Question

4．SO₂通过下列工艺流程可制得化工业原料H₂SO₄和清洁能源H₂．

（1）根据资料：

化学式	Ag2SO4	AgBr	AgCl
Ksp	1.4×10-5	5.0×10-13	1.8×10-10

为检验分离器的分离效果，取分离后的H₂SO₄溶液于试管，向其中逐滴加入AgNO₃溶液至充分反应，若观察到无淡黄色沉淀产生，最终生成白色沉淀，证明分离效果较好．
（2）表示该工艺流程的总反应化学方程式为：SO₂+2H₂O=H₂SO₄+H₂；该生产工艺的优点有溴可以循环利用，获得清洁能源氢气（答一点即可）．
（3）某含有大量氯化银沉淀的悬浊液中c（Cl^-）=0.36mol•L^-1，加入等体积的溴化钠溶液，若要产生溴化银沉淀，加入的溴化钠溶液的最小浓度是10^-3mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）由工艺流程图可知，原电池中是SO₂、Br₂、H₂O反应生成H₂SO₄、HBr；分离完全，硫酸中不含HBr，加入AgNO₃溶液，根据沉淀颜色判断；
（2）原电池中电池总反应为：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，电解池中总反应为2HBr=H₂+Br₂，两式相加可得该工艺流程用总反应的化学方程式；
该生产工艺的优点：溴可以循环利用，获得清洁能源氢气，缺点是：生成过程有有毒物质，电解循环消耗能源大；
（3）依据沉淀转化的溶度积常数，结合氯化银和溴化银的溶度积常数计算得到需要溴离子的浓度．

解答 解：（1）取分离后的H₂SO₄溶液于试管，向其中逐滴加入AgNO₃溶液至充分反应，若观察到无淡黄色沉淀产生，最终生成白色沉淀，说明分离效果较好，
故答案为：无淡黄色沉淀产生，最终生成白色沉淀；
（2）原电池中电池总反应为SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，电解池中总反应为2HBr=H₂+Br₂，故该工艺流程用总反应的化学方程式表示为：SO₂+2H₂O=H₂SO₄+H₂，该生产工艺的优点：溴可以循环利用，获得清洁能源氢气，
故答案为：SO₂+2H₂O=H₂SO₄+H₂；溴可以循环利用，获得清洁能源氢气；
（3）某含有大量氯化银沉淀的悬浊液中c（Cl^-）=0.36mol•L^-1，加入等体积的溴化钠溶液，Ksp=c（Ag⁺）c（Br^-）=5.0×10^-13，Ksp=c（Ag⁺）c（Cl^-）=1.8×10^-10
，AgCl+Br^-=AgBr+Cl^-，$\frac{c（C{l}^{-}）}{c（B{r}^{-}）}$=$\frac{Ksp（AgCl）}{Ksp（AgBr）}$，c（Br^-）=$\frac{0.36×5.0×1{0}^{-13}}{1.8×1{0}^{-10}}$=10^-3mol/L，
故答案为：10^-3．

点评 本题考查电子式书写、原电池及电解池原理、元素化合物性质、化学工艺流程等，题目综合性较大，难度中等，是对知识的综合考查，注意基础知识的全面掌握．