Question

【题目】化学工作者一直在积极探索影响大气质量的因素及改善措施。

（1）硫酸盐是大气中可吸入颗粒物的主要成分之一，是在含水的气溶胶液滴中通过化学反应产生的。

①气溶胶属于胶体分散系。当日光射入充满气溶胶的暗室时，可观察到_______效应。

②大气中的SO2转化为硫酸盐的过程中，以下物质能起氧化作用的是_____(填字母序号)。

a.O2 b.H2S c.NH3 d.O3

③有研究者发现特定条件下，大气中的NOx会成为氧化SO2的主要物质，于是认为，当城市大气中的可吸入颗粒物严重超标时，应采取汽车限行措施。原因是_________。

（2）燃煤烟气中含有NOx和SO2。工业上常用亚氯酸钠(NaClO2)对燃煤烟气进行脱硝和脱硫处理。

已知:酸性条件下，ClO2-会转化成ClO2和Cl-。ClO2是黄绿色、易溶于水的气体，具有强氧化性，可氧化NOx或SO2。

I.在实验室模拟脱硝过程:调节NaClO2吸收液的pH为5，向其中通入含NO的模拟烟气。

①测得脱硝反应后，溶液中的阴离子为NO3-和Cl-，则脱硝反应的离子方程式为_______。

②测得脱硝效率(即NO的吸收率)随温度变化的曲线如下图所示。结合已知信息分析，温度大于50℃时，随温度升高脱硝效率下降的原因是____________。

Ⅱ.在实验室模拟同时脱硝、脱硫过程:调节NaClO2吸收液的pH为5，向其中通入含SO2和NO(体积比2:1)的模拟烟气。

③测得脱硝、脱硫反应后，溶液中的阴离子为NO3-、SO42-和Cl-，其中c(SO42-)=amol/L，c(Cl-)=bmol/L，已知脱硫效率为100%，计算脱硝效率为_________。

Answer 1

【答案】 丁达尔 ad 汽车尾气中含NOx，能将SO2氧化成硫酸盐，从而增加大气中可吸入颗粒物含量 5NO + 3ClO2 + 4H2O 5NO3- + 3Cl- + 8H+（或4NO + 3ClO2- + 2H2O 4NO3- + 3Cl- + 4H+） 吸收液pH为5，显酸性，NaClO2转化成ClO2，温度升高， ClO2气体容易从溶液体系中逸出，使脱硝反应难以发生 [(8b-4a)/3a]×100%

【解析】（1）考查胶体性质、SO2的性质，①胶体具有丁达尔效应，因此当日光摄入充满气溶胶的暗室时，可观察到丁达尔效应；②a、空气中有氧气，氧气具有氧化性，能把SO2氧化成SO42－，故a正确；b、空气中不含有H2S，且H2S只具有还原性，故b错误；c、空气中不含NH3，NH3表现还原性，故c错误；d、大气中含有O3，O3表现强氧化性，能把SO2氧化成SO42－，故d正确；③汽车尾气中含NOx，能将SO2氧化成硫酸盐，从而增加大气中可吸入颗粒物含量；（2）考查离子方程式的书写、化学反应条件的控制、化学计算，①根据信息，NaClO表现强氧化性，把NO氧化成NO3－，本身被还原成Cl－，ClO2－＋NO→Cl－＋NO3－，根据化合价升降法进行配平，即为3ClO2－＋4NO→4NO3－＋3Cl－。根据原子守恒以及电荷守恒，离子反应方程式为4NO + 3ClO2－ + 2H2O=4NO3－ + 3Cl－ + 4H＋，ClO2－会转化成ClO2和Cl－。ClO2是黄绿色、易溶于水的气体，具有强氧化性，可氧化NOx或SO2，pH=5的溶液显酸性，ClO2－生成ClO2和Cl－，ClO2把NO氧化成NO3－，本身被还原成Cl－，离子方程式为 5NO + 3ClO2 + 4H2O=5NO3－ + 3Cl－ + 8H＋；②吸收液pH为5，显酸性，NaClO2转化成ClO2，温度升高， ClO2气体容易从溶液体系中逸出，使脱硝反应难以发生；③根据得失电子数目守恒，因此有4b=2a＋3c(NO3－)，解得实际上得到c(NO3－)=(4b－2a)/3mol·L－1，因为SO2和NO的体积比为2：1，且脱硫效率为100%，因此理论上得到c(NO3－)=a/2mol·L－1，即脱硝率为×100%=[(8b-4a)/3a]×100%。