Question

【题目】SO2和H2S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减少这些有害气体的排放，回答下列方法中的问题。

（1）用氨水除去SO2：

已知 25℃，H2SO3的Ka1=1.3×10-2，Ka2=6.2×10-8，NH3·H2O的 Kb=1.8×l0-5。

①试写出H2SO3在水溶液中的电离方程式__________________，从电离平衡的角度解释Ka1、Ka2差别很大的原因_________________。

②若氨水的浓度为0.02 mol·L-1，溶液中的c（OH-）=____________mol·L-1、将SO2通入该氨水中，当溶液中的c（SO32-）/ c（HSO3-）=6.2时，溶液的pH=_____________。

（2）生物脱H2S：

原理为：H2S+Fe2（SO4）3=S↓+2FeSO4+H2SO4

4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2（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__________________________ 。

Answer 1

【答案】 H2SO3HSO3-+H+ 第一步电离的H+抑制了第二步的电离 6.0×10-4 8.0 降低反应活化能（或作催化剂） 30 °C、pH=2.0 蛋白质变性（或硫杆菌失去活性）

【解析】试题分析：本题考查电离方程式的书写，电离平衡常数的计算，外界条件对化学反应速率的影响，图像的分析。

（1）①H2SO3属于弱酸，在水溶液中的电离方程式为：H2SO3HSO3-+H+、HSO3-H++SO32-。Ka1Ka2的原因是：第一步电离的H+抑制了第二步的电离。

②在氨水中存在电离平衡：NH3·H2ONH4++OH-，溶液中c（NH4+）c（OH-），c（NH3·H2O）=0.02mol/L-c（NH4+），由于弱碱的电离微弱，则溶液中c（NH3·H2O）0.02mol/L，Kb=1.810-5=，c（OH-）==610-4mol/L。H2SO3的Ka2=[c(H+)·c(SO32-)]/c(HSO3-)=6.210-8，当溶液中的c（SO32-）/ c（HSO3-）=6.2时，c（H+）=10-8mol/L，溶液的pH=-lg c（H+）=8。

（2）①硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用作催化剂，降低反应的活化能，加快反应速率。

②由图①判断最佳温度为30℃，由图②判断最佳pH为2.0，最佳条件为30℃、pH=2.0。若反应温度过高，反应速率下降的原因是：温度过高，蛋白质（或硫杆菌）发生变性，失去活性。