Question

【題目】嚴重的霧霾天氣的形成與汽車尾氣排放有關。汽車尾氣中常含有CO、NOx等氣體，為減輕污染，一般汽車都加裝了“催化凈化器”，可將汽車尾氣中的有毒氣體轉化為無污染的氣體。某化學興趣小組在實驗室模擬汽車尾氣處理，設計了下圖所示裝置(部分夾持裝置已略去)。

(1)裝置(Ⅲ)的主要作用為________________________。

(2)停止加熱，打開活塞K，放入適量氧氣時，裝置(Ⅱ)中可觀察到的現象是___________________。

(3)該套裝置中有不完善之處，還應在裝置(Ⅳ)后補充____________。

(4)工業上常用純堿液來吸收NOx，有關反應的化學方程式為2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2。現有標準狀況下a L NO2和b L NO的混合氣體恰好被200 mL Na2CO3溶液完全吸收，則a、b應滿足的關系為________。Na2CO3溶液的物質的量濃度為________mol·L－1(不必化簡)。

Answer 1

【答案】(1)檢驗CO是否轉化為CO2 (2)出現紅棕色氣體

(3)尾氣處理裝置(4)a∶b≥1∶1

【解析】(1)CO和NO在催化劑和加熱條件下轉化為N2和CO2，CO2與澄清石灰水反應生成CaCO3而出現渾濁，所以裝置(Ⅲ)的主要作用是檢驗CO是否轉化為CO2。

(2)由于有部分NO沒有轉化為N2，向裝置中通入空氣時，裝置(Ⅱ)中的NO與O2反應生成紅棕色的NO2。

(3)由于尾氣中仍殘留未反應的CO、NO，所以該套裝置應增加尾氣處理裝置。

(4)根據反應2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2可知，NO2和NO的物質的量之比應大于或等于1:1，氣體才會反應完全。與NO2和NO反應的Na2CO3的物質的量為 mol，與NO2單獨反應的Na2CO3的物質的量為 mol，故Na2CO3的物質的量濃度為c(Na2CO3)＝ mol/L。