【題目】某科技小組利用NaClO, NaClO2復(fù)合吸收劑研究煙氣脫硫脫硝技術(shù).

(1)隨著pH值的增大,煙氣脫硫和脫硝效率均呈下降趨勢,可能的原因是_________。

(2)若其他條件不變,改變脫硫脫硝溫度對脫除效率的影響如下圖所示:

隨著溫度的升高,脫硫和脫硝的效率先緩慢增加,后逐漸下降,分析可能原因有_________。

(3)在脫硫脫硝過程中存在ClO2、ClO2-和ClO3-,它們的含量可采用連續(xù)碘量滴定法測定。已知:碘量法的癮定反應(yīng)為I2+2S2O32-=2I-+S4O62-。

實驗方法:取VmL試樣,控制溶液pH,加入20%的碘化鉀溶液4mL,暗處放置5分鐘后,用0.01mol/LNa2S2O3溶液滴定,淀粉作指示劑,記錄消耗Na2S2O3溶液體積。三次實驗的溶液pH、反應(yīng)及消耗Na2S2O3溶液的體積見下表:

實驗

pH

反應(yīng)

Na2S2O3溶液體積/mL

pH=7.0

2C1O2+2I-=I2+2ClO2-

V1

pH=4.0

ClO2-+4I-+4H+=2I2+Cl-+2H2O

V2

pH<0.1

ClO3-+6I-+6H+=3I2+Cl-+3H2O

2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O

ClO2-+4I-+4H+=2I2+Cl-+2H2O

V3

注:實驗②控制pH前先鼓入氮氣以除去ClO2。

計算試樣中ClO3-的濃度為多少mg/L(寫出計算過程,用含V1、V2、V3、V的代數(shù)式表示)_____.

【答案】 吸收液的氧化性隨著pH的增加而降低 溫度升高反應(yīng)速率增大或溫度升高能提高吸收液的氧化能力 溫度過高會使氣體的溶解度降低 三次滴定消耗的S2O32-的物質(zhì)的量依次為10-5V1mol、10-5V2mol、10-5V3mol

由實驗①可知:2ClO2————I2————2S2O32-

10-5V1mol 10-5V1mol

由實驗②可知:ClO2-————2I2————4S2O32-

2.5×10-6V2mol 10-5V2mol

由實驗③可知; 2ClO2————5I2————10S2O32-

10-5V1mol 5×10-5V1mol

ClO2-————2I2————4S2O32-

2.5×10-6V2mol 10-5V2mol

實驗③中測定ClO3-需要S2O32-的物質(zhì)的量為(10-5V3-5×10-5V1-10-5V2) mol

由ClO3-——3I2——6S2O32-可知:

n(ClO3-)=1/6(10-5V3-5×10-5V1-10-5V2)mol

試樣中ClO3-的濃度為

【解析】(1)NaClO和NaClO2,在酸性條件下的氧化性較強(qiáng),脫硫和脫硝的效率高,隨著pH值的增大,NaClO和NaClO2的氧化性減弱,導(dǎo)致煙氣脫硫和脫硝效率均呈下降趨勢。答案為:吸收液的氧化性隨著pH的增加而降低。

(2)升高溫度可加快反應(yīng)速率,提高吸收液的氧化能力從而導(dǎo)致脫硫和脫硝的效率增加,但溫度過高會使氣體的溶解度降低,吸收液的氧化能力減弱,從而使脫硫和脫硝的效率減小。答案為:溫度升高反應(yīng)速率增大或溫度升高能提高吸收液的氧化能力溫度過高會使氣體的溶解度降低

(3) 由實驗①可知ClO2消耗Na2S2O3溶液的體積,由實驗②可知ClO2-消耗Na2S2O3溶液的體積,由實驗③消耗Na2S2O3溶液的總體積減去實驗①和②消耗Na2S2O3溶液的體積,就可求得ClO3-消耗Na2S2O3溶液的體積,從而可知ClO3-的物質(zhì)的量,并求出濃度。計算過程如下:

三次滴定消耗的S2O32-的物質(zhì)的量依次為10-5V1mol、10-5V2mol、10-5V3mol

由實驗①可知:2ClO2————I2————2S2O32-

10-5V1mol 10-5V1mol

由實驗②可知:ClO2-————2I2————4S2O32-

2.5×10-6V2mol 10-5V2mol

由實驗③可知; 2ClO2————5I2————10S2O32-

10-5V1mol 5×10-5V1mol

ClO2-————2I2————4S2O32-

2.5×10-6V2mol 10-5V2mol

實驗③中測定ClO3-需要S2O32-的物質(zhì)的量為(10-5V3-5×10-5V1-10-5V2) mol

由ClO3-——3I2——6S2O32-可知:

n(ClO3-)=1/6(10-5V3-5×10-5V1-10-5V2)mol

試樣中ClO3-的濃度為

答案為三次滴定消耗的S2O32-的物質(zhì)的量依次為10-5V1mol、10-5V2mol、10-5V3mol

由實驗①可知:2ClO2————I2————2S2O32-

10-5V1mol 10-5V1mol

由實驗②可知:ClO2-————2I2————4S2O32-

2.5×10-6V2mol 10-5V2mol

由實驗③可知; 2ClO2————5I2————10S2O32-

10-5V1mol 5×10-5V1mol

ClO2-————2I2————4S2O32-

2.5×10-6V2mol 10-5V2mol

實驗③中測定ClO3-需要S2O32-的物質(zhì)的量為(10-5V3-5×10-5V1-10-5V2) mol

由ClO3-——3I2——6S2O32-可知:n(ClO3-)=1/6(10-5V3-5×10-5V1-10-5V2)mol

試樣中ClO3-的濃度為

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②b點時溶液中c(H2N2O2)________c(N2O22-)。(填“>”“<”或“=”下同)

③a點時溶液中c(Na+)________c(HN2O2-)+c(N2O22-)。

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