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【题目】煤燃烧排放的烟气含有SO2NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,回答下列问题:

(1)NaClO2中氯元素的化合价为______________

(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2NOx的烟气,反应温度为323 KNaClO2溶液浓度为5×103mol/L,溶液呈碱性。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表

离子

SO42

SO32

NO3

NO2

Cl

c/mol/L

8.35×104

6.87×106

1.5×104

1.2×105

3.4×103

①以NO转化为NO3-为例,写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式__________。增加压强,NO的转化率__________(填“提高”“不变”或“降低”)。

②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐___________(填“提高”“不变”或“降低”)。

由实验结果可知,脱硫反应速率脱硝反应速率__________(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是________________________________

(3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中,SO2NO的平衡分压px如图所示。已知图中: 其中(nx代表各成分的物质的量,na代表气体总物质的量)

①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均____(填“增大”“不变”或“减小”)。

②反应ClO2+2SO32==2SO42+Cl的平衡常数K表达式为______________

(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是______________________

【答案】 +3 4 OH-+ 3ClO2+ 4NO = 4 NO3+ 3Cl+ 2H2O 提高 降低 大于 NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高 减小 生成的硫酸钙微溶,降低硫酸根离子浓度,促使平衡向正反应方向进行

【解析】(1)NaClO2Na元素为+1价,O元素为-2价,根据正负化合价的代数和为0,氯元素的化合价为+3价,故答案为:+3

(2)①亚氯酸钠具有氧化性,且NaClO2溶液呈碱性,则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O;正反应是体积减小的,则增加压强,NO的转化率提高,故答案为:3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O;提高;

②根据反应的方程式3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O可知随着吸收反应的进行氢氧根离子被消耗,吸收剂溶液的pH逐渐降低,故答案为:降低;

③由实验结果可知,在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多,因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率.原因是除了SO2NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高,故答案为:大于;NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高;

(3)①由图分析可知,根据反应3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2ONO的平衡分压的负对数随温度的升高而减小,则说明温度越高,NO的平衡分压越大,NO的含量越高,故升高温度,平衡向逆反应方向进行,平衡常数减小,故答案为:减小;

②根据反应的方程式ClO2-+2SO32-═2SO42-+Cl-可知平衡常数K表达式为K=,故答案为:

(4)如果采用NaClOCa(ClO)2替代NaClO2,生成硫酸钙沉淀,降低硫酸根离子浓度,促使平衡向正反应方向移动,所以Ca(ClO)2效果好,故答案为:生成的硫酸钙微溶,降低硫酸根离子浓度,促使平衡向正反应方向移动

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1最新研究表明:氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液中生成Na[Al(OH)4]。则氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式为________________________________

2目前,国内对真空碳热还原-氯化法冶炼铝的研究较多,利用该方法冶炼金属铝,既节能又环保。

已知:①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=====3AlCl(g)+3CO(g) △H1

②3AlCl(g)====2Al(l)+AlCl3(g) △H2

③Al(l)====Al(s) △H3

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①上述反应的△H_______0(填“>”“<”或“=”)

图象中,x_________0.1(填“>”“<”或“=”)

③在T0K0.1MPa时,上述反应的平衡常数K=____________

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