钠变成白色固体且为纯净物,根据氧化还原反应中元素化合价的变化确定生成物。 (1)浓硝酸和铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O; (2)a.加热NH4HCO3时,NH4HCO3受热分解生成NH3、水和CO2,碱石灰吸收水和CO2就可以得到氨气,a符合题意; b.加热NH4Cl时,氯化铵分解生成NH3和HCl,但温度低时,NH3和HCl又反应生成NH4Cl,所以得不到NH3,b不符合题意; c.浓氨水是液体,试管中的药品是固体,不符合要求,c不符合题意; 故答案选a; (3)NO2是红棕色气体,如果能被NH3还原,生成无色气体N2,则C装置中混合气体颜色变浅; (4)造成未能观察到C装置中的预期现象可能原因是:在此条件下,该反应的化学反应速率极慢或NO2的转化率极低导致反应现象变化不明显; (5)NO2是有毒气体,NH3是有刺激性气味的气体,所以都不能直接排空,要进行尾气处理才能排空,因此此实验装置存在一个明显的缺陷是缺少尾气吸收装置; (6)验证Na2O2和NO2反应,首先要用E装置制取NO2,因为制取的NO2气体中含有水蒸气,水和Na2O2反应造成干扰,所以要用D装置除去水蒸气,然后使纯净的NO2通过B装置,未反应的NO2有毒不能直接排空,所以最后要进行尾气处理,选用如图所示装置处理尾气,所以装置的合理连接顺序是EDBDF或EDBF或FDBDE或FBDE;实过程中,B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色,经检验,该白色物质为纯净物,且无其他物质生成,过氧化钠作氧化剂,则二氧化氮中氮元素失电子化合价升高而作还原剂,所以氮元素只能转化为+5价,且生成物是纯净物,所以是硝酸钠,反应方程式为2NO2+Na2O2=2NaNO3。
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考点分析:
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SCRNSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。

(1)SCR(选择性催化还原)工作原理:

①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3CO2,该反应的化学方程式:__________________

②反应器中NH3还原NO2的化学方程式:________________________

③当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:_____________________________

④尿素溶液浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素(M=60 g·mol −1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的v1 mL c1 mol·L−1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4v2 mL c2 mol·L−1 NaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是_________________

(2)NSR(NOx储存还原)工作原理:NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。

①通过BaOBa(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。还原NOx的物质是_________________

②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第二步反应消耗的NH3Ba(NO3)2的物质的量之比是__________________

③还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NONH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整:______________________15NNO+___H2O

 

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近年来环境问题突出,大气污染更为严重。回答下面问题

(1)下列选项中属于重点城市空气质量日报首要污染物的是_____

A.CO2   B.SO2    C.可吸入颗粒物    D.H2S

(2)汽车尾气常含有CO、NO等有毒气体,汽车气缸中生成NO的化学方程式是___________

(3)汽车排气管装有的三元催化装置,可以消除CO、NO等的污染,反应机理如下(以Pt催化剂为例)

I:NO+Pt(S)=NO(S)(Pt(S)表示催化剂,NO(S)表示吸附态NO,下同)

II:CO+Pt(S)=CO(S)

III:NO(S)=N(S)+O(S)

IV:CO(S)+O(S)=CO2+2Pt(S)

V:N(S)+N(S)=N2+2Pt(S)

VI:NO(S)+N(S)=N2O+2Pt(S)

尾气中反应物及生成物浓度随温度的变化关系如下图。

回答下面问题

①汽车尾气消污反应最适宜的反应温度是____

A. 250℃    B.300℃    C.330℃    D.400℃

②330℃以下的低温区发生的主要反应的化学方程式是___________

③低温区N2O选择性高于N2,由此可推断出:V反应的活化能____反应的活化能(填

“<”、“>”或“=”),理由是_______________

④结合反应机理和图像温度位于330℃—400℃时,升高温度,V反应的反应速率_____,(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),Ⅳ反应的反应速率__________

 

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燃煤产生的烟气中的氮氧化物NOx(主要为NONO2)易形成污染,必须经脱除达标后才能排放。

(1)用化学方程式表示NO形成硝酸型酸雨的反应______

(2)能作脱除剂的物质很多,下列说法正确的是______

a. H2O作脱除剂,不利于吸收含氮烟气中的NO

b. Na2SO3作脱除剂,O2会降低Na2SO3的利用率

c.CO作脱除剂,会使烟气中NO2的浓度增加

(3)尿素[CO(NH2)2]在一定条件下能有效将NOx转化为N2

.已知可通过下列方法合成尿素:2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s)H=-159.5kJ/mol

H2NCOONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(l)  H=+28.5kJ/mol

①尿素释放出NH3的热化学方程式是______

②写出有利于尿素释放NH3的条件并说明理由______

CO(NH2)2与某种烟气主要为N2NOO2)中的NO的物质的量比值分别为122131时,NO脱除率随温度变化的曲线如图:

①曲线a 对应CO(NH2)2 NO的物质的量比值是______

②曲线abc中,800℃~900℃区间内发生主要反应的化学方程式是______

900℃~1200℃区间内脱除率下降,NO浓度上升,发生的主要反应是______

④曲线a中,NO的起始浓度为6×10-4mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为______ mg/(m3·s)

 

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(1)臭氧可用于烟气脱硝。O3氧化NO结合水洗,可产生HNO3O2,该反应的化学方程式为_________________________

(2)如图是用NH3脱除烟气中NO的原理。

①该脱硝原理中,NO最终转化为__________(填化学式)H2O

②当消耗2mLNH30.5molO2时,除去的NO在标准状况下的体积为________L

(3)用碱液脱硝是目前研究的课题之一。

①将NONO2通入石灰乳中可制备重要的工业原料Ca(NO3)2。该工艺需控制NONO2物质的量之比接近11。若n(NO2)n(NO)>11,则会导致_____________;若n(NO2):n(NO)<11,则会导致_____________

②将氢氧化钠溶液脱硝得到的NaNO2NaNO3的混合液和NaOH溶液分别加到如图所示的电解槽中进行电解。写出ANO2-发生的电极反应式:______________

 

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16mLNONH3的混合气体在催化剂作用下,400℃左右发生下列反应:6NO+4NH35N2+6H2O(g)。已知反应达平衡后,在相同条件下混合气体的体积变为17mL,则在原混合气体中,NONH3的物质的量之比可能是   

31       32          33    34    35  

A.①② B.①⑤ C.②③④ D.④⑤

 

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