Question

【題目】Ⅰ: SCR和NSR技術可有效降低柴油發動機在空氣過量條件下的NOx排放。

（1）SCR（選擇性催化還原）工作原理：

① 尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2，當燃油中含硫量較高時，尾氣中SO2在O2作用下會形成(NH4)2SO4，使催化劑中毒。用化學方程式表示(NH4)2SO4的形成：________________________。

② 尿素溶液濃度影響NO2的轉化，測定溶液中尿素（M=60 g·mol 1）含量的方法如下：取a g尿素溶液，將所含氮完全轉化為NH3，所得NH3用過量的v1 mL c1 mol·L1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L1 NaOH溶液恰好中和，則尿素溶液中溶質的質量分數是________。

（2）NSR（NOx儲存還原）工作原理：NOx的儲存和還原在不同時段交替進行，如圖a所示。

用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過程，該過程分兩步進行，圖b表示該過程相關物質濃度隨時間的變化關系。第一步反應消耗的Ba(NO3)2與H2的物質的量之比是__________。

Ⅱ:H2S和SO2會對環境和人體健康帶來極大的危害，工業上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，回答下列方法中的問題。

【ⅰ】H2S的除去: 方法1：生物脫H2S的原理為：

H2S+Fe2(SO4)3S↓+2FeSO4+H2SO4

4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O

（1）硫桿菌存在時，FeSO4被氧化的速率是無菌時的5×105倍，由圖3和圖4判斷使用硫桿菌的最佳條件為______________。

方法2：在一定條件下，用H2O2氧化H2S

（2）隨著參加反應的n(H2O2)/n(H2S)變化，氧化產物不同。當n(H2O2)/n(H2S)=4時，氧化產物的分子式為__________。

【ⅱ】SO2的除去:（雙減法）：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生

NaOH溶液Na2SO3溶液

（3）寫出過程①的離子方程式：____________________；

Answer 1

【答案】 2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4 1∶8 30 ℃、pH=2.0 H2SO4 2OH+SO2+H2O

【解析】Ⅰ:（1）①SO2在O2作用下與NH3、H2O反應形成(NH4)2SO4，此反應中二氧化硫是還原劑，氧氣是氧化劑，結合電子守恒和原子守恒可得此反應的化學方程式為2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4；②吸收NH3的硫酸的物質的量為v110-3Lc1mol/L- v210-3Lc2mol/L=(c1v1-c2v2)10-3mol/L，尿素的物質的量為（c1v1-c2v2)10-3mol，則尿素溶液中溶質的質量分數是[（c1v1-c2v2)10-3mol×60g/molag×100%=%]；（2）由圖示可知，第一步反應為H2與Ba(NO3)2作用生成NH3，每摩Ba(NO3)2作用生成NH3共轉移16mol電子，根據電子守恒，參加反應的氫氣的物質的量為=8mol，則消耗的Ba(NO3)2與H2的物質的量之比是1: 8；

Ⅱ:（1）根據圖3可知，溫度30℃左右時，氧化速率最大，根據圖4可知，PH=2.0時氧化速率最大，所以使用硫桿菌的最佳條件為30℃、PH=2.0；若反應溫度過高，硫桿菌蛋白質變性失去活性造成反應速率下降；（2）根據化合價升降，當n(H2O2)/n(H2S)=4時，4molH2O2轉移8mol電子，則1molH2S也轉移8mol電子，化合價從-2價升高到+6價，所以氧化產物為H2SO4；(3)過程① 是NaOH與SO2的反應，反應離子方程式為：2OH+SO2+H2O。