Question

SO₂和氮氧化物的转化和综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。

⑴H₂还原法是处理燃煤烟气中SO₂的方法之一。已知：

2H₂S(g)+SO₂(g)=3S(s)+2H₂O(l)  ΔH=a kJ·mol^—1

H₂S(g)= H₂(g)+S(s)   ΔH=b kJ·mol^—1

H₂O(l)= H₂O(g)  ΔH=c kJ·mol^—1

写出SO₂(g)和H₂(g)反应生成S(s)和H₂O(g)的热化学方程式：_____________。

⑵20世纪80年代Townley首次提出利用电化学膜脱除烟气中SO₂的技术：将烟气预氧化使SO₂转化为SO₃，再将预氧化后的烟气利用如图所示原理净化利用。

①阴极反应方程式为_____________。

②若电解过程中转移1mol电子，所得“扫出气”用水吸收最多可制得质量分数70%的硫酸_____________g。

⑶利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。当废气在塔内停留时间均为90s的情况下，测得不同条件下NO的脱氮率如图Ⅰ、Ⅱ所示。

图Ⅰ                         图Ⅱ                      图Ⅲ

①由图I知，当废气中的NO含量增加时，宜选用____________法提高脱氮效率。

②图Ⅱ中，循环吸收液加入Fe²⁺、Mn²⁺提高了脱氮的效率，其可能原因为_____________。

⑷研究表明：NaClO₂/H₂O₂酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝。图Ⅲ所示为复合吸收剂组成一定时，温度对脱硫脱硝的影响。

①温度高于60℃后，NO去除率随温度升高而下降的原因为_____________。

②写出废气中的SO₂与NaClO₂反应的离子方程式：____________。

Answer

SO2(g+2H2(g)=S(s)+2H2O(g) ΔH=(a -2b+2c) kJ·mol—1 2SO3+O2+4e—=2SO42— 70 好氧硝化 Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用 温度升高，H2O2分解速率加快 2H2O+ClO2－+2SO2=Cl—+2SO42—+4H+

【解析】⑴①2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) ΔH=a kJ·mol—1，②H2S(g)= H2(g)+S(s) ΔH=b kJ·mol—1，③H2O(l)= H2O(g) ΔH=c kJ·mol—1，根据盖斯定律，将①-②×2+③×2得：SO2(g+2H2(g)=S(s)+2H2O(g) ΔH=(a -2b+2c) kJ·mol—1，故答案为：SO2(g+2H2(g)=S(s)+2H2O(g) ΔH=(a -2b+2c) kJ·mol—1；

⑵①阴极发生还原反应，根据图示，阴极三氧化硫和氧气反应生成硫酸根离子，反应方程式为2SO3+O2+4e—=2 SO42-，故答案为：2SO3+O2+4e—=2 SO42-；

②转移1mol电子，生成0.5mol SO42-，在阳极发生氧化反应生成三氧化硫和氧气，根据阴极反应方程式2SO3+O2+4e—=2 SO42-，所得“扫出气”中含有0.5molSO3和0.25molO2，用水吸收可以生成0.5molH2SO4，可制得质量分数70%的硫酸的质量为 =70g，故答案为：70；

⑶①由图I知，当废气中的NO含量增加时，好氧硝化法脱氮效率高，故答案为：好氧硝化；

②图Ⅱ中，循环吸收液加入Fe2+、Mn2+提高了脱氮的效率，可能是Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用，故答案为：Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用；

⑷研究表明：NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝。图Ⅲ所示为复合吸收剂组成一定时，温度对脱硫脱硝的影响。

①温度高于60℃后，H2O2分解速率加快，NO去除率下降，故答案为：温度升高，H2O2分解速率加快；

②废气中的SO2与NaClO2发生氧化还原反应生成硫酸和盐酸，反应的离子方程式为2H2O+ClO2－+2SO2=Cl—+2SO42-+4H+，故答案为：2H2O+ClO2－+2SO2=Cl—+2SO42-+4H+。