5.
煤炭是我国的主要能源之一,与之伴生的二氧化硫(SO
2)和酸雨污染问题较为突出,目前我国采用的控制方法是电厂烟气脱硫.烟气脱硫的原理是利用碱性物质吸收并固定酸性的二氧化硫,主要有如下两种方法:
Ⅰ.钠碱循环法脱硫技术
(1)此法是利用Na
2SO
3溶液可脱除烟气中的SO
2.Na
2SO
3可由NaOH溶液吸收SO
2制得,该反应的离子方程式:
.
(2)NaOH溶液吸收SO
2的过程中,pH随n(SO
32-):n(HSO
3-)变化关系如表:
n(SO32-):n(HSO3-) | 91:9 | 1:1 | 9:91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
①由表判断,NaHSO
3溶液显
性,用化学平衡原理解释:
.
②当溶液呈中性时,离子浓度关系正确的是
(填标号).
A.c(Na
+)=c(SO
32-)+c(HSO
3-)+c(H
2SO
3)
B.c(Na
+)>c(HSO
3-)>c(SO
32-)>c(H
-)=c(OH
-)
C.c(Na
+)=2c(SO
32-)+c(HSO
3-)
Ⅱ.石灰石脱硫法
此法是以石灰石为原料通过系列反应将硫元素以CaSO
4的形式固定,从而降低SO
2的排放.但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO
4发生化学反应,降低脱硫效率,相关反应的热化学方程式如下:
CaSO
4(s)+CO(g)═CaO(s)+SO
2(g)+CO
2(g)△H
1=218.4kJ•mol
-1(反应Ⅰ)
CaSO
4(s)+4CO(g)═CaS(s)+4CO
2(g)△H
2=-175.6kJ•mol
-1 (反应Ⅱ)
请回答下列问题:
(1)结合反应Ⅰ、Ⅱ写出CaSO
4(s)与CaS(s)反应的热化学方程式
.
(2)对于气体参与的反应,表示平衡常数 Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则反应Ⅰ的Kp=
(用表达式表示).
(3)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v
1)小于反应Ⅱ的速率(v
2),则下列反应过程能量变化示意图(如图1所示)其中正确的是
(填标号).
(4)图2为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线,则降低该反应体系中产生的SO
2生成量的措施有
(填标号).
A.向该反应体系中投入生石灰 B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C.降低CO的初始体积百分数 D.提高反应体系的温度.