Question

【题目】SO2是大气中的有害物质，需要对其进行综合治理和利用。

（1）工业上常用氨水吸收法处理SO2，可生成(NH4)2SO3或NH4HSO3。

① (NH4)2SO3显碱性，用化学平衡原理解释其原因：____________。

② NH4HSO3显酸性。用氨水吸收SO2，当吸收液显中性时，溶液中离子浓度关系正确的是____（填字母）。

a．c(NH4+)＝2c(SO32-)＋c(HSO3-)

b．c(NH4+)＞c(SO32-)> c(H+)＝c(OH－)

c．c(NH4+)＋c(H+)＝c(SO32-) ＋c(HSO3-)＋c(OH－)

（2）某工厂烟气中主要含SO2、CO2，在较高温度经下图所示方法脱除SO2，可制得H2SO4。

①在阴极放电的物质是_______。

②在阳极生成SO3的电极反应式是______。

（2）检测烟气中SO2脱除率的步骤如下：

a．将一定量的净化气（不含SO3）通入足量NaOH溶液后，再加入足量溴水。

b．加入浓盐酸，加热溶液至无色无气泡，再加入足量BaCl2溶液。

c．过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量。

①用离子方程式表示a中溴水的主要作用________________。

②若沉淀的质量越大，说明SO2的脱除率越_____（填“高”或“低”）。

Answer 1

【答案】溶液中存在平衡：NH4+ +H2ONH3·H2O + H+ ,SO32－+H2OHSO3－+ OH－,SO32－水解程度大于NH4+ 水解程度使溶液中c(OH-) > c(H+)，所以溶液显碱性。 ab O2 2SO42－－4e－= 2SO3↑＋O2 ↑ SO32－＋Br2＋H2O=SO42－+2Br－+ 2H+或SO32－＋Br2＋2OH－====SO42－＋2Br－＋H2O 低

【解析】

（1）根据水解原理，电荷守恒进行分析；（2）由图分析是由SO2-O2-H2SO4形成的燃料电池，通O2的电极为正极，发生还原反应，通SO2的电极为负极，发生氧化反应转化为H2SO4，根据电解质溶液是酸性的，写出负极反应式；阳离子在电解质溶液中由负极移动到正极，据此解答即可；

①(NH4)2SO3溶液中,铵根和亚硫酸根都会水解，NH4+ +H2ONH3·H2O + H+ ，SO32－+H2OHSO3－+ OH－，(NH4)2SO3显碱性说明SO32－水解程度大于NH4+的水解程度，使溶液中c(OH－)>c(H+ ),所以溶液呈碱性；因此，本题正确答案是: 溶液中存在平衡：NH4+ +H2ONH3·H2O + H+ ,SO32－+H2OHSO3－+ OH－,SO32－水解程度大于NH4+ 水解程度使溶液中c(OH-) > c(H+)，所以溶液显碱性；

②据电荷守恒有: c(NH4+)＋c(H+)＝2c(SO32-) ＋c(HSO3-)＋c(OH－)，溶液显中性，则 c(H+)＝c(OH－)，所以c(NH4+)＝2c(SO32-)＋c(HSO3-)，故a正确，b正确，c错误；

(3)①依据题意得出SO2-O2-H2SO4形成的燃料电池中可知，氧气在原电池的正极得到电子发生还原反应，故答案为：O2；

②熔融硫酸钾中硫酸根失去电子，在原电池的负极放电,电极反应方程式为：2SO42－－4e－= 2SO3↑＋ O2 ↑；

（2）①溴水具有强氧化性，亚硫酸根具有还原性，所以不含SO3的净化气通入足量NaOH溶液后，再加入足量溴水反应方程式为：SO2+2OH－=SO32-＋H2O,SO32－＋Br2＋H2O=SO42－＋2Br－＋2H+，故答案为：SO2+2OH－=SO32-＋H2O，SO32－＋Br2＋H2O=SO42－＋2Br－＋2H+；或SO32－＋Br2＋2OH－=SO42－＋2Br－＋H2O ；

②生成沉淀越多，说明烟气中二氧化硫含量越高，脱除率越低。