16.硫酸是工业生产中重要的产品之一,在很多领域都有重要用途.回答下列问题:
(1)在硫酸工业生产中,我国采用黄铁矿为原料生产SO2,反应的化学方程式为4FeS2+11O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2;该反应在沸腾炉(填设备名称)中进行.
(2)为了有利于SO2转化为SO3,且能充分利用热能,可采用在有多层催化剂且有热交换器的接触室(填设备名称)中进行反应.在如图所示的装置中,C处流出的气体有SO3、SO2、O2,SO3进入吸收塔(填设备名称)中用98.3%的H2SO4吸收,得到浓硫酸或发烟硫酸.
(3)实验测得:SO2生成SO3的转化率与温度、压强的关系如表所示.已知400~600℃催化剂的催化效果较好,结合生产实际,选择最合适的生产条件是400℃,1个标准大气压
压强
SO2转化率
温度
 1.0×105Pa 5.0×105Pa   1.0×106Pa 1.5×106Pa 
 400℃ 0.9961 0.9972 0.9984 0.9989
 500℃ 0.9675 0.9767 0.9852 0.9894
 600℃ 0.8528 0.8897 0.9276 0.9468
(4)欲提高SO2的反应速率和转化率,下列措施可行的是B(填选项字母).
A.向装置中通入氮气且保持体积不变
B.向装置中通入稍过量氧气且保持体积不变
C.添加更多的催化剂
D.降低温度,及时转移SO3
(5)吸收塔排出的尾气中,若SO2的含量超过500μL•L-1,就要加以处理,处理方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫,用足量氨水吸收尾气中SO2的化学方程式为2NH3•H2O+SO2=(NH42SO3+H2O.
15.烟气的脱硝(除NOx)技术和脱硫(除SO2)技术都是环境科学研究的热点.
(1)选择性催化还原技术(SCR)是目前最成熟的烟气脱硝技术,即在催化剂作用下,用还原剂(如NH3)选择性地与NOx反应生成N2和H2O.
①已知:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.5kJ•mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ•mol-1
则4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)△H=-1625.5kJ/mol
②在催化剂作用下,尿素[CO(NH22]也可以将NOx反应生成N2和H2O.写出CO(NH22与NO2反应的化学方程式4CO(NH22+6NO2═7N2+4CO2+8H2O.
(2)催化剂V2O5可用于处理NOx、SO2
①图1是一种用NH3脱除烟气中NO的原理.当消耗a mol NH3和b mol O2时,消耗NO的物质的量为$\frac{3a-4b}{2}$mol.
②V2O5在催化降解NOx的过程中,也会对SO2的氧化起到一定的催化作用,其反应式如下:
a. V2O5+SO2=V2O4+SO3
b.2SO2+O2+V2O4=2VOSO4
c. 2VOSO4=V2O5+SO2+SO3
③SO3进一步与烟气中逃逸的氨反应,生成硫酸氢铵和硫酸铵.n(NH3):n(SO3)对硫酸氢铵及硫酸铵形成的影响如图5所示,图5中A、C区域代表的物质分别为(NH42SO4,NH4HSO4
(3)①电解吸收也是脱硝的一种方法.用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸[Ka(HNO2)=5.1×10-4],再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸.电解装置如图3所示.阳极的电极反应式为H2O+HNO2-2e-=3H++NO3-
②O3也可用于烟气脱硝.O3氧化NO2的氧化产物为N2O5
 0  159397  159405  159411  159415  159421  159423  159427  159433  159435  159441  159447  159451  159453  159457  159463  159465  159471  159475  159477  159481  159483  159487  159489  159491  159492  159493  159495  159496  159497  159499  159501  159505  159507  159511  159513  159517  159523  159525  159531  159535  159537  159541  159547  159553  159555  159561  159565  159567  159573  159577  159583  159591  203614 

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