脫除煙氣中的氮氧化物(主要是指NO和NO2)可凈化空氣、改善環(huán)境,是環(huán)境保護的主要課題。
(1)NO2的消除。
可以用碳酸鈉溶液來進行吸收,在產(chǎn)生CO2的同時,會生成NaNO2,NaNO2是工業(yè)鹽的主要成分,在漂白、電鍍等方面應(yīng)用廣泛。
①寫出碳酸鈉溶液消除NO2的化學(xué)方程式:2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO22NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2。
②經(jīng)過一系列后續(xù)操作可以得到產(chǎn)品NaNO2,但一般會混有一定量 NaNO3NaNO3的雜質(zhì)。
(2)NO的消除。
①HClO可有效脫除NO,但HClO不穩(wěn)定,實際應(yīng)用中常用其鹽。Cl2和Ca(OH)2制取漂白粉的化學(xué)方程式是 2Cl2+2Ca(OH)2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O2Cl2+2Ca(OH)2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
次氯酸鹽脫除NO的主要過程如下:
a.NO+HClO═NO2+HCl
b.NO+NO2+H2O?2HNO2
c.HClO+HNO2═HNO3+HCl
②下列分析正確的是 ACAC。
A.煙氣中含有的少量O2能提高NO的脫除率
B.NO2單獨存在時不能被脫除
C.脫除過程中,次氯酸鹽溶液的pH下降
③研究不同溫度下Ca(ClO)2溶液對NO脫除率的影響,結(jié)果如圖1所示。
脫除過程中往往有Cl2產(chǎn)生,原因是 ClO-+Cl-+2H+═Cl2↑+H2O(或HClO+Cl-+H+═Cl2↑+H2O)ClO-+Cl-+2H+═Cl2↑+H2O(或HClO+Cl-+H+═Cl2↑+H2O)(用離子方程式表示);60~80℃NO脫除率下降的原因是 HClO受熱分解,溶液中HClO的濃度減小,氧化NO的能力下降(或反應(yīng)b平衡逆向移動)HClO受熱分解,溶液中HClO的濃度減小,氧化NO的能力下降(或反應(yīng)b平衡逆向移動)。
(3)NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。反應(yīng)原理如圖2所示。當NO2與NO的物質(zhì)的量之比為1:1時,與足量氨氣在一定條件下發(fā)生脫氮反應(yīng)。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2NH3+NO2+NO 一定條件 2N2+3H2O2NH3+NO2+NO 一定條件 2N2+3H2O。
(4)利用電化學(xué)裝置可消除氮氧化物污染,變廢為寶。
圖3為電解NO制備NH4NO3的裝置,該裝置中陽極的電極反應(yīng)式為 NO-3e-+2H2O═NO3-+4H+NO-3e-+2H2O═NO3-+4H+。
一定條件
一定條件
【答案】2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2;NaNO3;2Cl2+2Ca(OH)2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;AC;ClO-+Cl-+2H+═Cl2↑+H2O(或HClO+Cl-+H+═Cl2↑+H2O);HClO受熱分解,溶液中HClO的濃度減小,氧化NO的能力下降(或反應(yīng)b平衡逆向移動);2NH3+NO2+NO 2N2+3H2O;NO-3e-+2H2O═NO3-+4H+
一定條件
【解答】
【點評】
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