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烟气中SO2和NO的转化和综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。
(1)采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,在一定浓度的NaClO2溶液中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323K。
已知:4H++ClO2-═4ClO2+Cl-+2H2O;ClO2氧化性大于NaClO2
①写出NaClO2溶液将NO氧化为NO3-的离子方程式:
2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H+
2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H+

②已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
NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高
NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高

③当调节溶液初始pH由7升至12时,通入烟气后,NO转化率由100%降为51%,可能的原因是
碱性条件下会减少氧化性更强的ClO2产生,降低了NO转化率
碱性条件下会减少氧化性更强的ClO2产生,降低了NO转化率

(2)有氧条件下,NO在催化剂作用下可被NH3还原为N2。在钒基催化剂(V2O5)作用下的脱硝反应机理如图1所示。
①根据图1机理,NO、NH3在有氧条件下的总化学方程式是
4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)
五氧化二钒
4N2(g)+6H2O(g)
4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)
五氧化二钒
4N2(g)+6H2O(g)

②按上述图1中NH3、NO和O2的比例进行催化脱硝反应。相同反应时间,NH3和NO的转化率与温度的关系如图2所示,200℃后,NO转化率急剧下降的原因是
NH3与O2生成了NO
NH3与O2生成了NO

(3)羟基自由基(HO•)也可以用于脱硫脱硝。图3表示光催化氧化技术可生成HO•:光照时,价带失去电子产生有强氧化性的空穴,价带上生成HO•;描述产生HO•的另一种过程:
光照时,电子从价带跃迁至导带,O2在导带获得电子生成H2O2或O2-,最终转化为HO•
光照时,电子从价带跃迁至导带,O2在导带获得电子生成H2O2或O2-,最终转化为HO•

【答案】2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H+;NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高;碱性条件下会减少氧化性更强的ClO2产生,降低了NO转化率;4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)
五氧化二钒
4N2(g)+6H2O(g);NH3与O2生成了NO;光照时,电子从价带跃迁至导带,O2在导带获得电子生成H2O2或O2-,最终转化为HO•
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:27引用:1难度:0.6
相似题
  • 1.右图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图.装置内发生的主要反应中不含(  )

    发布:2024/12/30 4:0:1组卷:331引用:16难度:0.9
  • 2.下列说法不正确的是(  )

    发布:2024/12/30 5:30:2组卷:27引用:2难度:0.9
  • 3.工业上常用微生物法、吸收法、电解法、还原法等消除硫、氮等引起的污染。
    (1)微生物法脱硫
    富含有机物的弱酸性废水在SBR细菌作用下产生CH3COOH、H2等物质,可将废水中
    SO
    2
    -
    4
    还原为H2S,同时用N2或CO2将H2S从水中吹出,再用碱液吸收。
    SO
    2
    -
    4
    的空间构型为
     

    ②CH3COOH与
    SO
    2
    -
    4
    在SBR细菌作用下生成CO2和H2S的离子方程式为
     

    ③将H2S从水中吹出时,用CO2比N2效果更好,其原因是
     

    (2)吸收法脱硫
    烟气中的SO2可以用“亚硫酸铵吸收法”处理,发生的反应为(NH42SO3+SO2+H2O═2NH4HSO3,测得25℃时溶液pH与各组分物质的量分数的变化关系如图-1所示.b点时溶液pH=7,则n(
    NH
    +
    4
    ):n(
    HSO
    -
    3
    )=
     


    (3)电解法脱硫
    用NaOH吸收后SO2,所得NaHSO3溶液经电解后可制取Na2S2O4溶液,反应装置如图-2所示。电解时每有1molS2
    O
    2
    -
    4
    生成有
     
    molH+透过质子交换膜。
    (4)还原法脱氮
    用催化剂协同纳米零价铁去除水体中
    NO
    -
    3
    。其催化还原反应的过程如图-3所示。
    ①该反应机理中生成N2的过程可描述为
     

    ②过程中
    NO
    -
    3
    去除率及N2生成率如图-4所示,为有效降低水体中氮元素的含量,宜调整水体pH为4.2,当pH<4.2时,随pH减小,N2生成率逐渐降低的原因是
     

    发布:2024/12/30 5:30:2组卷:43引用:4难度:0.5
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