Question

【題目】為消除燃煤煙氣中含有的SO2、NOx，研究者提出了若干煙氣“脫硫”、“脫硝”的方法。

（1）向燃煤中加入適量石灰石，高溫時將SO2轉(zhuǎn)化為CaSO4的化學(xué)方程式是__________。

（2）選擇性催化還原法（SCR）“脫硝”。在催化劑的作用下，選取還原劑將煙氣中的NOx進(jìn)行無害化處理。NH3還原NO2的化學(xué)方程式是_______________________________。

（3）以NaClO溶液作為吸收劑進(jìn)行一體化“脫硫”、“脫硝”�？刂迫芤旱�pH＝5.5，將煙氣中的SO2、NO轉(zhuǎn)化為SO42、NO3，均為放熱反應(yīng)。

①在圖1中畫出“放熱反應(yīng)”的反應(yīng)過程中的能量變化示意圖。_________

②NaClO溶液吸收煙氣中NO的離子方程式是________________________________。

③一定時間內(nèi)，溫度對硫、硝脫除率的影響曲線如圖2，SO2的脫除率高于NO，可能的原因是____（寫出1種即可）。

④煙氣中SO2和NO的體積比為3∶1，50℃時的脫除率見圖2，則此吸收液中煙氣轉(zhuǎn)化生成的Cl和NO3的物質(zhì)的量之比為______________________（寫最簡整數(shù)比）。

Answer 1

【答案】2CaCO3＋2SO2 ＋O2 2CaSO4＋2CO2 8NH3＋6NO2 7N2＋12H2O 3ClO＋2NO＋H2O=3Cl＋2NO3＋2H＋ SO2在水中的溶解度大于NO，SO2在溶液中的還原性強于NO，因此SO2與NaClO溶液的反應(yīng)速率大于NO 21:4

【解析】

⑴向燃煤中加入適量石灰石，高溫時將SO2轉(zhuǎn)化為CaSO4的化學(xué)方程式是2CaCO3＋2SO2 ＋O2 2CaSO4＋2CO2，

故答案為2CaCO3＋2SO2 ＋O2 2CaSO4＋2CO2；

⑵NH3將NO2還原為無害的氮氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：8NH3＋6NO2 7N2＋12H2O，

故答案為：8NH3＋6NO2 7N2＋12H2O；

⑶以NaClO溶液作為吸收劑進(jìn)行一體化“脫硫”、“脫硝”�？刂迫芤旱�pH＝5.5，將煙氣中的SO2、NO轉(zhuǎn)化為SO42、均為放熱反應(yīng)。

①放熱反應(yīng)即反應(yīng)物總能量高于生成物總能量， “放熱反應(yīng)”的反應(yīng)過程中的能量變化示意圖為：

故答案為：

②NaClO溶液吸收煙氣中NO，NO轉(zhuǎn)化為NO3，ClO轉(zhuǎn)化為Cl，反應(yīng)的離子方程式是：3ClO＋2NO＋H2O==3Cl＋2NO3＋2H＋，

故答案為：3ClO＋2NO＋H2O==3Cl＋2NO3＋2H＋；

③SO2的脫除率高于NO，可能的原因是SO2在水中的溶解度大于NO，SO2在溶液中的還原性強于NO，因此SO2與NaClO溶液的反應(yīng)速率大于NO，

故答案為SO2在水中的溶解度大于NO，SO2在溶液中的還原性強于NO，因此SO2與NaClO溶液的反應(yīng)速率大于NO；

③煙氣中SO2和NO的體積比為3：1，假設(shè)SO2物質(zhì)的量為3mol，NO物質(zhì)的量為1mol，ClO＋ SO2＋H2O=Cl＋SO42＋2H＋，SO2物質(zhì)的量為3mol，SO2的轉(zhuǎn)化率幾乎是100%，則生成的Cl物質(zhì)的量為3 mol，3ClO＋2NO＋H2O=3Cl＋2NO3＋2H＋，NO物質(zhì)的量為1mol，轉(zhuǎn)化率為80%，則生成的Cl物質(zhì)的量為1.2 mol，NO3物質(zhì)的量為0.8 mol，即共生成Cl物質(zhì)的量為4.2 mol，NO3物質(zhì)的量為0.8 mol，它們的物質(zhì)的量之比為4.2:0.8 = 21:4，所以生成的Cl和NO3的物質(zhì)的量之比為21:4，

故答案為21:4。