Question

防治環(huán)境污染是當前環(huán)保工作的重要研究內(nèi)容之一．二氧化硫和氮氧化物是大氣的主要污染物．
（1）將1.5mol SO₂用氫氧化鈉溶液、石灰及氧氣處理后，假設(shè)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(xué)方程式為：
CH₄+4NO→2N₂+CO₂+2H₂O；       CH₄+2NO₂→N₂+CO₂+2H₂O
現(xiàn)有11.2L NO₂、NO的混合氣體NO_x，將其還原為N₂，需要4.48L 的CH₄，則混合氣體中NO₂、NO的物質(zhì)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(zhuǎn)變?yōu)镹₂，同時ZnFe₂O_y轉(zhuǎn)變?yōu)閆nFe₂O₄．若2mol ZnFe₂O_y與足量NO₂可生成0.5mol N₂，則y=______．
（2）氧缺位鐵酸鋅ZnFe₂O_z化學(xué)式的氧化物形式為aZnO?bFeO?cFe₂O₃．已知1mol ZnFe₂O_z最多能使4.0L（標況）NO_1.4轉(zhuǎn)化為N₂．則上述氧化物形式的化學(xué)式可具體表示為______．
（4）低溫臭氧氧化脫硫脫硝技術(shù)可以同時吸收煙氣中的氮氧化物和二氧化硫，反應(yīng)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(yīng)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_x4.5‰、SO₂ 9.0‰（體積分數(shù)），壓縮空氣經(jīng)臭氧發(fā)生器變成臭氧空氣，其中O₃濃度為90L/m³，臭氧空氣與加濕氨氣和煙氣混合反應(yīng)．若

V(臭氧空氣)

V(煙氣)

流量比為y，請通過計算列出y與x的關(guān)系式．

Answer 1

（1）根據(jù)S元素守恒n（CaSO₄?2H₂O）=n（SO₂）=1.5mol，故石膏的質(zhì)量為1.5mol×172g/mol=258g，
故答案為：258；
（2）11.2L NO₂、NO的混合氣體的物質(zhì)的量為

11.2L

22.4L/mol

=0.5L，4.48L的CH₄的物質(zhì)的量為

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，令混合氣體中NO₂、NO的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：

x+y=0.5 1 2 x+ 1 4 y=0.2

解得：x=0.3，y=0.2，
故答案為：0.3 mol、0.2 mol
（3）①2mol ZnFe₂O_y與足量NO₂可生成0.5mol N₂，則ZnFe₂O_y被還原為ZnFe₂O₄，令ZnFe₂O_y中鐵元素的化合價為a，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，可知2mol×2×（3-a）=0.5mol×2×4，解得a=2，化合價代數(shù)和為0，則2+2×2=2y，解得y=3，
故答案為：3；
②1molZnFe₂O_z最多能使4.0L（標況）NO_1.4轉(zhuǎn)化為N₂，則ZnFe₂O_z被還原為ZnFe₂O₄，令ZnFe₂O_z中鐵元素的化合價為b，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，可知1mol×2×（3-b）=

4L

22.4L/mol

×2.8，解得b=2.75，令+2Fe與+3價Fe的原子數(shù)目之比為m：n，根據(jù)平均化合價，則2m+3n=2.75m+2.75n，整理得m：n=1：3，氧化物化學(xué)式為aZnO?2FeO?3Fe₂O₃，化學(xué)式中n（Fe）=2n（Zn），故a=4，即氧缺位鐵酸鋅ZnFe₂O_z的氧化物形式為4ZnO?2FeO?3Fe₂O₃，故答案為：4ZnO?2FeO?3Fe₂O₃；
（4）由反應(yīng)①②可知，O₃在氧化過程中都生成O₂，則NO_x與O₃在水蒸氣存在下反應(yīng)時有如下關(guān)系：2NO_x+（5-2x）O₃+H₂O→2HNO₃+（5-2x）O₂，設(shè)煙氣為1m³，其中NOx為4.5L，SO₂為9L，則V（O₃）=90y，由反應(yīng)④可知，與SO₂反應(yīng)的O₃為9L，故與NO_x反應(yīng)的O₃為（90y-9）L為，則：
2NO_x～（5-2x）O₃
 2       5-2x
4.5      90y-9
所以有2：4.5=（5-2x）：（90y-9），整理得y=0.025-0.05x
答：y與x的關(guān)系式為y=0.025-0.05x．