Question

【题目】氮氧化物和硫氧化物是常见的空气污染物，含氮氧化物和硫氧化物的尾气需处理后才能排放。

Ⅰ．氮氧化物的处理

(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为_________。

(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为NO+NO2+2OH=2NO2-+H2O，2NO2+2OH= NO2-+NO3-+H2O，吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是_________（填化学式）。

(3)NO的氧化吸收。在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl和NO3-。其他条件相同，NO转化为NO3-的转化率随NaClO溶液初始pH（用稀盐酸调节）的变化如图所示。NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是_________。

Ⅱ．煤燃烧排放的烟气中SO2和NOx的处理

采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。在鼓泡反应器中通入含有SO2和NOx的烟气，反应温度为323K，NaClO2溶液浓度为5×103mol·L1 。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·L1）	8.35×104	6.87×106	1.5×104	1.2×105	3.4×103

(4)写出NaClO2溶液脱硫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”）。

(5)由实验结果可知，脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是_________。

Answer 1

【答案】2NH3+2O2N2O+3H2O NaNO3 溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强 2SO2+ClO2-+4OH-=2SO42-+2H2O+Cl- 提高 NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高

【解析】

(1)NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O，同时生成水；

(2)反应生成NaNO2和NaNO3；

(3)NaClO溶液的初始pH越小，HClO的浓度越大，氧化能力强;

(4)亚氯酸钠具有氧化性，则NaClO2溶液脱硫过程中将SO2氧化为SO42-，ClO2-被还原为Cl-，结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒书写方程式；正反应是体积减小的反应，则增加压强，NO的转化率提高；

(5)由实验结果可知，在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多，因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率，原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是二氧化硫的还原性强，易被氧化，还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。

(1)NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O和水，反应的化学方程式为2NH3+2O2N2O+3H2O；

(2)根据气体的成分及发生的反应可知，反应生成NaNO2和NaNO3，所以吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是NaNO3；

(3)NaClO溶液的初始pH越小，则NaClO与溶液中的H+结合形成的HClO的浓度就越大，HClO的浓度越大，其氧化能力强，因此可提高NO转化率；

(4)亚氯酸钠具有氧化性，则NaClO2溶液脱硫过程中将SO2氧化为SO42-，ClO2-被还原为Cl-，结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒书写方程式为：2SO2+ClO2-+4OH-=2SO42-+2H2O+Cl-；脱硝反应的正反应是气体体积减小的反应，根据平衡移动原理：增加压强，平衡正向移动，所以NO的转化率提高；

(5)由实验结果可知，在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多，因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率，原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是二氧化硫的还原性强，易被氧化，还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。