一定條件下,通過下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收:2CO(g)+SO2(g)═2CO2(g)+S(l)△H
(1)已知:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H1=-566kJ/mol;S(l)+O2(g)═SO2(g)△H1=-296kJ/mol,則反應(yīng)熱△H=-270-270kJ/mol。
(2)其他條件相同、催化劑不同時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖a所示。260℃時(shí) Cr2O3Cr2O3(填“Fe2O3”、“NiO”或“Cr2O3”)作催化劑反應(yīng)速率最快。Fe2O3和NiO作催化劑均能使SO2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高,不考慮價(jià)格因素,選擇Fe2O3的主要優(yōu)點(diǎn)是 Fe2O3作催化劑時(shí),在相對較低溫度可獲得較高SO2的轉(zhuǎn)化率,從而節(jié)約大量能源Fe2O3作催化劑時(shí),在相對較低溫度可獲得較高SO2的轉(zhuǎn)化率,從而節(jié)約大量能源。
(3)科研小組在380℃、Fe2O3作催化劑時(shí),研究了不同投料比[n(CO):n(SO2)]對SO2轉(zhuǎn)化率的影響,結(jié)果如圖b所示。請分析當(dāng)n(CO):n(SO2)=1:1時(shí),SO2轉(zhuǎn)化率接近50%的原因 由圖a和圖b可知,當(dāng)CO足夠時(shí),SO2轉(zhuǎn)化率可以接近100%,但是當(dāng)n(CO):n(SO2)=1:1時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率最大只能達(dá)到50%,因此平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率接近50%由圖a和圖b可知,當(dāng)CO足夠時(shí),SO2轉(zhuǎn)化率可以接近100%,但是當(dāng)n(CO):n(SO2)=1:1時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率最大只能達(dá)到50%,因此平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率接近50%。
(4)工業(yè)上還可用Na2SO3溶液吸收煙氣中的SO2:Na2SO3+SO2+H2O═2NaHSO3。某溫度下用1.0mol/L Na2SO3溶液吸收純凈的SO2,當(dāng)溶液中c(SO2-3)降至0.2mol/L時(shí),吸收能力顯著下降,應(yīng)更換吸收劑。此時(shí)溶液中c(HSO-3)約為 1.61.6mol/L,溶液的pH=66。(已知該溫度下亞硫酸的平衡常數(shù)Ka1=1.75×10-2,Ka2=1.25×10-7)
(5)利用硫酸鈉溶液吸收SO2,再用惰性電極電解處理SO2。將陰極區(qū)溶液導(dǎo)出,經(jīng)過濾分離出硫磺后,可循環(huán)吸收利用,裝置如圖2所示。
①該離子交換膜為 陽離子交換膜陽離子交換膜。(填“陽離子交換膜”或“陰離子交換膜”)
②陰極的電極反應(yīng)式為 SO2+4H++4e-═S+2H2O(或H2SO3+4H++4e-═S+3H2O)SO2+4H++4e-═S+2H2O(或H2SO3+4H++4e-═S+3H2O)。
SO
2
-
3
HSO
-
3
【答案】-270;Cr2O3;Fe2O3作催化劑時(shí),在相對較低溫度可獲得較高SO2的轉(zhuǎn)化率,從而節(jié)約大量能源;由圖a和圖b可知,當(dāng)CO足夠時(shí),SO2轉(zhuǎn)化率可以接近100%,但是當(dāng)n(CO):n(SO2)=1:1時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率最大只能達(dá)到50%,因此平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率接近50%;1.6;6;陽離子交換膜;SO2+4H++4e-═S+2H2O(或H2SO3+4H++4e-═S+3H2O)
【解答】
【點(diǎn)評】
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