Question

【題目】工業(yè)排放物可能對(duì)環(huán)境和人體健康產(chǎn)生危害，必須經(jīng)過處理才可排放。根據(jù)題意回答下列問題。

Ⅰ．處理含SO2、NO的煙氣

在323 K溫度下，向盛有NaClO2溶液的鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣。

(1)寫出NaClO2溶液脫硝過程中反應(yīng)的離子方程式___________________ 。

(2)由實(shí)驗(yàn)測(cè)得，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___________。

(3)采用NaClO、Ca(ClO) 2替代NaClO2，也能較好的除去SO2。從化學(xué)平衡原理分析，Ca(ClO) 2相比NaClO具有的優(yōu)點(diǎn)是___________________。

Ⅱ．處理含H2S的煙氣

生物脫H2S原理為：

H2S(g) + Fe2(SO4)3(aq) = S(s) + 2FeSO4(aq) + H2SO4(aq) ΔH1

4FeSO4(aq) + O2(g) + 2H2SO4(aq) 2Fe2(SO4)3(aq) + 2H2O(l) ΔH2

(1)反應(yīng)2H2S(g) + O2 (g) = 2S(s) + 2H2O(l) 的ΔH3=___________________。

(2)若反應(yīng)溫度過高，反應(yīng)速率下降（如圖），其原因是______________。

Ⅲ．處理污水的化學(xué)方法有許多，混凝法、氧化還原法、中和法、電解法等。處理含Na2SO4的廢水常用三室式電滲析法，原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na+和SO42－可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。

(1)負(fù)極反應(yīng)式為___________________。

(2)當(dāng)電路中通過1電子的電量時(shí)，會(huì)有_________的O2生成。

Answer 1

【答案】2H2O＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋4H＋ （或2H2O＋ClO2－＋4NO＝4NO2－＋Cl－＋4H＋） 二氧化硫的還原性強(qiáng)于NO 生成的硫酸鈣微溶，降低硫酸根離子濃度，促使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行 ΔH3=2ΔH1+ΔH2 蛋白質(zhì)變性（或硫桿菌失去活性） 2H2O+2e—=H2↑+2OH— 0.25

【解析】

Ⅰ．（1）NaClO2具有氧化性，可以將NO氧化為硝酸根或亞硝酸根，根據(jù)電荷守恒及原子守恒分析水參加反應(yīng)，產(chǎn)物中有H+生成，則反應(yīng)的離子方程式為2H2O＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋4H＋（或2H2O＋ClO2－＋4NO＝4NO2－＋Cl－＋4H＋）。故答案為：2H2O＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋4H＋（或2H2O＋ClO2－＋4NO＝4NO2－＋Cl－＋4H＋）；

（2）由實(shí)驗(yàn)測(cè)得，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，還可能是二氧化硫的還原性強(qiáng)于NO，故答案為：二氧化硫的還原性強(qiáng)于NO；

（3）采用NaClO、Ca(ClO) 2替代NaClO2，也能較好的除去SO2。從化學(xué)平衡原理分析，Ca(ClO) 2相比NaClO具有的優(yōu)點(diǎn)是：生成的硫酸鈣微溶，降低硫酸根離子濃度，促使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，故答案為：生成的硫酸鈣微溶，降低硫酸根離子濃度，促使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行；

Ⅱ．（1）已知：①H2S(g) + Fe2(SO4)3(aq) = S(s) + 2FeSO4(aq) + H2SO4(aq) ΔH1，②4FeSO4(aq) + O2(g) + 2H2SO4(aq) 2Fe2(SO4)3(aq) + 2H2O(l) ΔH2，

根據(jù)蓋斯定律①×2+②得反應(yīng)2H2S(g) + O2 (g) = 2S(s) + 2H2O(l) ，則ΔH3=2ΔH1+ΔH2，故答案為：故ΔH3=2ΔH1+ΔH2；

（2）根據(jù)題給方程式知，硫桿菌在反應(yīng)中作催化劑，溫度過高時(shí)會(huì)失去活性，因此反應(yīng)速率下降，故答案為：蛋白質(zhì)變性（或硫桿菌失去活性）；

Ⅲ．（1）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)放電順序氫離子得電子生成氫氣，反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故答案為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；

（2）電解硫酸鈉溶液相當(dāng)于電解水，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，電極反應(yīng)為：2H2O-4e-=4H++O2↑，則當(dāng)電路中通過1電子的電量時(shí)，會(huì)有1×=0.25mol O2生成，故答案為：0.25。