Question

硫酸工厂的烟气中含有SO₂，有多种方法可实现烟气脱硫．
（1）工业制硫酸的过程中，SO₂被氧气氧化的化学方程式为

 

．
（2）“湿式吸收法”利用吸收剂与SO₂发生反应从而脱硫．
已知：25℃时，H₂SO₃?HSO₃^-+H⁺K=1.5×10^-2
            H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺K=4.4×10^-7
①下列试剂中适合用作该法吸收剂的是

 

（填字母序号）．
a．石灰乳        b．Na₂SO₃溶液       c．Na₂CO₃溶液
②“钠碱法”用NaOH溶液作吸收剂，向100mL 0.2mol?L^-1的NaOH溶液中通入标准状况下0.448L SO₂气体，反应后测得溶液pH＜7，则溶液中下列各离子浓度关系正确的是

 

（填字母序号）．
a．c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃）
b．c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）
c．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HSO₃^-）+c（SO₃^2-）+c（OH^-）
（3）某硫酸厂拟用烟气处理含Cr₂O₇^2-的酸性废水，在脱硫的同时制备Cr₂O₃产品．具体流程如下：

①吸收塔中反应后的铬元素以Cr³⁺形式存在，则其中发生反应的离子方程式为

 

．
②中和池中的反应除生成Cr（OH）₃沉淀外，还会产生某种气体，该气体的化学式为

 

．

Answer 1

分析：（1）SO₂催化氧化成SO₃，该反应是可逆反应；
（2）①根据脱硫的原理，适合用作该法吸收剂的是能与SO₂发生反应的物质；
②n（SO₂）=

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，n（NaOH）=0.1L×0.2mol/L=0.02mol，二者反应的化学方程式为：SO₂+NaOH=NaHSO₃，反应后测得溶液pH＜7，NaHSO₃溶液呈酸性，说明HSO₃^-电离程度大于水解程度，结合溶液的电中性原则、物料守恒以及质子守恒解答该题；
（3）①二氧化硫与Cr₂O₇^2-离子发生氧化还原反应生成SO₄^2-离子和Cr³⁺离子；
②碳酸盐和酸反应生成二氧化碳和水；

解答：解：（1）SO₂被氧气氧化，硫的化合价升高，SO₂体现还原性，催化氧化成SO₃，化学方程式为：2SO₂+O₂

催化剂

△

2SO₃，
故答案为：2SO₂+O₂ 

催化剂

△

 2SO₃；
（2）①a．石灰乳的主要成分为氢氧化钙，SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃+H₂O，故a正确；
b．二氧化硫与亚硫酸钠溶液反应生成亚硫酸氢钠，反应方程式为：H₂O+Na₂SO₃+SO₂═2NaHSO₃，故b正确；
c．亚硫酸的酸性强于碳酸，所以二氧化硫能与Na₂CO₃溶液反应，SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂，故C正确；
故答案为：a、b、c；
②n（SO₂）=

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，n（NaOH）=0.1L×0.2mol/L=0.02mol，二者反应的化学方程式为：SO₂+NaOH=NaHSO₃，
a、亚硫酸是弱酸，反应后测得溶液pH＜7，NaHSO₃溶液呈酸性，说明HSO₃^-电离程度大于水解程度，即c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃），NaHSO₃溶液是盐溶液，电离出钠离子和亚硫酸氢根离子，HSO₃^-电离和水解程度相对于亚硫酸钠的电离都比较小，所以c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃），故a正确；
b、NaHSO₃溶液是盐溶液，电离出钠离子和亚硫酸氢根离子，因HSO₃^-电离和水解，所以c（Na⁺）＞c（HSO₃^-），NaHSO₃溶液pH＜7，所以c（H⁺）＞c（SO₃^2-），故
b正确；
c、溶液中一定存在电荷守恒，阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数即：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-），故c错误；
故答案为：a、b；
（3）①重铬酸根具有强氧化性，能将二氧化硫中+4价的硫氧化为+6价，离子反应为：Cr₂O₇^2-+2H⁺+3SO₂═2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+2H⁺+3SO₂═2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O；
②中和池中加入碳酸钠和酸反应，除生成Cr（OH）₃沉淀外，还会产生二氧化碳气体，
故答案为：CO₂；

点评：本题考查了硫酸工厂的烟气中烟气脱硫，涉及了二氧化硫性质、离子浓度大小的比较、重铬酸根的强氧化性等内容的应用，侧重考查了学生的分析、理解等综合能力，注意合理分析题中信息，对于离子浓度大小的比较，确定溶液中的溶质及物质的量的关系是解答的关键，题目难度中等．