Question

【题目】工业排放物可能对环境和人体健康产生危害，必须经过处理才可排放。根据题意回答下列问题。

Ⅰ．处理含SO2、NO的烟气

在323 K温度下，向盛有NaClO2溶液的鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气。

(1)写出NaClO2溶液脱硝过程中反应的离子方程式___________________ 。

(2)由实验测得，脱硫反应速率大于脱硝反应速率，原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是___________。

(3)采用NaClO、Ca(ClO) 2替代NaClO2，也能较好的除去SO2。从化学平衡原理分析，Ca(ClO) 2相比NaClO具有的优点是___________________。

Ⅱ．处理含H2S的烟气

生物脱H2S原理为：

H2S(g) + Fe2(SO4)3(aq) = S(s) + 2FeSO4(aq) + H2SO4(aq) ΔH1

4FeSO4(aq) + O2(g) + 2H2SO4(aq) 2Fe2(SO4)3(aq) + 2H2O(l) ΔH2

(1)反应2H2S(g) + O2 (g) = 2S(s) + 2H2O(l) 的ΔH3=___________________。

(2)若反应温度过高，反应速率下降（如图），其原因是______________。

Ⅲ．处理污水的化学方法有许多，混凝法、氧化还原法、中和法、电解法等。处理含Na2SO4的废水常用三室式电渗析法，原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42－可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。

(1)负极反应式为___________________。

(2)当电路中通过1电子的电量时，会有_________的O2生成。

Answer 1

【答案】2H2O＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋4H＋ （或2H2O＋ClO2－＋4NO＝4NO2－＋Cl－＋4H＋） 二氧化硫的还原性强于NO 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 ΔH3=2ΔH1+ΔH2 蛋白质变性（或硫杆菌失去活性） 2H2O+2e—=H2↑+2OH— 0.25

【解析】

Ⅰ．（1）NaClO2具有氧化性，可以将NO氧化为硝酸根或亚硝酸根，根据电荷守恒及原子守恒分析水参加反应，产物中有H+生成，则反应的离子方程式为2H2O＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋4H＋（或2H2O＋ClO2－＋4NO＝4NO2－＋Cl－＋4H＋）。故答案为：2H2O＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋4H＋（或2H2O＋ClO2－＋4NO＝4NO2－＋Cl－＋4H＋）；

（2）由实验测得，脱硫反应速率大于脱硝反应速率，原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是二氧化硫的还原性强于NO，故答案为：二氧化硫的还原性强于NO；

（3）采用NaClO、Ca(ClO) 2替代NaClO2，也能较好的除去SO2。从化学平衡原理分析，Ca(ClO) 2相比NaClO具有的优点是：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，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进行；

Ⅱ．（1）已知：①H2S(g) + Fe2(SO4)3(aq) = S(s) + 2FeSO4(aq) + H2SO4(aq) ΔH1，②4FeSO4(aq) + O2(g) + 2H2SO4(aq) 2Fe2(SO4)3(aq) + 2H2O(l) ΔH2，

根据盖斯定律①×2+②得反应2H2S(g) + O2 (g) = 2S(s) + 2H2O(l) ，则ΔH3=2ΔH1+ΔH2，故答案为：故ΔH3=2ΔH1+ΔH2；

（2）根据题给方程式知，硫杆菌在反应中作催化剂，温度过高时会失去活性，因此反应速率下降，故答案为：蛋白质变性（或硫杆菌失去活性）；

Ⅲ．（1）阴极发生还原反应，根据放电顺序氢离子得电子生成氢气，反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故答案为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；

（2）电解硫酸钠溶液相当于电解水，阳极发生氧化反应生成氧气，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，则当电路中通过1电子的电量时，会有1×=0.25mol O2生成，故答案为：0.25。