题目内容
【化学—选修2：化学与技术】（15分）
近年来，为提高能源利用率，西方提出共生理念——为提高经济效益，人类生产活动尽可能多功能化。共生工程将会大大促进化学工业的发展。
（1）由于共生工程的应用，利用发电厂产生的SO2制成自发电池，其电池反应方程式为：2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4，该电池电动势为1.06V。实际过程中，将SO2通入电池的 极（填“正”或“负”），负极反应式为 ；用这种方法处理SO2废气的优点是 。
（2）以硫酸工业的SO2尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料，可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下：
①生产中，向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质，其目的是 。
②下列有关说法正确的是 (填序号)。
A．反应Ⅰ中需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙
B．反应III中发生反应的化学方程式为CaSO4＋4C
CaS＋4CO↑
C．反应IV需控制在60～70℃，目的之一是减少碳酸氢铵的分解
D．反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥
③反应V中选用了40%的乙二醇溶液做溶剂，温度控制在25℃，此时硫酸钾的产率超过90%，选用40%的乙二醇溶液做溶剂的原因是 。
④（NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式 。
（共15分）
（1）负（2分） SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋ （2分）
利用上述电池，可回收大量有效能，副产品为H2SO4，减少环境污染，实现（能质）共生。（2分）
（2）①防止亚硫酸铵被氧化（1分） ②ABCD（4分）
③K2SO4在有机溶剂乙二醇中溶解度小，能充分析出（2分）
④4(NH4)2SO3＋2NO2＝4(NH4)2SO4＋N2（2分）
【解析】
试题分析：（1）电池反应方程式为：2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4，则二氧化硫发生氧化反应，所以二氧化硫通入电池的负极，发生的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋；用这种方法处理SO2废气既可以产生电能，还能吸收二氧化硫，同时产生的硫酸为工业原料，减少环境污染，实现（能质）共生；
（2）①因为反应II的目的是生成亚硫酸铵，而亚硫酸根离子易被氧气氧化，所以生产中，向反应II
中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质，目的是防止亚硫酸铵被氧化；
②A、反应I中，加入碳酸钙的目的是将二氧化硫转化为固体亚硫酸钙，在通入空气，则亚硫酸钙被氧化为硫酸钙，正确；B、根据流程图可知，加入焦炭后生成硫化钙和CO气体，则反应的化学方程式是CaSO4＋4C 
CaS＋4CO↑，正确；C、反应IV中加入碳酸氢铵目的是使硫酸钙转化为碳酸钙沉淀，而碳酸氢铵受热易分解，所以需控制在60～70℃，目的之一是减少碳酸氢铵的分解，正确；D、反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥，正确，答案选ABCD；
③根据题意可知，此时硫酸钾的产率超过90%，所以选用40%的乙二醇溶液做溶剂的原因是因为K2SO4在有机溶剂乙二醇中溶解度小，能充分析出；
④亚硫酸铵与二氧化氮反应可生成氮气，同时生成的氮肥应是硫酸铵，因为N元素的化合价降低，发生了氧化还原反应，则S元素的化合价会升高，所以反应的化学方程式是4(NH4)2SO3＋2NO2＝4(NH4)2SO4＋N2。
考点：考查对工艺流程的分析
名校课堂系列答案下列对事实的解释或由事实所得结论中，正确的是
事实 | 解释或结论 | |
A | 常温下铁、铝均不溶于浓硫酸 | 常温下铁、铝与浓硫酸均不反应 |
B | 测定同浓度的Na2CO3溶液的pH小于Na2SiO3溶液的pH | 非金属性比较：C < Si |
C | 向某溶液中加入2滴KSCN浓液、溶液不显红色；再向溶液中加入几滴新制氯水，容液变为红色 | 该溶液中可能含有Fe2+ |
D | 用浓、稀HNO3分别完全溶解等质量的铜粉，参加反应的硝酸的物质的量比较：稀硝酸中的<浓硝酸中的 | 稀硝酸氧化性比浓HNO3强 |