Question

【題目】煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行脫硫、脫硝，回答下列問題：

（1）在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NOx的煙氣，反應(yīng)溫度為323K，NaClO2堿性溶液濃度為5×103mol·L1。反應(yīng)一段時間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如表。

離子	SO42	SO32	NO3	NO2	Cl
c/mol·L1	8.35×104	6.87×106	1.5×104	1.2×105	3.4×103

①寫出NaClO2堿性溶液脫硝（NO）過程中主要反應(yīng)的離子方程式：____。增加壓強，NO的轉(zhuǎn)化率___（填“提高”“不變”或“降低”）

②由實驗結(jié)果可知，脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率，原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是___。

（2）在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中，SO2和NO的平衡分壓px如圖所示。

由圖分析可知，反應(yīng)溫度升高，脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均___（填“增大”“不變”或“減小”）。

（3）如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到較好的煙氣脫硫效果。從化學(xué)平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的優(yōu)點是___。

Answer 1

【答案】2OH-＋3ClO2－＋4NO=4NO3－＋3Cl－＋2H2O 提高 NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高或SO2的溶解度大于NO或二氧化硫的還原性強，易被氧化 減小 由于生成的硫酸鈣微溶，降低硫酸根離子濃度，促使平衡向正反應(yīng)方向進行，所以Ca(ClO)2效果好

【解析】

（1）①亞氯酸鈉具有氧化性，分析題給數(shù)據(jù)知NaClO2溶液脫硝過程中主要生產(chǎn)硝酸根和氯離子，利用化合價升降法結(jié)合原子守恒和電荷守恒配平，該反應(yīng)的離子方程式為2OH-＋3ClO2－＋4NO=4NO3－＋3Cl－＋2H2O；該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體體積減小的，則增加壓強，平衡正向移動，NO的轉(zhuǎn)化率提高；

②由實驗結(jié)果可知，在相同時間內(nèi)硫酸根離子的濃度增加的多，因此脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高或SO2的溶解度大于NO或二氧化硫的還原性強，易被氧化；

（2）由圖分析可知，反應(yīng)溫度升高，O2和NO的平衡分壓負對數(shù)減小，這說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，因此脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均減小；

（3）如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到較好的煙氣脫硫效果。由于生成的硫酸鈣微溶，降低硫酸根離子濃度，促使平衡向正反應(yīng)方向進行，所以Ca(ClO)2效果好。