Question

【题目】煤燃烧排放的烟含有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SO2、NOx的烟气，反应温度323K，NaClO2溶液浓度为5×10﹣3molL﹣1 ． 反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如表．

离子	SO42﹣	SO32﹣	NO3﹣	NO2﹣	Cl﹣
c/（molL﹣1）	8.35×10﹣4	6.87×10﹣6	1.5×10﹣4	1.2×10﹣5	3.4×10﹣3

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p0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）△H1
ClO﹣（aq）+SO32﹣（aq）═SO42﹣（aq）+Cl﹣（aq）△H2
CaSO4（s）═Ca2+（aq）+SO42﹣（aq）△H3
则反应SO2（g）+Ca2+（aq）+ClO﹣（aq）+2OH﹣（aq）═CaSO4（s）+H2O（l）+Cl﹣（aq）的△H= ．

Answer 1

【答案】
（1）亚氯酸钠
（2）2H2O+3ClO2﹣+4NO=4NO3﹣+3Cl﹣+4H+；提高；减小；大于；二氧化硫的还原性强于NO
（3）减小；
（4）生成的硫酸钙微溶，降低硫酸根离子浓度，促使平衡向正反应方向进行；△ H1+△ H2=△ H3
【解析】（1）NaClO2的化学名称为亚氯酸钠，所以答案是：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2H2O+3ClO2﹣+4NO=4NO3﹣+3Cl﹣+4H+；正反应是体积减小的，则增加压强，NO的转化率提高，所以答案是：2H2O+3ClO2﹣+4NO=4NO3﹣+3Cl﹣+4H+；提高；
②根据反应的方程式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，所以答案是：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，还可能是二氧化硫的还原性强，易被氧化，所以答案是：大于；二氧化硫的还原性强于NO；
（3）①有图分析可知，反应温度升高，氧气和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，所以答案是：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 ，所以答案是： ；
（4）①如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2 ， 由于生成的硫酸钙微溶，降低硫酸根离子浓度，促使平衡向正反应方向进行，所以Ca（ClO）2效果好，所以答案是：生成的硫酸钙微溶，降低硫酸根离子浓度，促使平衡向正反应方向进行；
②已知SO2（g）+2OH﹣（aq）═SO32﹣（aq）+H2O（l）△H1
ClO﹣（aq）+SO32﹣（aq）═SO42﹣（aq）+Cl﹣（aq）△H2
CaSO4（s）═Ca2+（aq）+SO42﹣（aq）△H3
则根据盖斯定律可知①+②﹣③即得到反应SO2（g）+Ca2+（aq）+ClO﹣（aq）+2OH﹣（aq）═CaSO4（s）+H2O（l）+Cl﹣（aq）
， 所以答案是：△H1+△H2=△H3 ．
【考点精析】解答此题的关键在于理解反应热和焓变的相关知识，掌握在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热，以及对化学平衡状态本质及特征的理解，了解化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）．