Question

【题目】二氧化硫是硫的重要化合物，在生产，生活中有广泛应用。二氧化硫有毒，并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产，二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。完成下列填空：

(1)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。

A．装置a B装置b

C．装置c D．装置d

如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并希望能控制反应速度，上图中可选用的发生装置是 _________(填写字母)。

(2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36 L(标准状况)二氧化硫，至少需要称取亚硫酸钠____________________g(保留一位小数)；如果已有4.0%亚硫酸钠(质量分数)被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠________g (保留一位小数)。

(3)实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。石灰－石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰－石膏法的吸收反应为SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓＋H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化，反应为2CaSO3＋O2＋4H2O=2CaSO4·2H2O。其流程如下图：

碱法的吸收反应为SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强，吸收快，效率高。其流程如下图：

已知：

石灰－石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是 _____________________。和碱法相比，石灰－石膏法的优点是__________________，缺点是__________________。

(4)在石灰－石膏法和碱法的基础上，设计一个改进的，能实现物料循环的烟气脱硫方案(用流程图表示) _______。

Answer 1

【答案】 AD 18.9 19.8 利用SO2是酸性氧化物，可与碱反应 原料易得，吸收成本低 吸收速率慢，效率低

【解析】（1）硫酸和亚硫酸钠反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑，反应类型为：固体+液体→气体，希望能控制反应速率，使用分液漏斗。

（2）根据化学方程式Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑、2Na2SO3+O2=2Na2SO4列式计算。

（3）石灰-石膏法和碱法吸收SO2的化学原理相同之处：利用SO2是酸性氧化物，可与碱反应。根据表中数据，石灰-石膏法的优点是：原料易得，吸收成本低。根据题中信息，石灰-石膏法的缺点是：吸收速率慢，效率低。

（4）由于碱法吸收SO2的吸收快、效率高，所以先用NaOH吸收SO2；但NaOH价格高、吸收SO2的成本高，所以要实现NaOH的循环利用，结合石灰-石膏法的优点，向Na2SO3中加入Ca（OH）2可使NaOH再生，同时生成CaSO3，CaSO3氧化可得到CaSO4·2H2O。

（1）硫酸和亚硫酸钠反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑，反应类型为：固体+液体→气体，希望能控制反应速率，使用分液漏斗，可选择装置a和装置d，答案选AD。

（2）根据反应Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑，至少需n（Na2SO3）=n（SO2）==0.15mol，至少需要称取亚硫酸钠的质量为0.15mol126g/mol=18.9g。如果已有4.0%亚硫酸钠（质量分数）被氧化成硫酸钠，则原纯亚硫酸钠的质量为18.9 g（1-4.0%）=19.6875 g；根据2Na2SO3+O2=2Na2SO4，Na2SO3氧化生成的硫酸钠的质量为（19.6875 g－18.9 g）=0.8875 g；至少需要称取变质后的亚硫酸钠的质量为18.9 g+0.8875 g19.8 g。

（3）石灰-石膏法的原理是：SO2+Ca（OH）2=CaSO3↓+H2O、2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4·2H2O，碱法吸收SO2的反应原理是：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O，石灰-石膏法和碱法吸收SO2的化学原理相同之处：利用SO2是酸性氧化物，可与碱反应。根据表中数据，Ca（OH）2价格低、吸收SO2的成本低，石灰-石膏法的优点是：原料易得，吸收成本低。根据题中信息“碱法的特点是氢氧化钠碱性强，吸收快，效率高”，石灰-石膏法的缺点是：Ca（OH）2溶解度低，溶液碱性弱，吸收速率慢，效率低。

（4）由于碱法吸收SO2的吸收快、效率高，所以先用NaOH吸收SO2；但NaOH价格高、吸收SO2的成本高，所以要实现NaOH的循环利用，结合石灰-石膏法的优点，向Na2SO3中加入Ca（OH）2可使NaOH再生，同时生成CaSO3，CaSO3氧化可得到CaSO4·2H2O。其流程可以表示为：。