高考特训9 脱硫与脱氮（含答案）-2026届高三化学一轮复习

高考特训9脱硫与脱氮

1.(2024・连云港期末)下表列出了五种燃煤烟气脱硫的方法。

方法I用Na2s。3溶液吸收SO2

方法n用生物质热解气(主要成分为CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成s

方法111用H2O2溶液吸收SO2

方法IV用NaClO碱性溶液吸收SO2

方法V石灰-石膏法吸收SO2

(1)方法I中吸收SO2后的溶液通过(填字母)可使吸收液再生。

A.加热B.加入适量NaOH

C.通入。2

(2)方法^中co还原so?反应的化学方程式为=

(3)方法III在脱硫塔中进行，在脱硫的同时可得到产品硫酸。由于H2O2对热不稳定且硫酸浓度大也会

导致其分解产生需定时向脱硫塔中补充。

NaClO碱性溶液

NaCk溶液

(4)方法IV按如图所示方式，将含有SO2烟气和NaClO碱性溶液通入反应釜。

©该反应中的离子方程式为_________________________________________________________________

②反应釜中采用“气-液逆流”接触吸收法的优点是

(5)工业上方法V的转化流程如下：

Ca(OH):悬浊液氧气

「皿,J

含SO?烟气T吸向塔I.道输送-I氧右塔-CaSOr2Hq

©氧化塔内发生反应的化学方程式为_______________________________________________________

②若用NaOH溶液代替Ca(OH)2悬浊液，增加了生产成本，但可以防止

2.(2024•扬州期末)氮氧化物(NO、NO2)是当前环境保护研究的热点课题。

(1)氮氧化物大量排放对环境造成的影响有_________________________________________________

___________________(写出一点)。

(2)烟气中的NO经。3处理后更易被去除。NO与。3反应的化学方程式为NO+O3=NO2+O2。室温

下，固定NO的物质的量，改变加入。3的物质的量，反应一段时间后体系中“(NO)和n(NO2)随反应前

/Ch)："(NO)的变化如图1所示。当n(O3)：H(NO)>1时，反应后NCh的物质的量减少，原因是

50

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0.3330.6671.000

〃(C)3)：〃(NO)

图1图2图3

(3)某小组为验证NO与炽热的铜粉(红色)发生反应：2CU+2NO^^2CUO+N2，设计如图2所示的

方案：

①能证明NO和Cu反应的实验现象是o

②装置中每生成2.24L(标准状况)N2，转移电子的物质的量是molo

③已知：酸性KMn€)4溶液吸收NO后会生成Mn2+、NO?。写出烧杯中发生反应的离子方程式：

(4)某含Fe2+化合物的溶液可吸收NO、NCh并使氮氧化物与Fe2+化合物结合。用该溶液处理含NO、

NO2的烟气，相同条件下氮氧化物的去除率与烟气中氧气体积分数的关系如图3所示。

①烟气中氧气的体积分数介于0〜2%时，氧气体积分数增大有利于NO转化为NCh,该反应的化学

方程式为=与NO相比，NCh更易被溶液吸收去除，原因是

②烟气中氧气的体积分数介于2%〜8%时，随着02体积分数的上升，氮氧化物去除率减小，原因是

3.(2024.无锡期末)燃煤烟气中的SO2可用多种方法脱除。

I：氧化还原脱除法

(1)使用碘液脱除的反应机理如图1所示。

①SO2与12反应的离子方程式为，

②将H2s。4与L分离的方法是□

③该方案的优点是o

(2)用NaClO碱性溶液催化脱除时，Ni2C>3的催化机理如下：

-

(a)Ni2O3+ClO—>NiO2+cr；

（b）Ni02+C10—>[O]+C1+Ni2O3;

（c）SO2+[O]+H2O+OH-—>SOF+H2O

①活性氧[O]具有极强氧化性的原因是o

②NaClO碱性溶液脱除SO2的总反应的离子方程式是

II:碱液脱除法

（3）用Na2c。3溶液、氨水脱除SO2o已知25℃时,含硫物种（即水溶液中H2SO3、HSO?、SOE）随pH

变化如图2所示。

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02468

pHpH

图2图3

①当用Na2cCh溶液吸收SO2至溶液的pH为4时，发生反应的离子方程式是

②当用氨水吸收SO2至溶液的pH=7时，NlK■与溶液中HSO5、SOH的浓度关系是c（NH：）=

③由实验测得氨水脱除SO2时，脱硫效率随pH的变化如图3所示。在pH<6时，随着pH增大，脱

硫效率增大的可能原因是_______________________________________________________________________

;在pH大于6时，随着pH增大，脱硫效率变化不大的可能原因是

4.（2024.镇江期末）氨氮（NH：）是含氮废水中常见的氮元素存在形态。除去水体中氨氮常见方法如下:

图1

（1）沉淀法

Mg2+、PO厂氨氮生成MgNH4PO4-6H2O沉淀可达到去除氨氮的目的。

已知：i.含磷微粒在pH=8〜10时主要存在形式为HPOF;

ii.Mg3（PO4）2为沉淀。

①请写出pH=9时，沉淀法去除NHI离子方程式为

②氨氮去除率与含磷微粒浓度随pH变化如图1所示，解释pH>10时氨氮去除率随pH变化的原因:

(2)氧化法

废水中加入适量的NaClO溶液，控制pH在6〜7,可将氨氮转化为无毒物质，该过程发生了3个反应:

i.CIO+H+=HC1O

ii.NHt+HC1O=NH2C1+H++H2O(非氧化还原反应)

iii.2NH2C1+HC1O=N2+3H+3CF+H2O

①为了完全从废水中去除氨氮，加入的NaClO与水体中NH：物质的量之比最小是0

②已知:水体中以+1价形式存在的氯元素有杀菌消毒的作用，被称为“余氯”，该水体中的“余氯”

除CKT外还有(写化学式)。

③为研究空气对NaClO氧化氨氮的影响，其他条件不变，增加单位时间内通入空气的量，发现氨氮

去除率几乎不变。其原因可能是(填字母)。

a.Ch的氧化性比NaClO弱b.空气中的N2进入溶液中

c.02在溶液中溶解度比较小

5.(2024.常州中学)烟气中常常含有大量SC)2、H2s等大气污染物，需经过净化处理后才能排放。

图1

(1)除去燃煤产生的废气中的SO2的过程如图1所示。

①过程I是一部分SO2发生催化氧化反应，若参加反应SO2和02的体积之比为4：3,则反应的化学

方程式为。

②过程II利用电化学装置吸收另一部分SCh，使得Cu再生，该过程中阳极的电极反应式为

⑵用Fe2(SO4)3吸收液脱除H2s的原理如下：

反应I：H2s(g)H2s(aq)、反应II：H2s(aq)H++HS

反应III：HS-+2Fe3+S(+2Fe2++H+o

一定条件下测得脱硫率与Fe3+浓度关系如图2所示。

①吸收液经除S后可进行再生，较经济的再生方法是o

②当Fe3+的浓度大于10g/L时，浓度越大,脱硫率越低的原因是

图3

(3)我国科学家研究在活性炭催化条件下将煤气中的H2s协同脱除，部分反应机理如图3所示。

①H2s中S元素的转化过程可描述为_____________________________________________________

②从物质转化与资源综合利用角度分析，该过程初步达到的目的为

6.(2024.南京二模)高效氧化剂亚氯酸钠(NaCICh)常用于烟气脱硝(NOQ和废水脱除氨氮。

⑴NaC102的制备。一种制备NaC102的过程可表示如下：

so2H2O2

:爵、—T反%1I反,21~►NaClO；

IT

NaHSOjNaOH

@"反应2"的化学方程式为________________________________________________________________

②“反应1”的产物C1O2经净化后常作为饮用水消毒剂替代传统的C12,从消毒后饮用水水质和消毒

效率(单位质量消毒剂被还原时得电子数)的角度考虑，用C1O2替代Cl2的原因是

(2)NaClO2溶液对烟气脱硝。

①酸性条件下，Fe3+可催化溶液中的NaCICh产生氧化性更强的C1O2气体，总反应可表示为5C1O5+

4寸叁=4CQ+Cr+2H20。请补充完整过程II的离子方程式：

I.Fe3++C1O7=FeClO5+；II.；

2++3+

III.5Fe+C1O2+4H=5Fe+Cl+2H2O。

②Fe3+催化NaCICh溶液脱硝。其他条件相同时，烟气中NO氧化率随c(Fe3+)、反应温度的变化分别

如图1、图2所示。

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c(Fe3+)/(mmol/L)反应温度/电

图1图2图3

i.NO氧化率随c(Fe3+)增大而增大的原因是

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

ii.温度升高,NO氧化率先增大后减小的可能原因是

(3)NaClC)2溶液处理氨氮废水。向一定量酸性氨氮废水中加入一定体积已知浓度的NaCICh溶液，用传

感器测得溶液中NHI与NO5含量随反应时间的变化如图3所示。判断该实验中被氧化的NHI是否全部转

化为NO?的依据为______________________________________________________________________________

7.(2024.苏锡常镇一模)高碑煤中含有碎硫铁(FeAsS)等物质。燃煤产生的烟气中含NO、SO2、粉尘等,

经过SCR脱硝除去NO,粉尘经沉降得到粉煤灰。

(1)燃煤固硫

①燃用高碑煤时加入生石灰将大部分硫元素转化为(填化学式)留在煤渣中。

②高碑煤燃烧过程中，碑硫铁在高温下被氧化成AS2O3释放到烟气中，写出该反应的化学方程式：

(2)SCR脱硝(脱除烟气中的NO)

在烟气中加入适量氨气，用钢氧化物作催化剂将NH3、NO、O2转化为N2。烟气中含有的AS2O3会使

钗氧化物催化剂中毒。

①在SCR脱硝的反应中还原剂为(填化学式)。

②研究发现碑中毒机理主要是AS2O3分子破坏了催化剂的Lewis酸位点，使V=O数量减少(产物中

As元素化合价为+3、+5)o请补充完整产物的结构。

Lewis酸位点

/\AS2O3

OO

IIII

—V—O—V—

③AS2O5不易使催化剂中毒。但与AS2C>3相比，AS2O5更不利于脱硝反应的进行，其原因是

(3)粉煤灰成分研究

粉煤灰可用于水泥工业，粉煤灰中的氨含量(NH3或镂盐)会影响水泥的性能。

①取50.00g粉煤灰加入NaOH蒸出NH3,用20mL0.1000mol/L的H2SO4溶液吸收NH3,用0.2000

mol/LNaOH溶液滴定过量的H2s。4溶液至终点消耗NaOH溶液10.00mL,计算粉煤灰中的以NH3计的氨

含量(用mg/g表示，写出计算过程)。

②相同烟气所得脱硝粉煤灰（经过SCR脱硝后获得）与未脱硝粉煤灰（直接沉降获得）加水溶解后，所得

浆液pH随时间的变化如图所示。脱硝粉煤灰pH始终比未脱硝粉煤灰低的原因是

高考特训9脱硫与脱氮

1.（2024•连云港期末）下表列出了五种燃煤烟气脱硫的方法。

方法I用Na2s。3溶液吸收SCh

方法n用生物质热解气（主要成分为CO、CH4、H2）将SO2在高温下还原成s

方法in用H2O2溶液吸收SO2

方法W用NaClO碱性溶液吸收SO2

方法V石灰-石膏法吸收SO2

（1）方法I中吸收so2后的溶液通过A旦（填字母）可使吸收液再生。

A.加热B.加入适量NaOH

C.通入O2

（2）方法II中CO还原SCh反应的化学方程式为2co+SCh^^S+2cO2。

（3）方法ni在脱硫塔中进行，在脱硫的同时可得到产品硫酸。由于H2O2对热不稳定且硫酸浓度大也会

导致其分解产生。2,需定时向脱硫塔中补充冷水（或水）。

NaClO碱性溶液

处理后的气体

含SO2烟气I

NaCLNa,SO4屈容液

（4）方法IV按如图所示方式，将含有SCh烟气和NaClO碱性溶液通入反应釜。

①该反应中的禺子方程式为CIO+SO2+2OH=C1+S0为+H?0o

②反应釜中采用“气-液逆流”接触吸收法的优点是让烟气和吸收液充分接触,提高SO2的吸收效率。

(5)工业上方法V的转化流程如下：

Ca(OH):悬浊液氧气

含SO?烟气一」吸向塔I官道输送氧总塔—CaSOr2Hq

①氧化塔内发生反应的化学方程式为2CaSCh+。2+4H2O=2CaSOr2H2O。

②若用NaOH溶液代替Ca(OH)2悬浊液，增加了生产成本，但可以防止亚硫酸钙在输送中容易造成

管道堵塞。

【解析】⑴方法I中吸收SO2后的溶液为NaHSO3溶液，2NaHSO3=^Na2SO3+SO2t+H2O>

NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H20,A、B正确；NaHSCh易被氧气氧化为NaHSCU,C错误。(3)也。2对热

不稳定且硫酸浓度大也会导致H2O2分解，故需定时向脱硫塔中补充水。(5)②CaSCh不溶于水，在输送过

程中容易造成管道堵塞。

2.(2024扬州期末)氮氧化物(NO、NO2)是当前环境保护研究的热点课题。

(1)氮氧化物大量排放对环境造成的影响有(硝酸型)酸雨(或光化学烟雾或破坏臭氧层等)(写出一点)。

(2)烟气中的NO经Ch处理后更易被去除。NO与。3反应的化学方程式为NO+O3=NO2+O2O室温

下，固定NO的物质的量，改变加入。3的物质的量，反应一段时间后体系中”(NO)和;I(NO2)随反应前

〃(。3)：”(NO)的变化如图1所示。当“(Ch)：n(NO)>l时，反应后NO2的物质的量减少，原因是。3将NO?

氧化为更高价态氮氧化物。

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图1图2图3

(3)某小组为验证NO与炽热的铜粉(红色)发生反应：2CU+2NO^^2CUO+N2，设计如图2所示的

方案：

①能证明NO和Cu反应的实验现象是玻璃管中粉末由红色变为黑色。

②装置中每生成2.24L(标准状况)N2，转移电子的物质的量是04mo1。

③已知：酸性KMn€)4溶液吸收NO后会生成Md+、NO。写出烧杯中发生反应的离子方程式：

3乂110*+5]\[0+41<+=3\1112++21120+5?40/

(4)某含Fe2+化合物的溶液可吸收NO、NO2并使氮氧化物与Fe2+化合物结合。用该溶液处理含NO、

NO2的烟气，相同条件下氮氧化物的去除率与烟气中氧气体积分数的关系如图3所示。

①烟气中氧气的体积分数介于0〜2%时，氧气体积分数增大有利于NO转化为NO?，该反应的化学

方程式为2NO+O2—2NO2。与NO相比，NCh更易被溶液吸收去除，原因是NCh在溶液中的溶解度更大。

②烟气中氧气的体积分数介于2%〜8%时，随着02体积分数的上升，氮氧化物去除率减小，原因是

氧气将Fe2+氧化。

3.(2024・无锡期末)燃煤烟气中的SO2可用多种方法脱除。

I：氧化还原脱除法

(1)使用碘液脱除的反应机理如图1所示。

©S02与h反应的离子方程式为SO2+l2+2H2O=4H++2「+SO4。

②将H2SO4与b分离的方法是用四氯化碳等有机溶剂萃取。

③该方案的优点是L可以循环利用；氧化剂易于获得。

(2)用NaClO碱性溶液催化脱除时，Ni2O3的催化机理如下：

(a)NizCh+ClCT—►NiO2+cr；

(b)NiO2+ClO~—4O]+cr+Ni2O3；

(c)so?+[O]+压。+oir—>sor+H2O

©活性氧roi具有极强氧化性的原因是氧原子最外层电子数为6,易于得到电子。

②NaClO碱性溶液脱除S02的总反应的离子方程式是SO2+CIO+20H=乂0+。+S0反。

II：碱液脱除法

(3)用Na2c。3溶液、氨水脱除S02。已知25℃时，含硫物种(即水溶液中H2so3、HSO-S09)随pH

变化如图2所示。

图2图3

①当用Na2cCh溶液吸收S02至溶液的pH为4时，发生反应的离子方程式是2SO2+COF+

丛0=21«0升82t。

②当用氨水吸收SO2至溶液的pH=7时，NH：与溶液中HSO9、SOH的浓度关系是c(NHj)=2c(SOF)

+c(HSOf)o

③由实验测得氨水脱除SO2时，脱硫效率随pH的变化如图3所示。在pH<6时，随着pH增大，脱

硫效率增大的可能原因是碱性增强，有利于亚硫酸电离，从而促进SO2溶解和反应;在pH大于6时，随

着pH增大，脱硫效率变化不大的可能原因是碱性过强，有利于氨气的生成，削弱了溶液的碱性，从而不

利于SO2的吸收和反应。

【解析】(3)①由图可知，pH为4时硫元素主要以HSO?存在。②氨水吸收S02,溶液中电荷守恒

式为c(NHt)+c(H+)=2c(SOF)+c(HSO?)+c(OH-),溶液的pH=7即c(H+)=c(OH),所以c(NHt)=

2c(SOD+c(HSOr)=

4.(2024.镇江期末)氨氮(NHj)是含氮废水中常见的氮元素存在形态。除去水体中氨氮常见方法如下：

图1

(1)沉淀法

Mg2+、PO厂氨氮生成MgNH4PO4-6H2O沉淀可达到去除氨氮的目的。

已知：i.含磷微粒在pH=8〜10时主要存在形式为HPOF;

ii.Mg3(PCU)2为沉淀。

①请写出pH=9时，沉淀法去除NH：离子方程式为

Mg2++HPO曰+NH/+5H2O+OH-=MgNH4PO#6H2。I。

②氨氮去除率与含磷微粒浓度随pH变化如图1所示，解释pH>10时氨氮去除率随pH变化的原因：

pH>10时，与PO共反应生成Mg3(PC>4)2沉淀，M片+与OFT反应生成Mg(OH)2沉淀，使氨氮去除率

降低。

(2)氧化法

废水中加入适量的NaClO溶液，控制pH在6〜7,可将氨氮转化为无毒物质，该过程发生了3个反应:

i.CIO+H+=HC1O

ii.NH；+HC1O=NH2C1+H++H2O(非氧化还原反应)

+

iii.2NH2C1+HC1O=N2+3H+3CF+H2O

①为了完全从废水中去除氨氮，加入的NaClO与水体中NH：物质的量之比最小是112。

②已知:水体中以+1价形式存在的氯元素有杀菌消毒的作用，被称为“余氯”，该水体中的“余氯”

除CKT外还有NH2C。HCKX写化学式)。

③为研究空气对NaClO氧化氨氮的影响，其他条件不变，增加单位时间内通入空气的量，发现氨氮

去除率几乎不变。其原因可能是3s(填字母)。

a.。2的氧化性比NaClO弱b.空气中的N2进入溶液中

C.02在溶液中溶解度比较小

【解析】⑴①pH=9时，含磷微粒主要存在形式为HPOF，Mg2+、HPOF、NlK生成MgNH4PO4-6H2O

沉淀,离子方程式为Mg2++HP0F+NlK+5H20+0JT=MgNH4PO46H2O3。⑵①从废水中去除氨氮，

总反应为3clCT+2NlK=3C「+N2t+2H++3H2O,C1CT与NH：物质的量之比最小是3：2。②由三个

反应可知，体系中+1价C1存在形式有CIO.NH2C1和HClOo

5.(2024•常州中学)烟气中常常含有大量SO2、H2s等大气污染物，需经过净化处理后才能排放。

图1

(1)除去燃煤产生的废气中的SO2的过程如图1所示。

①过程I是一部分SO2发生催化氧化反应，若参加反应SO2和02的体积之比为4：3,则反应的化学

方程式为4so2+3O2+2C11+2H2。理里2CUSO4+2H2SO4。

②过程n利用电化学装置吸收另一部分S02,使得Cu再生，该过程中阳极的电极反应式为S02-2e

+2H2O=SOA+4H+。

(2)用Fe2(SO4)3吸收液脱除H2s的原理如下：

+-

反应I：H2s(g)H2s(aq)、反应II：H2S(aq)H+HS

反应III：HS-+2Fe3+SI+2Fe2++H+o

一定条件下测得脱硫率与Fe3+浓度关系如图2所示。

①吸收液经除S后可进行再生，较经济的再生方法是通入足量02(或空气)。

②当Fe3+的浓度大于10g/L时，浓度越大，脱硫率越低的原因是Fe3+浓度增大，pH减小，使反应(II)、

(III)的平衡向逆反应方向移动，且pH减小因素超过反应(III)Fe3+浓度增大因素。

(3)我国科学家研究在活性炭催化条件下将煤气中的H2s协同脱除，部分反应机理如图3所示。

①H2s中S元素的转化过程可描述为在催化剂作用下转化为S、S02、CS2等物质。

②从物质转化与资源综合利用角度分析，该过程初步达到的目的为实现煤气中H2s的脱除，同时产

生清洁能源历。

【解析】⑴①过程I中Cu、SO2、O2和H20生成CuSCU和H2so4，设参加反应的SO?和。2分别

为4m01、3mol,根据得失电子守恒可知参加反应的Cu的物质的量为2mol,故可写出该反应的化学方程

式。②电解池中阳极发生氧化反应，阳极上SO2失电子生成SOK。(2)①吸收液除去S后阳离子为Fe2+

和H+,吸收液再生需将Fe2+氧化为Fe3+,较经济的方法为通入足量。2(或空气)。②Fe3+水解使溶液显酸

性，c(Fe3+)增大，c(H+)增大，反应(II)、(III)平衡逆向移动且pH减小因素超过反应(III)中式Fe3+)增大因素,

所以Fe3+浓度越大，脱硫率越低。(3)①分析题图中箭头的指向及有关物质可知，反应中H2s中的S元素

在催化剂作用下转化为S、SO2、CS2等物质。

6.(2024.南京二模)高效氧化剂亚氯酸钠(NaCICh)常用于烟气脱硝(NO、)和废水脱除氨氮。

(1)NaC102的制备。一种制备NaClOo的过程可表示如下：

SO2H2O2

—T反］1］“反121~~►NaClO,

IT

NaHSOaNaOH

@”反应2”的化学方程式为2clO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2t+2H2O。

②“反应1”的产物CICh经净化后常作为饮用水消毒剂替代传统的CH从消毒后饮用水水质和消毒

效率(单位质量消毒剂被还原时得电子数)的角度考虑，用C1O2替代Cl2的原因是可避免产生对人体有害的

有机氯化物，且C1O2的消毒效率是CL的2.63倍。

(2)NaC102溶液对烟气脱硝。

①酸性条件下，Fe3+可催化溶液中的NaCICh产生氧化性更强的CICh气体，总反应可表示为5C1O5+

+

4H=^=4C1O2+Cr+2H2O«请补充完整过程II的离子方程式：

I.Fe3++C102=FeC102+；II.FeC10/=Fe2++ClC)2；

2++3+

III.5Fe+C1O2+4H=5Fe+Cl+2H2O。

②Fe3+催化NaCICh溶液脱硝。其他条件相同时，烟气中NO氧化率随c(Fe3+)、反应温度的变化分别

如图1、图2所示。

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c(Fe?+)/(mmol/L)反应温度/七

图1图2图3

i.NO氧化率随c(Fe3+)增大而增大的原因是催化剂Fe3+的浓度增大，生成氧化性更强的CICh速率加

快，NO的氧化率提高。

ii.温度升高，NO氧化率先增大后减小的可能原因是温度升高，Fe3+催化NaCICh生成CICh的反应速

率加快，C1O2氧化NO的速率加快；C1O2和NO在水中