Question

[化学--选修2化学与技术]二氧化硫在工业制硫酸中有着重要作用，但又是煤燃烧的有害气体．按“循环经济”的模式，就是要将SO₂收集起来，把它变为有用的东西．
（1）某空气监测是根据SO₂和溴水的定量反应来测定SO₂的含量．该反应的化学方程式为

 

．
（2）若每次取样的空气为200mL，通入足量的溴水中，测得平均有2.408×10¹⁸个电子转移，则SO₂的含量为

 

mg?L^-1，若规定空气中SO₂含量不得超过0.02mg?L^-1，则样气是否符合大气的质量标准

 

（填“符合”或“不符合”）．
（3）向氯酸钠的酸性水溶液中通入二氧化硫，该反应中氧化过程的反应式为：SO₂+2H₂O-2e^-→SO₄^2-+4H⁺；向亚氯酸钠（NaClO₂）固体中通入用空气稀释的氯气，该反应中还原过程的反应式为：Cl₂+2e^-→2Cl^-．在上述两个反应中均会生成产物X，则X的化学式为

 

．
A． NaClO    B．NaClO₄    C．HClO    D．ClO₂
（4）在硫酸工业制法中，下列叙述正确的是

 

．
A．硫铁矿燃烧前要粉碎，因为大块的黄铁矿不能在空气中反应
B．从沸腾炉出来的气体要净化，因为炉气中的SO₂会与杂质反应
C．SO₂氧化成SO₃要用催化剂，这样可提高SO₂的转化率
D．SO₃用98.3%的浓硫酸来吸收，目的是为了防止形成酸雾，以提高SO₃吸收效率
（5）如表是压强对SO₂平衡转化率的影响

压强MPa 转化率% 温度℃	0.1	0.5	1	10
400	99.2	99.6	99.7	99.9

对于SO₂转化SO₃的反应，增大压强可使转化率

 

（填“增大”、“减少”或“不变”），但在实际工业生产中常采用常压条件，理由是

 

．

Answer 1

分析：（1）SO₂具有还原性，Br₂具有氧化性，二者发生氧化还原反应；
（2）根据方程式进行计算；
（3）根据化合价变化规律来分析；
（4）A、依据反应物之间的接触面积越大反应速率越快的原理，送进沸腾炉的矿石要粉碎成细小的矿粒，增大矿石跟空气的接触面积，使之充分燃烧；
B、气体中含有杂质能使催化剂发生中毒；
C、依据催化剂改变反应速率不改变化学平衡；
D、若用水或稀硫酸吸收，轻易形成酸雾，且吸收速度慢；
（5）根据压强对化学平衡的影响；由题目信息可知根时SO₂的转化率已经很高，如果增加压强SO₂的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失．

解答：解：（1）SO₂具有还原性，Br₂具有氧化性，二者发生氧化还原反应，反应方程式为：SO₂+Br₂+2H₂O=2H₂SO₄+2HBr，故答案为：SO₂+Br₂+2H₂O=2H₂SO₄+2HBr；
（2）n（e^-）=

2.408×10 18

6.02×10 23

mol=4×10^-6mol，则n（SO₂）=

1

2

n（e^-）=2×10^-6mol，m（SO₂）=2×10^-6mol×64g/mol=1.28×10^-4g，SO₂的含量为：

1.28×10-1mg

0.2L

=0.64mg/L，不符合大气的质量标准，
故答案为：0.64；不符合；
（3）向氯酸钠（NaClO₃）的酸性水溶液中通入二氧化硫，SO₂被氧化，则NaClO₃被还原降价，生成物种中Cl氧化态低于NaClO₃（+5价）；向亚氯酸钠（NaClO₂）固体中通入用空气稀释的氯气，Cl₂被还原，则NaClO₂被氧化升价，生成物种中Cl氧化态高于NaClO₂（+3价）则共同物种Cl氧化态为+4，故选：D；
（4）A、增大反应物浓度、增大反应物间接触面积，能提高反应速率并使化学平衡向正反应方向移动，以充分提高原料利用率，故A错误；
B、气体中含有杂质能使催化剂发生中毒失去活性，不是因为炉气中的SO₂会与杂质反应，故B错误；
C、催化剂改变反应速率不改变化学平衡，所以SO₂氧化为SO₃时需要使用催化剂，这样可以加快其反应速率，不可提高SO₂的转化率，故C错误；
D、不能用水吸收三氧化硫而用98.3%的浓硫酸，若用水或稀硫酸吸收，轻易形成酸雾，且吸收速度慢，故D正确；
故选：D；
（5）对于SO₂转化SO₃的反应，增大压强可使平衡正向移动，转化率增大，此时SO₂的转化率已经很高，如果增加压强SO₂的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失，
故答案为：增大；常压下，SO₂的转化率已经很高，如果增加压强SO₂的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失．

点评：本题主要考查二氧化硫的性质，涉及氧化还原反应、化学反应速率、化学平衡等知识，题目难度中等，注意相关基础知识的积累．