题目内容
火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g) + 4NO2(g) =4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H1=-574 kJ·mol-1
CH4(g) + 4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H2=-1160 kJ·mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)。
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在体积为1L的固定容积的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如右图所示。试回答:
①0—10 min内,氢气的平均反应速率为___________mol/(L·min)。
②下列选项能说明该反应已达到平衡状态的是 。
A.v(H2)=3v(CO2)
B.容器内气体密度不变
C.单位时间内,形成2molC=O,同时断裂3molH—H
D.容器内温度不变
(3)脱硫。有学者想利用如下图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料,A、B是惰性电极。则电子流出的电极为____(用A或B表示),A极的电极反应式为_ ___。
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硼酸(H3BO3)为白色粉末状结晶,大量用于玻璃工业,可以改善玻璃制品的耐热、透明性能,提高机械强度,缩短熔融时间。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸的工艺流程如下(部分操作和条件略):
I.向铁硼矿粉中加入过量稀H2SO4,过滤;
Ⅱ.向滤液中加入过量双氧水,再调节溶液的pH约为5;
Ⅲ.过滤,将所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得粗硼酸和含镁盐的母液;
Ⅳ.粗硼酸精制得硼酸。
已知:生成氢氧化物沉淀的pH
Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Mg(OH)2 | |
开始沉淀时 | 3.8 | 5.8 | 2.2 | 10.6 |
完全沉淀时 | 4.7 | 8.3 | 4.0 | 12 |
注:金属离子的起始浓度为0.01 mol·L-1
请回答:
(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式:___________。
(2)为提高步骤I中的反应速率,可采取的措施有_________________(写出两条)。
(3)步骤Ⅱ的目的是_______________________。
(4)“粗硼酸”中的主要杂质是 ___________________。