Question

15．研究發(fā)現(xiàn)，含pm2.5的霧霾主要成分有SO₂、NO_x、C_xH_y及可吸入顆粒等．
（1）霧霾中能形成酸雨的物質是SO₂、NO_x
（2）NaClO₂溶液可以吸收SO₂、NO．在NaClO₂溶液中通入含有SO₂和NO的氣體，反應溫度為323K，NaClO₂溶液濃度為5×10^-3mol•L^-1．反應一段時間后溶液中離子濃度的分析結果如表

離子	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寫出NaClO₂溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式3ClO₂^-+4NO+4OH^-=4NO₃^-+3Cl^-+2H₂O
增加壓強，NO的轉化率提高（填“提高”“不變”或“降低”）．
②由實驗結果可知，脫硫反應速率大于脫硝反應速率（填“大于”或“小于”）．
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活化能較高

（3）圖1電解裝置可將SO₂、NO轉化為（NH₄）₂SO₄，
①陰極的電極反應式是NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O
②SO₂、NO通入電解裝置中的體積比為5：2
（4）目前，科學家正在研究一種以乙烯作為還原劑的脫硝（NO）原理，其脫硝機理示意圖如圖2，脫硝率與溫度，負載率（分子篩中催化劑的質量分數(shù)）的關系如圖3
①寫出該脫硝原理總反應的化學方程式6NO+3O₂+2C₂H₄$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$3N₂+4CO₂+4H₂O
②為達到最佳脫硝效果，應采取的條件是350℃、負載率3%．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要氣體；
（2）①亞氯酸鈉具有氧化性，則NaClO₂溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式為3ClO₂^-+4NO+4OH^-=4NO₃^-+3Cl^-+2H₂O；正反應是體積減小的，則增加壓強，NO的轉化率提高；
②由實驗結果可知，在相同時間內硫酸根離子的濃度增加的多，因此脫硫反應速率大于脫硝反應速率．原因是除了SO₂和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是二氧化硫的還原性強，易被氧化；
（3）①NO得電子生成銨根；
②SO₂失電子形成硫酸，結合反應原理計算；
（4）①圖1可知，在催化劑的作用下，C₂H₄與NO、O₂反應最終生成N₂、CO₂、H₂O；
②為達到最佳脫硝效果，應滿足脫硝率高，負載率低，適宜的溫度．

解答 解：（1）二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要氣體，即霧霾中能形成酸雨的物質是SO₂、NO_x，
故答案為：SO₂ 和 NO_X；
（2）①亞氯酸鈉具有氧化性，且NaClO₂溶液呈堿性，則NaClO₂溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式為3ClO₂^-+4NO+4OH^-=4NO₃^-+3Cl^-+2H₂O；正反應是體積減小的，則增加壓強，NO的轉化率提高，
故答案為：3ClO₂^-+4NO+4OH^-=4NO₃^-+3Cl^-+2H₂O；提高；
②由實驗結果可知，在相同時間內硫酸根離子的濃度增加的多，因此脫硫反應速率大于脫硝反應速率．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活化能較高，
故答案為：大于；NO溶解度較低或脫硝反應活化能較高；
（3）①NO得電子生成銨根，反應離子方程式為：NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O，
故答案為：NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O；
②SO₂失電子形成硫酸，反應方程式為：5SO₂+2NO+8H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$（NH₄）₂SO₄+4H₂SO₄，則SO₂、NO通入電解裝置中的體積比為5：2，
故答案為：5：2；
（4）①圖1可知，在催化劑的作用下，C₂H₄與NO、O₂反應最終生成N₂、CO₂、H₂O，反應總方程式為：6NO+3O₂+2C₂H₄$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$3N₂+4CO₂+4H₂O，
故答案為：6NO+3O₂+2C₂H₄$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$3N₂+4CO₂+4H₂O；
②由圖可知，b曲線的最高點處，脫硝率高，負載率低，適宜的溫度，適合條件為350℃、負載率3%，
故答案為：350℃、負載率3%．

點評 本題考查較為綜合，涉及電解原理應用、化學平衡及其影響、環(huán)境污染及治理等知識，題目難度較大，注意掌握電解原理、化學平衡及其影響，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及綜合應用能力．