Question

【題目】煙氣是氣體和煙塵的混合物，是污染居民區(qū)大氣的主要原因，氣體中的污染氣體主要是 SO2 及氮氧化合物等。

Ⅰ.某實(shí)驗(yàn)小組模擬濕式石灰/石灰法空氣脫硫，他們主要是使用石灰石(CaCO3)漿液作洗滌劑，對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌，從而除去煙氣中的SO2。

(1)上圖是實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的裝置圖的一部分，三個(gè)裝置中均盛放石灰漿液，這樣設(shè)計(jì)的目的是________________。在所得的產(chǎn)物中通入臭氧可得生石膏，寫出反應(yīng)的方程式_________________________。

(2)二氧化硫通入氯化鋇溶液中不產(chǎn)生沉淀，通入另一種氣體A后可以產(chǎn)生白色沉淀，則下列哪組試劑產(chǎn)生的氣體符合A的要求___________。

A．大理石和鹽酸 B. 氧化鈣和濃氨水 C. 銅和濃硝酸 D. 高錳酸鉀和濃鹽酸

(3)為了測定煙氣中二氧化硫的含量，他們?cè)O(shè)計(jì)了下列方案：先將含二氧化硫的aL煙氣用氯水氧化，再用沉淀劑氯化鋇獲得沉淀，最終獲得bg沉淀。在稱量沉淀前應(yīng)對(duì)沉淀進(jìn)行洗滌，如何證明沉淀洗滌干凈______________________________________________。煙氣中二氧化硫的濃度為_________g/L。

Ⅱ. 某煙氣研究組采用尿素H2N(CO)NH2，溶液在50~70℃時(shí)進(jìn)行脫硫脫硝，裝置如圖所示。

(1)如果不通入氧氣，發(fā)現(xiàn)只有少量的煙氣被吸收，生成對(duì)環(huán)境友好的物質(zhì)。 被吸收的氣體為___________ ；發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________。

(2) 如果通入煙氣和一定量氧氣的混合氣，氮氧化物的吸收率仍然較低，可能的原因是____________________________。

Answer 1

【答案】充分吸收二氧化硫 CaSO3+O3+2H2O=CaSO4·2H2O+O2 BCD 取最后一次洗滌液于試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀，若無白色沉淀生成，則洗滌干凈 NO2 6NO2+4H2N(CO)NH2=7N2+4CO2+8H2O 通入氧氣少，NO沒全部轉(zhuǎn)化為NO2

【解析】

I．（1）采用多裝置進(jìn)行吸收的目的是使二氧化硫充分吸收；二氧化硫與與氫氧化鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣具有還原性，臭氧具有氧化性，二者能夠發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成生石膏，根據(jù)氧化還原反應(yīng)守恒關(guān)系配平；

（2）二氧化硫通入氯化鋇溶液中不產(chǎn)生沉淀，通入另一種氣體A后可以產(chǎn)生白色沉淀，則說明溶液中生成了或，據(jù)此解答；

（3）沉淀若洗滌干凈，則沉淀表面無BaCl2，可通過檢驗(yàn)Cl-方法驗(yàn)證；根據(jù)反應(yīng)硫原子守恒和質(zhì)量守恒計(jì)算；

II．（1）生成了對(duì)環(huán)境友好的物質(zhì)，根據(jù)元素守恒可知該物質(zhì)為N2、CO2，根據(jù)元素守恒解答；根據(jù)無氧環(huán)境以及氧化還原反應(yīng)得失電子守恒、原子守恒、元素守恒書寫方程式；

（2）氮氧化合物完全被吸收，N元素化合價(jià)需升高，氧氣中氧元素化合價(jià)會(huì)降低，根據(jù)守恒關(guān)系以及實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。

I．（1）采用多裝置進(jìn)行吸收的目的是保證二氧化硫充分吸收；吸收生成的產(chǎn)物為亞硫酸鈣，亞硫酸鈣具有還原性，臭氧具有氧化性，反應(yīng)過程中亞硫酸鈣被氧化為硫酸鈣，臭氧一部分被還原，根據(jù)化合價(jià)升降守恒、原子守恒可知其反應(yīng)方程式為：CaSO3+O3+2H2O=CaSO4·2H2O+O2；

（2）A．大理石和鹽酸反應(yīng)生成CO2，通入溶液中不參加反應(yīng)，不會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，故A不符合題意；

B. 氧化鈣和濃氨水反應(yīng)生成氨氣，氨氣為堿性氣體，二氧化硫?yàn)樗嵝詺怏w，二者反應(yīng)會(huì)生成亞硫酸銨，亞硫酸銨電離出亞硫酸根離子，亞硫酸根離子能與鋇離子反應(yīng)生成亞硫酸鋇沉淀，故B符合題意；

C. 銅和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮溶于水能生成硝酸，硝酸具有氧化性，能夠?qū)⒍�氧化硫溶于水生成的亞硫酸氧化為硫酸，硫酸電離出的硫酸根離子能與鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，故C符合題意；

D. 高錳酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣，氯氣具有氧化性，能夠?qū)⒍�氧化硫溶于水生成的亞硫酸氧化為硫酸，硫酸電離出的硫酸根離子能與鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，故D符合題意；

故答案為：BCD；

（3）由上述分析可知，需檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有Cl-即可判斷沉淀是否洗滌干凈，具體操作為：取最后一次洗滌液于試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀，若無白色沉淀生成，則洗滌干凈；最終得到的沉淀為BaSO4，，根據(jù)硫原子守恒可知，aL含SO2的煙氣中含SO2的質(zhì)量，煙氣中二氧化硫的濃度為；

II．（1）無氧環(huán)境下，生成了對(duì)環(huán)境友好的物質(zhì)，煙氣中硫元素對(duì)應(yīng)氧化物均會(huì)污染空氣，因此該物質(zhì)為N2、CO2，根據(jù)元素守恒可知，被吸收的物質(zhì)為NO2；H2N(CO)NH2中N元素化合價(jià)為-3，反應(yīng)過程中N元素化合價(jià)升高至0價(jià)，C、H、O元素化合價(jià)均不變化，NO2中N元素化合價(jià)為+4價(jià)，反應(yīng)過程中N元素化合價(jià)降低至0價(jià)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒以及原子守恒、元素守恒可知其反應(yīng)方程式為：6NO2+4H2N(CO)NH2=7N2+4CO2+8H2O；

（2）在有氧環(huán)境下，二氧化氮被吸收生成HNO3，N元素化合價(jià)升高，氧氣中氧元素化合價(jià)會(huì)降低，若通入的氧氣量不足時(shí)，NO2與水反應(yīng)生成的NO未能完全被氧化，導(dǎo)致氮氧化合物的吸收率較低。