Question

【題目】我國是以煤炭為主要能源的發展中國家，煤炭燃燒產生的煙氣中含有大量的NOx和SO2，帶來了嚴重的大氣污染。某化工小組進行了ClO2協同氨水法脫除模擬煙氣中NOx和SO2的實驗研究，其流程如圖：

回答下列問題：

（1）制備“模擬煙氣”時應首先向裝置管道內通入__，目的是__。

（2）“噴淋液”中所含ClO2可通過向酸性氯酸鈉溶液中加入葡萄糖的方法制備，同時產生CO2等物質，則該反應的離子方程式為__，還可將葡萄糖替換為__（填字母標號）。

A.FeCl3溶液 B.SO3 C.甲醇 D.酸性KMnO4溶液

（3）利用ClO2協同氨水進行脫硫脫硝凈化時，污染性氣體脫除效率變化情況如圖所示，則該脫除技術的最佳溫度應為__℃，噴淋塔中可能產生的一種副產物的化學式為__，該物質的常見用途是__。

（4）傳統濕式氨法煙氣處理技術以尿素[CO(NH2)2]熱水解產生的NH3溶于水為噴淋液。在催化劑作用下，噴淋除去NO過程中有一種無污染氣體生成，該反應的化學方程式為__。

（5）該化工小組設定模擬煙氣流量am3/h，進口NO質量濃度bmg/m3，吸收液循環量cL/h，通過離子色譜測定脫除前后吸收液中主要離子濃度如下表所示，則NO的脫除率為__（用含有a、b、c的代數式表示）。

離子種類 濃度數據	ClO2 (mg/L)	Cl- (mg/L)	SO42- (mg/L)	SO32- (mg/L)	NO3- (mg/L)	NO2- (mg/L)
吸收前	150	43.54	——	——	——	——
吸收后	12.62	110.49	213.64	——	62.00	——
反應前后差值	137.38	66.95	213.64	——	62.00	——

注：“——”表示該離子低于檢測極限，可以認為不存在。

Answer 1

【答案】N2 排盡裝置中空氣，防止NO被O2氧化 24ClO3-+C6H12O6+24H+=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O C 40 NH4Cl或(NH4)2SO4或NH4NO3 作氮肥 4NH3+6NO5N2+6H2O ×100%

【解析】

(1)模擬煙氣中含有一氧化氮，易被空氣中的氧氣氧化；

(2)根據題意信息，結合物料守恒書寫反應方程式，反應中葡萄糖做還原劑；

(3)根據圖示分析，脫除效率最高點對應的溫度為最佳溫度；ClO2、NOx和SO2可與氨水反應生成相應的銨鹽，結合銨鹽在生活中的作用分析；

(4)氨氣、一氧化氮，兩者在催化劑的作用下反應，生成一種無污染的氣體，由元素守恒可推知，生成物為氮氣和水；

(5) 該化工小組設定模擬煙氣流量am3/h，進口NO質量濃度bmg/m3，可計算出每小時通入的煙氣中含NO的質量，根據表格數據顯示，NO被轉化為NO3-，根據氮原子守恒可計算出每小時被轉化的NO的質量，進而計算出NO的脫除率。

(1)模擬煙氣中含有一氧化氮，易被空氣中的氧氣氧化，制備“模擬煙氣”時應首先向裝置管道內通入N2，排盡裝置中空氣，防止NO被O2氧化；

(2) “噴淋液”中所含ClO2可通過向酸性氯酸鈉溶液中加入葡萄糖的方法制備，同時產生CO2等物質，則該反應的離子方程式為：24ClO3-+C6H12O6+24H+=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O；該反應中葡萄糖做還原劑，FeCl3溶液、SO3、.酸性KMnO4溶液均為氧化劑，只有C甲醇具有還原性，答案選C；

(3)根據圖示分析，脫除效率最高點對應的溫度為最佳溫度，脫除效率最佳溫度為40℃，ClO2具有氧化性，一定條件下可與NOx、SO2發生氧化還原反應生成硫酸、硝酸和鹽酸，再與氨水反應生成硝酸銨、硫酸銨、氯化銨，銨鹽在生產生活中常用作氮肥；

(4)由題意可知，傳統濕式氨法煙氣處理技術的反應物為氨氣、一氧化氮，兩者在催化劑的作用下反應，生成一種無污染的氣體，由元素守恒可推知，生成物為氮氣和水，配平后化學方程式為：4NH3+6NO5N2+6H2O；

(5)該化工小組設定模擬煙氣流量am3/h，進口NO質量濃度bmg/m3，則每小時通入的模擬煙氣中NO的質量am3/h×bmg/m3×1h=abmg，根據表格數據顯示，NO被轉化為NO3-，每小時生成的硝酸根的質量為62.00mg/L×cL/h×1h= 62cmg，根據氮原子守恒，一氧化氮與硝酸根離子的關系式為NO~ NO3-，則當每小時有62cmg硝酸根生成時，吸收一氧化氮的質量為30cmg，故NO的脫除率=×100%=×100%= ×100%。