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时间:2019-02-08
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1、特训十五 综合计算题填空题1.电解法处理含氮氧化物废气,可回收硝酸,具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。(1)若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。①写出电解时NO2发生反应的电极反应式:________。②若有标准状况下2.24LNO2被吸收,通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H+为________mol。(2)某小组在右室装有10L0.2mol·L-1硝酸,用含NO和NO2(不考虑NO2转化为N2O4)的废气进行模拟电解法吸收实验。①实验前,配制10L0.2mol·L-1硝酸溶液,需量取_
2、_______mL的密度为1.4g·mL-1、质量分数为63%的浓硝酸。②电解过程中,有部分NO转化为HNO2。实验结束时,测得右室溶液中含3molHNO3、0.1molHNO2,同时左室收集到标准状况下28LH2。计算原气体中NO和NO2的体积比(假设尾气中不含氮氧化物,写出计算过程)。解析 (1)①从图中知,NOx气体在电解时会转化成HNO3,则NO2中N由+4价升高至+5价,失去e-,用H+平衡电荷可写出电极反应式。②由电极反应式知,0.1molNO2生成0.1molNO和0.2molH+,由电荷守恒知,需要向左室流入0.1molH+后才能维持右室中
3、溶液为电中性。(2)①c(HNO3)==14(mol/L),根据c1V1=c2V2有,0.2mol·L-1×10L=14mol·L-1×V2,得V2=0.1429L=142.9mL。②由N原子守恒有,最终生成的HNO3和HNO2中的总N原子数等于NO和NO2中所含N原子数与右室中原HNO3中N原子数,即n(HNO3)+n(HNO2)=n(NO)+n(NO2)+10×0.2①;电解过程中左、右两室中得失电子是守恒的,左侧为H+得电子生成H2,右侧为NO2失电子生成HNO3,部分NO失电子生成HNO2,部分NO失电子生成HNO3,列式为:×2=1×n(NO2)
4、+1×n(HNO2)+n(NO)-n(HNO2)]×3②,联列①②可求出NO和NO2的物质的量。答案 (1)①NO2-e-+H2O===NO+2H+ ②0.1(2)①142.9②根据原子守恒:n(NO)+n(NO2)=3mol-0.2mol·L-1×10L+0.1mol=1.1mol根据电子守恒:0.1mol×1+n(NO)-0.1mol]×3+n(NO2)×1=×2解得:n(NO)=0.8mol n(NO2)=0.3molV(NO)∶V(NO2)=n(NO)∶n(NO2)=0.8mol∶0.3mol=8∶32.钍试剂滴定法测定烟气中SO3、SO2含量的装
5、置如图所示。 吸收瓶试剂 123异丙醇50mL6.8%H2O2溶液50mL6.8%50mL6.8%目的吸收SO3吸收SO2吸收SO2当通过1m3烟气时,将吸收瓶1中的吸收液转移至锥形瓶1中,加入1~3滴钍指示剂,以0.02500mol·L-1的Ba(ClO4)2标准液滴定至终点,消耗Ba(ClO4)2溶液20.00mL;将吸收瓶2、3中的吸收液转移至1000mL容量瓶中并定容,取50.00mL至锥形瓶2中,加入40mL异丙醇,加入1~3滴钍指示剂,以0.02500mol·L-1的Ba(ClO4)2标准液滴定至终点,消耗Ba(ClO4)2溶液30.00
6、mL已知:Ba(ClO4)2+H2SO4===BaSO4↓+2HClO4]。(1)将吸收瓶放入冰水箱中的目的是__________________________________。(2)100g6.8%(质量分数)的H2O2溶液最多能吸收________L(标准状况)SO2。(3)当溶液中SO完全沉淀c(SO)≤1.0×10-6mol·L-1]时,c(Ba2+)≥________室温下,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10]。(4)根据以上数据计算烟气中SO3、SO2的质量浓度ρ(mg·m-3)(请给出计算过程)。解析 (1)气体的溶解度随着温度的升高
7、而减少,为使SO2、SO3被充分吸收,故需要在低温下进行。(2)H2O2氧化SO2的方程式为H2O2+SO2===H2SO4,n(SO2)=n(H2O2)==0.2mol,V(SO2)=0.2mol×22.4L·mol-1=4.48L。(3)Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO),c(Ba2+)=1.1×10-10/1.0×10-6=1.1×10-4mol·L-1。(4)n(SO3)=n(H2SO4)=nBa(ClO4)2]=0.02500mol·L-1×0.020L=5.000×10-4mol,根据质量浓度的单位知,应用SO3的质量除以烟气的总
8、体积而得。吸收瓶2和3用H2O2吸收SO2得H2SO4,再用Ba(
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