微专题2　热练10　脱硫和脱硝 (学生版+教师版）2026届高考化学二轮复习（含解析）

热练10　脱硫和脱硝
1. 四种燃煤烟气脱硫方法的原理如图所示。下列说法不正确的是( )
　
A. 方法1中，吸收SO2前后的溶液中硫元素的化合价未发生改变
B. 若烟气中还含有NO2，采用方法2可实现同时脱硫脱硝
C. 方法3中能循环利用的物质是NaOH
D. 方法4中SO2与CO反应，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
2. (1)O3可用于烟气脱硝。O3氧化NO2的氧化产物为　 　。
(2)双氧水(H2O2)也可用于烟气脱硝除去NO，产物中有HNO3生成，写出该反应的化学方程式：
　 　。
(3)电解吸收也是脱硝的一种方法。用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸[Ka(HNO2)＝5.1×10－4]，再将吸收液导入电解槽电解，使之转化为硝酸。写出阳极的电极反应式：　 　。
(4)在催化剂作用下，尿素[CO(NH2)2]也可与NOx反应生成N2和H2O。写出CO(NH2)2与NO2反应的化学方程式：　 　。
(5)NaClO氧化法：工业上采用NaClO和NaOH混合溶液作为吸收剂，在如图喷淋吸收塔中进行烟气脱硝。写出喷淋吸收塔中发生反应的离子方程式：　 　。
(6)利用催化技术将汽车尾气中的CO和NO转化为可参与大气循环的气体，该反应的化学方程式为　 　。
(7)采用原电池原理的方法消除氮氧化物的污染，其工作原理如图所示。负极发生的电极反应式为　 　。
(8)电极生物膜电解脱硝是电化学和微生物工艺的组合。某微生物膜能利用电解产生的活性氢原子将NO还原为N2，工作原理如图1所示。
写出该活性氢原子与NO反应的离子方程式：　 　。
(9)用如图2所示装置可以模拟消除NO2获得铵态氮肥的过程。写出该装置阳极的电极反应式：
　 　。
电解后，向所得溶液中通入适量NH3可增加铵态氮肥的产量，理由是　 　。
3. (2025·扬大附中)皮革厂的废水中含有一定量的氨氮(以NH3、NH形式存在)，通过沉淀和氧化两步处理后可使水中氨氮达到国家规定的排放标准。
(1)沉淀：向酸性废水中加入适量Fe2(SO4)3溶液，废水中的氨氮转化为NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀。
①该反应的离子方程式为　 　。
②废水中氨氮去除率随pH的变化如图1所示，当1.3(2)氧化：调节经沉淀处理后的废水pH约为6，加入NaClO溶液进一步氧化处理。
①NaClO将废水中的氨氮转化为N2，该反应的离子方程式为　 　。
②研究发现，废水中氨氮去除率随温度升高呈先升后降趋势。当温度大于30 ℃时，废水中氨氮去除率随着温度升高而降低，其原因是　 　。
③n(ClO－)/n(氨氮)对废水中氨氮去除率和总氮去除率的影响如图2所示。当n(ClO－)/n(氨氮)>1.54后，总氮去除率下降的原因是　 　。
4. (2025·江阴期末)工厂排放的烟气中含有SO2、O2、矿尘等，治理SO2的方法有多种：
(1)方法一：软锰矿浆脱硫
向一定量软锰矿浆中(主要成分为MnO2，杂质为Fe、Al等元素的氧化物)匀速通入烟气，生成MnSO4。测得溶液中c(SO)、c(Mn2＋)与pH随反应时间的变化如图所示。
①随着反应的进行溶液pH减小的主要原因为　 　(用离子方程式表示) 。
②反应一段时间后，相对于Mn2＋，溶液中c(SO)的增加趋势明显变大的原因为　 　。
(2)方法二：氨法脱硫
①氨法脱硫技术可吸收烟气中的SO2，同时制得硫酸铵，该反应可分为两步进行。
步骤Ⅰ：过量氨水吸收SO2反应的化学方程式为2NH3·H2O＋SO2===(NH4)2SO3＋H2O；
步骤Ⅱ：(NH4)2SO3被O2氧化生成硫酸铵反应的化学方程式为　 　。
②有科研人员提议用有机胺(如甲胺，结构简式为CH3NH2)替代氨水吸收SO2，因其与SO2形成更稳定的离子液体，吸收效果更优。推测过量有机胺吸收SO2的产物为　 　(填化学式)；从物质结构角度，分析有机胺吸收SO2效率更高的原因为　 　。
5. 工厂烟气(主要污染物有SO2、NO)直接排放会造成空气污染，水溶性氨氮(NH)与硝氮(NO、NO等)是水体污染物，需要处理才能排放。
(1)“纳米零价铁-H2O2”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的NO。
在一定温度下，将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合，以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置，可将烟气中的NO氧化。
①NO与H2O2反应生成HNO3的化学方程式为　 　。
②Fe2＋催化H2O2分解产生HO·，HO·将NO氧化为NO的机理如图所示，Y的化学式为　 　。
③NO脱除率随温度的变化如下图所示，温度高于120 ℃时，NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是　 　。
④通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示。已知O2－可在固体电解质中自由移动。NiO电极上的电极反应式为　 　。
(2)纳米铁粉去除废水中的硝态氮(以NO表示)可大致分为2个过程，反应原理如图所示。
①有研究发现，在铁粉总量一定的条件下，水中的溶解氧过少或过多均不利于硝态氮去除。若水中的溶解氧过少，硝态氮去除率下降的原因是　 　。
②利用纳米铁粉与活性炭混合物可提升硝态废水中硝态氮的去除效率，可能原因是　 　。
热练10　脱硫和脱硝
1. 四种燃煤烟气脱硫方法的原理如图所示。下列说法不正确的是(D)
　
A. 方法1中，吸收SO2前后的溶液中硫元素的化合价未发生改变
B. 若烟气中还含有NO2，采用方法2可实现同时脱硫脱硝
C. 方法3中能循环利用的物质是NaOH
D. 方法4中SO2与CO反应，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
【解析】 SO2与CO反应的化学方程式为SO2＋2COS＋2CO2，在该反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，D错误。
2. (1)O3可用于烟气脱硝。O3氧化NO2的氧化产物为　N2O5　。
(2)双氧水(H2O2)也可用于烟气脱硝除去NO，产物中有HNO3生成，写出该反应的化学方程式：　3H2O2＋2NO===2HNO3＋2H2O　。
(3)电解吸收也是脱硝的一种方法。用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸[Ka(HNO2)＝5.1×10－4]，再将吸收液导入电解槽电解，使之转化为硝酸。写出阳极的电极反应式：　H2O＋HNO2－2e－===3H＋＋NO　。
(4)在催化剂作用下，尿素[CO(NH2)2]也可与NOx反应生成N2和H2O。写出CO(NH2)2与NO2反应的化学方程式：　4CO(NH2)2＋6NO27N2＋4CO2＋8H2O　。
(5)NaClO氧化法：工业上采用NaClO和NaOH混合溶液作为吸收剂，在如图喷淋吸收塔中进行烟气脱硝。写出喷淋吸收塔中发生反应的离子方程式：　2NO＋3ClO－＋2OH－===2NO＋3Cl－＋H2O　。
(6)利用催化技术将汽车尾气中的CO和NO转化为可参与大气循环的气体，该反应的化学方程式为　2NO＋2CO2CO2＋N2　。
(7)采用原电池原理的方法消除氮氧化物的污染，其工作原理如图所示。负极发生的电极反应式为　2NH3－6e－===N2＋6H＋　。
(8)电极生物膜电解脱硝是电化学和微生物工艺的组合。某微生物膜能利用电解产生的活性氢原子将NO还原为N2，工作原理如图1所示。
写出该活性氢原子与NO反应的离子方程式：　2NO＋10H·===N2↑＋2OH－＋4H2O　。
(9)用如图2所示装置可以模拟消除NO2获得铵态氮肥的过程。写出该装置阳极的电极反应式：　H2O＋NO2－e－===NO＋2H＋　。
电解后，向所得溶液中通入适量NH3可增加铵态氮肥的产量，理由是　电解反应生成HNO3，通入NH3与HNO3反应生成NH4NO3　。
3. (2025·扬大附中)皮革厂的废水中含有一定量的氨氮(以NH3、NH形式存在)，通过沉淀和氧化两步处理后可使水中氨氮达到国家规定的排放标准。
(1)沉淀：向酸性废水中加入适量Fe2(SO4)3溶液，废水中的氨氮转化为NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀。
①该反应的离子方程式为　NH3＋3Fe3＋＋2SO＋6H2O===NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓＋5H＋或NH＋3Fe3＋＋2SO＋6H2O===NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓＋6H＋　。
②废水中氨氮去除率随pH的变化如图1所示，当1.3(2)氧化：调节经沉淀处理后的废水pH约为6，加入NaClO溶液进一步氧化处理。
①NaClO将废水中的氨氮转化为N2，该反应的离子方程式为　3ClO－＋2NH===N2↑＋3Cl－＋3H2O＋2H＋或3HClO＋2NH===N2↑＋3Cl－＋3H2O＋5H＋　。
②研究发现，废水中氨氮去除率随温度升高呈先升后降趋势。当温度大于30 ℃时，废水中氨氮去除率随着温度升高而降低，其原因是　次氯酸不稳定，温度升高受热分解　。
③n(ClO－)/n(氨氮)对废水中氨氮去除率和总氮去除率的影响如图2所示。当n(ClO－)/n(氨氮)>1.54后，总氮去除率下降的原因是　次氯酸钠投加量过大，导致污水中部分氨氮氧化为硝酸根离子而留在溶液中　。
【解析】 (2)①NaClO具有氧化性，废水中的氨氮被氧化转化为N2，还原产物为氯化钠，则该反应的离子方程式为3ClO－＋2NH===N2↑＋3Cl－＋3H2O＋2H＋或3HClO＋2NH===N2↑＋3Cl－＋3H2O＋5H＋ 。②当温度大于30 ℃时，废水中氨氮去除率随着温度升高而降低，其原因是氧化剂次氯酸不稳定，温度升高受热分解。③当n(ClO－)/n(氨氮)>1.54后，次氯酸钠投加量过大，导致污水中部分氨氮氧化为硝酸根离子留在溶液中，则总氮去除率下降。
4. (2025·江阴期末)工厂排放的烟气中含有SO2、O2、矿尘等，治理SO2的方法有多种：
(1)方法一：软锰矿浆脱硫
向一定量软锰矿浆中(主要成分为MnO2，杂质为Fe、Al等元素的氧化物)匀速通入烟气，生成MnSO4。测得溶液中c(SO)、c(Mn2＋)与pH随反应时间的变化如图所示。
①随着反应的进行溶液pH减小的主要原因为　O2＋2SO2＋2H2O===4H＋＋2SO　(用离子方程式表示) 。
②反应一段时间后，相对于Mn2＋，溶液中c(SO)的增加趋势明显变大的原因为　SO2和O2与矿浆中的水发生反应生成了硫酸使c(SO)快速增大　。
(2)方法二：氨法脱硫
①氨法脱硫技术可吸收烟气中的SO2，同时制得硫酸铵，该反应可分为两步进行。
步骤Ⅰ：过量氨水吸收SO2反应的化学方程式为2NH3·H2O＋SO2===(NH4)2SO3＋H2O；
步骤Ⅱ：(NH4)2SO3被O2氧化生成硫酸铵反应的化学方程式为　2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4　。
②有科研人员提议用有机胺(如甲胺，结构简式为CH3NH2)替代氨水吸收SO2，因其与SO2形成更稳定的离子液体，吸收效果更优。推测过量有机胺吸收SO2的产物为　(CH3NH3)2SO3　(填化学式)；从物质结构角度，分析有机胺吸收SO2效率更高的原因为　甲胺中甲基是推电子基，碱性比氨水更强，更容易吸收SO2　。
5. 工厂烟气(主要污染物有SO2、NO)直接排放会造成空气污染，水溶性氨氮(NH)与硝氮(NO、NO等)是水体污染物，需要处理才能排放。
(1)“纳米零价铁-H2O2”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的NO。
在一定温度下，将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合，以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置，可将烟气中的NO氧化。
①NO与H2O2反应生成HNO3的化学方程式为　2NO＋3H2O2===2HNO3＋2H2O　。
②Fe2＋催化H2O2分解产生HO·，HO·将NO氧化为NO的机理如图所示，Y的化学式为　FeCl3　。
③NO脱除率随温度的变化如下图所示，温度高于120 ℃时，NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是　温度升高，H2O2分解速率过快，H2O2浓度降低，导致NO脱除率下降　。
④通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示。已知O2－可在固体电解质中自由移动。NiO电极上的电极反应式为　NO－2e－＋O2－===NO2　。
(2)纳米铁粉去除废水中的硝态氮(以NO表示)可大致分为2个过程，反应原理如图所示。
①有研究发现，在铁粉总量一定的条件下，水中的溶解氧过少或过多均不利于硝态氮去除。若水中的溶解氧过少，硝态氮去除率下降的原因是　水中的溶解氧过少，生成Fe2＋浓度低，还原NO速率慢，硝态氮去除率下降　。
②利用纳米铁粉与活性炭混合物可提升硝态废水中硝态氮的去除效率，可能原因是　纳米铁粉、活性炭与废水形成原电池，加快反应速率，硝态氮去除效率上升　。