题目内容
硫酸的工业制备是一个重要的化工生产过程，但同时在生产过程中会产生大量SO2等污染物．（1）将SO2通入Fe（NO3）3溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，此时若滴入BaCl2溶液，则会产生白色沉淀．溶液由棕黄色变为浅绿色用离子方程式表示为
（2）以硫酸工业的尾气、氨水、石灰石、焦炭及碳酸氢铵和KCI为原料可以合成有重要用途的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸氢铵等物质．合成路线如图：
写出反应反应Ⅳ的化学方程式
反应III中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
反应V在25'C、40%乙二醇溶液中进行，该复分解反应能顺利进行的原因是
（3）新型纳米材料氧缺位铁酸锌（ZnFe2Ox），常温下能使SO2分解，减小工业废气对环境的影响，它由铁酸锌（ZnFe2O4）经高温还原制得，转化流程如图所示：
若2molZnFe2Ox与SO2反应可生成 0.75molS，x=
（4）石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术的原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及空气反应生成石膏（CaSO4.2H2O），写出该反应的化学方程式
分析：（1）将SO2通入Fe（NO3）3溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，发生氧化还原反应生成亚铁离子和硫酸根离子；立即又变为棕黄色，发生亚铁离子与硝酸根离子的氧化还原反应，生成铁离子；
（2）反应Ⅳ为NH4HCO3、CaSO4、NH3反应生成碳酸钙和硫酸铵；反应Ⅲ化学方程式为：CaSO4+4C=CaS+4CO↑，氧化剂为CaSO4，还原剂为C；硫酸钾在不同溶剂中溶解度的不同，以此分析达到析出晶体的目的；
（3）根据得失电子守恒和化学式中元素化合价代数和为零计算，铁酸锌高温下被氢气还原生成氧缺位铁酸锌和水；
（4）二氧化硫与碳酸钙反应生成亚硫酸钙与二氧化碳，亚硫酸钙在水存在的条件下被氧气氧化生成CaSO4?2H2O；根据关系式S～SO2～CaSO4?2H2O来计算．
（2）反应Ⅳ为NH4HCO3、CaSO4、NH3反应生成碳酸钙和硫酸铵；反应Ⅲ化学方程式为：CaSO4+4C=CaS+4CO↑，氧化剂为CaSO4，还原剂为C；硫酸钾在不同溶剂中溶解度的不同，以此分析达到析出晶体的目的；
（3）根据得失电子守恒和化学式中元素化合价代数和为零计算，铁酸锌高温下被氢气还原生成氧缺位铁酸锌和水；
（4）二氧化硫与碳酸钙反应生成亚硫酸钙与二氧化碳，亚硫酸钙在水存在的条件下被氧气氧化生成CaSO4?2H2O；根据关系式S～SO2～CaSO4?2H2O来计算．
解答：解：（1）将SO2通入Fe（NO3）3溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，发生氧化还原反应生成亚铁离子和硫酸根离子，发生离子反应为SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+；立即又变为棕黄色，发生亚铁离子与硝酸根离子的氧化还原反应，生成铁离子，离子反应为3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，
故答案为：SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+；3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；
（2）反应Ⅳ为NH4HCO3、CaSO4、NH3反应生成碳酸钙和硫酸铵，该反应为NH4HCO3+CaSO4+NH3=CaCO3↓+（NH4）2SO4，反应Ⅲ化学方程式为CaSO4+4C=CaS+4CO↑，氧化剂为CaSO4，还原剂为C，氧化剂与还原剂物质的量之比为1：4，反应V中选用了40%的乙二醇溶液，温度控制在25℃，此时硫酸钾的产率超过90%，选用40%的乙二醇溶液原因是利用乙二醇降低硫酸钾溶解度，有利于析出，
故答案为：NH4HCO3+CaSO4+NH3=CaCO3↓+（NH4）2SO4；1：4；K2SO4在乙二醇溶液中的溶解度小；
（3）新型纳米材料ZnFe2OX可由化合物ZnFe2O4经高温还原制得，若2mol ZnFe2OX与SO2反应可生成0.75molS，则ZnFe2OX被还原为ZnFe2O4，令中铁元素的化合价为a，根据电子转移守恒，可知2mol×2×（3-a）=0.75mol×4，解得，a=2.25，利用化合价代数和为零，2+2.25×2=2x，解得x=3.25，
铁酸锌高温下被氢气还原生成氧缺位铁酸锌和水，该反应为4ZnFe2O4+3H2
4ZnFe2O3.25+3H2O，
故答案为：3.25；4ZnFe2O4+3H2
4ZnFe2O3.25+3H2O；
（4）二氧化硫与碳酸钙反应生成亚硫酸钙与二氧化碳，反应方程式为：SO2+CaCO3=CaSO3+CO2，亚硫酸钙在水存在的条件下被氧气氧化生成CaSO4?2H2O，反应方程式为：2CaSO3+O2+4H2O=2（CaSO4?2H2O），总反应为：2CaCO3+2SO2+O2+4H2O═2（CaSO4?2H2O）+2CO2；
S～SO2 ～CaSO4?2H2O
32 172
300t×2.5%×96% m
=
，解得m=38.7t，
故答案为：2CaSO4+2SO2+O2+4H2O=2（CaSO4.2H2O）+2CO2；38.7．
故答案为：SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+；3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；
（2）反应Ⅳ为NH4HCO3、CaSO4、NH3反应生成碳酸钙和硫酸铵，该反应为NH4HCO3+CaSO4+NH3=CaCO3↓+（NH4）2SO4，反应Ⅲ化学方程式为CaSO4+4C=CaS+4CO↑，氧化剂为CaSO4，还原剂为C，氧化剂与还原剂物质的量之比为1：4，反应V中选用了40%的乙二醇溶液，温度控制在25℃，此时硫酸钾的产率超过90%，选用40%的乙二醇溶液原因是利用乙二醇降低硫酸钾溶解度，有利于析出，
故答案为：NH4HCO3+CaSO4+NH3=CaCO3↓+（NH4）2SO4；1：4；K2SO4在乙二醇溶液中的溶解度小；
（3）新型纳米材料ZnFe2OX可由化合物ZnFe2O4经高温还原制得，若2mol ZnFe2OX与SO2反应可生成0.75molS，则ZnFe2OX被还原为ZnFe2O4，令中铁元素的化合价为a，根据电子转移守恒，可知2mol×2×（3-a）=0.75mol×4，解得，a=2.25，利用化合价代数和为零，2+2.25×2=2x，解得x=3.25，
铁酸锌高温下被氢气还原生成氧缺位铁酸锌和水，该反应为4ZnFe2O4+3H2
| ||
故答案为：3.25；4ZnFe2O4+3H2
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（4）二氧化硫与碳酸钙反应生成亚硫酸钙与二氧化碳，反应方程式为：SO2+CaCO3=CaSO3+CO2，亚硫酸钙在水存在的条件下被氧气氧化生成CaSO4?2H2O，反应方程式为：2CaSO3+O2+4H2O=2（CaSO4?2H2O），总反应为：2CaCO3+2SO2+O2+4H2O═2（CaSO4?2H2O）+2CO2；
S～SO2 ～CaSO4?2H2O
32 172
300t×2.5%×96% m
| 32 |
| 172 |
| 300t×2.5%×96% |
| m |
故答案为：2CaSO4+2SO2+O2+4H2O=2（CaSO4.2H2O）+2CO2；38.7．
点评：本题比较综合，涉及氧化还原、离子反应方程式书写、化学反应的计算等，把握习题中的信息及发生的化学反应为解答的关键，注意图象及数据的分析与利用，较好的考查学生分析问题、解决问题的能力，题目难度较大．
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