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有效去除大氣中的氮氧化物(NOx)和水體中的氮是環(huán)境保護(hù)的重要課題。
菁優(yōu)網(wǎng)?
(1)乙烯還原。目前,科學(xué)家在研究一種以乙烯作為還原劑的脫硝(NO)原理,其脫硝機(jī)理示意圖如圖1所示。寫出該脫硝原理總反應(yīng)的化學(xué)方程式:
6NO+3O2+2C2H4
亞銅離子
4CO2+3N2+4H2O
6NO+3O2+2C2H4
亞銅離子
4CO2+3N2+4H2O
。
(2)NaClO2氧化。按一定流速將含NO的廢氣通過NaClO2溶液,NO可轉(zhuǎn)化成
NO
-
3
被吸收。請寫出NO與
C
l
O
-
2
反應(yīng)的離子方程式
4NO+3
C
l
O
-
2
+2H2O=4
NO
-
3
+3Cl-+4H+
4NO+3
C
l
O
-
2
+2H2O=4
NO
-
3
+3Cl-+4H+
。
(3)氫氣催化還原。
主反應(yīng):2NO(g)+2H2(g)?N2(g)+2H2O(g)ΔH1=akJ?mol-1
副反應(yīng):2NO(g)+H2(g)?N2O(g)+H2O(g)ΔH2=bkJ?mol-1
某溫度下H2的體積分?jǐn)?shù)對H2還原NO反應(yīng)的影響如圖2所示。當(dāng)H2的體積分?jǐn)?shù)大于600×10-6時(shí),N2的體積分?jǐn)?shù)呈下降趨勢,原因是
過量氫氣與氮?dú)夥磻?yīng)生成了氨氣
過量氫氣與氮?dú)夥磻?yīng)生成了氨氣
。
(4)煤焦吸附。煤焦吸附還原含NO煙氣。
將原煤經(jīng)熱解、冷卻得到煤焦,NO的脫除主要含吸附和化學(xué)還原(ΔH<0)兩個(gè)過程,煤焦表面存在的官能團(tuán)有利于NO的吸附,其數(shù)量與煤焦中氫碳質(zhì)量比的值密切相關(guān)。熱解溫度為500℃、900℃得到的煤焦分別用S-500、S-900表示,相關(guān)信息如表:
煤焦 元素分析(%)
C H
S-500 80.79 2.76
S-900 84.26 0.82
則相同溫度下,S-900對NO的脫除率比S-500的低,可能的原因是
s-900熱解溫度更高,煤焦中氫碳質(zhì)量比比值小,表面官能團(tuán)減少,不利于吸附
s-900熱解溫度更高,煤焦中氫碳質(zhì)量比比值小,表面官能團(tuán)減少,不利于吸附
。
(5)地下水中的
NO
-
3
可用還原法處理,
NO
-
3
可被還原為NO2、NO、
NH
+
4
等。利用Zn和KNO3溶液反應(yīng)模擬地下水的脫硝過程、探究脫硝原理及相關(guān)因素對脫硝速率的影響。模擬過程的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)用0.1mol/LH2SO4洗滌Zn粒,再用蒸餾水洗滌至接近中性;將KNO3溶液的pH調(diào)至2.5。
①實(shí)驗(yàn)中通入N2的目的是
排盡裝置中的空氣,防止空氣中的氧氣影響脫硝反應(yīng)
排盡裝置中的空氣,防止空氣中的氧氣影響脫硝反應(yīng)
。
②向上述KNO3溶液中加入足量洗滌后的Zn粒,寫出Zn與KNO3溶液反應(yīng)生成
NH
+
4
的離子方程式:
4Zn+
NO
-
3
+10H+=4Zn2++
NH
+
4
+3H2O,
4Zn+
NO
-
3
+10H+=4Zn2++
NH
+
4
+3H2O,
。
(6)有人研究了用納米零價(jià)鐵去除水體中
NO
-
3
??刂破渌麠l件不變,用納米零價(jià)鐵還原水體中的
NO
-
3
,測得溶液中
NO
-
3
、
NO
-
2
、
NH
+
4
濃度隨時(shí)間變化如圖4所示。與初始溶液中氮濃度相比,反應(yīng)過程中溶液中的總氮(
NO
-
3
、
NO
-
2
、
NH
+
4
)濃度減少,其可能原因是
部分硝酸根被還原為氮?dú)饣蛞谎趸莩鏊w
部分硝酸根被還原為氮?dú)饣蛞谎趸莩鏊w
。

【答案】6NO+3O2+2C2H4
亞銅離子
4CO2+3N2+4H2O;4NO+3
C
l
O
-
2
+2H2O=4
NO
-
3
+3Cl-+4H+;過量氫氣與氮?dú)夥磻?yīng)生成了氨氣;s-900熱解溫度更高,煤焦中氫碳質(zhì)量比比值小,表面官能團(tuán)減少,不利于吸附;排盡裝置中的空氣,防止空氣中的氧氣影響脫硝反應(yīng);4Zn+
NO
-
3
+10H+=4Zn2++
NH
+
4
+3H2O,;部分硝酸根被還原為氮?dú)饣蛞谎趸莩鏊w
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/8/3 8:0:9組卷:16引用:1難度:0.7
相似題
  • 1.如果用排水法收集濃硝酸受熱分解所產(chǎn)生的氣體,則( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/11/6 8:0:1組卷:27引用:2難度:0.9
  • 2.依據(jù)圖1和圖2,回答下列問題。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)圖1能反映出氮元素及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
    ①X的化學(xué)式為
     
    ,X轉(zhuǎn)化為硝酸
     
    (填“是”或“不是”)氧化還原反應(yīng)。
    ②汽車排氣管上裝有催化轉(zhuǎn)化器可將尾氣中的有害氣體CO和NO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無害氣體排放,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     
    。
    ③在完成氨氣的催化氧化實(shí)驗(yàn)時(shí),先用酒精噴燈預(yù)熱催化劑,然后通入反應(yīng)氣體,當(dāng)催化劑紅熱后撤離酒精噴燈,催化劑始終保持紅熱,溫度可達(dá)700℃以上。說明反應(yīng)過程中斷鍵的總能量
     
    (填“大于”、“小于”或“等于”)成鍵的總能量。
    ④若要將NH3轉(zhuǎn)化為N2,從原理上分析,下列試劑可行的是
     
    。(填字母)
    A.O2
    B.Na
    C.NH4Cl
    D.NO2
    ⑤用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物,反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:NO2+NO+2NaOH═2NaNO2+H2O;2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O?,F(xiàn)有VL某NaOH溶液能完全吸收nmol NO2和mmol NO組成的大氣污染物,則NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度至少為
     
    mol?L-1。若所得溶液中c(
    NO
    -
    3
    ):c(
    NO
    -
    2
    )=1:9,則原混合氣體中NO2和NO物質(zhì)的量之比n:m=
     
    。
    (2)圖2為實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的實(shí)驗(yàn)裝置。
    ①實(shí)驗(yàn)室常用的制取氨氣的化學(xué)方程式為
     
    。
    ②下列試劑不能用于干燥NH3的是
     
    。(填字母)
    A.濃硫酸
    B.堿石灰
    C.NaOH固體
    D.生石灰
    ③若要收集一瓶氨氣,請將上述裝置補(bǔ)充完整,在圖2虛框內(nèi)畫出連接圖
     

    ④氯堿工業(yè)中可用氨氣檢查氯氣管道是否泄漏,泄漏的氯氣遇到氨氣會產(chǎn)生白煙,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     
    。

    發(fā)布:2024/11/2 8:0:1組卷:30引用:1難度:0.6
  • 3.氮及其化合物在工、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域占據(jù)重要地位,但其氮氧化物(NOx)也會造成酸雨、光化學(xué)煙霧等環(huán)境污染問題?;卮鹣铝袉栴}:
    (1)如圖是自然界中氮循環(huán)示意圖:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①根據(jù)如圖,分別寫出人工固氮和自然固氮(雷電作用)的化學(xué)方程式:
     
    ;
     

    ②亞硝酸鹽和銨鹽反應(yīng)可生成氮?dú)?。如反?yīng):NH4Cl+NaNO2
    NaCl+2H2O+N2↑。該反應(yīng)中,每生成6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)N2,轉(zhuǎn)移
     
    mol電子。
    ③根據(jù)如圖,下列說法正確的是
     
    (填字母)。
    A.氮元素均被氧化
    B.含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化
    C.氮、氫、氧三種元素均參與了氮循環(huán)
    (2)NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器,可有效降低NOx的排放。
    ①當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí),NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式:
     
    。
    ②當(dāng)尾氣中空氣過量時(shí),催化轉(zhuǎn)化器中的金屬氧化物吸收NOx生成鹽。其吸收能力順序如下:12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。其原因是
     
    ,元素的金屬性逐漸增強(qiáng),金屬氧化物對NOx的吸收能力逐漸增強(qiáng)。
    ③氮氧化物(NOx)與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時(shí),發(fā)生反應(yīng):4NO2(g)+2NaCl(s)?2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)。上述反應(yīng)可以視作分兩步進(jìn)行:第1步:
     
    ;第2步:2ClNO(g)?2NO(g)+Cl2(g)。
    ④NaClO溶液可吸收硝酸工業(yè)尾氣中的NOx。其他條件相同,NO轉(zhuǎn)化為NO3-的轉(zhuǎn)化率隨NaClO溶液初始pH(用稀硫酸調(diào)節(jié))的減小而增大。在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和NO3-的離子方程式為
     
    ;簡述NaClO溶液的初始pH越小,NO轉(zhuǎn)化率越高的原因:
     
    。

    發(fā)布:2024/11/8 8:0:1組卷:17引用:1難度:0.6
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