烟气中NOx是NO和NO2的混合物(不含N2O4).

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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=mM计算NO的物质的量,根V=nVm计算NO的体积;(2)根据c=1000ρωM计算碳酸钠溶液物质的量浓度;(3)未被被吸收的NOx的质量为2000mg×(1-80%)=400mg,因吸收后烟气总体积减小,NOx含量仍超过400mg/m3;(4)(i)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;(ii)发生反应NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2、2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2,由方程式可知n(NaNO2)=2n(NO)+12[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)该碳酸钠溶液物质的量浓度为[1000×1.16×0.15/106]mol/L=1.64mol/L,故答案为:1.64;

    (3)未被被吸收的NOx的质量为2000mg×(1-80%)=400mg,因吸收后烟气总体积减小,NOx含量仍超过400mg/m3,故不符合,故答案为:不符合,吸收后烟气总体积减小,NOx含量仍超过400mg/m3

    (4)(i)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;

    (ii)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;探究物质的组成或测量物质的含量.

    考点点评: 考查物质的量浓度计算、物质含量的有关计算等,难度较大,(3)为易错点,容易忽略体积变化,(4)中的计算是难点,数据计算量较大,(ii)中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.