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氫氣作為清潔能源有著廣泛的應(yīng)用前景,含硫天然氣制備氫氣的流程如圖1。
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請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
I.轉(zhuǎn)化脫硫:將天然氣壓入吸收塔,30℃時(shí),在T.F菌作用下,酸性環(huán)境中脫硫過(guò)程示意圖如圖2。
(1)過(guò)程i中H2S發(fā)生了
氧化
氧化
(選填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。
(2)過(guò)程11的離子方程式是
4Fe2++O2+4H+
T
?
F
4Fe3++2H2O
4Fe2++O2+4H+
T
?
F
4Fe3++2H2O
。
(3)已知:①Fe3+在pH=1.9時(shí)開(kāi)始沉淀,pH=3.2時(shí)沉淀完全。
②30℃時(shí),在T.F菌作用下,不同pH的FeSO4溶液中Fe2+的氧化速率如表。
pH 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3.0
Fe2+氧化速率/(g?L-1?h-1 4.5 5.3 6.2 6.8 7.0 6.6 6.2 5.6
請(qǐng)結(jié)合以上信息,判斷工業(yè)脫硫應(yīng)選擇的最佳pH范圍,并說(shuō)明原因:
1.5≤PH<1.9,當(dāng)pH大于1.9時(shí),F(xiàn)e3+開(kāi)始沉淀,導(dǎo)致Fe3+、Fe2+離子濃度均下降,降低反應(yīng)速率,PH<1.5時(shí),T?F菌活性較低,反應(yīng)速率減慢
1.5≤PH<1.9,當(dāng)pH大于1.9時(shí),F(xiàn)e3+開(kāi)始沉淀,導(dǎo)致Fe3+、Fe2+離子濃度均下降,降低反應(yīng)速率,PH<1.5時(shí),T?F菌活性較低,反應(yīng)速率減慢

Ⅱ.蒸氣轉(zhuǎn)化:在催化劑的作用下,水蒸氣將CH4氧化。結(jié)合圖3回答問(wèn)題。
(4)①該過(guò)程的熱化學(xué)方程式是
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+204KJ/mol,
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+204KJ/mol,

②比較壓強(qiáng)P1和P2的大小關(guān)系:P1
P2(選填“>”“<”或“=”)。
Ⅲ.CO變換:500℃時(shí),CO進(jìn)一步與水反應(yīng)生成CO2和H2。
Ⅳ.H2提純:將CO2和H2分離得到H2的過(guò)程示意圖如圖4。
(5)①吸收池中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是
CO2+H2O+CO32-=2HCO3-
CO2+H2O+CO32-=2HCO3-
。
②結(jié)合電極反應(yīng)式,簡(jiǎn)述K2CO3溶液的再生原理:
陰極反應(yīng):2H2O+2e-=H2↑+2OH-,OH-+HCO3-=CO32-+H2O,使碳酸鉀溶液得以再生
陰極反應(yīng):2H2O+2e-=H2↑+2OH-,OH-+HCO3-=CO32-+H2O,使碳酸鉀溶液得以再生

【答案】氧化;4Fe2++O2+4H+
T
?
F
4Fe3++2H2O;1.5≤PH<1.9,當(dāng)pH大于1.9時(shí),F(xiàn)e3+開(kāi)始沉淀,導(dǎo)致Fe3+、Fe2+離子濃度均下降,降低反應(yīng)速率,PH<1.5時(shí),T?F菌活性較低,反應(yīng)速率減慢;CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+204KJ/mol,;>;CO2+H2O+CO32-=2HCO3-;陰極反應(yīng):2H2O+2e-=H2↑+2OH-,OH-+HCO3-=CO32-+H2O,使碳酸鉀溶液得以再生
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:90引用:5難度:0.3
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  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.右圖是某燃煤發(fā)電廠處理廢氣的裝置示意圖.裝置內(nèi)發(fā)生的主要反應(yīng)中不含( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 4:0:1組卷:328引用:16難度:0.9
  • 2.下列說(shuō)法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 5:30:2組卷:24引用:2難度:0.9
  • 3.工業(yè)上常用微生物法、吸收法、電解法、還原法等消除硫、氮等引起的污染。
    (1)微生物法脫硫
    富含有機(jī)物的弱酸性廢水在SBR細(xì)菌作用下產(chǎn)生CH3COOH、H2等物質(zhì),可將廢水中
    SO
    2
    -
    4
    還原為H2S,同時(shí)用N2或CO2將H2S從水中吹出,再用堿液吸收。
    SO
    2
    -
    4
    的空間構(gòu)型為
     

    ②CH3COOH與
    SO
    2
    -
    4
    在SBR細(xì)菌作用下生成CO2和H2S的離子方程式為
     

    ③將H2S從水中吹出時(shí),用CO2比N2效果更好,其原因是
     

    (2)吸收法脫硫
    煙氣中的SO2可以用“亞硫酸銨吸收法”處理,發(fā)生的反應(yīng)為(NH42SO3+SO2+H2O═2NH4HSO3,測(cè)得25℃時(shí)溶液pH與各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖-1所示.b點(diǎn)時(shí)溶液pH=7,則n(
    NH
    +
    4
    ):n(
    HSO
    -
    3
    )=
     

    菁優(yōu)網(wǎng)
    (3)電解法脫硫
    用NaOH吸收后SO2,所得NaHSO3溶液經(jīng)電解后可制取Na2S2O4溶液,反應(yīng)裝置如圖-2所示。電解時(shí)每有1molS2
    O
    2
    -
    4
    生成有
     
    molH+透過(guò)質(zhì)子交換膜。
    (4)還原法脫氮
    用催化劑協(xié)同納米零價(jià)鐵去除水體中
    NO
    -
    3
    。其催化還原反應(yīng)的過(guò)程如圖-3所示。
    ①該反應(yīng)機(jī)理中生成N2的過(guò)程可描述為
     

    ②過(guò)程中
    NO
    -
    3
    去除率及N2生成率如圖-4所示,為有效降低水體中氮元素的含量,宜調(diào)整水體pH為4.2,當(dāng)pH<4.2時(shí),隨pH減小,N2生成率逐漸降低的原因是
     
    。

    發(fā)布:2024/12/30 5:30:2組卷:39引用:4難度:0.5
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