Question

【题目】为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气（主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分），设计了如下流程：

（1）固体I中主要成分为__________，捕获剂所捕获的气体主要是_________。

（2）处理含NH4+废水时，发生反应的离子方程式为___________。

（3）若X为适量空气，严格控制空气用量的原因是____________。

（4）工业废气中的SO2、NO还可采用NaClO2溶液作为吸收剂进行净化，在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323K，NaClO2溶液浓度为5×10－3mol·L－1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表：

离子	SO42－	SO32－	NO3－	NO2－	Cl－
c(mol·L－1)	8.35×10－4	6.87×10－6	1.5×10－4	1.2×10－5	3.4×10－3

①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式_________________。

增加压强，NO的转化率__________（填“提高”、“不变”或“降低”）。

②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐__________（填“增大”、“不变”或“减小”）。

③如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是_______________。

Answer 1

【答案】 CaCO3 CaSO3 Ca(OH)2 CO NH4++NO2－=N2+2H2O 过量空气会将NO氧化成NO3－，无法与NH4+发生反应 4NO+3ClO2－+4OH－=4NO3－+3Cl－+2H2O 提高 减小 Ca2+与SO42－结合生成CaSO4沉淀，使平衡向产物方向移动，SO2转化率提高

【解析】工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成CaCO3、CaSO3，气体a是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体a通入空气，用氢氧化钠溶液处理后到的NaNO2，通入空气但不能过量，否则得到硝酸钠，NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，则气体b含有CO、N2，经捕获剂得到氮气，防止污染空气，因此捕获剂所捕获的气体主要是CO。

(1)工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成CaCO3、CaSO3，因氢氧化钙过量，则废渣的成分为主要含有CaCO3、CaSO3、Ca(OH)2，气体b含有CO、N2，捕获剂所捕获的气体主要是CO，故答案为：CaCO3、CaSO3、Ca(OH)2；CO；

(2)NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，发生氧化还原反应，离子方程式为：NH4++NO2-=N2↑+2H2O，故答案为：NH4++NO2-=N2↑+2H2O；

(3)由分析可知，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体a通入空气，用氢氧化钠溶液处理后到的NaNO2，通入的空气不能过量，过量空气会将NO氧化成NO3－，无法与NH4+发生反应，故答案为：过量空气会将NO氧化成NO3－，无法与NH4+发生反应；

(4)①亚氯酸钠具有氧化性，且NaClO2溶液呈碱性，则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O；正反应是体积减小的反应，则增加压强，NO的转化率提高，故答案为：3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O；提高；

②根据反应的方程式3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O可知随着吸收反应的进行氢氧根离子被消耗，吸收剂溶液的pH逐渐降低，故答案为：减小；

③如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，生成硫酸钙沉淀，降低硫酸根离子浓度，促使平衡向正反应方向进行，所以Ca(ClO)2效果好，故答案为：形成CaSO4沉淀，降低硫酸根离子浓度，反应平衡向产物方向移动，SO2转化率提高。