题目内容
【题目】为消除燃煤烟气中含有的SO2、NOx,研究者提出了若干烟气“脱硫”、“脱硝”的方法。
(1)向燃煤中加入适量石灰石,高温时将SO2转化为CaSO4的化学方程式是______。
(2)选择性催化还原法(SCR)“脱硝”。在催化剂的作用下,选取还原剂将烟气中的NO进行无害化处理。NH3还原NO的化学方程式是______。
(3)以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。控制溶液的pH=5.5,将烟气中的SO2、NO转化为SO42、NO3,均为放热反应。
①在如图中画出“放热反应”的反应过程中的能量变化示意图。
②NaClO溶液吸收烟气中SO2的离子方程式是______。
③一定时间内,温度对硫、硝脱除率的影响曲线如图,SO2的脱除率高于NO,可能的原因是______(写出1种即可)。
④烟气中SO2和NO的体积比为4∶1,50℃时的脱除率见图2,则此吸收液中烟气转化生成的NO3和Cl的物质的量之比为______。
【答案】 2CaCO3+2SO2+O2 2CaSO4+2CO2 4NH3+6NO5N2+6H2O
SO2+ClO+H2O == SO42+Cl+2H+
SO2在水中的溶解度大于NO SO2在溶液中的还原性强于NO SO2与NaClO溶液的反应速率大于NO
2∶13
【解析】(1)向燃煤中加入适量石灰石,高温时石灰石、氧气和SO2转化为CaSO4的化学方程式是2CaCO3+2SO2+O2 2CaSO4+2CO2;(2)NH3还原NO生成氮气和水,反应的化学方程式是4NH3+6NO5N2+6H2O;(3)① “放热反应”的反应过程中反应物总能量大于生成物总能量,故能量变化示意图如下 :;②NaClO溶液吸收烟气中SO2,发生氧化还原反应生成硫酸钠和盐酸,反应的离子方程式是SO2+ClO+H2O == SO42+Cl+2H+;③一定时间内,温度对硫、硝脱除率的影响曲线如图,SO2的脱除率高于NO,可能的原因是SO2在水中的溶解度大于NO、SO2在溶液中的还原性强于NO、SO2与NaClO溶液的反应速率大于NO;④烟气中SO2和NO的体积比为4∶1,50℃时的脱除率见图2分别为100%和80%,根据反应SO2+ClO+H2O == SO42+Cl+2H+、3ClO+2NO+H2O = 2NO3+3Cl+2H+,则此吸收液中烟气转化生成的NO3和Cl的物质的量之比为。
【题目】某小组研究溶液中Fe2+与NO2、NO3的反应。资料: [Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。
(1)研究现象a中的黄色溶液。
①用______溶液检出溶液中含有Fe3+。
②甲认为是O2氧化了溶液中的Fe2+。乙认为O2不是主要原因,理由是______。
③进行实验Ⅱ,装置如图。左侧烧杯中的溶液只变为黄色,不变为棕色,右侧电极上产生无色气泡,经检验该气体为NO。
产生NO的电极反应式是______。
实验Ⅱ的目的是______。
(2)研究现象a中的棕色溶液。
①综合实验Ⅰ和实验Ⅱ,提出假设:现象a中溶液变为棕色可能是NO与溶液中的Fe2+或Fe3+发生了反应。进行实验Ⅲ,证实溶液呈棕色只是因为Fe2+与NO发生了反应。实验Ⅲ的操作和现象是______。
②加热实验Ⅰ中的棕色溶液,有气体逸出,该气体在接近试管口处变为红棕色,溶液中有红褐色沉淀生成。解释产生红褐色沉淀的原因是______。
(3)研究酸性条件下,溶液中Fe2+与NO2、NO3的反应。
序号 | 操作 | 现象 |
ⅰ | 取1 mol·L1的NaNO2溶液,加醋酸至pH=3,加入1 mol·L1FeSO4溶液 | 溶液立即变为棕色 |
ⅱ | 取1 mol·L1的NaNO3溶液,加醋酸至pH=3,加入1 mol·L1FeSO4溶液 | 无明显变化 |
ⅲ | 分别取0.5 mL 1 mol·L1的NaNO3溶液与1 mol·L1的FeSO4溶液,混合,小心加入0.5 mL浓硫酸 | 液体分为两层,稍后,在两层液体界面上出现棕色环 |
①ⅰ中溶液变为棕色的离子方程式是______、______。
②ⅲ中出现棕色的原因是______。
实验结论:本实验条件下,溶液中NO2、NO3的氧化性与溶液的酸碱性等有关。