Question

【題目】SO2和氮氧化物的轉化和綜合利用既有利于節約資源，又有利于保護環境。

⑴H2還原法是處理燃煤煙氣中SO2的方法之一。已知：

2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) ΔH=a kJ·mol—1

H2S(g)= H2(g)+S(s) ΔH=b kJ·mol—1

H2O(l)= H2O(g) ΔH=c kJ·mol—1

寫出SO2(g)和H2(g)反應生成S(s)和H2O(g)的熱化學方程式：_____________。

⑵20世紀80年代Townley首次提出利用電化學膜脫除煙氣中SO2的技術：將煙氣預氧化使SO2轉化為SO3，再將預氧化后的煙氣利用如圖所示原理凈化利用。

①陰極反應方程式為_____________。

②若電解過程中轉移1mol電子，所得“掃出氣”用水吸收最多可制得質量分數70%的硫酸_____________g。

⑶利用脫氮菌可凈化低濃度NO廢氣。當廢氣在塔內停留時間均為90s的情況下，測得不同條件下NO的脫氮率如圖Ⅰ、Ⅱ所示。

①由圖I知，當廢氣中的NO含量增加時，宜選用____________法提高脫氮效率。

②圖Ⅱ中，循環吸收液加入Fe2+、Mn2+提高了脫氮的效率，其可能原因為_____________。

⑷研究表明：NaClO2/H2O2酸性復合吸收劑可同時有效脫硫、脫硝。圖Ⅲ所示為復合吸收劑組成一定時，溫度對脫硫脫硝的影響。

①溫度高于60℃后，NO去除率隨溫度升高而下降的原因為_____________。

②寫出廢氣中的SO2與NaClO2反應的離子方程式：____________。

Answer 1

【答案】 SO2(g+2H2(g)=S(s)+2H2O(g) ΔH=(a -2b+2c) kJ·mol—1 2SO3+O2+4e—=2SO42— 70 好氧硝化 Fe2+、Mn2+對該反應有催化作用 溫度升高，H2O2分解速率加快 2H2O+ClO2－+2SO2=Cl—+2SO42—+4H+

【解析】⑴①2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) ΔH=a kJ·mol—1，②H2S(g)= H2(g)+S(s) ΔH=b kJ·mol—1，③H2O(l)= H2O(g) ΔH=c kJ·mol—1，根據蓋斯定律，將①-②×2+③×2得：SO2(g+2H2(g)=S(s)+2H2O(g) ΔH=(a -2b+2c) kJ·mol—1，故答案為：SO2(g+2H2(g)=S(s)+2H2O(g) ΔH=(a -2b+2c) kJ·mol—1；

⑵①陰極發生還原反應，根據圖示，陰極三氧化硫和氧氣反應生成硫酸根離子，反應方程式為2SO3+O2+4e—=2 SO42-，故答案為：2SO3+O2+4e—=2 SO42-；

②轉移1mol電子，生成0.5mol SO42-，在陽極發生氧化反應生成三氧化硫和氧氣，根據陰極反應方程式2SO3+O2+4e—=2 SO42-，所得“掃出氣”中含有0.5molSO3和0.25molO2，用水吸收可以生成0.5molH2SO4，可制得質量分數70%的硫酸的質量為 =70g，故答案為：70；

⑶①由圖I知，當廢氣中的NO含量增加時，好氧硝化法脫氮效率高，故答案為：好氧硝化；

②圖Ⅱ中，循環吸收液加入Fe2+、Mn2+提高了脫氮的效率，可能是Fe2+、Mn2+對該反應有催化作用，故答案為：Fe2+、Mn2+對該反應有催化作用；

⑷研究表明：NaClO2/H2O2酸性復合吸收劑可同時有效脫硫、脫硝。圖Ⅲ所示為復合吸收劑組成一定時，溫度對脫硫脫硝的影響。

①溫度高于60℃后，H2O2分解速率加快，NO去除率下降，故答案為：溫度升高，H2O2分解速率加快；

②廢氣中的SO2與NaClO2發生氧化還原反應生成硫酸和鹽酸，反應的離子方程式為2H2O+ClO2－+2SO2=Cl—+2SO42-+4H+，故答案為：2H2O+ClO2－+2SO2=Cl—+2SO42-+4H+。