Question

16．工业生产中产生含SO₂的废气会造成一系列环境和生态问题，利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如下图所示：
（1）天然海水呈碱性，写出SO₂与过量海水中OH^-反应的离子方程式：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O．
（2）天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H₂SO₃分子，使用氧气将其氧化的化学原理是
2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄（用化学方程式表示）．氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合后才能排放，该操作的主要目的是中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸．
（3）为进一步减少SO₂的污染饼变废为宝，人们正在探索用CO还原SO₂得到单质硫的方法来除去SO₂，该反应涉及到的化学反应为：
①SO₂+2CO═2CO₂+$\frac{1}{x}$S_x；②CO+$\frac{1}{x}$S═COS；③2COS+SO₂═2CO₂+$\frac{3}{x}$S_x．
化合物COS中，C元素的化合价为+4，反应③中，每消耗1molSO₂，转移电子4mol．

Answer 1

分析 天然海水呈碱性，将含SO₂的废气通入天然海水中，二氧化硫和氢氧根离子反应生成亚硫酸根离子和水；通入氧气将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，需中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸后才能排放，
（1）二氧化硫和过量氢氧根离子反应生成亚硫酸根离子和水；
（2）根据氧气将H₂SO₃氧化来分析；利用酸碱反应分析混合的目的；
（3）C的非金属性小于O和S，结构式为O=C=S，C的化合价为+4价；反应③中，S元素化合价（COS→S_x）由-2价变为0价、S元素化合价（SO₂→S_x）由+4价变为0价，该反应中得失电子数为4，再结合二氧化硫和转移电子之间的关系计算．

解答 解：（1）天然海水呈碱性，将含SO₂的废气通入天然海水中，二氧化硫和过量氢氧根离子反应生成亚硫酸根离子和水，离子反应方程式为：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案为：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；
（2）氧气将H₂SO₃氧化为硫酸，该反应为2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，氧化后的“海水”需要用大量的天然海水与之混合后才能排放，是因中和稀释经氧气氧化后海水中生成的酸（H⁺），
故答案为：2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄；中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸；
（3）C的非金属性小于O和S，COS的结构和二氧化碳相似，结构式为O=C=S，C的化合价为+4价，反应③中，S元素化合价（COS→S_x）由-2价变为0价、S元素化合价（SO₂→S_x）由+4价变为0价，该反应中得失电子数为4，每消耗1molSO₂，转移电子为4mol，
故答案为：+4；4．

点评 本题考查了工业生产中产生含SO₂的废气处理的方法，利用酸碱中和反应、物质的氧化性来分析解答，明确元素化合价变化是解（3）关键，题目难度不大．