电解法处理氮氧化物废气有较高的环境效益和经济效益(图中电极均为石墨)。
(1)电解NO制备NH4NO3原理如左图所示:
①阳极为_______(填X或Y),Y的电极反应式为________________________________。
②为使电解产物完全转化为NH4NO3,需要补充的物质A的化学式为________________。
(2)用如图装置进行模拟电解NO2气体实验,可回收硝酸。
①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。
【答案】(1)①Y;NO-3e- +2H2O=NO3-+4H+
②NH3
(2)①NO2-e-+H2O=NO3-+2H+
②0.1
【解析】(1)①电解NO制备NH4NO3,阳极反应为NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+,阴极反应为:NO+5e-+6H+=NH4++H2O。
故答案为:NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+;NO+5e-+5H2O=NH3•H2O+5OH-;
②电解NO制备NH4NO3,阳极反应为5NO-15e-+10H2O=5NO3-+20H+,阴极反应为:3NO+15e-+18H+=3NH4++3H2O,总反应方程式为:8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,因此若要使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充NH3,反应生成硝酸溶液显酸性。
故答案为:酸性;NH3;
(2)①根据图知,电解时,左室中电极上氢离子放电生成氢气,则左室为阴极室,右室为阳极室,阳极上通入的是氮氧化物,生成的硝酸,所以阳极上氮氧化物失电子和水生成硝酸,电极反应式为NO2-e-+H2O=NO3-+2H+。
故答案为:NO2-e-+H2O=NO3-+2H+;
②n(NO2)==1.25mol,0.1mol,阳极反应式为NO2-e-+H2O=NO3-+2H+,有0.2mol氢离子生成,因为有0.1mol硝酸生成,则有0.1mol氢离子引入阴极室。
故答案为:0.1。