SO2是重要的大气污染物.工业生产中产生的含SO2烟气必须脱硫后才能排放.脱去烟气中SO2的方法有多种.回答下列问题:(1)“热解气还原法 :CO还原SO2生成S4和CO2.反应的化学方程式为8CO+4SO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$S4+8CO2(2)“湿式吸收法 :利用吸收剂与SO2发生反应从而脱硫①下列试剂中适� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

17．SO₂是重要的大气污染物，工业生产中产生的含SO₂烟气必须脱硫后才能排放，脱去烟气中SO₂的方法有多种，回答下列问题：
（1）“热解气还原法”：CO还原SO₂生成S₄和CO₂，反应的化学方程式为8CO+4SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$S₄+8CO₂
（2）“湿式吸收法”：利用吸收剂与SO₂发生反应从而脱硫
①下列试剂中适合用作该法吸收剂的是c（填字母，下同）．
a．澄清石灰水 b．浓硫酸 c．Na₂CO₃溶液
②“钠碱法”用NaOH溶液作吸收剂，向100mL，0.2mol•L^-1NaOH溶液通入标准状况下0.448LSO₂气体，反应后测得溶液pH＜7，则溶液中下列各离子浓度关系正确的是ab
a．c（HSO₃^-）＞c（SO₄^2-）＞c（H₂SO₃）
b．c（OH^-）+c（SO₃^2-）=c（H⁺）+c（H₂SO₃）
c．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HSO₃^-）+c（SO₃^2-）+c（OH^-）
③工业上常用Na₂SO₄溶液吸收烟气中的SO₂，将烟气通入1.0mol•L^-1的Na₂SO₄溶液，溶液pH不断减小（设这个过程中溶液体积不变），当溶液pH约为6时，吸收SO₂的能力显著下降，应更换吸收剂，此时溶液中c（SO₃^2-）=0.2mol•L^-1，则溶液中c（HSO₃^-）=1.6mol/L
④“亚硫酸铵吸收法”用（NH₄）₂SO₃溶液在吸收塔中封闭循环脱轨，发生的主要反应为（NH₄）₂SO₃+SO₂+H₂O=2NH₄HSO₃，测得25℃时溶液pH与各组分物质的量分数的变化关系如图1所示．a点时n（HSO₃^-）：n（H₂SO₃）=1：1，b点时溶液pH=7，则n（NH₄⁺）：n（HSO₃^-）=3：1
（3）“离子膜电解法”利用硫酸钠溶液吸收SO₂，再用惰性电极电解，将阴极X溶液导出，经过滤分离硫磺后，可循环吸收利用，装置如图2所示，则阴极的电极反应式为SO₂+4H⁺+4e^-═S+2H₂O，阳极产生的气体的化学式为O₂．

分析（1）CO还原SO₂生成S₄和CO₂，根据化合价升降相等配平该反应方程式；
（2）①根据脱硫的原理，适合用作该法吸收剂的是能与SO₂发生反应的物质，据此对各选项进行判断，注意澄清石灰水中氢氧化钙浓度较小；
②n（SO₂）=$\frac{0.488L}{22.4L/mol}$=0.02mol，n（NaOH）=0.1L×0.2mol/L=0.02mol，二者反应的化学方程式为：SO₂+NaOH=NaHSO₃，反应后测得溶液pH＜7，NaHSO₃溶液呈酸性，说明HSO₃^-电离程度大于水解程度，结合溶液的电中性原则、物料守恒以及质子守恒解答该题；
③结合Na₂SO₃+SO₂+H₂O═2NaHSO₃分析离子浓度，溶液pH约为6时，吸收SO₂的能力显著下降，溶质为NaHSO₃，则电离大于其水解；
④根据图象曲线在二者比值的变化及亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的化学式组成进行分析、计算；
（3）阴极是二氧化硫在酸性溶液中得到电子生成单质硫，阳极发生氧化反应，溶液中氢氧根离子失去电子生成氧气．

解答解：（1）CO还原SO₂生成S₄和CO₂，CO转化成二氧化碳，化合价升高2价，SO₂生成S₄，化合价降低4×4=16价，化合价变化的最小公倍数为16，则CO的计量数为8，二氧化硫的计量数为4，然后根据观察法配平可得：8CO+4SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$S₄+8CO₂，
故答案为：8CO+4SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$S₄+8CO₂；
（2）①a．石灰水中氢氧化钙的浓度较小，不适合做吸收剂，故a错误；
b．二氧化硫不用浓硫酸反应，则无法吸收二氧化硫，故b错误；
c．亚硫酸的酸性强于碳酸，所以二氧化硫能与Na₂CO₃溶液反应，SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂，故c正确；
故答案为：c；
②n（SO₂）=$\frac{0.488L}{22.4L/mol}$=0.02mol，n（NaOH）=0.1L×0.2mol/L=0.02mol，二者反应的化学方程式为：SO₂+NaOH=NaHSO₃，
a．亚硫酸是弱酸，反应后测得溶液pH＜7，NaHSO₃溶液呈酸性，说明HSO₃^-电离程度大于水解程度，即c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃），NaHSO₃溶液是盐溶液，电离出钠离子和亚硫酸氢根离子，HSO₃^-电离和水解程度相对于亚硫酸钠的电离都比较小，所以c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃），故a正确；
b．根据亚硫酸氢钠溶液中的质子守恒可得：c（OH^-）+c（SO₃^2-）=c（H⁺）+c（H₂SO₃），故b正确；
C．溶液中一定存在电荷守恒，根据亚硫酸氢钠溶液中的电荷守恒可得：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-），故c错误；
故答案为：ab；
③由Na₂SO₃+SO₂+H₂O═2NaHSO₃，c（SO₃^2-）的浓度是0.2mol•L^-1，则反应的Na₂SO₃溶液为1.0mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，由反应中的物质的量关系可知，生成的c（HSO₃^-）为：0.8mol/L×2=1.6mol/L，
故答案为：1.6mol/L；
④”亚硫酸铵吸收法”用（NH₄）₂SO₃溶液在吸收塔中封闭循环脱轨，发生的主要反应为（NH₄）₂SO₃+SO₂+H₂O=2NH₄HSO₃，测得25℃时溶液pH与各组分物质的量分数的变化关系如图1所示，根据图象可知a点时两个比值相等，则n（HSO₃^-）：n（H₂SO₃）=1：1；，b点时溶液pH=7，根据电荷守恒可知n（NH₄⁺）=n（HSO₃^-）+2n（SO₃^2-），又根据图象曲线可知，n（HSO₃^-）=n（SO₃^2-），则n（NH₄⁺）：n（HSO₃^-）=（1：2）：1=3：1，
故答案为：1：1；3：1；
（3）阴极是二氧化硫在酸性溶液中得到电子生成单质硫，电极反应为：SO₂+4H⁺+4e^-═S+2H₂O；阳极氢氧根离子失去电子生成O₂，
故答案为：SO₂+4H⁺+4e^-═S+2H₂O；O₂．

点评本题考查了离子浓度大小比较、电解原理及其应用、化学方程式、离子方程式书写等知识，题目难度较大，试题知识点较多、题量较大，充分考查了学生的分析、理解能力，注意掌握电解原理及其应用方法，明确判断离子浓度大小常用方法．

练习册系列答案

相关题目

，下列关于该元素的说法中，错误的是（　　）

	A．	它的阳离子带3个单位正电荷		B．	它是一种金属元素
	C．	它的阳离子有10个质子		D．	其原子核外有13个电子

8．A、B、C、D四种元素都是短周期元素．A元素的离子具有黄色的焰色反应．B离子带两个单位正电荷，且B元素的离子结构和Ne具有相同的电子层排布．H₂在C单质中燃烧产生苍白色火焰．D元素原子的电子层结构里，最外层电子数是次外层电子数的3倍．根据上述条件，回答：
（1）元素C位于元素周期表中的位置第三周期第ⅤⅡA族，它的最高价氧化物的化学式为Cl₂O₇．
（2）A是Na元素，B是Mg元素，
D是O元素．
（3）C元素的单质有毒，可用A的最高价氧化物对应的水化物的溶液吸收，其离子方程式为Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（4）A的最高价氧化物的水化物与C的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为OH^-+H⁺=H₂O．

5．

甲乙两种固体的溶解度曲线如图所示．有一个大烧杯中装着含有甲和乙的两种饱和溶液，而且杯中还有少量甲和乙的固体存在．现将温度由80℃降到20℃．下列说法错误的是（　　）

	A．	杯中固体甲增多、固体乙减少
	B．	杯中一定有固体甲而不一定有固体乙
	C．	溶液中溶质甲减少、溶质乙增多
	D．	甲和乙的两种溶液仍然是饱和溶液

12．根据如图所示装置回答下列问题．

（1）仪器②的名称：②长颈漏斗．
（2）实验室可用装置A制取氧气．
①反应的化学方程式为2KClO₃$\frac{\underline{\;二氧化锰\;}}{△}$2KCl+3O₂↑．
②装满氧气的集气瓶瓶口应向上（填“向上”或“向下”）放在桌面上．
（3）实验室可用装置B制取多种气体．
①若制取氧气，反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;二氧化锰\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
②若制取二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．

2．关于过氧化物的叙述正确的是（N_A表示阿伏加德罗常数）（　　）

	A．	7.8g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2N_A
	B．	2H₂O₂（l）=2H₂O（l）+O₂（g）△H=-98.2kJ•mol^-1，△S=70.5J•mol^-1•K^-1该反应任意温度下都能自发进行
	C．	过氧化氢使高锰酸钾溶液褪色，1mol过氧化氢得到2N_A电子
	D．	在含有NH₄⁺、Ba²⁺、Cl^-、NO₃^-离子的溶液中，加入少量过氧化钠以上各离子量几乎不减少

9．“酸化”是实验中经常采用的方法，下列说法正确的是（　　）

	A．	提高高锰酸钾的氧化能力，用浓盐酸酸化
	B．	抑制Fe²⁺ 的水解，用稀硝酸酸化
	C．	检验某卤代烃中是否含氯元素，先加HNO₃酸化，再加AgNO₃溶液检验．
	D．	确认溶液中含有SO₄^2- 时，先用过量盐酸酸化，再加BaCl₂溶液检验．

6．

以下是生活中常见的物品：a．玻璃杯 b．电源插座 c．废旧干电池 d．废报纸 e．尼龙绳 f．轮胎 g．铁锅
请用相应的字母填空：
①用无机非金属材料制作的是a．
②用合成高分子材料中橡胶制作的是f．
③随意丢弃会对水体和土壤都造成污染的是c．
④如图所示，物品d可投入A（填“A”或“B”）标志的垃圾桶中．

7．其他条件不变时，能使反应速率加快的是（　　）

	A．	对于反应Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，增大体系的压强
	B．	对于N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），容器体积固定不变时，充入Ar
	C．	对于N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），容器体积固定不变时，充入N₂
	D．	对于N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），容器气体压强不变时，充入Ar

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