Question

【題目】煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝�；卮鹣铝袉栴}：

(1)NaClO2的化學(xué)名稱為_______。

(2)在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣，反應(yīng)溫度為323 K，NaClO2溶液濃度為5×103mol·L1。反應(yīng)一段時間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表。

離子	SO42	SO32	NO3	NO2	Cl
c/（mol·L1）	8.35×104	6.87×106	1.5×104	1.2×105	3.4×103

①寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式__________。增加壓強(qiáng)，NO的轉(zhuǎn)化率______（填“提高”、“不變”或“降低”）。

②隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行，吸收劑溶液的pH逐漸______ （填“增大”“不變”或“減小”）。

③由實驗結(jié)果可知，脫硫反應(yīng)速率______脫硝反應(yīng)速率（填“大于”或“小于”）。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是___________。

(3)在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中，SO2和NO的平衡分壓pe如圖所示。

①由圖分析可知，反應(yīng)溫度升高，脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均______________（填“增大”、“不變”或“減小”）。

②反應(yīng)ClO2+2SO32 2SO42+Cl的平衡常數(shù)K表達(dá)式為___________。

(4)如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2，也能得到較好的煙氣脫硫效果。從化學(xué)平衡原理分析，Ca（ClO）2相比NaClO具有的優(yōu)點是_______。

Answer 1

【答案】亞氯酸鈉 4OH-＋3ClO2－＋4NO4NO3－＋3Cl－＋2H2O 提高 減小 大于 NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高 減小 K= 形成CaSO4沉淀，平衡向正反應(yīng)方向移動，SO2轉(zhuǎn)化率提高

【解析】

(1)氯的價態(tài)為+7價時稱為高、+3價時稱為亞，據(jù)此命名NaClO2；

(2)亞氯酸鈉具有氧化性，則NaClO2溶液脫硝過程中能夠?qū)?/span>NO氧化為NO3-，本身被還原為Cl-；結(jié)合壓強(qiáng)對平衡的影響分析解答①和②；③SO2和NO在煙氣中的初始濃度和反應(yīng)的活化能均會影響反應(yīng)速率；

(3)①根據(jù)圖象，脫硫、脫硝反應(yīng)中SO2、NO的平衡分壓的負(fù)對數(shù)隨溫度的升高而減小，說明溫度越高，SO2、NO的平衡分壓越大，結(jié)合溫度對平衡的影響分析解答；②根據(jù)K=書寫K的表達(dá)式；

(4)Ca(ClO)2與NaClO相比，Ca(ClO)2能夠反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀，降低硫酸根離子濃度，結(jié)合平衡的移動分析解答。

(1)氯的價態(tài)為+7價時稱為高、+3價時稱為亞，NaClO2中氯的化合價為+3價，化學(xué)名稱為亞氯酸鈉，故答案為：亞氯酸鈉；

(2)①亞氯酸鈉具有氧化性，且NaClO2溶液呈堿性，則NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式為3ClO2-+4NO+4OH-4NO3-+3Cl-+2H2O；正反應(yīng)是體積減小的，則增加壓強(qiáng)，NO的轉(zhuǎn)化率提高，故答案為：3ClO2-+4NO+4OH-4NO3-+3Cl-+2H2O；提高；

②根據(jù)反應(yīng)的方程式3ClO2-+4NO+4OH-4NO3-+3Cl-+2H2O可知，隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行，氫氧根離子被消耗，吸收劑溶液的pH逐漸減小，故答案為：減��；

③由實驗結(jié)果可知，在相同時間內(nèi)硫酸根離子的濃度增加的多，因此脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高，故答案為：大于；NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高；

(3)①由圖分析可知，反應(yīng)溫度升高，脫硫、脫硝反應(yīng)中SO2、NO的平衡分壓的負(fù)對數(shù)隨溫度的升高而減小，說明溫度越高，SO2、NO的平衡分壓越大，NO的含量越高，即升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小，故答案為：減�。�

②根據(jù)反應(yīng)的方程式ClO2-+2SO32- 2SO42-+Cl-可知平衡常數(shù)K表達(dá)式為K= ，故答案為：K=；

(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，Ca(ClO)2與NaClO相比，Ca(ClO)2能夠反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀，降低硫酸根離子濃度，促使平衡向正反應(yīng)方向移動，所以Ca(ClO)2效果更好，故答案為：形成CaSO4沉淀，降低硫酸根離子濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，SO2轉(zhuǎn)化率提高。