Question

【題目】煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一，為了監測其含量，選用如下采樣和檢測方法。回答下列問題：

Ⅰ.采樣

采樣步驟：

①檢驗系統氣密性；②加熱器將煙道氣加熱至140℃；③打開抽氣泵置換系統內空氣；④采集無塵、干燥的氣樣；⑤關閉系統，停止采樣。

（1）A中裝有無堿玻璃棉，其作用是___________。

（2）C中填充的干燥劑是（填序號）___________。

a.堿石灰 b.無水CuSO4 c.P2O5

（3）用實驗室常用儀器組裝一套裝置，其作用是與D（裝有堿液）相同，在虛線框中畫出該裝置的示意圖，標明氣體的流向及試劑。

（4）采樣步驟②加熱煙道氣的目的是___________。

Ⅱ.NOx含量的測定

將v L氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化為NO3，加水稀釋至100.00 mL。量取20.00 mL該溶液，加入v1 mL c1 mol·L1 FeSO4標準溶液（過量），充分反應后，用c2 mol·L1 K2Cr2O7標準溶液滴定剩余的Fe2+，終點時消耗v2 mL。

（5）NO被H2O2氧化為NO3的離子方程式是___________。

（6）滴定操作使用的玻璃儀器主要有___________。

（7）滴定過程中發生下列反應：

3Fe2++NO3+4H+NO↑+3Fe3++2H2O

Cr2O72 + 6Fe2+ +14H+ 2Cr3+ +6Fe3++7H2O

則氣樣中NOx折合成NO2的含量為_________mg·m3。

（8）判斷下列情況對NOx含量測定結果的影響（填“偏高” 、“偏低”或“無影響 ”）

若缺少采樣步驟③，會使測試結果___________。

若FeSO4標準溶液部分變質，會使測定結果___________。

Answer 1

【答案】 除塵 c 防止NOx溶于冷凝水 2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O 錐形瓶、酸式滴定管 偏低 偏高

【解析】分析：本題主要考查了定量實驗的基本過程。首先要仔細分析題目的流程圖，注意分析每一步的作用和原理，再結合題目中每個問題的提示進行解答。

詳解：（1）A的過程叫“過濾”，所以其中玻璃棉的作用一定是除去煙道氣中的粉塵。

（2）堿石灰是堿性干燥劑可能與NOX反應，所以不能使用。硫酸銅的吸水能力太差，一般不用做干燥劑，所以不能使用。五氧化二磷是酸性干燥劑，與NOX不反應，所以選項c正確。

（3）實驗室通常用洗氣瓶來吸收氣體，與D相同應該在洗氣瓶中加入強堿（氫氧化鈉）溶液，所以答案為：。

（4）加熱煙道氣的目的是避免水蒸氣冷凝后，NOX溶于水中。

（5）NO被H2O2氧化為硝酸，所以反應的離子方程式為：2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O。

（6）滴定中使用酸式滴定管（本題中的試劑都只能使用酸式滴定管）和錐形瓶。

（7）用c2 mol·L1 K2Cr2O7標準溶液滴定剩余的Fe2+，終點時消耗V2 mL，此時加入的Cr2O72-為c2V2/1000 mol；所以過量的Fe2+為6c2V2/1000 mol；則與硝酸根離子反應的Fe2+為(c1V1/1000－6c2V2/1000) mol；所以硝酸根離子為(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3 mol；根據氮元素守恒，硝酸根與NO2的物質的量相等。考慮到配制100mL溶液取出來20mL進行實驗，所以NO2為5(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3 mol，質量為46×5(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3 g，即230(c1V1－6c2V2)/3 mg。這些NO2是VL氣體中含有的，所以含量為230(c1V1－6c2V2)/3V mg·L-1，即為1000×230(c1V1－6c2V2)/3V mg·m-3，所以答案為： mg·m3。

（8）若缺少采樣步驟③，裝置中有空氣，則實際測定的是煙道氣和空氣混合氣體中NOX的含量，測定結果必然偏低。若FeSO4標準溶液部分變質，一定是部分Fe2+被空氣中的氧氣氧化，計算時仍然認為這部分被氧化的Fe2+是被硝酸根離子氧化的，所以測定結果偏高。