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煤燃烧排放的烟气含有SO2和NO,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸...

煤燃烧排放的烟气含有SO2NO,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:

1NaClO2Cl元素的价态为_______

2)在鼓泡反应器中通入含有含有SO2NO的烟气,反应温度为323 KNaClO2溶液浓度为5×10−3mol·L−1 。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:

离子

SO42−

SO32−

NO3

NO2

Cl

c/mol·L−1

8.35×10−4

6.87×10−6

1.5×10−4

1.2×10−5

3.4×10−3

 

①在NaClO2溶液脱硝的主要反应中,参加反应的nClO2-):nNO=_________增加压强,NO的转化率______(填提高”“不变降低)。

②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐_______(填升高”“不变降低)。

③由实验结果可知,脱硫反应速率______脱硝反应速率(填大于小于)。原因是除了SO2NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是___________

3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中,SO2NO的平衡分压pc如下图所示:

=

①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均____(填增大”“不变减小)。

②反应ClO2+2SO32−===2SO42−+Cl的平衡常数K表达式为___________

 

+3 3:4 提高 降低 大于 SO2的还原性强于NO 增大 【解析】 (1)根据在化合物中,元素化合价的代数和为零进行解答; (2)①NaClO2溶液脱硝过程中,NO转化为NO3-、NO2-,主要转化为NO3-,书写离子方程式时运用得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒,得到4NO+3ClO2-+4OH−=4 NO3-+2H2O+3Cl−。上述反应是气体分子数减小的反应,增加压强有利于反应正向进行,使NO的转化率提高; ②根据上述反应可知,随着吸收反应的进行,溶液中c(H+)逐渐增大,pH逐渐减小; ③由实验结果看出,溶液中含硫离子的浓度大于含氮离子的浓度,所以脱硫反应速率大于脱硝反应速率。这可能是因为NO溶解度较低、脱硝反应活化能较高等; (3)①纵坐标是平衡分压的负对数,反应温度升高,SO2和NO的平衡分压的负对数减小,即平衡分压增大,说明平衡逆向移动,所以平衡常数减小; ②根据平衡常数表达式的规则书写即可。 (1)NaClO2中,钠元素的化合价是+1价,氧元素的化合价是-2价,设Cl元素的化合价为x,则(+1)+x+(-2)2=0,则x=+3价; (2)①亚氯酸钠具有氧化性,则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H+,故参加反应的n(ClO2-):n(NO)=3:4; 正反应是体积减小的,则增加压强,NO的转化率提高; ②根据反应的方程式2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+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逐渐降低; 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,还可能是二氧化硫的还原性强于NO,易被氧化; (3)①由图分析可知,反应温度升高,O2和NO的平衡分压减小,这说明反应向正反应方向进行,因此脱硫、脱硝反应的平衡常数均增大; ②反应ClO2−+2SO32−=2SO42−+Cl−的平衡常数K表达式为K=。  
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