Question

【題目】煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx(主要成分為NO、NO2的混合物)，對煙氣進行脫硫、脫硝有多種方法。

(1)堿液吸收法：采用石灰乳脫除SO2．脫除后的主要產(chǎn)物是_____。

(2)液相氧化法：采用 NaClO溶液進行脫除。

①NaClO水解的離子方程式是_____。

②NaClO溶液吸收NO的主要過程如下

i．NO(aq)+HClO(aq)NO2(aq)+HCl(aq) △H1

ii．3NO2(aq)+H2O(1)2HNO3(aq)+NO(aq) △H2

NO(aq)轉(zhuǎn)化為HNO3(aq)的熱化學(xué)方程式是_____。

③研究pH對NO脫除率的影響。調(diào)節(jié) NaClO溶液的初始pH，NO的脫除率如表：

初始pH	3.5	4.5	5.5	6.5	7.5
NO脫除率	91%	88%	83%	65%	51%

pH影響NO脫除率的原因是_____。

(3)研究發(fā)現(xiàn)，在液相氧化法中，一定量的SO2能提高NOx的脫除率。當(dāng)pH＝5.5時，SO2對有效氯含量、NOx脫除率的影響如圖所示。

①據(jù)圖1，通入SO2后有效氯含量降低。SO2和HClO反應(yīng)的離子方程式是_____。

②針對圖2中NOx脫除率提高的原因，研究者提出了幾種可能發(fā)生的反應(yīng)：

A．SO2+2NO+H2O═N2O+H2SO4

B．2SO2+2NO+2H2O═N2+2H2SO4

C．4SO2+2NO2+4H2O═N2+4H2SO4

用同位素示蹤法確認(rèn)發(fā)生的反應(yīng)：把15NO2和NO按一定比例混合，通入SO2的水溶液中，檢測氣體產(chǎn)物。

a．氣體產(chǎn)物中主要含有15NO2、N2O，則發(fā)生的主要反應(yīng)是_____(填序號)。

b．同時檢測到氣體產(chǎn)物中還有15N N，產(chǎn)生15N N的化學(xué)方程式是_____。

Answer 1

【答案】CaSO3 ClO﹣+H2OHClO+OH﹣ 2NO（aq）+3HClO（aq）＝2HNO3（aq）+3HCl（aq）△H＝3△H1+△H2 pH越小，NaClO的水解平衡右移，即水解程度越大，溶液中HClO的濃度越高，則反應(yīng)i的平衡右移，則NO脫除率越高 SO2+HClO+H2O＝3H+++Cl- A 15NO2+NO+3SO2+3H2O＝15N N+3H2SO4

【解析】

(1)SO2是酸性氧化物，能和堿反應(yīng)生成鹽和水；

(2)①NaClO是強堿弱酸鹽，ClO﹣水解顯堿性；

②根據(jù)蓋斯定律，將反應(yīng)i和反應(yīng)ii做相應(yīng)的變形得到目標(biāo)反應(yīng)，反應(yīng)熱做相應(yīng)的變化即可；

③pH越小則NaClO的水解程度越大，即溶液中HClO的濃度越高，根據(jù)平衡移動的方向來分析；

(3)①SO2和HClO反應(yīng)時，SO2被氧化為H2SO4，HClO被還原為HCl，據(jù)此寫出離子方程式；

②a．氣體產(chǎn)物中主要含有15NO2、N2O，則說明15NO2沒有被消耗，只有NO被消耗生成了N2O，據(jù)此分析；

b．同時檢測到氣體產(chǎn)物中還有15N N，則說明15NO2和NO均參與了反應(yīng)，且參與此反應(yīng)的兩者的物質(zhì)的量之比為1：1，兩者均被還原，而SO2被氧化為H2SO4，據(jù)此寫出化學(xué)方程式。

(1)SO2是酸性氧化物，能和堿反應(yīng)生成鹽和水，故二氧化硫被石灰乳即Ca（OH）2吸收后生成的是CaSO3和水，故答案為：CaSO3；

(2)①NaClO是強堿弱酸鹽，ClO﹣水解顯堿性：ClO﹣+H2OHClO+OH﹣，故答案為：ClO﹣+H2OHClO+OH﹣；

②根據(jù)蓋斯定律，i×3+ii即可得目標(biāo)反應(yīng)：2NO（aq）+3HClO（aq）＝2HNO3（aq）+3HCl（aq），則反應(yīng)熱△H＝3△H1+△H2，故答案為：2NO（aq）+3HClO（aq）＝2HNO3（aq）+3HCl（aq）△H＝3△H1+△H2；

③NaClO是強堿弱酸鹽，溶液中存在水解平衡，溶液顯堿性，pH越小，酸性越強，促進了NaClO的水解平衡向右移動，即水解程度越大，溶液中HClO的濃度越高，則反應(yīng)i的平衡右移，則NO脫除率越高，故答案為：pH越小，NaClO的水解平衡右移，即水解程度越大，溶液中HClO的濃度越高，則反應(yīng)i的平衡右移，則NO脫除率越高；

(3)①SO2和HClO反應(yīng)時，SO2被氧化為H2SO4，HClO被還原為HCl，根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒可知離子方程式為SO2+HClO+H2O＝3H+++Cl﹣，故答案為：SO2+HClO+H2O＝3H+++Cl﹣；

②a．氣體產(chǎn)物中主要含有15NO2、N2O，則說明15NO2沒有被消耗，只有NO被消耗生成了N2O，則說明發(fā)生了反應(yīng)A，故答案為：A；

b．同時檢測到氣體產(chǎn)物中還有15N N，則說明15NO2和NO均參與了反應(yīng)，且參與此反應(yīng)的兩者的物質(zhì)的量之比為1：1，兩者均被還原為0價，而SO2被氧化為H2SO4，據(jù)此得失電子守恒可知化學(xué)方程式為：15NO2+NO+3SO2+3H2O＝15N N+3H2SO4．故答案為：15NO2+NO+3SO2+3H2O＝15N N+3H2SO4。