Question

【题目】含硫化物是自然界中最为重要的自然资源之一，在生产生活中应用非常广泛。

（1）燃煤烟气的脱硫(除SO2)技术和脱硝(除NOx)技术是环境科学研究的热点。以下是用硫和氮的氧化物之间的相互转化联合进行的脱硫和脱硝技术反应的热化学方程式。

NO2(g)＋SO2(g)＋H2O(l)=H2SO4(l) ＋NO(g) △H=a kJ·mol－1

2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) △H=b kJ·mol－1

① 反应2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(l)=2H2SO4(l) 的△H=_______KJ/mol－1。

② 将SO2通入硫酸铁溶液也能发生类似的反应。请写出该反应的离子方程式____________ 。

（2）MnSO4是重要的基础锰盐。工业上，生产MnSO4的方法有多种。

①一种较为环保的方法是：利用纤维素水解产物还原软锰矿的方法生产MnSO4，其反应方程式如下:(C6H10O5)n+nH2SO4→n(C6H11O5)HSO4

n(C6H11O5)HSO4 +nH2O →n C6H12O6+nH2SO4

C6H12O6 +12H2SO4+12MnO2→12MnSO4+6CO2↑+18H2O

从理论上讲，每生产1吨MnSO4需要的纤维素的质量为____吨。

②软锰矿中都含有一定量的砷的化合物，如果不除砷很难达到饲料级的生产标

准。工业上常用氧化剂来除去其中的砷。可以除去砷的氧化剂有:ClO-、KMnO4、(NH4)2S2O8、O3、H2O2等，但在实际生产中，选用的氧化剂是软锰矿，可能的原因是_________。

③在生产MnSO4的浸出渣中常会产生一些硫磺，可以利用四氯乙烯来回收硫磺，

回收硫磺过程中受外界影响较大的因素主要有:萃取温度、液固比等。下图1是上述3种因素对萃取硫磺质量影响的关系图。

请根据以上图表信息，选择最佳的萃取温度和液固比_____________。

(3)有人设想用电化学法将SO2转化为H2SO4的原理如图2所示。

① 该电解质溶液中质子的流向是_____;(填“从正极流向负极”或“从负极流向正极”)

② 写出该电池负极反应的电极反应方程式:_________

Answer 1

【答案】2a+bSO2+2Fe3++2H2O=SO42－+2Fe2++4H+ 0.09降低成本，不增加新的杂质80℃、4:1从负极流向正极SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+

【解析】(1)①已知：①NO2(g)+SO2(g)+H2O(l)=H2SO4(l)+NO(g)△H=a kJmol-1，②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=b kJmol-1，由盖斯定律可知，方程式①×2+②可得2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=2H2SO4(l)，△H=2a+b kJmol-1；
②铁离子具有氧化性能把二氧化硫氧化为硫酸根离子，则SO2通入硫酸铁溶液反应的离子方程式为SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+；
(2)①已知：(C6H10O5)n+n H2SO4→n(C6H11O5)HSO4
n(C6H11O5)HSO4+n H2O→n C6H12O6+n H2SO4
C6H12O6+12H2SO4+12MnO2→12MnSO4+6CO2↑+18H2O
则(C6H10O5)n～～n(C6H11O5)HSO4～～n C6H12O6～～12n MnSO4
162n 1812n
xt 1t
解得x=0.09t；

②除杂质不能引入新的杂质，所以不能选用ClO-、KMnO4、(NH4)2S2O8，工业生产还有考虑成本，选择软锰矿作氧化剂可以降低生成成本；

③由题中所给的图象可知，在80℃和液固比为4：1时，硫磺的萃取质量较大；
(3)①二氧化硫和氧气形成原电池，二氧化硫失电子为负极，氧气得电子为正极，溶液中阳离子向正极移动，所以电解质溶液中质子的流向是从负极流向正极；

②负极上二氧化硫失电子生成硫酸根离子，则负极电极方程式为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+。