Question

【題目】硝酸工業生產中常用純堿溶液吸收排出的氮氧化物廢氣，廢氣中只含有NO、NO2兩種氣體。將一定量廢氣通入到足量的Na2CO3溶液中被完全吸收，溶液中生成的NO3-、NO2-兩種離子的物質的量與廢氣中NO2的物質的量分數x變化關系可用圖所示。已知溶液中可發生以下兩個反應：

①NO＋NO2＋Na2CO3=2NaNO2＋CO2；

②2NO2＋Na2CO3=NaNO2＋NaNO3＋CO2

下列說法正確的是

A.圖中線段a表示NO3－離子

B.隨x值增大，溶液中n(NO3-)＋n(NO2-)增大

C.x＝0.6時，反應中可收集到標準狀況下CO2 44.8 L

D.若測得所得溶液中n(NO3-)為0.5 mol，則x值為0.75

Answer 1

【答案】D

【解析】

由方程式和圖象可知，NO單獨不能被吸收：

①當NO和NO2混合氣體被NaOH溶液恰好完全吸收，滿足n(NO2)：n(NO)=1，即x=0.5，此時只生成NO2-，n(NO3-)=0，n(NO2-)=2mol，所以a曲線表示NO2-離子、b曲線表示NO3-離子；

②當氣體只有NO2時，即x=1，發生反應2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2，此時生成n(NO3-)=n(NO2-)=1mol；

③由x=0.5和x=1可知，一定量廢氣中n(NO2)≥n(NO)，并且n(NO2)+n(NO)=2mol，生成n(NO3-)+n(NO2-)=2mol；

④反應NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2和2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2均有n(N)=2n(C)，即n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol，所以n(CO2)=1mol；

綜上可知：2mol廢氣通入到足量的Na2CO3溶液中被完全吸收，即n(NO2)≥n(NO)，生成n(NO3-)+n(NO2-)=2mol；n(CO2)=1mol；a曲線表示NO2-離子、b曲線表示NO3-離子。

A．當x=0.5時，只發生反應NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2，n(NO3)=0，n(NO2)=2mol，所以a曲線表示NO2離子、b曲線表示NO3離子，故A錯誤；

B．當x=0.5時，只生成NO2，n(NO2)=2mol；當x=1只發生反應2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2，此時生成n(NO3)=n(NO2)=1mol，根據N原子守恒可知混合氣體的總的物質的量為2mol，即溶液中n(NO3)+n(NO2)不變、始終等于2mol，故B錯誤；

C．由于廢氣中n(NO2)n(NO)，并且n(NO2)+n(NO)=2mol，根據反應①②可知n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol，即n(CO2)=1mol，標準狀況下體積為22.4L，故C錯誤；

D．設n(NO2)=a，n(NO)=b，則a+b=2mol，發生反應①余下NO2的物質的量為(ab)mol，發生反應②生成n(NO3)=0.5(ab)=0.5mol，即ab=1mol，聯立方程組解得a=1.5mol，b=0.5mol，廢氣中NO2的物質的量分數x=×100%=75%，故D正確；

答案選D。