Question

（本題共16分）防治環(huán)境污染是當前環(huán)保工作的重要研究內(nèi)容之一。二氧化硫和氮氧化物是大氣的主要污染物。

1．將1.5 mol SO₂用氫氧化鈉溶液、石灰及氧氣處理后，假設(shè)硫元素不損失，理論上可得到_________________g石膏（CaSO₄•2H₂O）。

2．用CH₄消除NO_x污染的化學方程式為：

CH₄＋4NO → 2N₂＋CO₂＋2H₂O；      CH₄＋2NO₂ → N₂＋CO₂＋2H₂O

現(xiàn)有11.2 L NO₂、NO的混合氣體NO_x，將其還原為N₂，需要4.48 L 的CH₄，則混合氣體中NO₂、NO的物質(zhì)的量分別為___________________。（體積都已換算為標準狀況）

3．（1）常溫下用氧缺位鐵酸鋅ZnFe₂O_y可以消除NO_x污染，使NO_x轉(zhuǎn)變?yōu)镹₂，同時ZnFe₂O_y轉(zhuǎn)變?yōu)閆nFe₂O₄。若2 mol ZnFe₂O_y與足量NO₂可生成0.5mol N₂，則y＝_______________。

（2）氧缺位鐵酸鋅ZnFe₂O_z化學式的氧化物形式為aZnO•bFeO•cFe₂O₃。已知1 mol ZnFe₂O_z最多能使4.0 L（標況）NO_1.4轉(zhuǎn)化為N₂。則上述氧化物形式的化學式可具體表示為______________________________。

4．低溫臭氧氧化脫硫脫硝技術(shù)可以同時吸收煙氣中的氮氧化物和二氧化硫，反應(yīng)原理是將NO_x氧化成N₂O₅，通過洗滌形成硝酸鹽，二氧化硫形成硫酸鹽。其主要反應(yīng)如下：

NO＋O₃ → NO₂＋O₂ ……………………………………………①

2NO₂＋O₃ → N₂O₅＋O₂ …………………………………………②

N₂O₅＋2NH₃＋H₂O→ 2NH₄NO₃ ………………………………③

SO₂＋O₃＋2NH₃＋H₂O → (NH₄)₂SO₄＋O₂  ……………………④

某熱電廠煙氣中平均含NO_x 4.5‰、SO₂9.0‰(體積分數(shù))，壓縮空氣經(jīng)臭氧發(fā)生器變成臭氧空氣，其中O₃濃度為90 L/m³，臭氧空氣與加濕氨氣和煙氣混合反應(yīng)。若流量比為y，請通過計算列出y與x的關(guān)系式。

 

Answer 1

（本題共16分）

1． 258（2分）

2． 0.3 mol 、0.2 mol（4分）。

3．（1）3（3分）。（2）4ZnO•2FeO•3Fe₂O₃（3分）。

4．（4分）由反應(yīng)①②可知，O₃在氧化過程中都生成O₂，則NO_x與O₃反應(yīng)時有如下關(guān)系：

       2NO_x + (5-2x)O₃+ H₂O → 2HNO₃ + (5-2x)O₂

設(shè)煙氣為1m³，其中NOx為4.5L，SO₂為9L，則有

       2NOx ~ (5-2x)O₃

       2            5-2x

       4.5          90y-9

解之y=0.225-0.05x

解析:1．由S的守恒： SO₂  ~   CaSO₄•2H₂O

2．由題意得：2CH₄ + 5NOx→5/2N₂ + 2CO₂ +4H₂O，由O原子守恒可知x=8/5

再由十字交叉法可知：NO為0.2mol 、NO₂ 為0.3mol

3．（1）由題意及原子守恒可知：2 ZnFe₂O_y+ 1 NO₂→0.5 mol N₂ +2ZnFe₂O₄，

由氧原子守恒：2y+2=2×4，知y=3

（2）1 ZnFe₂O_z+ 1/4 NO_1.4→ 1/8 mol N₂+ 1ZnFe₂O₄可求出，z=15/4

則 ZnFe₂O_15/4可寫作 Zn₄Fe₈O₁₅,可拆解為4ZnO•2FeO•3Fe₂O₃