Question

【題目】近幾年來關于氮污染的治理倍受關注。

（1）三效催化劑是最為常見的汽車尾氣催化劑，能同時實現汽車尾氣中的CO、CxHy、NOx三種成分的凈化，其催化劑表面物質轉化的關系如圖1所示，化合物X可借助傅里葉紅外光譜圖（如圖2所示）確定。

圖1 圖2

①在圖示的轉化中，被還原的元素是 ，X的化學式為 。

②氮元素在周期表中的位置是 。

（2）SCR技術可使NOx與NH3直接反應，實現無害轉化。當NO與NO2的物質的量之比為2:1時，寫出發生反應的化學方程式： 。已知NOx與NH3的反應△H＜0，為提高氮氧化物的轉化率可采取的措施是 （任寫一條）。

（3）利用ClO2 氧化氮氧化物反應過程如下：NONO2N2

反應Ⅰ的化學方程式是2NO + ClO2 + H2O == NO2 + HNO3 + 2HCl，反應Ⅱ的離子方程式是 。

（4）加入過量次氯酸鈉可使廢水中NH4+ 完全轉化為N2，而本身被還原為NaCl。

①寫出次氯酸鈉的電子式_________________。

②檢驗廢水中是否存在NH4+的方法是 。

③若處理廢水產生了0.448 L N2（標準狀況），則需消耗濃度為2 mol·L-1的次氯酸鈉的體積為 mL。

Answer 1

【答案】（1）①N、O （2分） Ba（NO3）2 （1分） ②第二周期第ⅤA族（1分）

（2）16NH3+12NO+6NO2=17N2+24H2O（2分） 增大NH3濃度（降低溫度）（1分）

（3）2NO2+4SO32-=N2+4SO42-（2分） （4）① （1分）

②取少量反應后A中溶液于試管中，向其中加入濃NaOH溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙接近試管口。若試紙變藍，則A中生成NH4+（2分） ③30（2分）

【解析】

試題分析：（1）①根據圖示可知，在圖示的轉化中，NOx中的N元素的化合價部分降低，O2中的O元素的化合價降低，得到電子，被還原；所以被還原的元素是N、O；其中的部分NOx中的N元素的化合價部分升高，變為HNO3，與BaO發生反應，形成Ba（NO3）2，所以形成的X的化學式為Ba（NO3）2；②氮元素在周期表中的位置是第二周期第ⅤA族；

（2）SCR技術可使NOx與NH3的直接反應，實現無害轉化。當NO與NO2的物質的量之比為2:1時，根據電子守恒、原子守恒，可得發生反應的化學方程式是16NH3 + 12NO + 6NO2 = 17N2 + 24H2O；已知NOx與NH3的反應△H＜0，所以為提高氮氧化物的轉化率可采取的措施是增大NH3濃度（降低溫度）；

（3）NO2氧化亞硫酸鈉的離子方程式為2NO2 + 4SO32- = N2 + 4SO42- ；

（4）①次氯酸鈉是離子化合物，的電子式為。

②氨氣是堿性氣體，則檢驗銨根的方法是：取少量反應后A中溶液于試管中，向其中加入濃NaOH溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙接近試管口。若試紙變藍，則A中生成NH4+。

③若處理廢水產生了0.448 L N2（標準狀況），反應中轉移電子的物質的量是＝0.12mol。氯元素的化合價從＋1價降低到－1價，得到2個電子，所以根據電子得失守恒可知需要0.06mol次氯酸鈉，溶液的體積為0.06mol÷2mol·L-1＝0.03L＝30mL。