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有效脱除烟气中的SO2是环境保护的重要课题。 (1)氨水可以脱除烟气中的SO2。...

有效脱除烟气中的SO2是环境保护的重要课题。

(1)氨水可以脱除烟气中的SO2。氨水脱硫的相关热化学方程式如下:

2NH3(g) +H2O(l) +SO2(g) =(NH4)2SO3(aq) ΔH= akJ·mol−1

(NH4)2SO3(aq)+H2O(l) +SO2(g) =2NH4HSO3(aq) ΔH = bkJ·mol−1

2(NH4)2SO3(aq) +O2(g) =2(NH4)2SO4(aq) ΔH =ckJ·mol−1

反应NH3(g) +NH4HSO3(aq) +O2(g) = (NH4)2SO4(aq)ΔH=____kJ·mol−1

已知:SO2的国家排放标准为80mg·m−3。氨水脱除烟气中的SO2是在吸收塔中进行的,控制其他实验条件相同,仅改变吸收塔的温度,实验结果如题图-1所示,为了尽可能获得NH4HSO3,则吸收塔合适的温度约为________

A25℃              B31℃          C35℃

(2)电解法可以脱除烟气中的SO2。用Na2SO4溶液吸收烟气中的SO2,使用惰性电极电解吸收后的溶液,H2SO3在阴极被还原为硫单质,阴极的电极反应式为_______

(3)钠钙双碱法可高效脱除烟气中的SO2,脱硫的流程如题图-2所示。

吸收时气液逆流在吸收塔中接触,吸收时不宜直接使用石灰乳的原因是_______

②水溶液中H2SO3HSOSOpH的分布如题图−3所示,再生液NaOH溶液调pH7~9得到溶液X,溶液X吸收SO2时主要反应的离子方程式为______

③已知Na2SO3的溶解度随着pH增大而减小。溶液XpH对脱硫效率的影响如题图-4所示。当pH6升高到7时,脱硫效率迅速增大的原因为______;当pH大于7时,随pH增大脱硫效率增速放缓的原因为______

 

B H2SO3 + 4e− + 4H+ = S↓+ 3H2O 使用石灰乳会生成难溶的CaSO3,引起吸收塔堵塞 SO+ SO2 + H2O = 2HSO “再生液”中Na2SO3的浓度增大,吸收SO2的效率增强 随着pH进一步增大,“再生液”中Na2SO3的溶解度因pH增大而减小,Na2SO3会析出,Na2SO3浓度减小,脱硫效率增速放缓。 【解析】 利用盖斯定律进行计算,选择合适温度时,要使NH4HSO3的含量较多,二氧化硫和氨气的含量较少。根据化合价的变化写出电极反应式。二氧化硫会与石灰乳反应产物亚硫酸钙的溶解性分析。根据图像可以看出亚硫酸根的浓度在增大,写出亚硫酸根与二氧化硫反应的离子方程式。“再生液”中Na2SO3的浓度变化分析吸收效率的变化。根据Na2SO3的溶解度随着pH增大而减小分析。 (1)①2NH3(g) +H2O(l) +SO2(g) =(NH4)2SO3(aq) ΔH= akJ·mol−1 ②(NH4)2SO3(aq)+H2O(l) +SO2(g) =2NH4HSO3(aq) ΔH = bkJ·mol−1 ③2(NH4)2SO3(aq) +O2(g) =2(NH4)2SO4(aq) ΔH =ckJ·mol−1 根据盖斯定律,将(①-②+③),可得到反应NH3(g) +NH4HSO3(aq) +O2(g) = (NH4)2SO4(aq)的ΔH=kJ·mol−1; 实验结果如题图-1所示,为了尽可能获得NH4HSO3,则吸收塔合适的温度约为:温度在25℃是亚硫酸氢铵的量不多,31℃时亚硫酸氢铵的含量较多,氨气和二氧化硫的量较小,符合要求,35℃时亚硫酸氢铵的含量较多,氨气和二氧化硫的量较多,不符合要求,选择合适的温度是31℃,答案选B; (2)H2SO3在阴极被还原为硫单质,硫元素的化合价从+4降低到0价,1molH2SO3失去4mol电子,阴极的电极反应式为H2SO3 + 4e− + 4H+ = S↓+ 3H2O; (3)①吸收二氧化硫时,不宜直接使用石灰乳的原因是:二氧化硫与石灰乳中的氢氧化钙反应生成亚硫酸钙,CaSO3属于难溶的物质,引起吸收塔堵塞; ② “再生液”用NaOH溶液调pH至7~9得到溶液X,主要含有亚硫酸钠,亚硫酸钠溶液吸收SO2生成亚硫酸氢钠,主要反应的离子方程式为:SO+ SO2 + H2O = 2HSO; ③从图像可以看出,当pH由6升高到7时,亚硫酸钠溶液的浓度在增大,脱硫效率迅速增大的原因是“再生液”中Na2SO3的浓度增大,吸收SO2的效率增强;当pH大于7时,Na2SO3的溶解度随着pH增大而减小,亚硫酸钠会析出,亚硫酸钠浓度减小,随pH增大脱硫效率增速放缓。
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实验室从废电路板粉碎金属料(主要含金属Cu,还含少量ZnFePb等金属)中回收铜,其实验流程如下:

已知:一定pH范围内,Cu2+Zn2+等能与氨形成配离子。

(1)“氨浸在题图-1所示的装置中进行。

①鼓入空气,金属Cu可被氧化生成[Cu(NH3)4] 2+,其离子方程式为________

②空气流量过大,会降低Cu元素的浸出率,其原因是_____________

氨浸时向氨水中加入一定量(NH4)2SO4固体,有利于Cu2+转化为[Cu(NH3)4]2+,其原因是_________

(2)洗涤滤渣所得的滤液与过滤所得滤液合并的目的是________________

(3)滤液中主要阳离子为[Cu(NH3)4]2+NH,还含有一定量的[Zn(NH3)4]2+。其中铜氨配离子的离解反应可表示为:[Cu(NH3)4]2+(aq) Cu2+(aq) +4NH3(aq),该反应的平衡常数表达式为________;某有机溶剂HR可高效萃取离解出的Cu2+(实现Cu2+Zn2+的有效分离),其原理为(org表示有机相)Cu2+(aq) + 2HR(org) CuR2(org) + 2H+(org);再向有机相中加入稀硫酸,反萃取得到CuSO4溶液。  

 

结合题图-2和题图-3,补充完整以滤液为原料,制取较纯净CuSO4·5H2O晶体的实验方案:_______,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤干燥。(实验中可选用的试剂:有机溶剂HR2mol·L−1硫酸、3mol·L−1硫酸)

 

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聚合氯化铁[Fe2(OH)nCl6-n]m简称PFC,是一种新型高效的无机高分子净水剂。以FeCl2·4H2O为原料,溶于稀盐酸并加入少量的NaNO2,经氧化、水解、聚合等步骤,可制备PFC

(1)在稀盐酸中,NaNO2会与Fe2+反应生成一种无色气体M,气体M对该反应有催化作用,其催化原理如图所示。 M的化学式为______ Fe2+在酸性条件下被O2氧化的离子方程式为_______

(2)盐基度[B × 100%]是衡量净水剂优劣的一个重要指标。盐基度越小,净水剂对水pH变化的影响______(越大越小无影响”)

(3)PFC样品中盐基度(B)的测定:

已知:PFC样品的密度ρ = 1.40 g·mL−1,样品中铁的质量分数ω(Fe) = 16% 

步骤1:准确量取1.00 mL PFC样品置于锥形瓶中。

步骤2:加入一定体积0.05000 mol·L−1的盐酸标准溶液,室温静置后,加入一定体积的氟化钾溶液(Fe3+反应,消除Fe3+对实验的干扰),滴加数滴酚酞作指示剂,立即用0.05000 mol·L−1氢氧化钠标准溶液滴定至终点,消耗氢氧化钠标准溶液13.00 mL

步骤3:准确量取1.00 mL蒸馏水样品置于锥形瓶中,重复步骤2操作,消耗氢氧化钠标准溶液49.00 mL

根据以上实验数据计算PFC样品的盐基度(B)(写出计算过程)_______

 

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化合物G是合成降压药替米沙坦的重要中间体,其人工合成路线如下:

1C中含氧官能团的名称为酰胺键、_______________

2A→B的反应类型为______

3)试剂X的分子式为C7H10N2,写出X的结构简式:________

4A的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:______

①是α-氨基酸;

②苯环上有3种不同化学环境的氢原子。

5)已知:①苯胺()有还原性,易被氧化;

②硝基苯直接硝化产物为间二硝基苯

CH3COO-+CH3NH2

写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。______________________________

 

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以白云石(主要成分为CaCO3MgCO3)为原料制备氧化镁和轻质碳酸钙的一种工艺流程如下:

已知:Ksp[Mg(OH)2] = 5×10−12

1)白云石高温煅烧所得固体产物的主要成分为_______(填化学式)。

2NH4NO3溶液呈酸性的原因为_______(用离子方程式表示)。

3浸取后,c(Mg2+)应小于5×10−6 mol·L−1,则需控制溶液pH ______

4碳化反应的化学方程式为_______

5)煅烧所得固体的活性与其中CaO含量及固体疏松程度有关。其他条件相同时,将不同温度下的煅烧所得固体样品加入酸化的酚酞溶液中,引起溶液变色所需时间不同,由此可知煅烧所得固体的活性差异。溶液变色的时间与各样品煅烧温度的关系如图所示。当温度高于950 ℃时,煅烧所得固体易板结,活性降低;当温度低于950 ℃时,活性降低的原因为_______。将不同温度下的煅烧所得固体样品加入水中,也可测量其活性,则此时需测量的数据为相同时间后_______与样品煅烧温度之间的关系。

 

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催化剂存在下,在1 L的恒容密闭容器中充入0.1 molCO0.3mol H2发生反应CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)。反应相同时间,CO的转化率与反应温度的关系如图所示。下列说法一定正确的是

A.升高温度,CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)的化学平衡常数增大

B.图中X点所示条件下,延长反应时间能提高CO的转化率

C.图中Y点所示条件下,改用性能更好的催化剂能提高CO的转化率

D.T1CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)的化学平衡常数K1

 

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