Question

【题目】硫酸工业尾气中的SOj是常见的大气污染物，可通过以下几种方式变废为宝：

(1)电化学处理法:硫酸工业尾气中的SO2经分离后，可用于制备硫酸，同时获得电能，装置如图所示（电极均为惰性材料）写出N极发生的电极反应式________________________；溶液中的阳离子向______极(M或N)移动，标准状况下，当有22.4LSO2参加反应时，溶液中有________mol阳离子向该极移动。

（2）钠碱循环法：用Na2SO3溶液作为吸收液来吸收SO2，尾气通入1mol/L的Na2SO3溶液中，①当溶液的PH约为6时，Na2SO3溶液吸收SO2的能力显著下降，此时溶液中c (SO32-)的浓度是0.2mol/L，则此时溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______________。

②当溶液的PH降至约为6时，需送至电解槽再生，再生示意图如下：

HSO3-在阳极放电的电极反应式是______________________________。

当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理：___________。

Answer 1

【答案】 O2+4H++4e- ==2H2O N 2 c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(SO32-)＞c(H+)＞c(OH-) HSO3-+H2O-2e- ==SO42-+3H+ 或SO32-+H2O-2e- ==SO42-+2H+ H+在阴极得电子生成H2，溶液中C(H+)降低，促使HSO3-电离生成SO32-，且Na+进入阴极室，使吸收液再生

【解析】(1)N电极通入氧气，是原电池的正极，电解质溶液显酸性，则N极发生的电极反应式为O2+4H++4e-==2H2O；溶液中的阳离子向正极，即向N极(M或N)移动；标准状况下，当有22.4LSO2即1mol二氧化硫参加反应时转移2mol电子，根据电荷守恒可知溶液中有2mol阳离子向该极移动。（2）①当溶液的pH约为6时，Na2SO3溶液吸收SO2的能力显著下降，说明大部分转化为亚硫酸氢钠，此时溶液中c (SO32-)的浓度是0.2mol/L，则此时溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(SO32-)＞c(H+)＞c(OH－)。②HSO3-在阳极发生失去电子的氧化反应，则放电的电极反应式是HSO3-+H2O-2e-==SO42-+3H+。由于H+在阴极得电子生成H2，溶液中c(H+)降低，促使HSO3-电离生成SO32-，且Na+进入阴极室，从而使吸收液再生。