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煙氣中SO2和NO的轉(zhuǎn)化和綜合利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護(hù)環(huán)境。
(1)采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝,在一定濃度的NaClO2溶液中通入含有SO2和NO的煙氣,反應(yīng)溫度為323K。
已知:4H++ClO2-═4ClO2+Cl-+2H2O;ClO2氧化性大于NaClO2。
①寫(xiě)出NaClO2溶液將NO氧化為NO3-的離子方程式:
2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H+
2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H+

②已知脫硫反應(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
NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高
。
③當(dāng)調(diào)節(jié)溶液初始pH由7升至12時(shí),通入煙氣后,NO轉(zhuǎn)化率由100%降為51%,可能的原因是
堿性條件下會(huì)減少氧化性更強(qiáng)的ClO2產(chǎn)生,降低了NO轉(zhuǎn)化率
堿性條件下會(huì)減少氧化性更強(qiáng)的ClO2產(chǎn)生,降低了NO轉(zhuǎn)化率
。
(2)有氧條件下,NO在催化劑作用下可被NH3還原為N2。在釩基催化劑(V2O5)作用下的脫硝反應(yīng)機(jī)理如圖1所示。
①根據(jù)圖1機(jī)理,NO、NH3在有氧條件下的總化學(xué)方程式是
4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)
五氧化二釩
4N2(g)+6H2O(g)
4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)
五氧化二釩
4N2(g)+6H2O(g)

②按上述圖1中NH3、NO和O2的比例進(jìn)行催化脫硝反應(yīng)。相同反應(yīng)時(shí)間,NH3和NO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖2所示,200℃后,NO轉(zhuǎn)化率急劇下降的原因是
NH3與O2生成了NO
NH3與O2生成了NO
。
(3)羥基自由基(HO?)也可以用于脫硫脫硝。圖3表示光催化氧化技術(shù)可生成HO?:光照時(shí),價(jià)帶失去電子產(chǎn)生有強(qiáng)氧化性的空穴,價(jià)帶上生成HO?;描述產(chǎn)生HO?的另一種過(guò)程:
光照時(shí),電子從價(jià)帶躍遷至導(dǎo)帶,O2在導(dǎo)帶獲得電子生成H2O2或O2-,最終轉(zhuǎn)化為HO?
光照時(shí),電子從價(jià)帶躍遷至導(dǎo)帶,O2在導(dǎo)帶獲得電子生成H2O2或O2-,最終轉(zhuǎn)化為HO?
。

【答案】2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H+;NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高;堿性條件下會(huì)減少氧化性更強(qiáng)的ClO2產(chǎn)生,降低了NO轉(zhuǎn)化率;4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)
五氧化二釩
4N2(g)+6H2O(g);NH3與O2生成了NO;光照時(shí),電子從價(jià)帶躍遷至導(dǎo)帶,O2在導(dǎo)帶獲得電子生成H2O2或O2-,最終轉(zhuǎn)化為HO?
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:26引用:1難度:0.6
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  • 1.下列說(shuō)法不正確的是(  )

    發(fā)布:2024/12/30 5:30:2組卷:24引用:2難度:0.9
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    發(fā)布:2024/12/30 4:0:1組卷:328引用:16難度:0.9
  • 3.工業(yè)上常用微生物法、吸收法、電解法、還原法等消除硫、氮等引起的污染。
    (1)微生物法脫硫
    富含有機(jī)物的弱酸性廢水在SBR細(xì)菌作用下產(chǎn)生CH3COOH、H2等物質(zhì),可將廢水中
    SO
    2
    -
    4
    還原為H2S,同時(shí)用N2或CO2將H2S從水中吹出,再用堿液吸收。
    SO
    2
    -
    4
    的空間構(gòu)型為
     

    ②CH3COOH與
    SO
    2
    -
    4
    在SBR細(xì)菌作用下生成CO2和H2S的離子方程式為
     

    ③將H2S從水中吹出時(shí),用CO2比N2效果更好,其原因是
     

    (2)吸收法脫硫
    煙氣中的SO2可以用“亞硫酸銨吸收法”處理,發(fā)生的反應(yīng)為(NH42SO3+SO2+H2O═2NH4HSO3,測(cè)得25℃時(shí)溶液pH與各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖-1所示.b點(diǎn)時(shí)溶液pH=7,則n(
    NH
    +
    4
    ):n(
    HSO
    -
    3
    )=
     


    (3)電解法脫硫
    用NaOH吸收后SO2,所得NaHSO3溶液經(jīng)電解后可制取Na2S2O4溶液,反應(yīng)裝置如圖-2所示。電解時(shí)每有1molS2
    O
    2
    -
    4
    生成有
     
    molH+透過(guò)質(zhì)子交換膜。
    (4)還原法脫氮
    用催化劑協(xié)同納米零價(jià)鐵去除水體中
    NO
    -
    3
    。其催化還原反應(yīng)的過(guò)程如圖-3所示。
    ①該反應(yīng)機(jī)理中生成N2的過(guò)程可描述為
     

    ②過(guò)程中
    NO
    -
    3
    去除率及N2生成率如圖-4所示,為有效降低水體中氮元素的含量,宜調(diào)整水體pH為4.2,當(dāng)pH<4.2時(shí),隨pH減小,N2生成率逐漸降低的原因是
     
    。

    發(fā)布:2024/12/30 5:30:2組卷:39引用:4難度:0.5
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