题目内容

1．随着科学技术的进步，硫及其化合物的研究越来越深人．
（1）共生工程可以促进化学工业的发展，并改善环境．
①下列有关环境问题的说法错误的是b（填序号字母）．
a．空气中SO2浓度过高会加重呼吸系统和心脑血管疾病
b．SO2、NOx、CO2的大量排放都会造成酸雨
c．氮的氧化物和碳氢化合物大量排放可能引发光化学烟雾
d．“静电除尘”、“燃煤固硫”、“低碳经济”都能改善空气质量
②发电厂产生的SO2尾气中的可直接用氨水吸收，变废为宝．若用15L 2.0mol•L-1氨水充分吸收4480L含10%的SO2硫酸尾气（气体体积已折算成标准状况）．充分反应后吸收液中的溶质为（NH4）2SO3和NH4HSO3．
③利用发电厂产生的SO2制成以水为电解质的SO2质子交换膜燃料电池，该电池电动势为1.06V．电池工作时负极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+．
（2）将发电厂产生的SO2通入含有Na2S、Na2CO3的废液中可制得Na2S2O3•5H2O，过程中的现象是：通了一段时间后，产生气体并析出沉淀，沉淀量逐渐增多；沉淀量逐渐减少并形成清液；停止通SO2，过滤后母液经蒸发浓缩，冷却得Na2S2O•5H2O晶体（提示：S+SO32-=S2O32-）．上述过程中析出沉淀时发生的氧化还原反应的化学方程式为：2H2S+SO2=3S↓+2H2O．调节废液中Na2S和Na2CO3的物质的量之比为2：1，时可以恰好完全反应生成Na2S2O3.5H2O．

分析 （1）①a、二氧化硫是强刺激性气味的有毒气体；
b、二氧化碳的排放不会形成酸雨；
c、含氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等废气在强烈的日光作用下，这些排放物发生光化反应，生成二次污染物，这是一种浅蓝色、有刺激性的烟雾为光化学烟雾；
d、倡导“低碳经济”，需减少化石燃料的使用，开发清洁能源，“静电除尘”、“燃煤固硫”、“汽车尾气催化净化”可减少污染性气体的排放；
②计算一水合氨和二氧化硫物质的量，结合化学方程式定量关系SO2+2NH3•H2O=（NH4）2SO3+H2O，SO2+NH3•H2O=NH4HSO3，分析判断产物；
③依据原电池负极发生氧化反应，二氧化硫中硫元素化合价升高，失去电子发生氧化反应，正极发生还原反应，结合元素化合价变化分析判断；
（2）其反应原理为SO2+Na2S+H2O=H2S+Na2SO3，2H2S+SO2=3S↓+2H2O，即：3SO2+2Na2S=3S↓+2Na2SO3；
根据题意Na2S2O3能与中强酸反应，所以浅黄色沉淀又增多的原理为Na2S2O3+SO2+H2O=S↓+2NaHSO3；
3SO2+2Na2S=3S↓+2Na2SO3①
SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2②
Na2SO3+S=Na2S2O3③
①+②+③×3得4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2．

解答 解：（1）①a、二氧化硫是强刺激性气味的有毒气体，空气中SO2浓度过高会加重呼吸系统和心脑血管疾病，故a正确；
b、SO2、NOx排放形成酸雨，二氧化碳的排放不会形成酸雨，故b错误；
c、含氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等废气在强烈的日光作用下，这些排放物发生光化反应，生成二次污染物，这是一种浅蓝色、有刺激性的烟雾为光化学烟雾，故C正确；
d、倡导“低碳经济”，需减少化石燃料的使用，开发清洁能源，减少对化石能源的依赖，“静电除尘”、“燃煤固硫”、“汽车尾气催化净化”可减少污染性气体的排放，能提高空气质量，故D正确；
故答案为：b；
②若用15L 2.0mol•L-1氨水充分吸收4480L含10%的SO2硫酸尾气（气体体积已折算成标准状况），
n（NH3•H2O）=15L×2.0mol/L=30mol，n（SO2）=$\frac{4480L}{22.4L/mol}$×10%=20mol
SO2+2NH3•H2O=（NH4）2SO3+H2O
SO2+NH3•H2O=NH4HSO3，
1：2＜n（SO2）：n（NH3•H2O）=20：30=2：3＜1：1
充分反应后吸收液中的溶质为（NH4）2SO3和NH4HSO3，
故答案为：（NH4）2SO3和NH4HSO3；
③原电池反应是负极发生氧化反应，正极发生还原反应，依据元素化合价变化可知，二氧化硫中硫元素化合价升高，失去电子发生氧化反应，过程中，将SO2通入电池的负极，电极反应为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；正极上氧气得电子生成水，其电极方程为：O2+4H++4e-=2H2O；
故答案为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；
（2）其反应原理为SO2+Na2S+H2O=H2S+Na2SO3，2H2S+SO2=3S↓+2H2O，即：3SO2+2Na2S=3S↓+2Na2SO3；
根据题意Na2S2O3能与中强酸反应，所以浅黄色沉淀又增多的原理为Na2S2O3+SO2+H2O=S↓+2NaHSO3；
3SO2+2Na2S=3S↓+2Na2SO3①
SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2②
Na2SO3+S=Na2S2O3③
①+②+③×3得4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2；
所以Na2S和Na2CO3的物质的量之比为2：1，
故答案为：2H2S+SO2=3S↓+2H2O；2：1．

点评 本题考查了物质制备实验方法，原电池原理的分析判断，主要是物质性质，化学方程式书写，定量计算判断反应产物的方法的应用，掌握基础是关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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