Question

【題目】煙氣中SO2和NOx（NO及NO2）的脫除對于環境保護意義重大。

（1）濕式氨法煙氣脫硫脫氮是通過氨水吸收煙氣，得到含NH4+、SO32-、SO42-、HSO3-、和NO2-的吸收液。

① 用離子方程式解釋吸收液中含有SO32-的原因：_______________。

② 吸收液中的SO32-、HSO3-均對NO2具有吸收作用，但HSO3-對NO2的吸收能力比SO32-弱。

a. SO32-與NO2反應生成NO2-的離子方程式是_______________________。

b. 經測定，在煙氣的吸收過程中，吸收液對NO2的吸收率隨煙氣通入量變化的曲線如下圖所示。

結合化學用語解釋產生上述結果的原因：_____________。

（2）二氧化氯(ClO2)具有很強的氧化性，可用于煙氣中SO2和NO的脫除。

① 酸性條件下，電解NaClO3溶液，生成ClO2的電極反應式是__________。

② 研究表明：ClO2氧化SO2和NO的反應歷程與下列反應有關。

i.NO + ClO2 === NO2+ ClO
ii.NO + ClO === NO2 + Cl

iii.SO2 + ClO2 === SO3+ ClO
iv.SO2 + ClO === SO3 + Cl

實驗測得：ClO2分別氧化純SO2和純NO的氧化率以及ClO2氧化SO2和NO混合氣中的SO2氧化率隨時間的變化情況如下圖所示。

a. 結合上述信息，下列推論合理的是________（填字母序號）。

A. NO的存在會影響ClO2氧化SO2的反應速率

B. ClO2氧化SO2的反應速率慢于ClO2氧化NO的反應速率

C. 反應i中生成的NO2可以加快ClO2氧化SO2的反應速率

b. 結合反應歷程，分析混合氣中SO2氧化速率較純SO2氧化速率快的可能原因是_____。

Answer 1

【答案】 SO2 + 2NH3·H2O === SO32- + 2NH4+ + H2O 2NO2 + SO32- + 2OH- === 2NO2- + SO42- + H2O SO2 + SO32- + H2O === 2HSO3-，隨著煙氣通入量的增加，吸收液中c(HSO3-)增大，c(SO32-)減小，導致吸收液對NO2的吸收能力下降 ClO3- + 2H+ + e- === ClO2 + H2O AB 因ClO2氧化NO的反應速率較快，故當SO2中混有NO時，ClO2氧化NO生成的ClO會繼續氧化SO2，即隨ClO濃度的增加，氧化混合氣中SO2的氧化速率增大

【解析】試題分析：（1）①SO2與氨水反應生成亞硫酸銨。

② 吸收液中的SO32-、HSO3-均對NO2具有吸收作用，但HSO3-對NO2的吸收能力比SO32-弱。

a. SO32-與NO2發生氧化還原反應生成NO2-和SO42-。

b. 隨著煙氣通入量的增加，吸收液中c(HSO3-)增大，c(SO32-)減小。

（2）① 酸性條件下，電解ClO3-在陰極得電子發生還原反應生成ClO2。

②a A. 根據圖示，混合氣體中ClO2氧化SO2的反應速率加快

B. 根據圖示，ClO2氧化SO2的反應速率慢于ClO2氧化NO的反應速率

C. 反應i中生成的ClO可以加快氧化SO2的反應速率；

b. ClO2氧化NO的反應速率較快，故當SO2中混有NO時，ClO2氧化NO生成的 ClO會繼續氧化SO2

解析：（1）①SO2與氨水反應生成亞硫酸銨，反應離子方程式為SO2 + 2NH3·H2O === SO32- + 2NH4+ + H2O。

②a. 根據氧化還原反應規律，SO32-與NO2發生氧化還原反應生成NO2-和SO42-，反應離子方程式為2NO2 + SO32- + 2OH- === 2NO2- + SO42- + H2O。

b. SO2 + SO32- + H2O === 2HSO3-，隨著煙氣通入量的增加，吸收液中c(HSO3-)增大，c(SO32-)減小，導致吸收液對NO2的吸收能力下降。

（2）① 酸性條件下，電解ClO3-在陰極得電子發生還原反應生成ClO2，陰極電極反應為ClO3- + 2H+ + e- === ClO2 + H2O。

② a.根據圖示，混合氣體中ClO2氧化SO2的反應速率加快，故A正確；根據圖示，ClO2氧化SO2的反應速率慢于ClO2氧化NO的反應速率，故B正確 ；反應i中生成的ClO可以加快氧化SO2的反應速率，故C錯誤；

b. ClO2氧化NO的反應速率較快，故當SO2中混有NO時，ClO2氧化NO生成的 ClO會繼續氧化SO2，即隨ClO濃度的增加，氧化混合氣中SO2的氧化速率增大