Question

治理硝酸工業(yè)中的尾氣中的氮氧化物（NO、NO₂）的化學(xué)原理為：
2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O；
NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O．
現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)狀況下的a LNO₂（其中N₂O₄的體積分?jǐn)?shù)為20%）、b LNO的混合氣體，恰好被200mL一定濃度的NaOH溶液完全吸收．
（1）根據(jù)上述條件可知，a：b的值應(yīng)在

 

范圍中．
（2）設(shè)生成的NaNO₃的物質(zhì)的量為n₁，NaNO₂的物質(zhì)的量為n₂．
①當(dāng)產(chǎn)物全部為NaNO₂時，求n₂的值．

 

②當(dāng)產(chǎn)物中兼有NaNO₃和NaNO₂時，求n₁和n₂的值．

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計算

專題：計算題

分析：（1）由方程式可知，只有NO₂，氣體可以完全被吸收，當(dāng)NO₂與NO為1：1時，氣體可以完全被吸收，故但NO₂與NO物質(zhì)的量之比≥1：1時，氣體能被完全吸收，將四氧化二氮折算成二氧化氮進(jìn)行計算；
（2）①當(dāng)產(chǎn)物全部為NaNO₂時發(fā)生反應(yīng)NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O，N₂O₄看作成2份NO₂，結(jié)合NO₂與NO物質(zhì)的量之比為1：1確定a、b關(guān)系，計算混合氣體中各組分的物質(zhì)的量，再根據(jù)N元素守恒計算；
②兩個反應(yīng)都發(fā)生，根據(jù)方程式用n₁、n₂表示出NO₂與NO的物質(zhì)的量，根據(jù)N原子守恒及NO的物質(zhì)的量列方程計算．

解答： 解：（1）由方程式可知，只有NO₂，氣體可以完全被吸收，當(dāng)NO₂與NO為1：1時，氣體可以完全被吸收，故但NO₂與NO物質(zhì)的量之比≥1：1時，氣體能被完全吸收，
將20%的N₂O₄看作成2份NO₂，即NO₂共有0.8aL+2×0.2aL=1.2aL，若氣體恰好被吸收則1.2a：b≥1，整理得a：b≥5：6，
故答案為：≥5：6；
（2）①當(dāng)產(chǎn)物全部為NaNO₂時發(fā)生反應(yīng)NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O，N₂O₄看作成2份NO₂，由（1）可知a：b=5：6，
將20%的N₂O₄看作成2份NO₂，即NO₂共有0.8aL+2×0.2aL=1.2aL，則其物質(zhì)的量=

1.2a L

22.4L/mol

=

1.2a

22.4

mol，NO的物質(zhì)的量=

bL

22.4L/mol

=

b

22.4

mol，產(chǎn)物全部為NaNO₂時，根據(jù)N元素守恒可知n₂=

1.2a

22.4

mol+

b

22.4

mol，結(jié)合a：b=5：6可知n₂=

1.2a

22.4

mol+

b

22.4

mol=

2.4a

22.4

mol=

2b

22.4

mol，
故答案為：

2.4a

22.4

mol或

2b

22.4

mol；
②當(dāng)產(chǎn)物中兼有NaNO₃和NaNO₂時，則：
2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O；
2n₁ n₁ n₁
        NO₂+2NaOH+NO=H₂O+2NaNO₂
0.5（n₂-n₁）  0.5（n₂-n₁）  n₂-n₁
根據(jù)N原子守恒可知，n₂+n₁=

1.2a

22.4

mol+

b

22.4

mol
根據(jù)NO的物質(zhì)的量可知，0.5（n₂-n₁）=

b

22.4

mol
聯(lián)立方程，解得n₁=

1.2a-b

44.8

mol、n₂=

1.2a+3b

44.8

mol，
故答案為：n₁=

1.2a-b

44.8

mol、n₂=

1.2a+3b

44.8

mol．

點(diǎn)評：本題考查混合物計算、根據(jù)方程式計算，判斷氣體完全吸收滿足的條件是關(guān)鍵，屬于字母型計算，增大計算難度，為易錯題目，難度中等．