Question

【題目】為更有效處理工業(yè)廢氣中排放的氮氧化物(NOx)、SO2等，減少大氣污染。科學家不斷對相關反應進行研究嘗試。

（1）按每年全國發(fā)電燃煤8億噸，煤中含硫質量分數(shù)以2%計，若不經過脫硫處理，則會有_______億噸SO2排放到大氣中（假設S全部轉化為SO2）。

（2）下列物質中，能吸收SO2的有_______（填序號）。

a．氨水 b．酸性KMnO4溶液 c．生石灰 d．Na2CO3溶液

（3）某工廠采用(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合溶液A吸收廢氣中的SO2并制備(NH4)2SO3·H2O，過程如下：

①“吸收”過程中，溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物質的量之比變_____（填“大”或“小”）。

②“制備”過程中，溶液B中發(fā)生反應的化學方程式是 _____________________。

③檢驗產品(NH4)2SO3·H2O中含有少量SO42-的方法如下：取少量產品加水溶解，（將實驗操作和現(xiàn)象補充完整）___________________________________。

（4）選擇性催化還原技術(SCR)是目前較為成熟的煙氣脫硝技術，其反應原理主要為：4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g) 4N2(g)＋6H2O(g) ΔH= -1627 kJmol-1

①被NO氧化的NH3和被O2氧化的NH3的物質的量之比為________________。

②氨氮比會直接影響該方法的脫硝率如圖為350 ℃時只改變氨氣的投放量，NO的百分含量與氨氮比的關系圖。當>1.0時，煙氣中NO含量反而增大，主要原因是__________________。

Answer 1

【答案】0.32 abcd 小 NH4HCO3 ＋ NH4HSO3= (NH4)2SO3·H2O↓＋ CO2↑ 加過量鹽酸，充分振蕩，再加氯化鋇溶液，有白色沉淀產生 2：1 過量的NH3和O2反應生成NO（或4NH3+5O2=4NO+6H2O）

【解析】

（1）根據(jù)硫元素質量守恒計算；

（2）根據(jù)SO2的性質分析；

（3）將煙氣通入(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合溶液A，(NH4)2SO3吸收SO2得到溶液B：NH4HSO3，將NH4HCO3與溶液B混合得到(NH4)2SO3H2O，

①吸收過程的反應為：SO2+H2O+(NH4)2SO3=2NH4HSO3，據(jù)此分析；

②制備過程為NH4HCO3與溶液B NH4HSO3混合得到(NH4)2SO3H2O的反應；

③SO42-用酸化的氯化鋇溶液檢驗，考慮排除亞硫酸根的干擾。

（4）①根據(jù)平衡常數(shù)的定義書寫即可；從方程可知，4mol NH3被氧化為N2，失去電子為12mol，得到12mol電子的是4mol NO和1mol O2，其中4mol NO得電子8mol，1mol O2得電子4mol，據(jù)此計算；

②氨氣與氧氣的反應生成NO，據(jù)此分析；

（1）燃煤8億噸，煤中含硫質量分數(shù)以2%，則硫元素的質量為0.16億噸，產生的SO2中硫元素也為0.16億噸，則m(SO2)×=0.16，解得m(SO2)=0.32億噸；

（2）SO2為酸性氧化物，能與堿性溶液和堿性氧化物反應，氨水、Na2CO3溶液、生石灰均可吸收SO2，SO2同時具有還原性，能被強氧化劑酸性KMnO4溶液吸收；

故答案為：abcd；

（3）①吸收過程的反應為：SO2+H2O+(NH4)2SO3=2NH4HSO3，隨著吸收，(NH4)2SO3轉化，越來越少，NH4HSO3增多，(NH4)2SO3和NH4HSO3物質的量之比變小；

②溶液B中發(fā)生反應的化學方程式是：NH4HCO3 +NH4HSO3═(NH4)2SO3H2O↓+CO2↑；

③檢驗產品(NH4)2SO3H2O中含有少量SO42-，應先加酸除去亞硫酸根的干擾，再用氯化鋇溶液檢驗，故方法為：取少量產品加水溶解，加過量鹽酸，充分振蕩，再加氯化鋇溶液，有白色沉淀產生；

（4）①反應4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)，從方程可知，4mol NH3被氧化為N2，失去電子為12mol，得到12mol電子的是4mol NO和1mol O2，其中4mol NO得電子8mol，1mol O2得電子4mol，故其中被NO和O2氧化的NH3的比例為2：1；

②當氨氮比>1.0時，過量的氨氣與氧氣的反應生成NO，化學反應為4NH3+5O2=4NO+6H2O，所以煙氣中NO濃度增大，煙氣中NO含量增大。