Question

【題目】有效去除大氣中的NOx（主要是NO和NO2）是環(huán)境保護的重要課題。

（1）用Pl-g-C3N4光催化氧化法脫除NO的過程如圖-1所示。在酸性水溶液中，光催化脫除原理和電化學(xué)反應(yīng)原理類似。g-C3N4端的反應(yīng)：O2+2H++2e-=H2O2，Pl端的反應(yīng)：___。

（2）次氯酸鹽脫除NO的主要過程如下：

①NO+HClO=NO2+HCl

②NO+NO2+H2O2HNO2

③HClO+HNO2=HNO3+HCl

下列分析正確的是___。

a.煙氣中含有的少量O2能提高NO的脫除率

b.NO2單獨存在時不能被脫除

c.脫除過程中，次氯酸鹽溶液的pH下降

（3）NaClO溶液能有效脫除NO。25℃時，NO的脫除率隨pH的變化如圖-2所示；pH=4時，NO的脫除率隨溫度的變化如圖-3所示。

①25℃時，隨著pH降低，NO的脫除率增大的原因：___。

②pH=4時，60～80℃NO的脫除率下降的原因：___。

（4）一定條件下，將一定濃度NOx（NO2和NO的混合氣體）通入Ca(OH)2懸濁液中，改變，NOx的去除率如圖-4所示。

已知：NO與Ca(OH)2不反應(yīng)；

NOx的去除率=1-×100%

①在0.3-0.5之間，NO吸收時發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為：___。

②當大于1.4時，NO2去除率升高，但NO去除率卻降價。其可能的原因是___。

③O3與NO反應(yīng)的方程式為：NO+O3=NO2+O2，（該條件下不考慮O2與NO的反應(yīng)）。保持NO的初始濃度不變，改變n(O3)/n(NO)，將反應(yīng)后的混合氣體通入Ca(OH)2懸濁液中吸收。為節(jié)省O3的用量，又能保持NOx總?cè)コ�效果好，則合適的值范圍為___。（保留兩位小數(shù)）

Answer 1

【答案】NO2e-+H2O=2H++NO2 ac pH降低，ClO-+H+=HClO，溶液中c(HClO)增大 HClO受熱分解，溶液中c(HClO)減小 NO+NO2+Ca(OH)2=Ca2++2NO2-+H2O NO2量太多，剩余的NO2和水反應(yīng)生成NO逸出，導(dǎo)致NO去除率降低 0.55~0.58

【解析】

（1）g-C3N4端得電子，那么Pl端失電子，結(jié)合電荷守恒、原子守恒可寫P1端離子方程式；

（2）次氯酸鹽脫除NO的主要過程可看出，脫NO的本質(zhì)是轉(zhuǎn)換成HNO3；

（3）NaClO脫NO的過程可看出，實際上是HClO與NO反應(yīng)，所以pH變化HClO跟著變化，脫NO效果也會跟著變化；

（4）NO和Ca(OH)2不反應(yīng)，NO、NO和Ca(OH)2三者反應(yīng)，分析化合價可知產(chǎn)物為亞硝酸鈣，在此基礎(chǔ)上分析解答。

（1）g-C3N4端得電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成過氧化氫，P1端NO失電子變成NO2，這樣左邊就出現(xiàn)了正電荷，右邊加H+，結(jié)合原子守恒，左邊應(yīng)加H2O,所以P1端的離子方程式為：NO2e-+H2O=2H++NO2，故答案為：NO2e-+H2O=2H++NO2；

（2）a．從給出的條件看，次氯酸鹽脫除NO是先將一部分NO氧化成NO2才脫出的，O2和NO反應(yīng)生成NO2，就省了第一步了，所以煙氣中含有的少量O2能提高NO的脫除率，a正確；

b．從原理上看，氮氧化物轉(zhuǎn)換為HNO3就被脫出了，NO2單獨存在時能和水反應(yīng)生成HNO3和NO，有一定的脫出率，b錯誤；

c．次氯酸鹽水解顯堿性，從原理來看，最后生成硝酸和HCl，pH下降，c正確；

故答案為：ac；

（3）①pH降低，c(H+)增大，產(chǎn)生更多的HClO，所以NO的脫除率增大，故答案為：pH降低，ClO-+H+=HClO，溶液中c(HClO)增大；

②HClO會分解，溫度太高，HClO分解得太多，溶液中HClO濃度減小了，故答案為：HClO受熱分解，溶液中c(HClO)減小；

（4）①NO和Ca(OH)2不反應(yīng)，所以反應(yīng)物有NO、NO2和Ca(OH)2，根據(jù)氧化還原規(guī)律，產(chǎn)物為Ca(NO2)2和水，所以離子方程式為：NO+NO2+Ca(OH)2=Ca2++2NO2-+H2O，故答案為：NO+NO2+Ca(OH)2=Ca2++2NO2-+H2O；

②當太大，NO2量太多，吸收不完，有一部分NO2就和水反應(yīng)生成硝酸和NO，這樣就導(dǎo)致NO2去除率升高，但NO去除率卻降價，故答案為：NO2量太多，剩余的NO2和水反應(yīng)生成NO逸出，導(dǎo)致NO去除率降低；

③從圖上看NOx總?cè)コ�效果最好時，介于1.2到1.4之間，設(shè)NO的物質(zhì)量為1，那么則NO2的物質(zhì)的量為1.2介于1.4之間，由NO+O3=NO2+O2可知，此時消耗O3和NO的量均為1.2到1.4之間，所以O3的量為1.2-1.4，NO的量為（1.2+1）到（1.4+1）之間，即在到，即0.55到0.58之間，故答案為：0.55~0.58。