微主题3 脱硫 脱氮
1. (2021·江苏适应性)SO2是一种空气污染物，会导致硫酸型酸雨。下列选项所述措施能减少工业排放尾气中SO2含量的是( )
①以其他清洁能源代替燃煤
②对煤炭进行固硫、脱硫处理
③用“石灰乳＋氧气”吸收含SO2的尾气
④将含SO2的尾气向高空排放
A. ①②③ B. ②③④
C. ①③④ D. ①②③④
2. (1) 为实现燃煤脱硫，向煤中加入浆状Mg(OH)2，使燃烧产生的SO2转化为稳定的MgSO4，写出该反应的化学方程式：___________________________________________。
(2) NaClO碱性溶液吸收法。工业上可用NaClO碱性溶液吸收SO2。反应的离子方程式：______________________________________。
(3) 研究表明：NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝。写出废气中的SO2与NaClO2反应的离子方程式：________________________________。
(4) 为研究“CO还原SO2”的新技术，在反应器中加入0.10 mol SO2，改变加入CO的物质的量，反应后体系中产物随CO的变化如图所示。其中产物Y的化学式是______________。
3. (2022·盐城三模节选)养殖业废水中含有一定量的氨氮(以NH、NH3形式存在)污染物，通过沉淀法或折点氯化法处理后可使水中氨氮达到国家规定的排放标准。
沉淀法：向酸性废水中加入一定比例的MgCl2和Na2HPO4，将氨氮转化为NH4MgPO4·6H2O沉淀除去。
(1) 该反应的离子方程式为_______________________________。
(2) 增大废水的pH，除生成NH4MgPO4·6H2O沉淀和Mg(OH)2沉淀外，还可能生成另一沉淀的化学式为________________。
4. (2022·淮安模拟)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
工业上将含有硫化物的废水(以H2S、HS－、S2－的形式存在)引入氧化池，加入高锰酸钾溶液氧化。已知高锰酸钾在酸性条件下的还原产物为Mn2＋，碱性条件下的为MnO2。
(1) pH>7时高锰酸钾将废水中的硫化物氧化为S，该反应的离子方程式为________________________________________。
(2) 研究发现：其他条件相同时，废水呈酸性时硫化物的去除率明显大于呈碱性时去除率，则可能的原因为 。
5. (2018·江苏卷)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(1) 用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：
2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq)
ΔH＝－116.1 kJ/mol
3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l)
ΔH＝＋75.9 kJ/mol
反应3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝________kJ/mol。
(2) 用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸(HNO2是弱电解质)。写出电解时阳极的电极反应式：________________________。
(3) 用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式：______________________________________。
(4) 在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1 mol N2时，转移电子的物质的量为________mol。
6. (2019·江苏卷)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1) N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式： 。
(2) NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应：
NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O
2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O
① 下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有________(填字母)。
A. 加快通入尾气的速率
B. 采用气、液逆流的方式吸收尾气
C. 吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
② 吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是________(填化学式)；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是________(填化学式)。
(3) NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为NO的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示：
① 在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NO，其离子方程式：__________________________________________。
② NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是____________________________________________。
7. (2020·江苏卷)吸收工厂烟气中的SO2，能有效减少SO2对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化，可得到硫酸盐。
已知：室温下，ZnSO3微溶于水，Zn(HSO3)2易溶于水；溶液中H2SO3、HSO、SO的物质的量分数随pH的分布如图1所示。
图1
(1) 氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2，主要反应的离子方程式：_______________________________________________。
(2) 当通入SO2至溶液pH＝6时，溶液中浓度最大的阴离子是________(填化学式)。
(3) ZnO水悬浊液吸收SO2。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2，在开始吸收的40 min内，SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(如图2)。溶液pH几乎不变阶段，主要产物是________(填化学式)；SO2吸收率迅速降低阶段，主要反应的离子方程式：________________________。
图2
(4) O2催化氧化。其他条件相同时，调节吸收SO2得到溶液的pH在4.5～6.5范围内，pH越低SO生成速率越大，其主要原因是________________________；随着氧化的进行，溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
8. (2022·扬州期中)H2S的处理：Fe2O3可用作脱除H2S气体的脱硫剂。Fe2O3脱硫和Fe2O3再生的可能反应机理如图所示。
(1) Fe2O3脱硫剂的脱硫和再生过程可以描述为___________________________________________________________________________________________________________________。
(2) 再生时需控制通入O2的浓度和温度。400 ℃条件下，氧气浓度较大时，会出现脱硫剂再生时质量增大，且所得再生脱硫剂脱硫效果差，原因是________________________________________________________________________________________。
(3) 脱硫剂再生时可以使用水汽代替O2。700 ℃条件下，用水汽代替O2再生时，生成Fe3O4、H2S和H2，Fe3O4也可作脱硫剂。
①写出水汽作用条件下脱硫剂再生反应的化学方程式：_______________________________________________。
②用O2再生时会生成污染性气体SO2，用水汽再生时会排放出有毒的H2S，采用O2和水汽混合再生的方法，可以将产生的SO2和H2S转化为S单质。则为不排放出SO2和H2S，理论上O2和水汽的体积比应为________。
微主题3 脱硫 脱氮
1. A 【解析】 以其他清洁能源代替燃煤，可减少SO2的排放；对煤炭进行固硫、脱硫处理，使得燃烧后不再产生SO2；用“石灰乳＋氧气”吸收含SO2的尾气时，使得SO2的排放减少；将含SO2的尾气向高空排放时，对SO2的量没有影响，A正确。
2. (1) 2Mg(OH)2＋2SO2＋O2===2MgSO4＋2H2O (2) ClO－＋SO2＋2OH－===Cl－＋SO＋H2O (3) 2H2O＋ClO＋2SO2===Cl－＋2SO＋4H＋ (4) S2
【解析】 (2) 用NaClO碱性溶液吸收SO2，次氯酸钠将二氧化硫氧化生成硫酸。(4) 由图可知，CO投入量为0.2 mol时，生成0.20 mol X和0.05 mol Y，CO还原SO2，自身被氧化为CO2，根据质量守恒定律可知，X为CO2，则Y为S2。
3. (1) NH＋Mg2＋＋HPO＋6H2O===NH4MgPO4·6H2O↓＋H＋或NH3＋Mg2＋＋HPO＋6H2O===NH4MgPO4·6H2O↓ (2) Mg3(PO4)2
【解析】 (1) 该反应可以认为是HPO电离出的PO与NH、Mg2＋反应生成沉淀NH4MgPO4，可得反应的离子方程式，该反应也可认为NH3先中和HPO电离出的H＋，然后再与Mg2＋结合生成NH4MgPO4，可得另一个反应的离子方程式。
4. (1) 2MnO＋3S2－＋4H2O===2MnO2↓＋3S↓＋8OH－(或2MnO＋3HS－＋H2O===2MnO2↓＋3S↓＋5OH－) (2) 等物质的量的高锰酸钾在酸性条件下转移的电子数目比碱性条件下多
5. (1) －136.2 (2) HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO (3) 2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O (4)
【解析】 (3) 由题给信息可知，反应物为HNO2、(NH2)2CO，生成物为CO2和N2，根据得失电子守恒和原子守恒配平写出反应的化学方程式。(4) 8NH3＋6NO27N2＋12H2O，生成7 mol N2转移24 mol电子，因此每生成1 mol N2转移电子的物质的量为 mol。
6. (1) 2NH3＋2O2N2O＋3H2O (2) ① BC ② NaNO3 NO (3) ① 3HClO＋2NO＋H2O===3Cl－＋2NO＋5H＋ ② 溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强
【解析】 (2) ① 加快通入尾气的速率，吸收不充分，NO和NO2去除率降低，A错误；采用气、液逆流的方式吸收尾气，可使气液充分接触，提高吸收效率，B正确；吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液，则NaOH溶液可维持较高的浓度，有利于NO和NO2的充分吸收，C正确。② 根据2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O，可知该晶体中的主要杂质是NaNO3；结合题中的两个离子方程式可知，若NO和NO2的物质的量之比大于1∶1，NO不能被吸收，故吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO。
7. (1) 2NH3＋H2O＋SO2===2NH＋SO(或2NH3·H2O＋SO2===2NH＋SO＋H2O) (2) HSO(3) ZnSO3 ZnSO3＋SO2＋H2O===Zn2＋＋2HSO(或ZnO＋2SO2＋H2O===Zn2＋＋2HSO) (4) 随着pH降低，HSO浓度增大 减小
【解析】 (1) 向氨水中通入少量SO2时，SO2与氨水反应生成亚硫酸铵。(2) 当pH＝6时，根据图1可知，阴离子浓度最大的是HSO。(3) 开始阶段SO2与ZnO反应生成ZnSO3，反应的化学方程式：SO2＋ZnO===ZnSO3，SO2的吸收率和溶液的pH几乎不变，随后发生反应ZnSO3＋SO2＋H2O===Zn2＋＋2HSO，SO2吸收率迅速降低。(4) 从图中可以看出pH在4.5～6.5范围内，pH越低，HSO浓度越大，则生成SO的速率越大，生成了强酸，则pH减小。
8. (1) 脱硫时H2S还原了部分Fe2O3，生成S和FeS(FeS附着在Fe2O3表面)；脱硫剂再生时，FeS被O2氧化，生成了Fe2O3和SO2 (2) O2浓度较大时，FeS被氧化生成FeSO4[或Fe2(SO4)3]，失去了脱硫作用 (3) ① 3FeS＋4H2O(g)Fe3O4＋3H2S＋H2 ② 21∶32
【解析】 (2) 当氧气浓度较大时，脱硫剂的质量增大，可能氧气将FeS中的硫元素氧化成＋6价，即氧气将FeS氧化成Fe2(SO4)3，或者氧化成FeSO4，FeSO4、Fe2(SO4)3不具有脱硫作用。(3) ①根据题中信息，水蒸气可以代替氧气，生成Fe3O4、H2S和H2，可得反应的化学方程式。②水蒸气脱硫剂再生反应为3FeS＋4H2OFe3O4＋3H2S＋H2；氧气脱硫剂再生反应为4FeS＋7O2===2Fe2O3＋4SO2，H2S气体和SO2反应的化学方程式为2H2S＋SO2===3S＋2H2O，由此得关系式：3H2S～4H2O～SO2～O2，则相同条件下，气体体积比等于物质的量比，氧气与水蒸气体积比为21∶32。
