Question

【题目】烟气中SO2和NOx（NO及NO2）的脱除对于环境保护意义重大。

（1）湿式氨法烟气脱硫脱氮是通过氨水吸收烟气，得到含NH4+、SO32-、SO42-、HSO3-、和NO2-的吸收液。

① 用离子方程式解释吸收液中含有SO32-的原因：_______________。

② 吸收液中的SO32-、HSO3-均对NO2具有吸收作用，但HSO3-对NO2的吸收能力比SO32-弱。

a. SO32-与NO2反应生成NO2-的离子方程式是_______________________。

b. 经测定，在烟气的吸收过程中，吸收液对NO2的吸收率随烟气通入量变化的曲线如下图所示。

结合化学用语解释产生上述结果的原因：_____________。

（2）二氧化氯(ClO2)具有很强的氧化性，可用于烟气中SO2和NO的脱除。

① 酸性条件下，电解NaClO3溶液，生成ClO2的电极反应式是__________。

② 研究表明：ClO2氧化SO2和NO的反应历程与下列反应有关。

i.NO + ClO2 === NO2+ ClO
ii.NO + ClO === NO2 + Cl

iii.SO2 + ClO2 === SO3+ ClO
iv.SO2 + ClO === SO3 + Cl

实验测得：ClO2分别氧化纯SO2和纯NO的氧化率以及ClO2氧化SO2和NO混合气中的SO2氧化率随时间的变化情况如下图所示。

a. 结合上述信息，下列推论合理的是________（填字母序号）。

A. NO的存在会影响ClO2氧化SO2的反应速率

B. ClO2氧化SO2的反应速率慢于ClO2氧化NO的反应速率

C. 反应i中生成的NO2可以加快ClO2氧化SO2的反应速率

b. 结合反应历程，分析混合气中SO2氧化速率较纯SO2氧化速率快的可能原因是_____。

Answer 1

【答案】 SO2 + 2NH3·H2O === SO32- + 2NH4+ + H2O 2NO2 + SO32- + 2OH- === 2NO2- + SO42- + H2O SO2 + SO32- + H2O === 2HSO3-，随着烟气通入量的增加，吸收液中c(HSO3-)增大，c(SO32-)减小，导致吸收液对NO2的吸收能力下降 ClO3- + 2H+ + e- === ClO2 + H2O AB 因ClO2氧化NO的反应速率较快，故当SO2中混有NO时，ClO2氧化NO生成的ClO会继续氧化SO2，即随ClO浓度的增加，氧化混合气中SO2的氧化速率增大

【解析】试题分析：（1）①SO2与氨水反应生成亚硫酸铵。

② 吸收液中的SO32-、HSO3-均对NO2具有吸收作用，但HSO3-对NO2的吸收能力比SO32-弱。

a. SO32-与NO2发生氧化还原反应生成NO2-和SO42-。

b. 随着烟气通入量的增加，吸收液中c(HSO3-)增大，c(SO32-)减小。

（2）① 酸性条件下，电解ClO3-在阴极得电子发生还原反应生成ClO2。

②a A. 根据图示，混合气体中ClO2氧化SO2的反应速率加快

B. 根据图示，ClO2氧化SO2的反应速率慢于ClO2氧化NO的反应速率

C. 反应i中生成的ClO可以加快氧化SO2的反应速率；

b. ClO2氧化NO的反应速率较快，故当SO2中混有NO时，ClO2氧化NO生成的 ClO会继续氧化SO2

解析：（1）①SO2与氨水反应生成亚硫酸铵，反应离子方程式为SO2 + 2NH3·H2O === SO32- + 2NH4+ + H2O。

②a. 根据氧化还原反应规律，SO32-与NO2发生氧化还原反应生成NO2-和SO42-，反应离子方程式为2NO2 + SO32- + 2OH- === 2NO2- + SO42- + H2O。

b. SO2 + SO32- + H2O === 2HSO3-，随着烟气通入量的增加，吸收液中c(HSO3-)增大，c(SO32-)减小，导致吸收液对NO2的吸收能力下降。

（2）① 酸性条件下，电解ClO3-在阴极得电子发生还原反应生成ClO2，阴极电极反应为ClO3- + 2H+ + e- === ClO2 + H2O。

② a.根据图示，混合气体中ClO2氧化SO2的反应速率加快，故A正确；根据图示，ClO2氧化SO2的反应速率慢于ClO2氧化NO的反应速率，故B正确 ；反应i中生成的ClO可以加快氧化SO2的反应速率，故C错误；

b. ClO2氧化NO的反应速率较快，故当SO2中混有NO时，ClO2氧化NO生成的 ClO会继续氧化SO2，即随ClO浓度的增加，氧化混合气中SO2的氧化速率增大