Question

(13分)直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO₂，

（1）用化学方程式表示SO₂形成硫酸型酸雨的反应:              。

（2）在钠碱循环法中，Na₂SO₃溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式是                        

（3）吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n(SO₃²﹣):n(HSO₃﹣)变化关系如下表:

n(SO₃²﹣):n(HSO₃﹣)	91：9	1：1	1：91
pH	８.２	7.2	6.2

①上表判断NaHSO₃溶液显　　　　　　性，用化学平衡原理解释:　　　　　　　　　　　　　

②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母):　　　　　　　　　　　　

a．c（Na^＋）=2c（SO₃^2-）＋c（HSO₃^－），

b．c（Na^＋）> c（HSO₃^－）> c（SO₃^2-）>c（H^＋）=c（OH^－）

c．c（Na^＋）+c（H^＋）= c（SO₃^2-）+ c（HSO₃^－）+c（OH^－）

(4)当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生。再生示意图如下:

①HSO₃^-在阳极放电的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　。

②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

：（1）SO₂+H₂OH₂SO₃，2H₂SO₃+O₂2H₂SO₄；（2）SO₂+2OH^- =SO₃^2-+H₂O；（3）酸； HSO₃^－存在：HSO₃^－SO₃^2-+H^＋和HSO₃^－+H₂O=H₂SO₃+OH^－，HSO₃^－的电离程度强于水解程度；ab；（4）HSO₃^-+H₂O-2e^-=3H⁺+SO₄^2-；H⁺在阴极得电子生成H₂，溶液中的c（H^＋）降低，促使HSO₃^-电离生成SO₃^2-，且Na+进入阴极室，吸收液得以再生。

解析:：（1）SO₂形成硫酸型酸雨时，二氧化硫和空气中的水、氧气反应得到硫酸：SO₂+H₂OH₂SO₃，2H₂SO₃+O₂2H₂SO₄；（2）二氧化硫被氢氧化钠溶液吸收制备亚硫酸钠溶液时：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；（3）根据表中数据，可知，n(SO₃²﹣):n(HSO₃﹣)=1:91时，溶液的pH值为酸性，故NaHSO₃溶液显酸性，在亚硫酸氢钠溶液中HSO₃^－存在：HSO₃^－SO₃^2-+H^＋和HSO₃^－+H₂O=H₂SO₃+OH^－，HSO₃^－的电离程度强于水解程度，故溶液呈酸性。当吸收液呈中性时，溶液中的c（H^＋）=c（OH^－），由于溶液中存在着电荷守恒，故c（Na^＋）+c（H^＋）=2c（SO₃^2-）+ c（HSO₃^－）+c（OH^－），可推出：c（Na^＋）=2c（SO₃^2-）＋c（HSO₃^－），a对；由于n(SO₃²﹣):n(HSO₃﹣)=1：1时，溶液的pH值为7.2，故中性时一定有c（HSO₃^－）> c（SO₃^2-），可推出：c（Na^＋）> c（HSO₃^－）> c（SO₃^2-）>c（H^＋）=c（OH^－），b对；（4）根据电解槽所示的变化，可知HSO₃^-在阳极放电的电极反应式是：HSO₃^-+H₂O-2e^-=3H⁺+SO₄^2-；H⁺在阴极得电子生成H₂，溶液中的c（H^＋）降低，促使HSO₃^-电离生成SO₃^2-，且Na+进入阴极室，吸收液得以再生。