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二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的气体。空气中二氧化硫的浓度只有百万分之一时,我们就会感到胸部有一种被压迫的不适感。当浓度达到百万分之八时,人就会感到呼吸困难。二氧化硫的危害还在于它常常跟大气中的飘尘结合在一起,进入人和其他动物的肺部,或在高空中与水蒸气结合成酸雨而降落下来,对人和其他动植物造成危害。目前,我国的能源结构主要以煤为主,因此,我国的大气污染是以烟尘和二氧化硫为代表的典型的煤烟型污染。1989年,科学研究人员对北京的两个居民区进行了大气污染与死亡率的关系研究。研究结果表明,大气中二氧化硫的浓度每增加1倍,总死亡率就增加11%。所以我们要时刻警惕二氧化硫污染。
据统计,世界各国每年排入大气中的二氧化硫的总量达1.5亿吨以上,而且呈逐年上升趋势。这些二氧化硫主要是过度燃烧煤和石油生成的。中国是燃煤大国,随着燃煤量的增加,排放的二氧化硫的量也不断增加。二氧化硫的大量排放使城市的空气污染不断加重,并导致我国出现大面积的酸雨。我国的酸雨主要是硫酸型的,要治理酸雨污染,就要控制二氧化硫的排放量。
为了保护环境,变废为宝,我们可以采用多种方法进行烟道气脱硫,以防止空气污染并回收和利用二氧化硫。
方法一:冶金厂利用一氧化碳还原二氧化硫。
SO2+2CO
方法二:硫酸厂通常用氨水吸收二氧化硫。
SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3
(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3
当吸收液达到一定浓度时,再用质量分数为93%的浓硫酸酸化:
2NH4HSO3+H2SO4(浓)=(NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O
(NH4)2SO3+H2SO4(浓)=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O
放出的二氧化硫经液化得到液态二氧化硫,可用于制取漂白剂、消毒剂,也可用于生产硫酸(前苏联曾用烟道气生产了百万吨硫酸)。硫酸铵溶液经过结晶、分离、干燥,可用于制化肥(硫铵)。
方法三:用纯碱溶液吸收二氧化硫。
2Na2CO3+SO2+H2O=2NaHCO3+Na2SO3
2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
方法四:用石灰水处理低浓度的二氧化硫烟道气也具有重要的意义。
其原理是将烟道气经水洗、冷却、除尘后,在吸收塔内用质量分数为10%的石灰乳浆吸收,再将吸收后的浆液用加压空气氧化,生成石膏。缺少石膏的日本、美国、瑞典大都采用此法处理烟道气。
思考题:
1.上述处理和回收二氧化硫的措施分别利用了SO2的什么性质?
2.你能写出方法四的化学方程式吗? 查看习题详情和答案>>
(16分)某城市的管道煤气是水煤气和焦炉煤气混合而成的,但煤气泄露能致人中毒。煤气中毒就是CO中毒,其原因是CO与血红蛋白(Hb)结合成Hb·CO,使血红蛋白失去输送O2功能的缘故。CO进入血液后有如下平衡:CO+Hb·O2
O2+Hb·CO,已知该反应平衡时,
的比值是一个不受浓度影响的常数,在人体体温37℃下,该常数为220。试回答:
(1)水煤气的主要成分是 ,生产原料为 。
(2)燃气灶具因燃气成分、供气压力不同而结构不同。如果该城市管道气改通液化石油气(C4H10),则居民厨房中的炉灶改装时在燃气进口直径不变的情况下,通风口直径应怎样改 变? (增大或减小),原因是
(3)门窗紧闭的厨房内一旦发生煤气大量泄漏,极容易发生爆炸。当你从室外进入厨房嗅到极浓的煤气异味时,在下列操作中,你认为合适的是 (可以多选)
A 立即开启抽油烟机排出煤气,关闭煤气源
B 立即打开门和窗,关闭煤气源 C 立即打开电灯,寻找泄漏处
(4)煤气中毒病人,可以通过进入高压氧舱的方法来救治,请用化学平衡的原理加以说明:
(5)已知当血液中
的比值大于0.02时,人的智力会受到损伤,此时c(CO)与c(O2)的比值应 9.09×10-5(<、>或=),才不至于智力受损。抽烟时,进入肺部的空气中c(CO)=10-6mol/L,c(O2)=10-2mol/L,则c(Hb·CO)
为c(H·O2)的0.022倍,因此长期抽烟对人智力 影响。(有或无)
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