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5×103 mol·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。

①从化学平衡原理分析，Ca（ClO）2相比NaClO具有的优点是_______。

②已知下列反应：

SO2(g)+2OH (aq) ===SO32 (aq)+H2O(l) ΔH1

ClO (aq)+SO32 (aq) ===SO42 (aq)+Cl (aq) ΔH2

CaSO4(s) ===Ca2+（aq）+SO42（aq） ΔH3

则反应SO2(g)+ Ca2+（aq）+ ClO (aq) +2OH (aq) === CaSO4(s) +H2O(l) +Cl (aq)的ΔH=______。

Answer 1

【答案】（1）亚氯酸钠；（2）①4OH-＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋2H2O；提高 ②减小；

③大于；NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高 （3）①减小；②

（4）①形成CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动，SO2转化率提高 ②△H1＋△H2－△H3

【解析】（1）NaClO2的化学名称为亚氯酸钠；

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

②根据反应方程式2H2O＋ClO2－＋2SO2＝2SO42－＋Cl－＋4H＋、2H2O＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋4H＋可知随着吸收反应的进行氢离子浓度增大，吸收剂溶液的pH逐渐降低。

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，还可能是二氧化硫的还原性强，易被氧化。

（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，SO2和NO的平衡分压负对数减小，这说明反应向逆反应方向进行，因此脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小。

②根据反应的方程式ClO2+2SO32===2SO42+Cl可知平衡常数K表达式为。

（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。

①①形成CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动，SO2转化率提高，所以Ca（ClO）2效果好。

②已知：a.SO2(g)+2OH (aq) ===SO32 (aq)+H2O(l) ΔH1

b.ClO (aq)+SO32 (aq) ===SO42 (aq)+Cl (aq) ΔH2

c.CaSO4(s) ===Ca2+（aq）+SO42（aq） ΔH3

则根据盖斯定律可知a＋b－c即得到反应SO2(g)+ Ca2+（aq）+ ClO (aq) +2OH (aq) === CaSO4(s) +H2O(l) +Cl (aq)的ΔH=△H1＋△H2－△H3。