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有效去除大气中的H2S、SO2以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。
(1)去除废气中H2S的相关热化学方程式如下:
2H2S(g)+3O2(g)═2H2O(l)+2SO2(g)△H=akJ•mol-1
2H2S(g)+SO2(g)═2H2O(l)+3S(s)△H=bkJ•mol-1
反应2H2S(g)+O2(g)═2H2O(l)+2S(s)△H=
a
+
2
b
3
a
+
2
b
3
kJ•mol-1
为了有效去除废气中的H2S,在燃烧炉中通入的H2S和空气(O2的体积分数约为20%)体积比一般控制在0.4,理由是
若大于0.4,H2S会有剩余,脱除效率低,如果小于0.4,则H2S会部分氧化成大气污染物SO2
若大于0.4,H2S会有剩余,脱除效率低,如果小于0.4,则H2S会部分氧化成大气污染物SO2

(2)电化学氧化法是一种高效去除废水中硫化物的方法,电解NaHS溶液脱硫的原理如图1所示。碱性条件下,HS-首先被氧化生成中间产物Sn2-,Sn2-容易被继续氧化而生成硫单质。

①阳极HS-氧化为Sn2-的电极反应式为
nHS--2(n-1)e-+nOH=Sn2-+nH2O
nHS--2(n-1)e-+nOH=Sn2-+nH2O

②电解一段时间后,阳极的石墨电极会出现电极钝化,导致电极反应不能够持续有效进行,其原因是
阳极产生的硫覆盖在石墨电极表面,导致石墨电极导电性下降
阳极产生的硫覆盖在石墨电极表面,导致石墨电极导电性下降

(3)用CO(NH22(N为-3价)水溶液吸收SO2,吸收过程中生成(NH42SO4和CO2.该反应中的氧化剂是
O2
O2

(4)在一定条件下,CO可以去除烟气中的SO2,其反应原理为2CO+SO2═2CO2+S.其他条件相同、以比表面积大的γAl2O3作为催化剂,研究表明,γAl2O3在240℃以上发挥催化作用。反应相同的时间,SO2的去除率随反应温度的变化如图2所示。240℃以前,随着温度的升高,SO2去除率降低的原因是
温度较低时(小于240℃),SO2能够被催化剂吸附,SO2含量降低,随着温度的升高催化剂的吸附能力减弱,导致催化剂吸附的SO2减少;
温度较低时(小于240℃),SO2能够被催化剂吸附,SO2含量降低,随着温度的升高催化剂的吸附能力减弱,导致催化剂吸附的SO2减少;
。240℃以后,随着温度的升高,SO2去除率迅速增大的主要原因是
温度较高(大于240℃)时,发生反应2CO+SO2=2CO2+S,SO2在催化剂存在条件下被CO还原,温度升高,催化剂活性增强,反应速率加快,SO2去除率增大
温度较高(大于240℃)时,发生反应2CO+SO2=2CO2+S,SO2在催化剂存在条件下被CO还原,温度升高,催化剂活性增强,反应速率加快,SO2去除率增大

【答案】
a
+
2
b
3
;若大于0.4,H2S会有剩余,脱除效率低,如果小于0.4,则H2S会部分氧化成大气污染物SO2;nHS--2(n-1)e-+nOH=Sn2-+nH2O;阳极产生的硫覆盖在石墨电极表面,导致石墨电极导电性下降;O2;温度较低时(小于240℃),SO2能够被催化剂吸附,SO2含量降低,随着温度的升高催化剂的吸附能力减弱,导致催化剂吸附的SO2减少;;温度较高(大于240℃)时,发生反应2CO+SO2=2CO2+S,SO2在催化剂存在条件下被CO还原,温度升高,催化剂活性增强,反应速率加快,SO2去除率增大
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:46引用:1难度:0.6
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  • 1.氢在地球上主要以化合态的形式存在,是宇宙中分布最广泛的物质,它构成了宇宙质量的75%,属于二次能源.工业上生产氢的方式很多,常见的有水电解制氢,煤炭气化制氢,重油及天然气水蒸气催化制氢等.氢气是一种理想的绿色能源,如图1为氢能产生和利用的途径:

    (1)图1的四个过程中能量转化形式有
     

    A.2种  B.3种  C.4种  D.4种以上
    (2)电解过程要消耗大量的电能,而使用微生物作催化剂在阳光下也能分解水.
    2H2O(1)
    通电
    2H2(g)+O2(g)△H 1      2H2O(1)
    光照
    催化剂
    2H2(g)+O2(g)△H2   
    以上反应的△H1
     
    △H2(选填“<”、“>”或“=”)
    (3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依据图2能量变化写出氢气燃烧生产液态水的热化学方程式
     

    (4)氢能利用需要选择合适的储氢材料.
    ①NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应生成NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为
     

    ②镧镍合金在一定条件下可吸收氢气生产氢化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)释放出气态氢,根据平衡移动的原理,可改变的条件之一是
     

    ③一定条件下,如图3所示装置可实现有机物的电化学储氢,使C7H8转化为C7H14,则电解过程中产生的气体X 为
     
    ,电极A上发生的电极反应式为
     

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