Question

（本題共16分）防治環境污染是當前環保工作的重要研究內容之一。二氧化硫和氮氧化物是大氣的主要污染物。
1．將1.5 mol SO₂用氫氧化鈉溶液、石灰及氧氣處理后，假設硫元素不損失，理論上可得到_________________g石膏（CaSO₄?2H₂O）。
2．用CH₄消除NO_x污染的化學方程式為：
CH₄＋4NO → 2N₂＋CO₂＋2H₂O；       CH₄＋2NO₂ → N₂＋CO₂＋2H₂O
現有11.2 L NO₂、NO的混合氣體NO_x，將其還原為N₂，需要4.48 L 的CH₄，則混合氣體中NO₂、NO的物質的量分別為___________________。（體積都已換算為標準狀況）
3．（1）常溫下用氧缺位鐵酸鋅ZnFe₂O_y可以消除NO_x污染，使NO_x轉變為N₂，同時ZnFe₂O_y轉變為ZnFe₂O₄。若2 mol ZnFe₂O_y與足量NO₂可生成0.5 mol N₂，則y＝_______________。
（2）氧缺位鐵酸鋅ZnFe₂O_z化學式的氧化物形式為aZnO?bFeO?cFe₂O₃。已知1 mol ZnFe₂O_z最多能使4.0 L（標況）NO_1.4轉化為N₂。則上述氧化物形式的化學式可具體表示為______________________________。
4．低溫臭氧氧化脫硫脫硝技術可以同時吸收煙氣中的氮氧化物和二氧化硫，反應原理是將NO_x氧化成N₂O₅，通過洗滌形成硝酸鹽，二氧化硫形成硫酸鹽。其主要反應如下：
NO＋O₃ → NO₂＋O₂ ……………………………………………①
2NO₂＋O₃ → N₂O₅＋O₂ …………………………………………②
N₂O₅＋2NH₃＋H₂O → 2NH₄NO₃ ………………………………③
SO₂＋O₃＋2NH₃＋H₂O → (NH₄)₂SO₄＋O₂ ……………………④
某熱電廠煙氣中平均含NO_x 4.5‰、SO₂ 9.0‰(體積分數)，壓縮空氣經臭氧發生器變成臭氧空氣，其中O₃濃度為90 L/m³，臭氧空氣與加濕氨氣和煙氣混合反應。若流量比為y，請通過計算列出y與x的關系式。

Answer 1

（本題共16分）
1． 258（2分）
2． 0.3 mol 、0.2 mol（4分）。
3．（1）3（3分）。（2）4ZnO?2FeO?3Fe₂O₃（3分）。
4．（4分）由反應①②可知，O₃在氧化過程中都生成O₂，則NO_x與O₃反應時有如下關系：
2NO_x + (5-2x)O₃ + H₂O → 2HNO₃ + (5-2x)O₂
設煙氣為1m³，其中NOx為4.5L，SO₂為9L，則有
2NOx ~ (5-2x)O₃
2            5-2x
4.5          90y-9
解之y=0.225-0.05x

1．由S的守恒： SO₂  ~   CaSO₄?2H₂O
2．由題意得：2CH₄ + 5NOx→5/2N₂ + 2CO₂ +4H₂O ，由O原子守恒可知x=8/5
再由十字交叉法可知：NO為0.2mol 、NO₂為0.3mol
3．（1）由題意及原子守恒可知：2 ZnFe₂O_y+ 1 NO₂→0.5 mol N₂ + 2ZnFe₂O₄，
由氧原子守恒：2y+2=2×4，知y=3
（2）1 ZnFe₂O_z+ 1/4 NO_1.4→ 1/8 mol N₂ + 1ZnFe₂O₄可求出，z=15/4
則 ZnFe₂O_15/4可寫作 Zn₄Fe₈O₁₅,可拆解為4ZnO?2FeO?3Fe₂O₃