Question

二氧化硫和氮氧化物（NO x ）是大气的主要污染物，治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一。完成

二氧化硫和氮氧化物（NO x ）是大气的主要污染物，治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一。完成下列计算：（1）石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术的原理是：烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及空气反应生成石膏（CaSO 4 ·2H 2 O）。某电厂用煤300t（煤中含硫的质量分数为2.5%），若燃烧时煤中的硫全部转化为二氧化硫，用该方法脱硫时有96%的硫转化为石膏，则理论上可得到_________吨石膏。（2）用CH 4 催化还原NO x ，主要产物为N 2 与CO 2 。现有1 L NO x （含NO 2 、NO），用CH 4 将其还原成N 2 ，消耗同温同压下的CH 4 0.4 L，则混合气体中NO 2 、NO的物质量之比为____。（3）乙二酸（H 2 C 2 O 4 ）的制备有如下反应：C 6 H 12 O 6 ＋18HNO 3 →3H 2 C 2 O 4 ＋18NO 2 ↑＋12H 2 OC 6 H 12 O 6 ­＋6HNO 3 →3H 2 C 2 O 4 ＋6NO↑＋6H 2 O上述反应产生的NO x 用氧气和水吸收后生成硝酸循环利用，若尾气NO x 中n(NO 2 )︰n(NO)＝2︰1，且NO x 的吸收转化率为90%。每生产9 kg乙二酸至少需要补充质量分数为63%的硝酸溶液多少千克？（4）用碱液吸收法处理某工业尾气（含NO x ：NO、NO 2 和N 2 O 4 ）的反应为：2NO 2 + 2NaOH→ NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O；NO + NO 2 + 2NaOH→ 2NaNO 2 + H 2 O。当N 2 O 4 体积分数为0.2时，处理1mol该NO x ，计算生成NaNO 3 和NaNO 2 的物质的量（x可作为已知条件使用）。

Answer 1

（1）38.7 （3分） （2）3︰2 （3分） （3）3.6   （4分） （4）n（NaNO 2 ）="(2.2-0.8x)" mol （2分）； n（NaNO 3 ）="(0.8x-1)" mol  （2分）

试题分析：（1）根据硫元素守恒确定：300×2.5%×96%÷32×172=38.7t （2）根据电子守恒得：3n(NO)＋n(NO 2 )= 8n(CH 4 )  n(NO)＋n(NO 2 )=1（单位用mol替代，方便计算） 2n(NO)＋4n(NO 2 )= 8×0.4  n(NO)＋n(NO 2 )=1 n(NO)=0.4mol    n(NO 2 )=0.6mol    则混合气体中NO 2 、NO的物质量之比为3︰2 （3）根据上述要求每生产9 kg需要硝酸的量计算为： 1/2n(NO) ＋ 1/6n(NO 2 )= n(H 2 C 2 O 4 )=9000÷90=100 n(NO) :n(NO 2 )=1:2 联立解得n(NO)=120mol    n(NO 2 )=240mol 反应中气体损失10%，根据氮原子守恒知硝酸的量与气体的量相等，故应补充损失的量即可 （120+240）×63×10%÷63%=3600g=3.6kg （4）设NO有amol，NO 2 有bmol a+b=1-0.2=0.8 (a+2b)/(a+b)=x 解得a=1.6-0.8x     b=0.8x-0.8 根据方程式：NO + NO 2 + 2NaOH→ 2NaNO 2 + H 2 O，代入NO的物质的量(a)，计算求出NaNO 2 的物质的量=3.2-1.6x 此时剩余NO 2 的物质的量=0.4+b-a=0.4+0.8x-0.8-(1.6-0.8x)=1.6x-2 根据方程式：2NO 2 + 2NaOH→ NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O，带入NO 2 剩余的物质的量，计算求出n(NaNO 2 )= n(NaNO 3 )=0.8x-1 故亚硝酸钠的总量为两个方程式产生的和="3.2-1.6x+0.8x-1=2.2-0.8" x