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煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为...

煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,回答下列问题:

(1)在鼓泡反应器中通入含有含有SO2和NO的烟气,反应温度为323 K,NaClO2溶液浓度为5×103mol·L1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:

离子

SO

SO

NO

NO

Cl

c/(mol·L1)

8.35×104

6.87×106

1.5×104

1.2×105

3.4×103

①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式__________增加压强,NO的转化率__________(填“提高”“不变”或“降低”)。

②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐______________(填“增大”“不变”或“减小”)。

③由实验结果可知,脱硫反应速率__________脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是___________。

(2)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反 应中,在反应ClO+2SO==2SO+Cl的平衡常数K表达式为__________。

(3)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。已知下列反应:

SO2(g)+2OH(aq)==SO(aq)+H2O(l)ΔH1

ClO(aq)+SO(aq)==SO(aq)+Cl(aq)ΔH2

CaSO4(s)==Ca2+(aq)+SO(aq)ΔH3

则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO(aq)+2OH(aq)==CaSO4(s)+H2O(l)+Cl(aq)的ΔH=____________

 

(1)①4OH—+3ClO+4NO=4NO+3Cl-+2H2O提高;②减小(2分);③大于(2分);NO溶解度较低或脱硝化反应的活化能较高(2分) (2) (2分)(3)△H1+△H2-△H3(2分)   【解析】 试题分析:(1)①亚氯酸钠具有氧化性,分析题给数据知NaClO2溶液脱硝过程中主要生产硝酸根和氯离子,利用化合价升降法结合原子守恒和电荷守恒配平,该反应的离子方程式为2OH-+3ClO2-+4NO==4NO3-+3Cl-+2H2O;该反应正反应是气体体积减小的,则增加压强,平衡正向移动,NO的转化率提高。 ②根据反应的方程式2H2O+ClO2-+2SO2==2SO42-+Cl-+4H+、2H2O+3ClO2-+4NO==4NO3-+3Cl-+4H+可知随着吸收反应的进行氢离子浓度增大,吸收剂溶液的pH逐渐减小。 ③由实验结果可知,在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多,因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高或SO2的溶解度大于NO或二氧化硫的还原性强,易被氧化。 (2)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则根据反应ClO2−+2SO32−=2SO42−+Cl−写出反应的平衡常数K表达式为K=。 (3)已知:①.SO2(g)+2OH−(aq)==SO32−(aq)+H2O(l)ΔH1; ②.ClO−(aq)+SO32−(aq)==SO42−(aq)+Cl−(aq)ΔH2; ③.CaSO4(s)==Ca2+(aq)+SO42−(aq)ΔH3 根据盖斯定律知①+②-③可得反应 SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO−(aq)+2OH−(aq)=CaSO4(s)+H2O(l)+Cl−(aq)的ΔH=△H1+△H2-△H3。 考点:考查氧化还原反应、盖斯定律、外界条件对反应速率和平衡状态的影响等  
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高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:

回答下列问题:

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(2)“平炉”中需要加压,其目的是                    

(3)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。

①“CO2歧化法”是传统工艺,即在K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈中性或弱碱性,K2MnO4发生歧化反应,反应中生成KMnO4,MnO2             (写化学式)。

②“电解法”为现代工艺,即电解K2MnO4水溶液,电解槽中阳极发生的电极反应为             ,阴极逸出的气体是          

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