(2014•金山区一模)二氧化硫和氮氧化物(NOx)是大气的主要污染物,治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一.

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  • 解题思路:(1)二氧化硫与碳酸钙反应生成亚硫酸钙与二氧化碳,亚硫酸钙在水存在的条件下被氧气氧化生成CaSO4•2H2O;根据关系式S~SO2~CaSO4•2H2O来计算;

    (2)令混合气体中NO2、NO的物质的量分别为xmol、ymol,结合混合气体的体积及消耗的氧气的体积列方程计算;

    (3)根据n=[m/M]计算乙二酸的物质的量,令反应生成NO2的乙二酸的物质的量为xmol,则反应生成NO的乙二酸的物质的量为(100-x)mol,根据方程式计算生成气体的物质的量,由氮元素守恒可知,损失的气体的物质的量等于需要补充的硝酸的物质的量,据此解答;

    (4)依据混合气体的元素守恒结合化学方程式计算得到硝酸钠、亚硝酸钠物质的量.

    (1)二氧化硫与碳酸钙反应生成亚硫酸钙与二氧化碳,反应方程式为:SO2+CaCO3═CaSO3+CO2,亚硫酸钙在水存在的条件下被氧气氧化生成CaSO4•2H2O,反应方程式为:2CaSO3+O2+4H2O═2(CaSO4•2H2O),总反应为:2CaCO3+2SO2+O2+4H2O═2(CaSO4•2H2O)+2CO2

    S~SO2 ~CaSO4•2H2O

    32 172

    300t×2.5%×96% m

    [32/300t×2.5%×96%]=[172/m],解得m=38.7t,

    故答案为:38.7;

    (2)1L NO2、NO的混合气体的物质的量为[1L/22.4L/mol],4.48L的CH4的物质的量为[0.4L/22.4L/mol],发生的反应为:CH4+4NO→2N2+CO2+2H2O; CH4+2NO2→N2+CO2+2H2O

    令混合气体中NO2、NO的物质的量分别为xmol、ymol,则:

    x+y=[1/22.4]

    [1/4]y+[1/2]x=[0.4/22.4]

    解得:x=0.3,y=0.2,则混合气体中NO2、NO的物质量之比为3:2;

    故答案为:3:2;

    (3)9kg乙二酸的物质的量为[9000g/90g/mol]=100mol,令反应生成NO2的乙二酸的物质的量为xmol,则反应生成NO的乙二酸的物质的量为(100-x)mol,由方程式可知,

    反应生成的n(NO2)=6x mol,n(NO)=2(100-x)mol,尾气NOx中n(NO2):n(NO)=2:1,

    故6x:2(100-x)=2:1,解得x=40,

    故需要补充硝酸为[6x+2(100-x)]mol×(1-90%)=[240+120]mol×(1-90%)=36mol,

    故需要加入硝酸溶液的质量为[36mol×63g/mol/63%]=3600g=3.6kg,

    答:需要加入硝酸溶液的质为3.6;

    (4)设NO有amol,NO2有bmol a+b=1-0.2=0.8

    [a+2b/a+b]=x

    解得

    a=1.6-0.8x

    b=0.8x-0.8

    根据方程式:NO+NO2+2NaOH═2NaNO2 +H2O,带入NO的物质的量(a),计算求出NaNO2的物质的量=3.2-1.6x

    此时剩余NO2的物质的量=0.4+b-a=0.4+0.8x-0.8-(1.6-0.8x)=1.6x-2,

    根据方程式:2NO2 +2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O,带入NO2剩余的物质的量,计算求出NaNO2的物质的量=NaNO3的物质的量=0.8x-1

    n(NaNO2)=3.2-1.6x+0.8x-1=(2.2-0.8x)mol,n(NaNO3)=(0.8x-1)mol;

    答:生成NaNO3和NaNO2的物质的量分别为(0.8x-1)mol,(2.2-0.8x)mol.

    点评:

    本题考点: 化学方程式的有关计算.

    考点点评: 本题考查化学方程式的计算,利用所学知识结合习题中的信息即可解答,数据分析是解答本题的关键,较好的考查学生分析问题、解决问题的能力,题目难度中等.

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