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燃煤烟气中主要成分是空气,SO2和NO的含量小于1%。一种用CO(NH22(尿素)和H2O2在固体催化剂作用下脱硫、脱硝的流程如图:

(1)CO(NH22可以水解生成(NH42CO3,CO(NH22、(NH42CO3与烟气中的NO不反应。脱硫后所得吸收液中含CO(NH22、(NH42SO3、(NH42SO4。其他条件一定,反应相同时间,测得SO2的脱除率与温度的关系如图所示。30~70℃时,SO2的脱除率随温度升高先增大后减小的原因是
30~60℃时升高温度,CO(NH22水解生成(NH42CO3的速率加快,溶液中(NH42CO3的浓度增大,且升高温度可加快反应速率;60~70℃时SO2在溶液中的溶解量减少,反应速率减慢
30~60℃时升高温度,CO(NH22水解生成(NH42CO3的速率加快,溶液中(NH42CO3的浓度增大,且升高温度可加快反应速率;60~70℃时SO2在溶液中的溶解量减少,反应速率减慢


(2)烟气中的NO与O2反应缓慢。雾化后的H2O2在催化剂中Fe元素作用下可以产生具有极强氧化活性的•OH(羟基自由基),OH能将NO快速氧化为NO2、HNO3等物质。H2O2在一种固体催化剂表面转化的过程如图所示:

①脱硝时,NO2与吸收液中(NH42SO3反应生成(NH42SO4,同时排放出的气体不会污染空气。写出脱硝时NO2与(NH42SO3反应的化学方程式:
2NO2+4(NH42SO3=4(NH42SO4+N2
2NO2+4(NH42SO3=4(NH42SO4+N2

②如图转化(1)的过程可以描述为
H2O2失去电子被氧化为O2,Fe3+得到电子后被还原为Fe2+,晶体中部分O原子失去后形成氧空位
H2O2失去电子被氧化为O2,Fe3+得到电子后被还原为Fe2+,晶体中部分O原子失去后形成氧空位

③化学式为LaFeO2.6的催化剂中,Fe3+和Fe2+的物质的量之比为
1:4
1:4

④其他条件一定,比较等物质的量LaFeO2.6与LaFeO2.8催化效果并说明理由
LaFeO2.6催化效果好,因为LaFeO2.6中含Fe2+(或氧空位)的物质的量更多,与H2O2反应时生成的•OH更多
LaFeO2.6催化效果好,因为LaFeO2.6中含Fe2+(或氧空位)的物质的量更多,与H2O2反应时生成的•OH更多

(3)如不使用固体催化剂,用含Fe3+的溶液也能催化H2O2发生类似的转化生成•OH,且相同条件下速率更快。与使用含Fe3+的溶液相比,使用固体催化剂的优点是
对反应的pH没有要求,反应后无需处理含Fe2+、Fe3+的废液
对反应的pH没有要求,反应后无需处理含Fe2+、Fe3+的废液

【答案】30~60℃时升高温度,CO(NH22水解生成(NH42CO3的速率加快,溶液中(NH42CO3的浓度增大,且升高温度可加快反应速率;60~70℃时SO2在溶液中的溶解量减少,反应速率减慢;2NO2+4(NH42SO3=4(NH42SO4+N2;H2O2失去电子被氧化为O2,Fe3+得到电子后被还原为Fe2+,晶体中部分O原子失去后形成氧空位;1:4;LaFeO2.6催化效果好,因为LaFeO2.6中含Fe2+(或氧空位)的物质的量更多,与H2O2反应时生成的•OH更多;对反应的pH没有要求,反应后无需处理含Fe2+、Fe3+的废液
【解答】
【点评】
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发布:2024/5/31 8:0:9组卷:83引用:1难度:0.5
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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