Question

2．為落實(shí)“五水共治”，某工廠擬綜合處理含NH₄⁺廢水和工業(yè)廢氣（主要含N₂、CO₂、SO₂、NO、CO，不考慮其他成分），設(shè)計(jì)了如圖流程：

（1）固體I中主要成分為CaCO₃、CaSO₃、Ca（OH）₂，捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO．
（2）處理含NH₄⁺廢水時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為NH₄⁺+NO₂^-=N₂↑+2H₂O．
（3）若X為適量空氣，嚴(yán)格控制空氣用量的原因是過(guò)量空氣會(huì)將NO氧化成NO₃^-，無(wú)法與NH₄⁺發(fā)生反應(yīng)．
（4）工業(yè)廢氣中的SO₂、NO還可采用NaClO₂溶液作為吸收劑進(jìn)行凈化，在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO₂和NO的煙氣，反應(yīng)溫度為323K，NaClO₂溶液濃度為5×10^-3mol•L^-1．反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如表：

離子	SO42-	SO32-	NO3-	NO2-	Cl-
c（mol•L-1）	8.35×10-4	6.87×10-6	1.5×10-4	1.2×10-5	3.4×10-3

①寫(xiě)出NaClO₂溶液脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式3ClO₂^-+4NO+4OH^-=4NO₃^-+3Cl^-+2H₂O．
增加壓強(qiáng)，NO的轉(zhuǎn)化率提高（填“提高”、“不變”或“降低”）．
②隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行，吸收劑溶液的pH逐漸減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“不變”或“減小”）．
③如果采用NaClO、Ca（ClO）₂替代NaClO₂，也能得到較好的煙氣脫硫效果．從化學(xué)平衡原理分析，Ca（ClO）₂相比NaClO具有的優(yōu)點(diǎn)是Ca²⁺與SO₄^2-結(jié)合生成CaSO₄沉淀，使平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng)，SO₂轉(zhuǎn)化率提高．

Answer 1

分析 工業(yè)廢氣中CO₂、SO₂可被石灰水吸收，生成固體1為CaCO₃、CaSO₃及過(guò)量石灰乳，氣體1是不能被過(guò)量石灰水吸收的N₂、NO、CO，氣體1通入氣體X，用氫氧化鈉溶液處理后到的NaNO₂，X可為空氣，但不能過(guò)量，否則得到硝酸鈉，NaNO₂與含有NH₄⁺的溶液反應(yīng)生成無(wú)污染氣體，應(yīng)生成氮?dú)�，則氣體2含有CO、N₂，捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO，以此解答（1）～（3）；
（4））①亞氯酸鈉具有氧化性，則NaClO₂溶液脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式為3ClO₂^-+4NO+4OH^-=4NO₃^-+3Cl^-+2H₂O；正反應(yīng)是體積減小的，則增加壓強(qiáng)，NO的轉(zhuǎn)化率提高；
②根據(jù)反應(yīng)的方程式3ClO₂^-+4NO+4OH^-=4NO₃^-+3Cl^-+2H₂O可知隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行氫氧根離子被消耗，吸收劑溶液的pH逐漸降低；
③生成CaSO₄沉淀，使平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng)．

解答 解：（1）由上述分析可知固體I中主要成分為CaCO₃、CaSO₃、Ca（OH）₂，捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO，故答案為：CaCO₃、CaSO₃、Ca（OH）₂；CO；
（2）處理含NH₄⁺廢水時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為NH₄⁺+NO₂^-=N₂↑+2H₂O，故答案為：NH₄⁺+NO₂^-=N₂↑+2H₂O；
（3）若X為適量空氣，嚴(yán)格控制空氣用量的原因是過(guò)量空氣會(huì)將NO氧化成NO₃^-，無(wú)法與NH₄⁺發(fā)生反應(yīng)，
故答案為：過(guò)量空氣會(huì)將NO氧化成NO₃^-，無(wú)法與NH₄⁺發(fā)生反應(yīng)；
（4）①亞氯酸鈉具有氧化性，且NaClO₂溶液呈堿性，則NaClO₂溶液脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式為3ClO₂^-+4NO+4OH^-=4NO₃^-+3Cl^-+2H₂O；正反應(yīng)是體積減小的，則增加壓強(qiáng)，NO的轉(zhuǎn)化率提高，
故答案為：3ClO₂^-+4NO+4OH^-=4NO₃^-+3Cl^-+2H₂O；提高；
②根據(jù)反應(yīng)的方程式3ClO₂^-+4NO+4OH^-=4NO₃^-+3Cl^-+2H₂O可知隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行氫氧根離子被消耗，吸收劑溶液的pH逐漸降低，
故答案為：減��；
①4NO+3ClO₂^-+4OH^-=4NO₃^-+3Cl^-+2H₂O（（2分）2H₂O+3ClO₂^-+4NO=4NO₃^-+3Cl^-+4H⁺也給分）提高（1分） ②減�。�1分）
③從化學(xué)平衡原理分析，Ca（ClO）₂相比NaClO具有的優(yōu)點(diǎn)是Ca²⁺與SO₄^2-結(jié)合生成CaSO₄沉淀，使平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng)，SO₂轉(zhuǎn)化率提高，
故答案為：Ca²⁺與SO₄^2-結(jié)合生成CaSO₄沉淀，使平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng)，SO₂轉(zhuǎn)化率提高．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物分離提純，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)、混合物分離提純流程、氧化還原反應(yīng)、平衡移動(dòng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大．