Question

【题目】煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：

(1)NaClO2的化学名称为_______。

(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323 K，NaClO2溶液浓度为5×103mol·L1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。

离子	SO42	SO32	NO3	NO2	Cl
c/（mol·L1）	8.35×104	6.87×106	1.5×104	1.2×105	3.4×103

①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式__________。增加压强，NO的转化率______（填“提高”、“不变”或“降低”）。

②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐______ （填“增大”“不变”或“减小”）。

③由实验结果可知，脱硫反应速率______脱硝反应速率（填“大于”或“小于”）。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是___________。

(3)在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2和NO的平衡分压pe如图所示。

①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均______________（填“增大”、“不变”或“减小”）。

②反应ClO2+2SO32 2SO42+Cl的平衡常数K表达式为___________。

(4)如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析，Ca（ClO）2相比NaClO具有的优点是_______。

Answer 1

【答案】亚氯酸钠 4OH-＋3ClO2－＋4NO4NO3－＋3Cl－＋2H2O 提高 减小 大于 NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高 减小 K= 形成CaSO4沉淀，平衡向正反应方向移动，SO2转化率提高

【解析】

(1)氯的价态为+7价时称为高、+3价时称为亚，据此命名NaClO2；

(2)亚氯酸钠具有氧化性，则NaClO2溶液脱硝过程中能够将NO氧化为NO3-，本身被还原为Cl-；结合压强对平衡的影响分析解答①和②；③SO2和NO在烟气中的初始浓度和反应的活化能均会影响反应速率；

(3)①根据图象，脱硫、脱硝反应中SO2、NO的平衡分压的负对数随温度的升高而减小，说明温度越高，SO2、NO的平衡分压越大，结合温度对平衡的影响分析解答；②根据K=书写K的表达式；

(4)Ca(ClO)2与NaClO相比，Ca(ClO)2能够反应生成硫酸钙沉淀，降低硫酸根离子浓度，结合平衡的移动分析解答。

(1)氯的价态为+7价时称为高、+3价时称为亚，NaClO2中氯的化合价为+3价，化学名称为亚氯酸钠，故答案为：亚氯酸钠；

(2)①亚氯酸钠具有氧化性，且NaClO2溶液呈碱性，则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为3ClO2-+4NO+4OH-4NO3-+3Cl-+2H2O；正反应是体积减小的，则增加压强，NO的转化率提高，故答案为：3ClO2-+4NO+4OH-4NO3-+3Cl-+2H2O；提高；

②根据反应的方程式3ClO2-+4NO+4OH-4NO3-+3Cl-+2H2O可知，随着吸收反应的进行，氢氧根离子被消耗，吸收剂溶液的pH逐渐减小，故答案为：减小；

③由实验结果可知，在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多，因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高，故答案为：大于；NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高；

(3)①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应中SO2、NO的平衡分压的负对数随温度的升高而减小，说明温度越高，SO2、NO的平衡分压越大，NO的含量越高，即升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，故答案为：减小；

②根据反应的方程式ClO2-+2SO32- 2SO42-+Cl-可知平衡常数K表达式为K= ，故答案为：K=；

(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，Ca(ClO)2与NaClO相比，Ca(ClO)2能够反应生成硫酸钙沉淀，降低硫酸根离子浓度，促使平衡向正反应方向移动，所以Ca(ClO)2效果更好，故答案为：形成CaSO4沉淀，降低硫酸根离子浓度，平衡向正反应方向移动，SO2转化率提高。