Question

【題目】化學(xué)工作者一直在積極探索影響大氣質(zhì)量的因素及改善措施。

（1）硫酸鹽是大氣中可吸入顆粒物的主要成分之一，是在含水的氣溶膠液滴中通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的。

①氣溶膠屬于膠體分散系。當(dāng)日光射入充滿氣溶膠的暗室時，可觀察到_______效應(yīng)。

②大氣中的SO2轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的過程中，以下物質(zhì)能起氧化作用的是_____(填字母序號)。

a.O2 b.H2S c.NH3 d.O3

③有研究者發(fā)現(xiàn)特定條件下，大氣中的NOx會成為氧化SO2的主要物質(zhì)，于是認(rèn)為，當(dāng)城市大氣中的可吸入顆粒物嚴(yán)重超標(biāo)時，應(yīng)采取汽車限行措施。原因是_________。

（2）燃煤煙氣中含有NOx和SO2。工業(yè)上常用亞氯酸鈉(NaClO2)對燃煤煙氣進(jìn)行脫硝和脫硫處理。

已知:酸性條件下，ClO2-會轉(zhuǎn)化成ClO2和Cl-。ClO2是黃綠色、易溶于水的氣體，具有強(qiáng)氧化性，可氧化NOx或SO2。

I.在實驗室模擬脫硝過程:調(diào)節(jié)NaClO2吸收液的pH為5，向其中通入含NO的模擬煙氣。

①測得脫硝反應(yīng)后，溶液中的陰離子為NO3-和Cl-，則脫硝反應(yīng)的離子方程式為_______。

②測得脫硝效率(即NO的吸收率)隨溫度變化的曲線如下圖所示。結(jié)合已知信息分析，溫度大于50℃時，隨溫度升高脫硝效率下降的原因是____________。

Ⅱ.在實驗室模擬同時脫硝、脫硫過程:調(diào)節(jié)NaClO2吸收液的pH為5，向其中通入含SO2和NO(體積比2:1)的模擬煙氣。

③測得脫硝、脫硫反應(yīng)后，溶液中的陰離子為NO3-、SO42-和Cl-，其中c(SO42-)=amol/L，c(Cl-)=bmol/L，已知脫硫效率為100%，計算脫硝效率為_________。

Answer 1

【答案】 丁達(dá)爾 ad 汽車尾氣中含NOx，能將SO2氧化成硫酸鹽，從而增加大氣中可吸入顆粒物含量 5NO + 3ClO2 + 4H2O 5NO3- + 3Cl- + 8H+（或4NO + 3ClO2- + 2H2O 4NO3- + 3Cl- + 4H+） 吸收液pH為5，顯酸性，NaClO2轉(zhuǎn)化成ClO2，溫度升高， ClO2氣體容易從溶液體系中逸出，使脫硝反應(yīng)難以發(fā)生 [(8b-4a)/3a]×100%

【解析】（1）考查膠體性質(zhì)、SO2的性質(zhì)，①膠體具有丁達(dá)爾效應(yīng)，因此當(dāng)日光攝入充滿氣溶膠的暗室時，可觀察到丁達(dá)爾效應(yīng)；②a、空氣中有氧氣，氧氣具有氧化性，能把SO2氧化成SO42－，故a正確；b、空氣中不含有H2S，且H2S只具有還原性，故b錯誤；c、空氣中不含NH3，NH3表現(xiàn)還原性，故c錯誤；d、大氣中含有O3，O3表現(xiàn)強(qiáng)氧化性，能把SO2氧化成SO42－，故d正確；③汽車尾氣中含NOx，能將SO2氧化成硫酸鹽，從而增加大氣中可吸入顆粒物含量；（2）考查離子方程式的書寫、化學(xué)反應(yīng)條件的控制、化學(xué)計算，①根據(jù)信息，NaClO表現(xiàn)強(qiáng)氧化性，把NO氧化成NO3－，本身被還原成Cl－，ClO2－＋NO→Cl－＋NO3－，根據(jù)化合價升降法進(jìn)行配平，即為3ClO2－＋4NO→4NO3－＋3Cl－。根據(jù)原子守恒以及電荷守恒，離子反應(yīng)方程式為4NO + 3ClO2－ + 2H2O=4NO3－ + 3Cl－ + 4H＋，ClO2－會轉(zhuǎn)化成ClO2和Cl－。ClO2是黃綠色、易溶于水的氣體，具有強(qiáng)氧化性，可氧化NOx或SO2，pH=5的溶液顯酸性，ClO2－生成ClO2和Cl－，ClO2把NO氧化成NO3－，本身被還原成Cl－，離子方程式為 5NO + 3ClO2 + 4H2O=5NO3－ + 3Cl－ + 8H＋；②吸收液pH為5，顯酸性，NaClO2轉(zhuǎn)化成ClO2，溫度升高， ClO2氣體容易從溶液體系中逸出，使脫硝反應(yīng)難以發(fā)生；③根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，因此有4b=2a＋3c(NO3－)，解得實際上得到c(NO3－)=(4b－2a)/3mol·L－1，因為SO2和NO的體積比為2：1，且脫硫效率為100%，因此理論上得到c(NO3－)=a/2mol·L－1，即脫硝率為×100%=[(8b-4a)/3a]×100%。