Question

19．直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境．利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO₂．
（1）用化学方程式表示SO₂形成硫酸型酸雨的反应：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄．
（2）在钠碱循环法中，Na₂SO₃溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式是SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O．
（3）吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）变化关系如下表：

n（SO32-）：n（HSO3-）	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

①由表判断，NaHSO₃溶液显酸性，用化学平衡原理解释：HSO₃^-存在：HSO₃^-?SO₃^2-+H⁺和HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，HSO₃^-的电离程度大于水解程度．
②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是（选填字母）：ab．
a．c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）
b．c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-）
c．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）
（4）（2012•福建高考节选）能证明Na₂SO₃溶液中存在SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-水解平衡的事实是C（填序号）．
A．滴入酚酞溶液变红，再加入H₂SO₄溶液后红色褪去
B．滴入酚酞溶液变红，再加入氯水后红色褪去
C．滴入酚酞溶液变红，再加入BaCl₂溶液后产生沉淀且红色褪去．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫形成硫酸型酸雨的过程为二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸再被氧化成硫酸，合并过程写出化学方程式；
（2）二氧化硫为酸性气体，与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水；
（3）①根据溶液中HSO₃^-浓度和SO₃^2-浓度的相对大小确定溶液的酸碱性，由表格数据知，随n（HSO₃^-）的增大，溶液酸性增强，即HSO₃^-的电离程度大于水解程度，亚硫酸氢钠溶液呈酸性；
②根据溶液中电荷守恒和物料守恒确定溶液中各种离子浓度的关系；
（4）如果亚硫酸钠不水解，则溶液中氢氧根离子和氢离子浓度相等，溶液呈中性，向溶液中加入酚酞后溶液不变色，加入和亚硫酸根离子反应的物质后，溶液红色褪色，则证明存在水解平衡．

解答 解：（1）SO₂形成硫酸型酸雨的反应：2SO₂+O₂+2 H₂O=2H₂SO₄，
故答案为：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄；
（2）二氧化硫与氢氧化钠反应的离子方程式为：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案为：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；
（3）①在溶液中主要以HSO₃^-存在，HSO₃^-的电离很微弱，所以n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）＜1：1，根据表格知，当亚硫酸氢根离子的物质的量大于亚硫酸根离子的物质的量时，亚硫酸氢钠溶液呈酸性；亚硫酸氢钠溶液中存在HSO₃^-?SO₃^2-+H⁺和HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，HSO₃^-的电离程度大于水解程度，所以亚硫酸根离子的物质的量大于亚硫酸氢根；
故答案为：酸；HSO₃^-存在：HSO₃^-?SO₃^2-+H⁺和HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，HSO₃^-的电离程度大于水解程度；
②当溶液呈中性时，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，亚硫酸氢根离子浓度大于亚硫酸根离子浓度．
a、溶液呈电中性，溶液中阴阳离子所带电荷相等，溶液呈中性时，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，所以c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-），故a正确；
b、溶液呈中性时，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，亚硫酸氢根离子浓度大于亚硫酸根离子浓度，溶液中阴阳离子所带电荷相等，所以得c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-），故b正确；
c、溶液呈中性时，溶液中阴阳离子所带电荷相等，得c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-），故c错误；
故选：ab．
故答案为：ab；
（4）A、滴入酚酞试液变红，说明亚硫酸钠溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，溶液呈碱性，酚酞在pH大于8时，呈红色，加入硫酸溶液后，溶液褪色，溶液可能呈酸性越可能呈碱性，若为酸性，不能说明平衡移动，故A错误；
B、滴入酚酞试液变红，说明溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，氯水具有强氧化性，具有漂白性，再加入氯水后溶液褪色，不能说明存在水解平衡，故B错误；
C、滴入酚酞试液变红，说明溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，再加入氯化钡溶液后，钡离子和亚硫酸根离子反应而和亚硫酸氢根离子不反应，钡离子和亚硫酸根离子反应生成亚硫酸钡沉淀，且溶液红色褪去，所以说明存在水解平衡，故C正确；
故答案为：C．

点评 本题为综合题，考查了离子方程式、化学方程式和离子浓度大小的比较等知识点，题目难度中等，比较溶液中各种离子浓度相对大小时要结合电荷守恒和物料守恒分析解答，此点是学习的难点．