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减少这些有害气体的排放，回答下列方法中的问题。

Ⅰ．H2S的除去

方法1：生物脱H2S的原理为：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3和图4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（双减法）：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生

NaOH溶液Na2SO3溶液

（4）写出过程①的离子方程式：____________________________；CaO在水中存在如下转化：

CaO(s)+ H2O (l) =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

（5）已知25℃，NH3·H2O的Kb=1.8×105，H2SO3的Ka1=1.3×102，Ka2=6.2×108。若氨水的浓度为2.0 mol·L1，溶液中的c(OH)=_______ mol·L1。将SO2通入该氨水中，当c(OH)降至1.0×107 mol·L1时，溶液中的c( )/c()=_____________。

Answer 1

【答案】降低反应活化能（或作催化剂） 30 ℃、pH=2.0 蛋白质变性（或硫杆菌失去活性） H2SO4 2OH+SO2=+H2O 与Ca2+生成CaSO3沉淀，使Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq)平衡正向移动，生成NaOH； 6.0×103 0.62

【解析】

(1)硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率比无菌时更快，该菌的作用可能作该反应的催化剂，降低了反应活化能，因此加快了该化学反应速率，故答案为：降低反应活化能（或作催化剂）；

(2)由图可知，30℃、pH=2时Fe2+氧化速率最大，此时硫杆菌的催化效果最好。温度太高，硫杆菌的蛋白质变性，使硫杆菌失去了活性，因而催化效果下降，反应速率减小，故答案为：30 ℃、pH=2.0；蛋白质变性（或硫杆菌失去活性）；

(3)n(H2O2)/n(H2S)=4，假设H2O2物质的量为4mol，H2S的物质的量为1mol，H2O2做氧化剂，还原产物中O化合价为-2价，得电子总物质的量=4×2×[-1-(-2)]mol=8mol，H2S作还原剂，设氧化产物中S的化合价为x，则失电子总物质的量=1×[x-(-2)]，得失电子总数相等，则8=1×[x-(-2)]，解得x=+6，结合原子守恒可知，氧化产物为H2SO4，故答案为：H2SO4；

(4)NaOH溶液和少量SO2反应生成Na2SO3和H2O，离子方程式为：2OH+SO2=+H2O。NaOH再生的原因是：与Ca2+生成CaSO3沉淀，使Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq)平衡正向移动，生成NaOH，故答案为：2OH+SO2=+H2O；与Ca2+生成CaSO3沉淀，使Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq)平衡正向移动，生成NaOH；

(5)NH3·H2ONH4++OH-，Ka=，1.8×105=，解得：c(OH-)=6.0×103。c(OH)=1.0×107 mol·L1时，则c(H+)==1.0×10-7mol/L，HSO3-H++SO32-，Ka2=，==0.62，故答案为： 6.0×103；0.62。