Question

我国硫酸工业年SO₂排放量约10万吨，硫酸工业的尾气必须进行处理．
（1）某工厂采用氨-硫酸铵治理含硫烟气和同时吸收焦炉气中的氨，其工艺流程图如图1：

①从环境保护的角度看，采用上述工艺可防止______；设计一个简单的实验方案，检验尾气中是否含有氨气：______．
②氨气吸收塔中发生反应的离子方程式为______．
（2）有学者提出利用Fe³⁺的氧化性，将SO₂氧化成SO₄^2-而实现SO₂的回收利用．
①图2实验Ⅰ可采用图3装置模拟测定烟气中SO₂的体积分数．X溶液可以选用______．
②图2实验Ⅰ还可采用下列方案测定SO₂的体积分数，取280mL（标准状况）气体样品与足量Fe₂（SO₄）₃溶液完全反应后，用浓度为0.020mol/L的K₂Cr₂O₇溶液滴定反应生成的Fe²⁺，至终点消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00mL．尾气中SO₂的体积分数为______．
已知：Cr₂O₇^2-+Fe²⁺+H⁺→Cr³⁺+Fe³⁺+H₂O（未配平）
③假设实验Ⅱ在标准状况下进行，且已知混合气体流量．为测定转化器中SO₂氧化成SO₄^2-的转化率，该实验中还需测定的数据有______、______．

Answer 1

解：（1）①含硫烟气可引起酸雨的产生，氨可引起水体氮富营养化；因氨气能使湿润的红色石蕊试纸变红，
故答案为：酸雨的产生、水体氮富营养化；将湿润的红色石蕊试纸伸入尾气样品中，观察试纸是否变蓝；
②NH₄HSO₃显酸性，能与碱性物质反应：NH₄HSO₃^-+NH₃?H₂O═（NH₄）₂SO₃+H₂O，
故答案为：HSO₃^-+NH₃?H₂O═SO₃^2-+NH₄⁺+H₂O；
（2）①二氧化硫气体有还原性，与具有氧化性的酸性高锰酸钾或碘水反应，故答案为：碘的淀粉溶液（或酸性KMnO₄溶液）；
②令样品中SO₂的体积分数是x，则：
6SO₂ ～12Fe²⁺～2Cr₂O^2-₇
6mol 2mol
0.025L×0.020mol/L
解得x=12.00%，
故答案为：12.00%；
③欲测定转化器中SO₂氧化成SO₄^2-的转化率，还需要测定时间和生成沉淀的质量，故答案为：实验时间；BaSO₄的质量．
分析：（1）①上述工艺吸收了含硫烟气和焦炉气中的氨，含硫烟气可引起酸雨的产生，氨可引起水体氮富营养化；根据氨气的检验方法：将湿润的红色石蕊试纸伸入尾气样品中，观察试纸是否变蓝；②NH₄HSO₃显酸性，能与碱性物质反应；
（2）①测定模拟烟气中SO₂的体积分数，可根据二氧化硫气体的还原性，与具有氧化性的酸性高锰酸钾或碘水反应，通过颜色的变化判断；
②根据原子守恒及电子转移列出关系式，根据关系式计算样品中SO₂的体积分数；
③欲测定转化器中SO₂氧化成SO₄^2-的转化率，还需要测定时间和生成沉淀的质量．
点评：本题主要考查了SO₂的性质及其计算，难度不大，掌握其性质即可完成．