Question

煤燃烧排放的烟气含有SO₂和NO_x(主要成分为NO、NO₂的混合物)，对烟气进行脱硫、脱硝有多种方法。

(1)碱液吸收法：采用石灰乳脱除SO₂．脱除后的主要产物是_____。

(2)液相氧化法：采用 NaClO溶液进行脱除。

①NaClO水解的离子方程式是_____。

②NaClO溶液吸收NO的主要过程如下

i．NO(aq)+HClO(aq)⇌NO₂(aq)+HCl(aq)     △H₁

ii．3NO₂(aq)+H₂O(1)⇌2HNO₃(aq)+NO(aq)   △H₂

NO(aq)转化为HNO₃(aq)的热化学方程式是_____。

③研究pH对NO脱除率的影响。调节 NaClO溶液的初始pH，NO的脱除率如表：

初始pH	3.5	4.5	5.5	6.5	7.5
NO脱除率	91%	88%	83%	65%	51%

pH影响NO脱除率的原因是_____。

(3)研究发现，在液相氧化法中，一定量的SO₂能提高NO_x的脱除率。当pH＝5.5时，SO₂对有效氯含量、NO_x脱除率的影响如图所示。

①据图1，通入SO₂后有效氯含量降低。SO₂和HClO反应的离子方程式是_____。

②针对图2中NO_x脱除率提高的原因，研究者提出了几种可能发生的反应：

A．SO₂+2NO+H₂O═N₂O+H₂SO₄

B．2SO₂+2NO+2H₂O═N₂+2H₂SO₄

C．4SO₂+2NO₂+4H₂O═N₂+4H₂SO₄

用同位素示踪法确认发生的反应：把¹⁵NO₂和NO按一定比例混合，通入SO₂的水溶液中，检测气体产物。

a．气体产物中主要含有¹⁵NO₂、N₂O，则发生的主要反应是_____(填序号)。

b．同时检测到气体产物中还有¹⁵N N，产生¹⁵N N的化学方程式是_____。

Answer

CaSO3 ClO﹣+H2O⇌HClO+OH﹣ 2NO（aq）+3HClO（aq）＝2HNO3（aq）+3HCl（aq）△H＝3△H1+△H2 pH越小，NaClO的水解平衡右移，即水解程度越大，溶液中HClO的浓度越高，则反应i的平衡右移，则NO脱除率越高 SO2+HClO+H2O＝3H+++Cl- A 15NO2+NO+3SO2+3H2O＝15N N+3H2SO4

【解析】

(1)SO2是酸性氧化物，能和碱反应生成盐和水；

(2)①NaClO是强碱弱酸盐，ClO﹣水解显碱性；

②根据盖斯定律，将反应i和反应ii做相应的变形得到目标反应，反应热做相应的变化即可；

③pH越小则NaClO的水解程度越大，即溶液中HClO的浓度越高，根据平衡移动的方向来分析；

(3)①SO2和HClO反应时，SO2被氧化为H2SO4，HClO被还原为HCl，据此写出离子方程式；

②a．气体产物中主要含有15NO2、N2O，则说明15NO2没有被消耗，只有NO被消耗生成了N2O，据此分析；

b．同时检测到气体产物中还有15N N，则说明15NO2和NO均参与了反应，且参与此反应的两者的物质的量之比为1：1，两者均被还原，而SO2被氧化为H2SO4，据此写出化学方程式。

(1)SO2是酸性氧化物，能和碱反应生成盐和水，故二氧化硫被石灰乳即Ca（OH）2吸收后生成的是CaSO3和水，故答案为：CaSO3；

(2)①NaClO是强碱弱酸盐，ClO﹣水解显碱性：ClO﹣+H2O⇌HClO+OH﹣，故答案为：ClO﹣+H2O⇌HClO+OH﹣；

②根据盖斯定律，i×3+ii即可得目标反应：2NO（aq）+3HClO（aq）＝2HNO3（aq）+3HCl（aq），则反应热△H＝3△H1+△H2，故答案为：2NO（aq）+3HClO（aq）＝2HNO3（aq）+3HCl（aq）△H＝3△H1+△H2；

③NaClO是强碱弱酸盐，溶液中存在水解平衡，溶液显碱性，pH越小，酸性越强，促进了NaClO的水解平衡向右移动，即水解程度越大，溶液中HClO的浓度越高，则反应i的平衡右移，则NO脱除率越高，故答案为：pH越小，NaClO的水解平衡右移，即水解程度越大，溶液中HClO的浓度越高，则反应i的平衡右移，则NO脱除率越高；

(3)①SO2和HClO反应时，SO2被氧化为H2SO4，HClO被还原为HCl，根据得失电子守恒和电荷守恒可知离子方程式为SO2+HClO+H2O＝3H+++Cl﹣，故答案为：SO2+HClO+H2O＝3H+++Cl﹣；

②a．气体产物中主要含有15NO2、N2O，则说明15NO2没有被消耗，只有NO被消耗生成了N2O，则说明发生了反应A，故答案为：A；

b．同时检测到气体产物中还有15N N，则说明15NO2和NO均参与了反应，且参与此反应的两者的物质的量之比为1：1，两者均被还原为0价，而SO2被氧化为H2SO4，据此得失电子守恒可知化学方程式为：15NO2+NO+3SO2+3H2O＝15N N+3H2SO4．故答案为：15NO2+NO+3SO2+3H2O＝15N N+3H2SO4。