题目内容
【题目】SO2是评价空气质量的污染物之一,主要来源于硫酸工厂的尾气和含硫燃料的燃烧。
(1)硫酸厂尾气一般采用吸收法处理。
①已知Ka(H2SO3)=1.54x10-2,Ka(HSO3-)=1.02x10-7,Kb(NH3·H2O)=1.77x10-5,将标准状况下11.2L SO2通入到2L0.5mol·L-1的氨水中,所得溶液中溶质是__________(填化学式),该溶液呈______________(填“酸”“碱”或“中”)性。
②下列关于①所得的溶液的关系正确的是_____________(填序号)。
A.2[c(NH4+)+c(NH3·H2O)]=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)
B.c(NH4+)+c(H+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)
C.c(NH4+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)
D.c(NH4+)+c(OH-)=c(HSO3-)+2c(H2SO3)+c(H+)
③常温下,若用1LNaOH溶液吸收0.01mol SO2,完全吸收后溶液中c(Na+)= c(SO32-)+c(HSO3-)+ c(H2SO3),则原NaOH溶液的pH值为___________。
(2)燃煤烟气中可通过下列反应实现硫的回收:SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l)
①该反应的平衡常数表达式是____________。
②恒温恒压下,5分钟时,反应到达平衡,气体密度减小16g·L-1,则0-5分钟内CO的反应速率是__________,若升高温度气体的密度增加,则该反应的△H__________0(填“>”或“<”)。
③下列措施,既能提高该反应的反应速率,又能提高SO2的吸收率的是__________(填序号)。
A. 加压 B.增加SO2的浓度
B. 升高温度 D.移走产物
(3)SO2还能被多种物质吸收。
①写出SO2与Ba(NO3)2溶液反应的离子方程式:_______________。
②如果用含等物质的量溶质的下列个溶液分别吸收SO2,则理论吸收量由多到少的顺序是__________(用序号排序)。
A. H2S B.Na2SO3
C.BaCl2 D.酸性KMnO4
【答案】(1)①(NH4)2SO3;碱性;②C;③12
(2)①;②0.2mol/Lmin;<;③A
(3)①2NO3-+3Ba2++3SO2+2H2O=2NO+3BaSO4↓+4H+;②DBAC
【解析】
试题分析:(1)①标准状况下11.2L SO2的物质的量为0.5mol,含氨的物质的量为2L×0.5mol·L-1=1mol的氨水中,所得溶液中溶质是(NH4)2SO3;由于Ka(HSO3-)=1.02x10-7小于Kb(NH3·H2O)=1.77x10-5,所以该溶液呈碱性。故答案为:(NH4)2SO3;碱性;
②①所得的溶液的溶质为(NH4)2SO3。A.依据质量数:c(NH3)+c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2[c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)],故A错误;B.依据电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)= 2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),故B错误;C.(NH4)2SO3溶液中离子浓度大小关系为:c(NH4+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+),故C正确;D.依据质量守恒关系式,且溶液呈碱性,则c(NH4+)+ c(OH-)>c(HSO3-)+2c(H2SO3)+ c(H+),故D错误。故答案为:C;
③常温下,若用1LNaOH溶液吸收0.01molSO2,完全吸收后溶液中c(Na+)= c(SO32-)+c(HSO3-)+ c(H2SO3),说明n(NaOH)=n(SO2)=0.01mol,则原NaOH溶液的c(H+)=Kw/c(OH-)=10-12mol/L,pH值为12。故答案为:12;
(2)①燃煤烟气中可通过下列反应实现硫的回收:SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l),则该反应的平衡常数表达式是
。故答案为:
;
②已知恒温恒容下,S不是气体,且5分钟时,反应到达平衡,气体密度减小16g·L-1,则0-5分钟内CO的浓度变化量为:△c(CO)=2×16g·L-1÷32g/mol=1.0mol/L,v(CO)=1.0mol/L÷5min=0.2mol/L min;依据方程式可知,S不是气体,该反应的正反应是气体密度减小的反应,若升高温度气体的密度增加,则该反应的△H<0。故答案为:0.2mol/L min;< ;
③A.加压化学反应速率增大,平衡向正反应方向移动,SO2的吸收率提高,故A正确;B.增加SO2的浓度化学反应速率增大,平衡向正反应方向移动,但SO2的吸收率降低,故B错误;C.升高温度化学反应速率增大,平衡向逆反应方向移动,SO2的吸收率降低,故C错误;D.移走产物化学反应速率减小,平衡向正反应方向移动,SO2的吸收率提高,故D错误。故答案为:A;
(3)①SO2还能被Ba(NO3)2溶液吸收,SO2与Ba(NO3)2溶液反应的离子方程式:2NO3-+3Ba2++3SO2+2H2O = 2NO+3BaSO4 ↓+4H+。
②依据化学方程式可知,如果均用含1mol溶质的下列个溶液分别吸收SO2,则理论吸收量A.H2S吸收0.5mol;B.Na2SO3吸收1mol;C.BaCl2与SO2不反应,不能吸收SO2;D.酸性KMnO4吸收2.5mol。即由多到少的顺序是DBAC。故答案为:DBAC。
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