Question

【题目】H2S 和SO2 会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法来减少这些有害气体的排放。

I.H2S 的除去

方法1: 生物脱H2S，反应的原理为H2S + Fe2(SO4)3==S↓+2FeSO4+H2SO4、4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3 +2H2O。

（1）硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105 倍，该菌的作用是______。

（2）由图1和图2 判断，使用硫杆菌的最佳条件为_________。若反应温度过高，反应速率下降，其原因是______________。

方法2: 在一定条件下，用H2O2 氧化H2S

（3）随着参加反应的n(H2O2)/n(H2S) 变化，氧化产物不同。当n(H2O2)/n(H2S)=4时，氧化产物 的分子式为________。

II.SO2 的除去

方法1( 双碱法): 用NaOH 吸收SO2 ，并用CaO 使NaOH 再生:NaOH 溶液 Na2SO3

（4）写出过程①的离子方程式:_________________。

（5）CaO 在水中存在如下转化:CaO(s)+H2O(1)= Ca(OH)2(s)Ca2+(aq) +2OH- (aq)。从平衡移动的角度，简述过程②NaOH再生的原理:_______________。

方法2:用氨水除去SO2

（6）已知25℃，NH3·H2O的Kb=1.8×10-5，H2SO3的Ka1=1.3×10-2，Ka2=6.2×10-8。若氨水的浓度为2.0mol/L，溶液中的c(OH-)=________。将SO2 通入该氨水中，当c(OH-)降至1.0×10-7mol/L时，溶液中的c (SO32-)/c(HSO3-) =_________。

Answer 1

【答案】 催化作用(或作催化剂) 30℃、pH=2.0 硫杆菌失去活性(或蛋白质变性) H2SO4 2OH-+SO2=SO32-+H2O SO32-与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成 6.0×10-3mol·L-1 0.62

【解析】试题分析：本题考查外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，化学图像的分析，得失电子守恒的应用，电离平衡常数的计算。

I（1）硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，硫杆菌能明显加快反应速率，硫杆菌的作用是作催化剂。

（2）由图1知使用硫杆菌的最佳温度为30℃，由图2知使用硫杆菌的最佳pH为2.0，使用硫杆菌的最佳条件为30℃、pH=2.0。若温度过高，硫杆菌受热发生变性失去活性，反应速率下降。

（3）在反应中H2O2作氧化剂被还原成H2O，1molH2O2反应得到2mol电子，当n(H2O2)/n(H2S)=4时，根据得失电子守恒，4molH2O2反应得到8mol电子，1molH2S氧化失去8mol电子，则氧化产物为H2SO4（反应的化学方程式为4H2O2+H2S=H2SO4+4H2O）。

II（4）过程①为用NaOH溶液吸收SO2生成Na2SO3，反应的化学方程式为：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O，反应的离子方程式为：SO2+2OH-=SO32-+H2O。

（5）向Na2SO3溶液中加入生石灰，生石灰与水作用产生Ca2+，SO32-与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成。

（6）氨水中存在电离平衡：NH3·H2ONH4++OH-，溶液中c（NH4+）=c（OH-），由于NH3·H2O的电离程度很小，c（NH3·H2O）=2.0mol/L-c（NH4+）2.0mol/L，NH3·H2O的Kb=1.810-5=[c（NH4+）·c（OH-）]/ c（NH3·H2O）= c2（OH-）/2.0，c（OH-）=610-3mol/L。25℃时c（OH-）=110-7mol/L的溶液中c（H+）=110-7mol/L ，H2SO3的Ka2=[c（H+）·c（SO32-）]/c（HSO3-），则c(SO32-)/c(HSO3-)= Ka2/ c（H+）=6.210-8（110-7）=0.62。