Question

二氧化硫和氮氧化物（NOx）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．（1）石

二氧化硫和氮氧化物（NOx）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．（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（CaSO4?2H2O）．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CH4催化还原NOx，主要产物为N2与CO2．现有1L NOx（含NO2、NO），用CH4将其还原成N2，消耗同温同压下的CH4 0.4L，则混合气体中NO2、NO的物质量之比为______．（3）乙二酸（H2C2O4）的制备有如下反应：C6H12O6+18HNO3→3H2C2O4+18NO2↑+12H2O，C6H12O6+6HNO3→3H2C2O4+6NO↑+6H2O，该反应产生的NOx用氧气和水吸收后生成硝酸循环利用，若尾气NOx中n（NO2）：n（NO）=2：1，且NOx的吸收转化率为90%．每生产9kg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NOx：NO、NO2和N2O4）的反应为：2NO2+2NaOH→NaNO2+NaNO3+H2O；NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O．当N2O4体积分数为0.2时，处理1mol该NOx，计算生成NaNO3和NaNO2的物质的量（x可作为已知条件使用）．

Answer 1

（1）二氧化硫与碳酸钙反应生成亚硫酸钙与二氧化碳，反应方程式为：SO₂+CaCO₃═CaSO₃+CO₂，亚硫酸钙在水存在的条件下被氧气氧化生成CaSO₄?2H₂O，反应方程式为：2CaSO₃+O₂+4H₂O═2（CaSO₄?2H₂O），总反应为：2CaCO₃+2SO₂+O₂+4H₂O═2（CaSO₄?2H₂O）+2CO₂；
  S～SO₂ ～CaSO₄?2H₂O
 32             172
300t×2.5%×96%   m

32

300t×2.5%×96%

=

172

m

，解得m=38.7t，
故答案为：38.7；
（2）1L NO₂、NO的混合气体的物质的量为

1L

22.4L/mol

，4.48L的CH₄的物质的量为

0.4L

22.4L/mol

，发生的反应为：CH₄+4NO→2N₂+CO₂+2H₂O； CH₄+2NO₂→N₂+CO₂+2H₂O
令混合气体中NO₂、NO的物质的量分别为xmol、ymol，则：
x+y=

1

22.4

1

4

y+

1

2

x=

0.4

22.4

解得：x=0.3，y=0.2，则混合气体中NO₂、NO的物质量之比为3：2；
故答案为：3：2；
（3）9kg乙二酸的物质的量为

9000g

90g/mol

=100mol，令反应生成NO₂的乙二酸的物质的量为xmol，则反应生成NO的乙二酸的物质的量为（100-x）mol，由方程式可知，
反应生成的n（NO₂）=6x mol，n（NO）=2（100-x）mol，尾气NO_x中n（NO₂）：n（NO）=2：1，
故6x：2（100-x）=2：1，解得x=40，
故需要补充硝酸为[6x+2（100-x）]mol×（1-90%）=[240+120]mol×（1-90%）=36mol，
故需要加入硝酸溶液的质量为

36mol×63g/mol

63%

=3600g=3.6kg，
答：需要加入硝酸溶液的质为3.6；
（4）设NO有amol，NO₂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+NO₂+2NaOH═2NaNO₂ +H₂O，带入NO的物质的量（a），计算求出NaNO₂的物质的量=3.2-1.6x
此时剩余NO₂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：2NO₂ +2NaOH═NaNO₂+NaNO₃+H₂O，带入NO₂剩余的物质的量，计算求出NaNO₂的物质的量=NaNO₃的物质的量=0.8x-1
n（NaNO₂）=3.2-1.6x+0.8x-1=（2.2-0.8x）mol，n（NaNO₃）=（0.8x-1）mol；
答：生成NaNO₃和NaNO₂的物质的量分别为（0.8x-1）mol，（2.2-0.8x）mol．