Question

【题目】有效去除大气中的NOx（主要是NO和NO2）是环境保护的重要课题。

（1）用Pl-g-C3N4光催化氧化法脱除NO的过程如图-1所示。在酸性水溶液中，光催化脱除原理和电化学反应原理类似。g-C3N4端的反应：O2+2H++2e-=H2O2，Pl端的反应：___。

（2）次氯酸盐脱除NO的主要过程如下：

①NO+HClO=NO2+HCl

②NO+NO2+H2O2HNO2

③HClO+HNO2=HNO3+HCl

下列分析正确的是___。

a.烟气中含有的少量O2能提高NO的脱除率

b.NO2单独存在时不能被脱除

c.脱除过程中，次氯酸盐溶液的pH下降

（3）NaClO溶液能有效脱除NO。25℃时，NO的脱除率随pH的变化如图-2所示；pH=4时，NO的脱除率随温度的变化如图-3所示。

①25℃时，随着pH降低，NO的脱除率增大的原因：___。

②pH=4时，60～80℃NO的脱除率下降的原因：___。

（4）一定条件下，将一定浓度NOx（NO2和NO的混合气体）通入Ca(OH)2悬浊液中，改变，NOx的去除率如图-4所示。

已知：NO与Ca(OH)2不反应；

NOx的去除率=1-×100%

①在0.3-0.5之间，NO吸收时发生的主要反应的离子方程式为：___。

②当大于1.4时，NO2去除率升高，但NO去除率却降价。其可能的原因是___。

③O3与NO反应的方程式为：NO+O3=NO2+O2，（该条件下不考虑O2与NO的反应）。保持NO的初始浓度不变，改变n(O3)/n(NO)，将反应后的混合气体通入Ca(OH)2悬浊液中吸收。为节省O3的用量，又能保持NOx总去除效果好，则合适的值范围为___。（保留两位小数）

Answer 1

【答案】NO2e-+H2O=2H++NO2 ac pH降低，ClO-+H+=HClO，溶液中c(HClO)增大 HClO受热分解，溶液中c(HClO)减小 NO+NO2+Ca(OH)2=Ca2++2NO2-+H2O NO2量太多，剩余的NO2和水反应生成NO逸出，导致NO去除率降低 0.55~0.58

【解析】

（1）g-C3N4端得电子，那么Pl端失电子，结合电荷守恒、原子守恒可写P1端离子方程式；

（2）次氯酸盐脱除NO的主要过程可看出，脱NO的本质是转换成HNO3；

（3）NaClO脱NO的过程可看出，实际上是HClO与NO反应，所以pH变化HClO跟着变化，脱NO效果也会跟着变化；

（4）NO和Ca(OH)2不反应，NO、NO和Ca(OH)2三者反应，分析化合价可知产物为亚硝酸钙，在此基础上分析解答。

（1）g-C3N4端得电子发生还原反应，生成过氧化氢，P1端NO失电子变成NO2，这样左边就出现了正电荷，右边加H+，结合原子守恒，左边应加H2O,所以P1端的离子方程式为：NO2e-+H2O=2H++NO2，故答案为：NO2e-+H2O=2H++NO2；

（2）a．从给出的条件看，次氯酸盐脱除NO是先将一部分NO氧化成NO2才脱出的，O2和NO反应生成NO2，就省了第一步了，所以烟气中含有的少量O2能提高NO的脱除率，a正确；

b．从原理上看，氮氧化物转换为HNO3就被脱出了，NO2单独存在时能和水反应生成HNO3和NO，有一定的脱出率，b错误；

c．次氯酸盐水解显碱性，从原理来看，最后生成硝酸和HCl，pH下降，c正确；

故答案为：ac；

（3）①pH降低，c(H+)增大，产生更多的HClO，所以NO的脱除率增大，故答案为：pH降低，ClO-+H+=HClO，溶液中c(HClO)增大；

②HClO会分解，温度太高，HClO分解得太多，溶液中HClO浓度减小了，故答案为：HClO受热分解，溶液中c(HClO)减小；

（4）①NO和Ca(OH)2不反应，所以反应物有NO、NO2和Ca(OH)2，根据氧化还原规律，产物为Ca(NO2)2和水，所以离子方程式为：NO+NO2+Ca(OH)2=Ca2++2NO2-+H2O，故答案为：NO+NO2+Ca(OH)2=Ca2++2NO2-+H2O；

②当太大，NO2量太多，吸收不完，有一部分NO2就和水反应生成硝酸和NO，这样就导致NO2去除率升高，但NO去除率却降价，故答案为：NO2量太多，剩余的NO2和水反应生成NO逸出，导致NO去除率降低；

③从图上看NOx总去除效果最好时，介于1.2到1.4之间，设NO的物质量为1，那么则NO2的物质的量为1.2介于1.4之间，由NO+O3=NO2+O2可知，此时消耗O3和NO的量均为1.2到1.4之间，所以O3的量为1.2-1.4，NO的量为（1.2+1）到（1.4+1）之间，即在到，即0.55到0.58之间，故答案为：0.55~0.58。