Question

【題目】氮氧化合物和二氧化硫是引起霧霾的重要物質，工業用多種方法來治理。某種綜合處理含NH4＋廢水和工業廢氣(主要含NO、CO、CO2、SO2、N2)的流程如圖：

已知：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

(1)固體1的主要成分有Ca(OH)2、_______(填化學式)。

(2)用NaNO2溶液處理含NH4＋廢水反應的離子方程式為____。

(3)驗證廢水中NH4＋已基本除凈的方法是________(寫出操作、現象與結論)。

(4)氣體1轉化為氣體2時空氣不能過量的原因是_________。

(5)捕獲劑捕獲的氣體主要是__________(填化學式)。

(6)流程中生成的NaNO2因外觀和食鹽相似，又有咸味，容易使人誤食中毒。已知NaNO2能發生如下反應：2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O；I2可以使淀粉變藍。根據上述反應，選擇生活中常見的物質和有關試劑進行實驗，以鑒別NaNO2和NaCl。需選用的物質是____(填序號)。

①水 ②淀粉碘化鉀試紙 ③淀粉 ④白酒 ⑤白醋

A．①③⑤ B．①②④ C．①②⑤ D．①②③⑤

Answer 1

【答案】CaCO3、CaSO3 NH4++NO2-=N2↑+2H2O 取少量處理后廢水于試管中，加入NaOH溶液加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，若無明顯現象則可證明NH4＋已基本除凈 氣體1轉化為氣體2時，只有當其中NO：NO2物質的量之比為1：1時，才可以被NaOH溶液完全轉化成NaNO2，若空氣過量，則與NaOH反應生成NaNO3和NaNO2的混合溶液，因此空氣不能過量 CO C

【解析】

工業廢氣中CO2、SO2可被石灰乳吸收，固體Ⅰ為CaCO3、CaSO3及過量Ca(OH)2，氣體Ⅰ是不能被過量石灰水吸收的N2、NO、CO；氣體Ⅰ與適量的空氣作用反應產生NO2，再用NaOH溶液處理得到NaNO2，空氣不能過量，否則得到NaNO3，由①2NO+O2=2NO2，②NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，將①+②×2得到4NO+O2+4NaOH=4NaNO2+4H2O，為確保反應只生成NaNO2，理論上應控制NO和O2物質的量之比4：1，氣體3含有CO、N2，NaNO2與含有NH4+的溶液反應生成無污染的N2，捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO。根據淀粉溶液于I2變為藍色檢驗NaNO2的存在。

(1)工業廢氣中CO2、SO2是酸性氧化物可與堿Ca(OH)2發生反應，因而可被石灰乳吸收反應產生相應的鹽，所以固體Ⅰ為CaCO3、CaSO3及過量Ca(OH)2；

(2)用NaNO2具有氧化性，NH4+具有還原性，二者在溶液中發生氧化還原反應產生N2和H2O，所以用NaNO2溶液處理含NH4＋廢水反應的離子方程式為：NH4++NO2-=N2↑+2H2O；

(3)NH4+能夠與強堿共熱產生堿性氣體——氨氣，因此驗證廢水中NH4+已基本除凈的方法是：取少量處理后廢水于試管中，加入濃NaOH溶液并加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，若無明顯現象，則可證明NH4＋已基本除凈；

(4)若氧氣過量，NO會被完全氧化產生NO2，只發生反應2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，使制取得到的物質中含有NaNO3雜質；根據方程式NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O可知：只有當氣體中NO、NO2物質的量之比為1：1時才可以被NaOH溶液完全轉化成NaNO2，所以通入的空氣不能過量；

(5)氣體3含有CO、N2，NaNO2與含有NH4+的溶液反應生成無污染氣體，生成的該氣體應為N2，捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO；

(6)根據反應方程式2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O可知：NaNO2具有氧化性，會將KI氧化產生I2，I2可以使淀粉變藍，反應在酸性溶液中進行，反應在溶液中進行，需要水、酸，還需要KI、淀粉，所以鑒別NaNO2和NaCl需要的試劑序號為①②⑤，故合理選項是C。