(2014•崇明县二模)硝酸是一种重要的化工原料,工业制硝酸时产生的烟气中NOx是NO和NO2的混合物(不含N2O2),

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  • 解题思路:(1)根据NO的质量分数计算NO的质量,在根据n=[m/M]计算NO的物质的量,根V=nVm计算NO的体积;

    (2)由方程式2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O和NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O可知,NO单独不能被吸收,NO和NO2混合气体被NaOH溶液被完全吸收,满足n(NO2):n(NO)≥1,当n(NO2):n(NO)=1时x值最小,计算x的最小值,因为混有NO,所以x最大值<2,据此确定x取值范围;

    (3)根据n(NO):n(NO2)=9:1,结合1m3烟气中含有的二者质量计算烟气中n(NO)、n(NO2),令需要加入的硝酸为2x,根据方程式NO+2HNO3→3NO2+H2O可知,反应的n(NO)=x、生成n(NO2)=3x,利用吸收率最高时比例关系列方程计算;

    (4)发生反应NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2、2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2,由方程式可知n(NaNO2)=2n(NO)+[1/2][n(NO2)-n(NO)],再根据m=nM计算,注意吸收率为90%,实际质量为完全吸收的90%.

    (1)NO的最大质量为400mg×0.85=340mg,NO的体积为[0.34g/30g/mol]×22.4L/mol=0.25L,故答案为:0.25;

    (2)由方程式可知,NO单独不能被吸收,NO和NO2混合气体被NaOH溶液被完全吸收,满足n(NO2):n(NO)≥1,当n(NO2):n(NO)=1时x值最小,x最小值为=1.5,因为混有NO,所以x最大值<2,故x的取值范围为1.5≤x<2,故选:a;

    (3)由于n(NO):n(NO2)=9:1,则30×n(NO)+[1/9]n(NO)×46=2,解得n(NO)=0.057mol令需要加入的硝酸为2x,根据方程式NO+2HNO3→3NO2+H2O可知,反应的n(NO)=x、生成n(NO2)=3x,则(0.057-x):([1/9]×0.057+3x)=2:3,解得x=0.0176mol,故n(HNO3)=2x=0.035mol,

    答:为了达到最高吸收率,1m3烟气需用硝酸的物质的量0.035mol;

    (3)发生反应NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2、2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2,由方程式可知n(NaNO2)=2n(NO)+[1/2][n(NO2)-n(NO)]=[3/2]n(NO)+[1/2]n(NO2)=[3/2]×(0.057mol-0.0176mol)+[1/2]×([1/9]×0.057mol+3×0.0176mol)=0.0887mol,所以m(NaNO2)=0.0887mol×69g/mol×90%=5.5g,

    答:吸收后生成NaNO2的质量为5.5g.

    点评:

    本题考点: 氮的氧化物的性质及其对环境的影响;化学方程式的有关计算.

    考点点评: 本题考查物质含量的有关计算等,难度较大,(4)中的计算是难点,数据计算量较大,注意根据方程式判断亚硝酸钠与二氧化氮、一氧化氮的物质的量关系.