煙氣中SO2和NO的轉(zhuǎn)化和綜合利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護(hù)環(huán)境。
(1)采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝,在一定濃度的NaClO2溶液中通入含有SO2和NO的煙氣,反應(yīng)溫度為323K。
已知:4H++ClO2-═4ClO2+Cl-+2H2O;ClO2氧化性大于NaClO2。
①寫出NaClO2溶液將NO氧化為NO3-的離子方程式:2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H+2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H+。
②已知脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率,原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是 NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高。
③當(dāng)調(diào)節(jié)溶液初始pH由7升至12時(shí),通入煙氣后,NO轉(zhuǎn)化率由100%降為51%,可能的原因是 堿性條件下會(huì)減少氧化性更強(qiáng)的ClO2產(chǎn)生,降低了NO轉(zhuǎn)化率堿性條件下會(huì)減少氧化性更強(qiáng)的ClO2產(chǎn)生,降低了NO轉(zhuǎn)化率。
(2)有氧條件下,NO在催化劑作用下可被NH3還原為N2。在釩基催化劑(V2O5)作用下的脫硝反應(yīng)機(jī)理如圖1所示。
①根據(jù)圖1機(jī)理,NO、NH3在有氧條件下的總化學(xué)方程式是 4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 五氧化二釩 △4N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 五氧化二釩 △4N2(g)+6H2O(g)。
②按上述圖1中NH3、NO和O2的比例進(jìn)行催化脫硝反應(yīng)。相同反應(yīng)時(shí)間,NH3和NO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖2所示,200℃后,NO轉(zhuǎn)化率急劇下降的原因是 NH3與O2生成了NONH3與O2生成了NO。
(3)羥基自由基(HO?)也可以用于脫硫脫硝。圖3表示光催化氧化技術(shù)可生成HO?:光照時(shí),價(jià)帶失去電子產(chǎn)生有強(qiáng)氧化性的空穴,價(jià)帶上生成HO?;描述產(chǎn)生HO?的另一種過程:光照時(shí),電子從價(jià)帶躍遷至導(dǎo)帶,O2在導(dǎo)帶獲得電子生成H2O2或O2-,最終轉(zhuǎn)化為HO?光照時(shí),電子從價(jià)帶躍遷至導(dǎo)帶,O2在導(dǎo)帶獲得電子生成H2O2或O2-,最終轉(zhuǎn)化為HO?。
五氧化二釩
△
五氧化二釩
△
【考點(diǎn)】“三廢”處理與環(huán)境保護(hù).
【答案】2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H+;NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高;堿性條件下會(huì)減少氧化性更強(qiáng)的ClO2產(chǎn)生,降低了NO轉(zhuǎn)化率;4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g);NH3與O2生成了NO;光照時(shí),電子從價(jià)帶躍遷至導(dǎo)帶,O2在導(dǎo)帶獲得電子生成H2O2或O2-,最終轉(zhuǎn)化為HO?
五氧化二釩
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【解答】
【點(diǎn)評】
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