Question

直接排放含SO₂ 的气体会形成酸雨，危害环境．
（1）在大气中SO₂形成硫酸型酸雨有二种途径，写出任一途径反应的化学方程式

 

；
（2）钠碱循环法用Na₂SO₃溶液作为吸收液，可脱除烟气中SO₂，吸收液吸收SO₂ 的过程中，pH随n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）变化关系如下表：

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

判断NaHSO₃溶液显

 

性，用化学平衡原理解释

 

；
（3）当吸收液的pH降至约为6时，送至电解槽中，电解槽的阳极室中是稀硫酸，则HSO₃^-在阳极放电的电极反应式是

 

；
（4）若用烧碱溶液吸收SO₂，①向100mL 1molL^-1 aOH溶液中不断通入一定量SO₂充分反应后，将溶液在低温下蒸干得到白色固体X，X的组成可能有四种情况，按SO₂通入量由少到多出现的先后顺序分别是：I．NaOH、Na₂SO₃，Ⅱ．

 

，Ⅲ．Na₂SO₃、NaHSO₃，Ⅳ．

 

；
②若要验证白色固体X是第I种组成，依次加入的试剂为

 

 （填序号字母）．
a．盐酸  b． MgCl₂溶液  c．BaCl₂溶液   d． Ba（OH）₂溶液  e．酚酞试液
（5）常温下将SO₂转化为SO₄^2-而实现SO₂的处理．含SO₂的废气通入含Fe²⁺、Fe³⁺的溶液时其中一个反应的离子方程式为4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O，则另一反应的离子方程式

 

．

Answer 1

考点：二氧化硫的污染及治理,电解原理,二氧化硫的化学性质

专题：元素及其化合物

分析：（1）二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸与空气中氧气反应生成硫酸，据此写出反应的化学方程式；
（2）当n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）=9：91时，溶液中主要存在HSO₃^-，此时pH=6.2溶液显酸性，据此判断NaHSO₃溶液的酸碱性及解释原因；
（3）当吸收液的pH降至约为6时，溶液中阴离子主要为HSO₃^-，具有还原性，在阳极上放电发生氧化反应；
（4）①由于SO₂和NaOH反应时物质的量之比不同则产物不同，故可根据SO₂和NaOH反应时物质的量之比对产物进行讨论；
②验证白色固体X是第I种组成NaOH、Na₂SO₃，需要验证亚硫酸根离子和氢氧根离子，分析选项试剂可知利用氯化钡溶液检验亚硫酸根离子，依据氢氧化钠或酚酞试液检验氢氧根离子的存在；验证过程中需要把沉淀过滤后再检验氢氧根离子；
（5）SO₂转化为SO₄^2-该过程为氧气氧化二价铁离子到三价铁离子，然后用三价铁离子氧化二氧化硫到硫酸根离子，据此写出反应的离子方程式．

解答： 解：（1）在大气中SO₂形成硫酸型酸雨有二种途径，其中一种途径为：SO₂+H₂O?H₂SO₃、2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，
故答案为：SO₂+H₂O?H₂SO₃、2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄；
 （2）由于HSO₃^-在溶液中存在如下两平衡：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-、HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，由表中数据可知，当n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）=9：91时，溶液中主要存在HSO₃^-，此时pH=6.2溶液显酸性，证明HSO₃^-的电离程度大于水解程度，
故答案为：酸性；HSO₃^-在溶液中存在如下两平衡：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-、HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，由表中数据可知，当n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）=9：91时，溶液中主要存在HSO₃^-，此时pH=6.2溶液显酸性，证明HSO₃^-的电离程度大于水解程度；
（3）当吸收液的pH降至约为6时，吸收液中阴离子主要是亚硫酸氢根离子，亚硫酸氢根离子在阳极上失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为：HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺，
故答案为：HSO₃^--2e^-+H₂O=SO₄^2-+3H⁺；
（4）①由反应方程式SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O①、CO₂+NaOH=NaHSO₃②可知
n（SO₂）：n（NaOH）=

1

2

时产物为Na₂SO₃，
n（SO₂）：n（NaOH）=1时产物为NaHSO₃，
所以n（SO₂）：n（NaOH）＜

1

2

时，NaOH 过量则产物为Na₂SO₃+NaOH； 

1

2

＜n（SO₂）：n（NaOH）＜1时，对于①反应来说二氧化硫过量而对于②反应来说二氧化硫的量不足，所以产物为Na₂SO₃+NaHSO₃；
n（SO₂）：n（NaOH）＞1时，二氧化硫过量，则固体产物为NaHSO₃，
向100mL 1mol?L^-1烧碱溶液中不断通入一定量SO₂充分反应后，将溶液在低温下蒸干得到白色固体X，X的组成可能有四种情况，按出现的先后顺序分别是：NaOH、Na₂SO₃；Na₂SO₃；Na₂SO₃、NaHSO₃；NaHSO₃；
故答案为：Na₂SO₃； NaHSO₃；
②验证白色固体X是第I种组成NaOH、Na₂SO₃，需要验证亚硫酸根离子和氢氧根离子，可以先加入c．BaCl₂溶液检验亚硫酸根离子，后加入b． MgCl₂溶液检验氢氧化钠，或先加入过量c．BaCl₂溶液检验亚硫酸钠，然后加入e．酚酞试液检验强氧化，
故答案为：cb（或ce）；
（5）常温下将SO₂转化为SO₄^2-而实现SO₂的处理．含SO₂的废气通入含Fe²⁺、Fe³⁺的溶液时其中一个反应的离子方程式为：4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O，则另一反应的离子方程式为三价铁离子氧化二氧化硫到硫酸根离子，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂0=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．

点评：本题考查了二氧化硫的化学性质、盐的水解原理及其影响、原电池工作原理等知识，题目难度中等，试题题量较大，涉及的知识点较多，充分考查了学生对所学知识的掌握情况，试题有利于培养学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．