Question

在50mL a mol·L^-1的硝酸溶液中，加入6.4g Cu，全部溶解，假設硝酸的還原產物只有NO₂和NO，將反應后溶液用蒸餾水稀釋至100mL時測得c(NO₃^-)="3" mol·L^-1。
（1）求稀釋后的溶液的pH         。
（2）若生成的氣體中NO₂的物質的量為0.125 mol，則a=           
（3）治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液進行吸收，反應原理如下：
NO₂+NO+2NaOH→2NaNO₂+H₂O       2NO₂+2NaOH→NaNO₂+NaNO₃+H₂O
若將上述的NO₂和NO的混合氣體通入2mol·L^-1的NaOH恰好被吸收，求NaOH溶液的體積為      mL。生成的NaNO₂為           mol。
（4）治理氮氧化物污染的另一種方法，可用氨氧混合氣進行選擇性催化還原處理。其主要反應原理如下：
4NO + 4NH₃ + O₂4N₂ + 6H₂O   6NO₂ + 8NH₃7N₂ + 12H₂O
某硝酸廠排放的尾氣中氮氧化合物的含量為2490mg/m³（體積已折算至標準狀況），其中NO與NO₂物質的量比為4∶1。設尾氣中氮氧化物與氨氧混合氣恰好完全反應。
①氨氧混合氣的平均相對分子質量為           （精確到0.01）。
②要處理5m³的尾氣，需要氨氧混合氣的體積為            L。

Answer 1

（1）0  (2分)
（2）a=   9   (2分)
（3）75  mL(2分)   0.1   mol(2分)
（4）①___19.37 _（精確到0.01）。(3分)    ②10.64L。(3分)

解析試題分析：（1）6.4g Cu的物質的量為6.4/64=0.1mol，所以溶液n（Cu²⁺）=n（Cu）=0.1mol，溶液中c（NO₃^-）=c（H⁺）+2c（Cu²⁺），所以溶液中c（H⁺）=2c（Cu²⁺）-c（NO₃^-）=0.1/0.05×2-3mol/L=1mol/L，所以入PH=-lg1=0，故答案為：0．
（2）根據N元素守恒，可知n（NO₂）+n（NO）=n_硝酸溶液（HNO₃）-n_{反應后溶液}（NO₃^-）=0.05amol-0.1L×3mol/L=0.125mol+n（NO），根據電子守恒0.1×2=0.125+3n（NO）；n（NO）="0.025mol;" a=9。
（3）反應后為NaNO₂、NaNO₃混合溶液，根據N元素守恒可知，n（NaNO₂）+n（NaNO₃）=n（NO₂）+n（NO）=0.15mol，根據鈉元素守恒可知，n（NaOH）=n（NaNO₂）+n（NaNO₃）=0.15mol，NaOH溶液的體積為.15mol/2mol/L=0.075L=75mL。因為n（NO₂）=0.125mol，n（NO）=0.025mol，按方程式（1）反應后剩余n（NO₂）-（NO）=0.125mol-0.025mol=0.1mol,生成NaNO₂0.05mol,則剩余的二氧化氮發生了第（2）個反應，生成NaNO₂和NaNO₃分別為0.05mol,兩步反應中共生成NaNO₂就為0.1mol。
（4）①設1m³尾氣中NO₂的物質的量為x，則NO的物質的量為4x，4xmol×30g/mol+46xg=2.49g，x=0.015mol，所以1m³尾氣中NO₂的物質的量為0.015mol，則NO的物質的量為0.06mol，根據4NO+4NH₃+O₂=4N₂+6H₂O 知，0.06molNO需要0.06molNH₃，0.015molO₂，根據方程式 6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O知，0.015molNO₂需要0.02molNH₃，所以氨氧混合氣體的平均摩爾質量=19.37g/mol，所以其相對分子質量為19.37，故答案為：19.37；②處理1m³尾氣需要氨氧混合物的體積：
（0.06+0.02+0.015）mol×22.4L/mol=2.128L，則要處理5m³的尾氣，需要氨氧混合氣的體積為=2.128L×5=10.64L，故答案為：10.64L；
考點：本題考查了氧化還原反應計算、溶液PH計算、根據方程式計算等，難度中等，注意守恒思想在氧化還原反應計算中的運用。