汽車尾氣中的氮氧化物(NOx)對環(huán)境有危害,可利用化學(xué)方法實現(xiàn)氮的轉(zhuǎn)化,從而降低氮氧化物排放。
(1)CO、HC(碳?xì)浠衔铮┖蚇H3等均可在催化劑作用下,將NOx轉(zhuǎn)化為N2。
①CO在氮的轉(zhuǎn)化過程中體現(xiàn)了
還原
還原
性。
②NH3和NO反應(yīng)的化學(xué)方程式為 4NH3+6NO═5N2+6H2O
4NH3+6NO═5N2+6H2O
。
(2)利用電解裝置可以將尾氣中的NO轉(zhuǎn)化為尿素[CO(NH2)2,其中碳的化合價為+4價,屬于非電解質(zhì)],工作原理如圖。
①陰極的電極反應(yīng)式為 CO2+2NO+10H++10e-═CO(NH2)2+3H2O
CO2+2NO+10H++10e-═CO(NH2)2+3H2O
。
②反應(yīng)一段時間后,陽極區(qū)的pH基本不變,結(jié)合化學(xué)用語解釋原因為 陽極發(fā)生反應(yīng):H2-2e-═2H+,根據(jù)閉合回路中電量守恒,同時會有等量的H+通過質(zhì)子交換膜從陽極區(qū)進(jìn)入陰極區(qū),因此,陽極區(qū)的pH基本不變
陽極發(fā)生反應(yīng):H2-2e-═2H+,根據(jù)閉合回路中電量守恒,同時會有等量的H+通過質(zhì)子交換膜從陽極區(qū)進(jìn)入陰極區(qū),因此,陽極區(qū)的pH基本不變
。
③用代替NO進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng),研究表明陰極反應(yīng)的歷程如下:
Ⅰ.CO2(g)+2H++2e-═CO(pre)+H2O
Ⅱ.……
Ⅲ.CO(pre)+2NH2(pre)═CO(NH2)2
其中,CO(pre)表示CO前體,NH2(pre)表示NH2前體。用化學(xué)用語表示步驟Ⅱ的反應(yīng):2
+12H
++10e
-═2NH
2(pre)+4H
2O。
2
+12H
++10e
-═2NH
2(pre)+4H
2O。
。