Question

汽車尾氣的主要成分為CO₂及CO、NO_X（NO和NO₂）的混合物，其中NO的體積分數占95%以上）等．治理方法之一是在汽車排氣管上加裝“催化轉換器”，利用催化劑使CO和NO_X發生反應大部分轉化為CO₂和N₂．某小組在實驗室利用如圖所示裝置模汽車尾氣處理中CO和NO_X的反應并測量反應后混合氣體的組成．（已知HCOOHCO↑+H₂O）
試回答下列問題：

（1）儀器的連接順序為
（2）E裝置的作用是______、______．
（3）寫出D中的NO_X與CO反應的化學方程式______

Answer 1

【答案】分析：（1）制取的一氧化碳和氮氧化物中都含有水蒸氣，影響測定結果，所以要先用濃硫酸除去水蒸氣，同時充分混合一氧化碳和氮氧化物，故選E；從E出來的氣體再通過D進行轉化，使其生成氮氣和二氧化碳，D中未反應的氮氧化物有毒，對環境造成污染，所以要進行尾氣處理，所以D連接C，據此進行排序；      
（2）濃硫酸具有吸水性，可作干燥劑，E裝置還可以通過觀察氣泡，調節氣體流速；
（3）加熱催化劑條件下，氮氧化物和一氧化碳反應生成氮氣和二氧化碳，據此寫出反應方程式；
（4）銅和稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮和水，據此寫出該反應的化學方程式，并標出電子轉移的方向和數目；
（5）根據十字相乘法計算NO與氮氣和一氧化碳混合物的物質的量之比，相同條件下，CO 和 N₂混合物與NO的體積之比等于其物質的量之比，再結合混合氣體的體積計算NO的物質的量；
（6）根據反應特點及生成物的特點進行分析解答．
解答：解：（1）制取的一氧化碳和氮氧化物中都含有水蒸氣，影響測定結果，所以要先用濃硫酸除去水蒸氣，同時充分混合一氧化碳和氮氧化物，故選E；從E出來的氣體再通過D進行轉化，使其生成氮氣和二氧化碳，D中未反應的氮氧化物有毒，對環境造成污染，所以要進行尾氣處理，所以D連接C，所以各儀器的連接順序是，故答案為：
；           
（2）濃硫酸具有吸水性，可作干燥劑，E裝置還可以通過觀察氣泡，調節氣體流速，防止流速過大而使反應物不能較大程度的反應，流速過小而反應速率太慢，
故答案為：①干燥混合氣體，②通過觀察氣泡，調節氣體流速；
（3）加熱、催化劑條件下，氮氧化物和一氧化碳反應生成氮氣和二氧化碳，反應方程式為：2 NO_x+2x CO  N₂+2x CO₂，故答案為：2 NO_x+2x CO  N₂+2x CO₂；
（4）銅和稀硝酸反應方程式為：，故答案為：；
（5）收集到的氣體在標準狀況下為4.48L（其相對分子質量為28.4＞28），說明收集的氣體中含有NO，
根據知CO 和 N₂混合物與NO的物質的量之比=1.6：0.4=4：1，相同條件下，CO 和 N₂混合物與NO的體積之比為4：1，所以NO的物質的量==0.04mol，
故答案為：0.04mol；
（6）催化劑只改變化學反應速率不改變平衡的移動，且該反應為可逆反應，不能反應完全，且生成物中含有碳元素，沒達到“零碳排放”的目的，對氣候的變化存在潛在的影響和危害，所以不正確，
故答案為：不正確，①該反應為可逆反應，不能反應完全．②沒達到“零碳排放”的目的，對氣候的變化存在潛在的影響和危害．
點評：本題以實驗設計為載體考查了物質的量的計算、儀器的連接，反應方程式的書寫等知識點，確定實驗儀器的順序是學習的難點，根據每一步的實驗目的來確定實驗儀器的連接順序，難度較大．