目前,汽车尾气系统中均安装了催化转化器(如图所示)。在催化器中,汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下反应,生成CO2和N2。
问题1:汽车尾气中的CO来源于石油的燃烧,那尾气中的NO是如何产生的呢?是否也来自石油的燃烧呢?产生NO的反应是氧化还原反应吗?(素养角度——宏观辨识与微观探析)
提示:石油的主要成分是烃,只含C、H两种元素,燃烧时不能产生NO。在汽车发动机的气缸中,空气中的N2和O2在火花塞放电的情况下化合生成NO,对应的方程式为N2+O2
2NO,该反应存在元素化合价的变化,属于氧化还原反应。
问题2:写出在催化器中汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下反应生成CO2和N2的化学方程式,并指出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物;该反应对减少汽车尾气污染有何作用?(素养角度——变化观念与平衡思想、科学态度与社会责任)
提示:2CO+2NO
2CO2+N2,NO为氧化剂,CO为还原剂,CO2为氧化产物,N2为还原产物;该反应将大气污染物CO和NO转化为无污染的N2和CO2,有利于环境保护。
1.(2019·曲靖模拟)工业上从海水中提取溴单质时,可用纯碱溶液吸收空气吹出的溴,发生反应:
(Ⅰ)3Br2+3Na2CO3
5NaBr+NaBrO3+3CO2;
(Ⅱ)5NaBr+NaBrO3 +3H2SO4 3Na2SO4+3Br2+3H2O
下列有关判断正确的是 ( )
A.反应(Ⅰ)中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
B.溴元素由化合态转化成游离态时一定发生了还原反应
C.反应(Ⅱ)中生成3 mol Br2时,必有5 mol电子转移
D.氧化还原反应中化合价变化的元素一定是不同种元素
【解析】选C。反应(Ⅰ)3Br2+3Na2CO35NaBr+NaBrO3+3CO2中溴为氧化剂和还原剂,其中作氧化剂的溴为2.5 mol,作还原剂的溴为0.5 mol,故二者比例为5∶1,A项错误;溴元素由化合态转化成游离态时化合价可能降低也可能升高,可能发生氧化反应或还原反应,B项错误;反应(Ⅱ)5NaBr+NaBrO3 +3H2SO4 3Na2SO4+3Br2+ 3H2O中溴化钠中的溴从-1价升高到0价,溴酸钠中溴从+5价降低到0价,所以生成3 mol Br2时,必有5 mol电子转移,C项正确;在氧化还原反应中肯定有元素化合价变化,可能是一种元素也可能是不同的元素,D项错误。
