Question

【题目】Ⅰ: SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。

（1）SCR（选择性催化还原）工作原理：

① 尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：________________________。

② 尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素（M=60 g·mol 1）含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1 mL c1 mol·L1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L1 NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是________。

（2）NSR（NOx储存还原）工作原理：NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。

用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的Ba(NO3)2与H2的物质的量之比是__________。

Ⅱ:H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列方法中的问题。

【ⅰ】H2S的除去: 方法1：生物脱H2S的原理为：

H2S+Fe2(SO4)3S↓+2FeSO4+H2SO4

4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O

（1）硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，由图3和图4判断使用硫杆菌的最佳条件为______________。

方法2：在一定条件下，用H2O2氧化H2S

（2）随着参加反应的n(H2O2)/n(H2S)变化，氧化产物不同。当n(H2O2)/n(H2S)=4时，氧化产物的分子式为__________。

【ⅱ】SO2的除去:（双减法）：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生

NaOH溶液Na2SO3溶液

（3）写出过程①的离子方程式：____________________；

Answer 1

【答案】 2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4 1∶8 30 ℃、pH=2.0 H2SO4 2OH+SO2+H2O

【解析】Ⅰ:（1）①SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成(NH4)2SO4，此反应中二氧化硫是还原剂，氧气是氧化剂，结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4；②吸收NH3的硫酸的物质的量为v110-3Lc1mol/L- v210-3Lc2mol/L=(c1v1-c2v2)10-3mol/L，尿素的物质的量为（c1v1-c2v2)10-3mol，则尿素溶液中溶质的质量分数是[（c1v1-c2v2)10-3mol×60g/molag×100%=%]；（2）由图示可知，第一步反应为H2与Ba(NO3)2作用生成NH3，每摩Ba(NO3)2作用生成NH3共转移16mol电子，根据电子守恒，参加反应的氢气的物质的量为=8mol，则消耗的Ba(NO3)2与H2的物质的量之比是1: 8；

Ⅱ:（1）根据图3可知，温度30℃左右时，氧化速率最大，根据图4可知，PH=2.0时氧化速率最大，所以使用硫杆菌的最佳条件为30℃、PH=2.0；若反应温度过高，硫杆菌蛋白质变性失去活性造成反应速率下降；（2）根据化合价升降，当n(H2O2)/n(H2S)=4时，4molH2O2转移8mol电子，则1molH2S也转移8mol电子，化合价从-2价升高到+6价，所以氧化产物为H2SO4；(3)过程① 是NaOH与SO2的反应，反应离子方程式为：2OH+SO2+H2O。