Question

【題目】一種利用電化學方法同時脫除NO/SO2的工藝如圖所示：

已知SO2水溶液中含硫微粒分布分數（Xi）與pH關系如圖所示

（1）NaOH溶液吸收SO2時，溶液的pH由9→6時，主要發生反應的離子方程式為________。

（2）含Ce4+的溶液吸收NO，若高價氮中的NO2、N2O3、NO2-、NO3-各1mol，則消耗0.5mol·L-1的含Ce4+溶液的體積為________L；其中NO轉化NO3-的離子方程式為________。

（3）電解槽中，陰極電極反應式主要為________，陽極電極反應式為________。

（4）在“氣液反應器”中高價氮中的N2O3化合為NH4NO3的化學方程式為________。

Answer 1

【答案】SO32-+SO2+H2O=2HSO3- 16 3Ce4++NO+2H2O=3Ce3++NO3-+4H+ 2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O Ce3+-e-=Ce4+ N2O3+H2O+O2+2NH3=2NH4NO3

【解析】

(1)根據SO2水溶液中含硫微粒分布分數圖寫出反應的離子方程式；

(2)根據得失電子守恒計算消耗含Ce4+溶液的體積；根據得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒書寫反應的離子方程式；

(3)電解過程中，陰極上HSO3-發生得電子的還原反應生成S2O42-，陽極上Ce3+發生失電子的氧化反應生成Ce4+，據此寫出電極反應式；

(4)根據流程信息確定反應物和生成物，結合得失電子守恒、原子守恒書寫反應的化學方程式。

(1) 根據SO2水溶液中含硫微粒分布分數圖可知，溶液的pH由9→6的過程中，SO32-在減少，HSO3-在增多，故反應的離子方程式為SO32-+SO2+H2O=2HSO3-；

(2)含Ce4+的溶液吸收NO的過程中，Ce4+被還原為Ce3+，NO轉化為高價氮中的NO2、N2O3、NO2-和NO3-，反應過程中得失電子守恒，因此可得n(Ce4+)×1=1mol×2+1mol×2+1mol×1+1mol×3，因此n(Ce4+)=8mol，因此所需0.5mol/L的含Ce4+溶液的體積；Ce4+將NO氧化為NO3- ，自身還原為Ce3+；反應過程中，Ce由+4價變為+3價，得到1個電子，N由+2價變為+5價，失去3個電子，根據得失電子守恒可得，Ce4+、Ce3+的系數為3，NO和NO3-的系數為1；根據電荷守恒可得生成物中含有H+， 且其系數為4；根據氫原子個數守恒可得反應物中含有H2O，且其系數為2；因此可得該反應的離子方程式為： 3Ce4++NO+2H2O=3Ce3++NO3-+4H+；

(3)電解過程中，HSO3-在陰極發生得電子的還原反應，生成S2O42-， 其電極反應式為： 2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；Ce3+在陽極發生失電子的氧化反應，生成Ce4+， 其電極反應式為：Ce3+-e-=Ce4+；

(4)在“氣液反應器”中，反應物為N2O3、NH3和O2， 生成物為NH4NO3， 根據得失電子守恒、原子守恒可得該反應的化學方程式為：N2O3+H2O+O2+2NH3=2NH4NO3。