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工業(yè)上常采取以下方法除去H2S和SO2并回收利用。
完成下列填空:
石灰-石膏法和堿法是常用的煙氣脫硫法。
石灰-石膏法的吸收反應(yīng)為SO2+Cu(OH)2═CaSO3↓+H2O。吸收產(chǎn)物亞硫酸鈣由管道輸送至氧化塔氧化,反應(yīng)為2CaSO3+O2+4H2O═2CaSO4?2H2O。其流程如圖:

堿法吸收的流程如圖。堿法的特點是氫氧化鈉堿性強(qiáng)、吸收快、效率高。

已知:
試劑 Ca(OH)2 NaOH
價格(元/kg) 0.36 2.9
吸收SO2的成本(元/mol) 0.027 0.232
(1)寫出堿法吸收原理的離子方程式
S
O
2
+
2
O
H
-
S
O
2
-
3
+
H
2
O
S
O
2
+
2
O
H
-
S
O
2
-
3
+
H
2
O

(2)和堿法相比,石灰-石膏法的優(yōu)點是
原料易得、成本低
原料易得、成本低
,缺點是
吸收速率慢、效率低
吸收速率慢、效率低
。
(3)在石灰-石膏法和堿法的基礎(chǔ)上,設(shè)計一個改進(jìn)的、能實現(xiàn)物料循環(huán)的煙氣脫硫方案(用流程圖表示)。SO2可通過如下反應(yīng)回收硫:2CO(g)+SO2(g)?S(s)+2CO2(g)。
(4)寫出該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式K=
c
2
C
O
2
c
2
CO
?
c
S
O
2
c
2
C
O
2
c
2
CO
?
c
S
O
2
。
(5)其他條件不變時,隨著溫度的升高,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化曲線如圖所示,請解釋其可能的原因
該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,當(dāng)溫度高于445℃后,硫變成氣態(tài),其過程需要吸熱,使反應(yīng)變?yōu)槲鼰岱磻?yīng),升高溫度,平衡正向移動,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率升高
該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,當(dāng)溫度高于445℃后,硫變成氣態(tài),其過程需要吸熱,使反應(yīng)變?yōu)槲鼰岱磻?yīng),升高溫度,平衡正向移動,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率升高
。

已知硫的沸點約是445℃,用Fe2(SO43溶液吸收H2S生成FeSO4。FeSO4被O2氧化使Fe2(SO43再生,其原理為:4FeSO4+O2+2H2SO4
硫桿菌
h
2Fe2(SO43+2H2O。
(6)硫桿菌存在時,F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無菌時的5×105倍。由圖1和圖2判斷,使用硫桿菌的最佳條件為
30℃、pH=2.0
30℃、pH=2.0
;若反應(yīng)溫度過高,反應(yīng)速率下降,其原因是
蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性)
蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性)
。

廢氣中的H2S通過高溫?zé)岱纸饪芍迫錃猓?H2S(g)?2H2(g)+S2(g)?,F(xiàn)在3L密閉容器中,控制不同溫度進(jìn)行H2S分解實驗。
(7)某溫度時,H2S的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大值的依據(jù)是
ac
ac
(選填編號)。
A.氣體的壓強(qiáng)不發(fā)生變化
B.氣體的密度不發(fā)生變化
C.
c
2
H
2
?
c
S
2
c
2
H
2
S
不發(fā)生變化
D.單位時間里分解的H2S和生成的H2一樣多
(8)實驗結(jié)果如圖。圖中曲線a表示H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系,曲線b表示不同溫度下、反應(yīng)經(jīng)過相同時間且未達(dá)到化學(xué)平衡時H2S的轉(zhuǎn)化率。曲線b隨溫度的升高,向曲線a逼近的原因是
隨著溫度升高,反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需要的時間變短
隨著溫度升高,反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需要的時間變短
。

H2S分別與CO、CO2反應(yīng)均能制得糧食熏蒸劑COS,反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:CO(g)+H2S(g)?COS(g)+H2(g)
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2S(g)?COS(g)+H2O(g)
已知:在相同條件下,v(Ⅰ,H2S)>v(Ⅱ,H2S)
向兩個容積相同的密閉容器中按下表投料(N2不參與反應(yīng)),分別H2S發(fā)生上述反應(yīng)。

反應(yīng)Ⅰ 反應(yīng)Ⅱ
起始投料 CO H2S N2 CO2 H2S N2
起始物質(zhì)的量(mol) 1 1 3 1 1 3
圖中實線a、b表示在相同的時間內(nèi)c(COS)隨溫度的變化關(guān)系。
圖中虛線c、d表示兩反應(yīng)的平衡曲線。
(9)W的坐標(biāo)是(1000,0.3),W點H2S的轉(zhuǎn)化率是
30%
30%

(10)a是反應(yīng)
(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的c(COS)隨溫度的變化關(guān)系,依據(jù)是:
在相同條件下,v(Ⅰ,H2S)>v(Ⅱ,H2S),因此在相同時間內(nèi),Ⅰ生成的COS較Ⅱ多
在相同條件下,v(Ⅰ,H2S)>v(Ⅱ,H2S),因此在相同時間內(nèi),Ⅰ生成的COS較Ⅱ多
。
(11)反應(yīng)Ⅰ的正反應(yīng)是
放熱
放熱
反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”),理由是:
根據(jù)平衡曲線,溫度越高,n(COS)越小或根據(jù)曲線b,n(COS)在W點達(dá)到最大值,說明在W點反應(yīng)達(dá)到平衡,升高溫度n(COS)下降,說明溫度升高,平衡逆向移動,正反應(yīng)放熱
根據(jù)平衡曲線,溫度越高,n(COS)越小或根據(jù)曲線b,n(COS)在W點達(dá)到最大值,說明在W點反應(yīng)達(dá)到平衡,升高溫度n(COS)下降,說明溫度升高,平衡逆向移動,正反應(yīng)放熱
。

【答案】
S
O
2
+
2
O
H
-
S
O
2
-
3
+
H
2
O
;原料易得、成本低;吸收速率慢、效率低;
c
2
C
O
2
c
2
CO
?
c
S
O
2
;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,當(dāng)溫度高于445℃后,硫變成氣態(tài),其過程需要吸熱,使反應(yīng)變?yōu)槲鼰岱磻?yīng),升高溫度,平衡正向移動,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率升高;30℃、pH=2.0;蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性);ac;隨著溫度升高,反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需要的時間變短;30%;Ⅱ;在相同條件下,v(Ⅰ,H2S)>v(Ⅱ,H2S),因此在相同時間內(nèi),Ⅰ生成的COS較Ⅱ多;放熱;根據(jù)平衡曲線,溫度越高,n(COS)越小或根據(jù)曲線b,n(COS)在W點達(dá)到最大值,說明在W點反應(yīng)達(dá)到平衡,升高溫度n(COS)下降,說明溫度升高,平衡逆向移動,正反應(yīng)放熱
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:25引用:2難度:0.7
相似題
  • 1.利用石灰石和煙氣中的SO2反應(yīng)生成石膏,可實現(xiàn)煙氣中脫除SO2。某研究性學(xué)習(xí)小組在實驗室利用如圖所示裝置制備煙氣(主要成分為SO2、CO2、N2、O2),并測定煙氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)以及研究煙氣通過轉(zhuǎn)化器的脫硫效率。請回答下列問題:

    Ⅰ.模擬煙氣的制備。
    (1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:
     

    Ⅱ.測定煙氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)。
    (2)將A中產(chǎn)生的氣體與空氣一起通過B裝置混合均勻,從而形成模擬煙氣。將部分模擬煙氣緩慢通過C、D裝置,其中C、D中盛有的藥品分別是
     
     
    。(填序號)
    a.KMnO4溶液
    b.飽和NaHSO3溶液
    c.飽和Na2CO3溶液
    d.飽和NaHCO3溶液
    裝置C的作用是:
     
    。
    (3)①甲同學(xué)認(rèn)為測定煙氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)的裝置中存在缺陷,你覺得應(yīng)如何改進(jìn)
     
    。
    ②乙同學(xué)根據(jù)模擬煙氣的流速amL?min-1和t1min后測得的量筒內(nèi)液體的體積VmL,計算煙氣中二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)是
     
    。
    Ⅲ.模擬煙氣通過轉(zhuǎn)化器的脫硫效率研究。
    (4)E中溶液可以催化SO2與O2的反應(yīng)生成SO42-,以達(dá)到脫硫的目的。若模擬煙氣仍以amL?min-1的流速通過轉(zhuǎn)化器E裝置,t2min后,向E裝置中加入酸化的BaCl2溶液,得到白色渾濁液,經(jīng)過濾、洗滌、干燥、稱量,得到mg固體。若實驗測得的氣體體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積,則該轉(zhuǎn)化器的脫硫效率是
     
    。

    發(fā)布:2024/12/30 4:30:1組卷:79引用:2難度:0.6
  • 2.研究表明,硫酸型酸雨的形成與空氣中氮的氧化物和碳?xì)浠衔镉嘘P(guān),其部分過程如圖所示。下列說法錯誤的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 7:0:1組卷:3引用:1難度:0.7
  • 3.認(rèn)識含硫物質(zhì)的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化規(guī)律,能幫助我們更好地認(rèn)識自然和保護(hù)環(huán)境。
    (1)酸雨的形成原因,將SO2氣體通入蒸餾水中,取出部分溶液并用pH計測定其pH,每隔 10min讀數(shù)一次,所得數(shù)據(jù)如下:
    時間(min) 0 10 20 30 40
    pH 4.95 4.94 4.86 4.85 4.85
    隨著時間的推移,pH逐漸變小的原因是
     
    (用化學(xué)方程式表示)。
    (2)防治SO2對環(huán)境的污染。
    ①從物質(zhì)分類角度看,SO2屬于酸性氧化物,工業(yè)上常用熟石灰將SO2轉(zhuǎn)化為亞硫酸鹽,寫出所得亞硫酸鹽的化學(xué)式:
     

    ②從元素價態(tài)看,SO2中S元素為+4價,既具有氧化性,又具有還原性。用生物質(zhì)熱解氣(主要成分為CO、CH4、H2)可將SO2在高溫下還原成單質(zhì)硫。寫出CO還原SO2反應(yīng)的化學(xué)方程式:
     
    。
    (3)獲取空氣質(zhì)量信息。某化學(xué)小組為了測定空氣中SO2的體積分?jǐn)?shù),做了如下實驗:取標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣20.00L(含N2、O2、CO2、SO2),緩慢通過足量溴水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:SO2+Br2+H2O→2HBr+H2SO4。在所得溶液中加入稍過量的BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,過濾后將沉淀洗滌、干燥,稱得其質(zhì)量為4.66g??諝鈽悠分蠸O2的體積分?jǐn)?shù)為
     

    (4)你認(rèn)為減少酸雨可采取的措施是
     
    (填字母)。①少用煤作燃料②把工廠煙囪造高③化石燃料脫硫④在已酸化的土壤中加生石灰⑤開發(fā)新能源
    A.①②③
    B.②③④⑤
    C.①③⑤
    D.①③④⑤

    發(fā)布:2024/12/30 5:0:1組卷:61引用:3難度:0.8
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