SO2、NOx是空气的主要污染物,有效去除大气中的SO2、NOx可以保护大气环境。含氮废水氨氮(以NH3、NH+4存在)和硝态氮(以NO-2、NO-3存在)引起水体富营养化,需经处理后才能排放。
(1)用天然碱生产小苏打的母液(主要溶质为碳酸钠)吸收烟气中SO2的相关反应的热化学方程式如下:
2Na2CO3(aq)+SO2(g)+H2O(l)═Na2SO3(aq)+2NaHCO3(aq) ΔH=akJ•mol-1
2NaHCO3(aq)+SO2(g)═Na2SO3(aq)+2CO2(g)+H2O(l) ΔH=bkJ•mol-1
Na2SO3(aq)+SO2(g)+H2O(l)═2NaHSO3(aq) ΔH=ckJ•mol-1
反应Na2CO3(aq)+SO2(g)═Na2SO3(aq)+CO2(g)的ΔH=(a+b)2(a+b)2kJ•mol-1。
(2)工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染,模拟工艺如图1所示,写出电解时铁电极发生的电极反应式:①Fe-2e-═Fe2+Fe-2e-═Fe2+。随后,铁电极附近有无色气体产生,写出有关反应的离子方程式:②2NO-2+8H++6Fe2+═N2↑+6Fe3++4H2O2NO-2+8H++6Fe2+═N2↑+6Fe3++4H2O。

(3)工业上以钛基氧化物涂层材料为阳极、碳纳米管修饰的石墨为阴极,电解硝酸钠和硫酸钠混合溶液,可使NO-3,变为NH+4。电极(电催化剂)所处的环境对其催化活性起重要作用。其他条件不变,向其中一份电解液中投加一定量NaCl,去除NH+4的效果明显提高,溶液中氮元素含量显著降低。可能原因是①水中的氯离子在阳极上被氧化成氯气,氯气与铵离子发生氧化反应生成N2,从而使铵离子从水溶液中得到去除水中的氯离子在阳极上被氧化成氯气,氯气与铵离子发生氧化反应生成N2,从而使铵离子从水溶液中得到去除。其他条件不变,只改变溶液的pH,NO-3去除率如图2所示,pH升高时,去除率②下降下降(“升高”或“下降”),可能原因是③随着pH的升高,催化剂的催化活性明显下降随着pH的升高,催化剂的催化活性明显下降。


(4)厌氧氨化法(Anammox)是一种新型的氨氮去除技术,反应模型如图所示。氨氮去除过程总的离子方程式为:NH+4+NO-2═N2↑+2H2ONH+4+NO-2═N2↑+2H2O。
NH
+
4
NO
-
2
NO
-
3
(
a
+
b
)
2
(
a
+
b
)
2
NO
-
2
NO
-
2
NO
-
3
NH
+
4
NH
+
4
NO
-
3
NH
+
4
NO
-
2
NH
+
4
NO
-
2
【考点】电解原理;“三废”处理与环境保护.
【答案】;Fe-2e-═Fe2+;2+8H++6Fe2+═N2↑+6Fe3++4H2O;水中的氯离子在阳极上被氧化成氯气,氯气与铵离子发生氧化反应生成N2,从而使铵离子从水溶液中得到去除;下降;随着pH的升高,催化剂的催化活性明显下降;+═N2↑+2H2O
(
a
+
b
)
2
NO
-
2
NH
+
4
NO
-
2
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:77引用:5难度:0.6
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1.铈(Ce)是镧系金属元素。空气污染物NO通常用含Ce4+的溶液吸收,生成HNO2、
,再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质,同时生成Ce4+,其原理如图所示。下列说法正确的是( )NO-3发布:2025/1/6 7:30:5组卷:129引用:7难度:0.7 -
2.(NH4)2S2O8电化学循环氧化法可用于废水中苯酚的降解,示意图如图。
(1)(NH4)2S2O8的电解法制备。
已知:电解效率η的定义为η(B)=×100%。n(生成B所用的电子)n(通过电极的电子)
①电极b是
②生成S2的电极反应式是O2-8
③向阳极室和阴极室各加入100mL溶液。制备S2的同时,还在电极b表面收集到2.5×10-4mol气体,气体是O2-8)为80%,不考虑其他副反应,则制备的(NH4)2S2O8的物质的量浓度为O2-8
(2)苯酚的降解
已知:•具有强氧化性,Fe2+性度较高时会导致SO-4•猝灭。S2SO-4可将苯酚氧化为CO2,但反应速率较慢。加入Fe2+可加快反应,过程为:O2-8
i.S2+Fe2+═O2-8+SO2-4•+Fe3+SO-4
ii.•将苯酚氧化SO-4
①•氧化苯酚的离子方程式是SO-4
②将电解得到的含S2溶液稀释后加入苯酚处理器,调节溶液总体积为1L,pH=1,测得在相同时间内,不同条件下苯酚的降解率如图。O2-8
用等物质的量的铁粉代替FeSO4,可明显提高苯酚的降解率,主要原因是
(3)苯酚残留量的测定
已知:电解中转移1mol电子所消耗的电量为F库仑。
取处理后的水样100mL,酸化后加入KBr溶液,通电。电解产生的Br2全部与苯酚反应,当苯酚完全反应时,消耗的电量为a库仑,则样品中苯酚的含量为发布:2024/12/30 11:30:1组卷:161引用:2难度:0.4 -
3.如图所示,某同学设计一个甲醚(CH3OCH3)燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。
(1)通入氧气的电极为
(2)铁电极为
(3)反应一段时间后,乙装置中生成NaOH主要在
(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中阳极上电极反应式为发布:2025/1/3 8:0:1组卷:6引用:1难度:0.6