为探索稳定性ClO2溶液对氮氧化物(NOx)的处理效果,实验过程如下:

已知:ClO2具有强氧化性,且氧化性随着溶液的酸性增强而增强。ClO2和NaOH反应的化学方程式为:2ClO2+2NaOH═NaClO2+NaClO3+H2O。NaClO2对氮氧化物具有强吸收效果。
(1)“制气”阶段生成NaHSO4、NO和NO2。“制气”反应的化学方程式为 2NaNO2+2H2SO4(浓)=2NaHSO4+NO↑+NO2↑+H2O2NaNO2+2H2SO4(浓)=2NaHSO4+NO↑+NO2↑+H2O。
(2)ClO2可以将NO氧化为NO2,并进一步将NO2氧化为HNO3,ClO2则被还原为Cl-。吸收时,ClO2溶液从吸收器顶部喷淋,氮氧化物从吸收器底部通入(如图-1所示)。NOx的吸收率与吸收器内碎瓷片填料的高度关系如图-2所示。

①NO2和ClO2反应的离子方程式为 5NO2+3H2O+ClO2=5NO-3+6H++Cl-5NO2+3H2O+ClO2=5NO-3+6H++Cl-。
②随着吸收器内填料高度增加,NOx去除率增高的原因是 填料高度增加,使气体和吸收液能够充分接触反应填料高度增加,使气体和吸收液能够充分接触反应。
(3)通过加入盐酸或NaOH调节ClO2溶液的pH,测得不同pH的ClO2溶液对NOx吸收率的影响如图3所示。

①当pH小于7时,NOx吸收率随pH增大而减小的原因是 当pH<7时,ClO2的氧化性随pH增大而减弱,氧化氮氧化物的能力下降当pH<7时,ClO2的氧化性随pH增大而减弱,氧化氮氧化物的能力下降。
②当pH大于7时,NOx吸收率随pH增大而增大的原因是 当pH>7时,随着pH增大,ClO2转化为NaClO2和NaClO3的程度增大,NaClO2浓度增大,由于NaClO2对氮氧化物具有强吸收能力,导致吸收液对氮氧化物的吸收效率增高当pH>7时,随着pH增大,ClO2转化为NaClO2和NaClO3的程度增大,NaClO2浓度增大,由于NaClO2对氮氧化物具有强吸收能力,导致吸收液对氮氧化物的吸收效率增高。
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【考点】氮的氧化物的性质及其对环境的影响.
【答案】2NaNO2+2H2SO4(浓)=2NaHSO4+NO↑+NO2↑+H2O;5NO2+3H2O+ClO2=5+6H++Cl-;填料高度增加,使气体和吸收液能够充分接触反应;当pH<7时,ClO2的氧化性随pH增大而减弱,氧化氮氧化物的能力下降;当pH>7时,随着pH增大,ClO2转化为NaClO2和NaClO3的程度增大,NaClO2浓度增大,由于NaClO2对氮氧化物具有强吸收能力,导致吸收液对氮氧化物的吸收效率增高
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【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:83引用:3难度:0.6
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