Question

【题目】烟气是气体和烟尘的混合物，是污染居民区大气的主要原因，气体中的污染气体主要是 SO2 及氮氧化合物等。

Ⅰ.某实验小组模拟湿式石灰/石灰法空气脱硫，他们主要是使用石灰石(CaCO3)浆液作洗涤剂，对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的SO2。

(1)上图是实验小组设计的装置图的一部分，三个装置中均盛放石灰浆液，这样设计的目的是________________。在所得的产物中通入臭氧可得生石膏，写出反应的方程式_________________________。

(2)二氧化硫通入氯化钡溶液中不产生沉淀，通入另一种气体A后可以产生白色沉淀，则下列哪组试剂产生的气体符合A的要求___________。

A．大理石和盐酸 B. 氧化钙和浓氨水 C. 铜和浓硝酸 D. 高锰酸钾和浓盐酸

(3)为了测定烟气中二氧化硫的含量，他们设计了下列方案：先将含二氧化硫的aL烟气用氯水氧化，再用沉淀剂氯化钡获得沉淀，最终获得bg沉淀。在称量沉淀前应对沉淀进行洗涤，如何证明沉淀洗涤干净______________________________________________。烟气中二氧化硫的浓度为_________g/L。

Ⅱ. 某烟气研究组采用尿素H2N(CO)NH2，溶液在50~70℃时进行脱硫脱硝，装置如图所示。

(1)如果不通入氧气，发现只有少量的烟气被吸收，生成对环境友好的物质。 被吸收的气体为___________ ；发生反应的化学方程式为_________________________。

(2) 如果通入烟气和一定量氧气的混合气，氮氧化物的吸收率仍然较低，可能的原因是____________________________。

Answer 1

【答案】充分吸收二氧化硫 CaSO3+O3+2H2O=CaSO4·2H2O+O2 BCD 取最后一次洗涤液于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银，若无白色沉淀生成，则洗涤干净 NO2 6NO2+4H2N(CO)NH2=7N2+4CO2+8H2O 通入氧气少，NO没全部转化为NO2

【解析】

I．（1）采用多装置进行吸收的目的是使二氧化硫充分吸收；二氧化硫与与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙具有还原性，臭氧具有氧化性，二者能够发生氧化还原反应生成生石膏，根据氧化还原反应守恒关系配平；

（2）二氧化硫通入氯化钡溶液中不产生沉淀，通入另一种气体A后可以产生白色沉淀，则说明溶液中生成了或，据此解答；

（3）沉淀若洗涤干净，则沉淀表面无BaCl2，可通过检验Cl-方法验证；根据反应硫原子守恒和质量守恒计算；

II．（1）生成了对环境友好的物质，根据元素守恒可知该物质为N2、CO2，根据元素守恒解答；根据无氧环境以及氧化还原反应得失电子守恒、原子守恒、元素守恒书写方程式；

（2）氮氧化合物完全被吸收，N元素化合价需升高，氧气中氧元素化合价会降低，根据守恒关系以及实际实验结果分析。

I．（1）采用多装置进行吸收的目的是保证二氧化硫充分吸收；吸收生成的产物为亚硫酸钙，亚硫酸钙具有还原性，臭氧具有氧化性，反应过程中亚硫酸钙被氧化为硫酸钙，臭氧一部分被还原，根据化合价升降守恒、原子守恒可知其反应方程式为：CaSO3+O3+2H2O=CaSO4·2H2O+O2；

（2）A．大理石和盐酸反应生成CO2，通入溶液中不参加反应，不会产生白色沉淀，故A不符合题意；

B. 氧化钙和浓氨水反应生成氨气，氨气为碱性气体，二氧化硫为酸性气体，二者反应会生成亚硫酸铵，亚硫酸铵电离出亚硫酸根离子，亚硫酸根离子能与钡离子反应生成亚硫酸钡沉淀，故B符合题意；

C. 铜和浓硝酸反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水能生成硝酸，硝酸具有氧化性，能够将二氧化硫溶于水生成的亚硫酸氧化为硫酸，硫酸电离出的硫酸根离子能与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，故C符合题意；

D. 高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气，氯气具有氧化性，能够将二氧化硫溶于水生成的亚硫酸氧化为硫酸，硫酸电离出的硫酸根离子能与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，故D符合题意；

故答案为：BCD；

（3）由上述分析可知，需检验最后一次洗涤液中是否含有Cl-即可判断沉淀是否洗涤干净，具体操作为：取最后一次洗涤液于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银，若无白色沉淀生成，则洗涤干净；最终得到的沉淀为BaSO4，，根据硫原子守恒可知，aL含SO2的烟气中含SO2的质量，烟气中二氧化硫的浓度为；

II．（1）无氧环境下，生成了对环境友好的物质，烟气中硫元素对应氧化物均会污染空气，因此该物质为N2、CO2，根据元素守恒可知，被吸收的物质为NO2；H2N(CO)NH2中N元素化合价为-3，反应过程中N元素化合价升高至0价，C、H、O元素化合价均不变化，NO2中N元素化合价为+4价，反应过程中N元素化合价降低至0价，根据氧化还原反应得失电子守恒以及原子守恒、元素守恒可知其反应方程式为：6NO2+4H2N(CO)NH2=7N2+4CO2+8H2O；

（2）在有氧环境下，二氧化氮被吸收生成HNO3，N元素化合价升高，氧气中氧元素化合价会降低，若通入的氧气量不足时，NO2与水反应生成的NO未能完全被氧化，导致氮氧化合物的吸收率较低。