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从保护环境的角度看，二十一世纪最理想的燃料应是下列物质中的
A.
煤
B.
天然气
C.
石油
D.
氢气
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D
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我国硫酸工业年SO
2
排放量约10万吨，硫酸工业的尾气必须进行处理．
（1）某工厂采用氨-硫酸铵治理含硫烟气和同时吸收焦炉气中的氨，其工艺流程图如图1：
①从环境保护的角度看，采用上述工艺可防止
酸雨的产生、水体氮富营养化
酸雨的产生、水体氮富营养化
；设计一个简单的实验方案，检验尾气中是否含有氨气：
将湿润的红色石蕊试纸伸入尾气样品中，观察试纸是否变蓝
将湿润的红色石蕊试纸伸入尾气样品中，观察试纸是否变蓝
．
②氨气吸收塔中发生反应的离子方程式为
HSO
3
-
+NH
3
?H
2
O═SO
3
2-
+NH
4
+
+H
2
O
HSO
3
-
+NH
3
?H
2
O═SO
3
2-
+NH
4
+
+H
2
O
．
（2）有学者提出利用Fe
3+
的氧化性，将SO
2
氧化成SO
4
2-
而实现SO
2
的回收利用．
①图2实验Ⅰ可采用图3装置模拟测定烟气中SO
2
的体积分数．X溶液可以选用
碘的淀粉溶液（或酸性KMnO
4
溶液）
碘的淀粉溶液（或酸性KMnO
4
溶液）
．
②图2实验Ⅰ还可采用下列方案测定SO
2
的体积分数，取280mL（标准状况）气体样品与足量Fe
2
（SO
4
）
3
溶液完全反应后，用浓度为0.020mol/L的K
2
Cr
2
O
7
溶液滴定反应生成的Fe
2+
，至终点消耗K
2
Cr
2
O
7
溶液25.00mL．尾气中SO
2
的体积分数为
12.00%
12.00%
．
已知：Cr
2
O
7
2-
+Fe
2+
+H
+
→Cr
3+
+Fe
3+
+H
2
O（未配平）
③假设实验Ⅱ在标准状况下进行，且已知混合气体流量．为测定转化器中SO
2
氧化成SO
4
2-
的转化率，该实验中还需测定的数据有
实验时间
实验时间
、
BaSO
4
的质量
BaSO
4
的质量
．
我国硫酸工业SO
2
年排放量约10万吨，硫酸工业的尾气必须进行处理．
（1）某工厂采用氨-硫酸铵治理含硫烟气和同时吸收焦炉气中的氨，其工艺流程图如甲：
①从环境保护的角度看，采用上述工艺可防止
酸雨的产生、水体氮富营养化
酸雨的产生、水体氮富营养化
；设计一个简单的实验方案，检验尾气中是否含有氨气：
将湿润的红色石蕊试纸伸入尾气样品中，观察试纸是否变红
将湿润的红色石蕊试纸伸入尾气样品中，观察试纸是否变红
．
②氨气吸收塔中发生反应的离子方程式为
HSO
3
-
+NH
3
?H
2
O=SO
3
2-
+NH
4
+
+H
2
O（或：HSO
3
-
+NH
3
=SO
3
2-
+NH
4
+
）
HSO
3
-
+NH
3
?H
2
O=SO
3
2-
+NH
4
+
+H
2
O（或：HSO
3
-
+NH
3
=SO
3
2-
+NH
4
+
）
．
（2）用Na
2
SO
3
溶液吸收SO
2
，再用惰性电极电解吸收液将其转化为H
2
SO
4
的装置如图乙所示．阳极电极反应有两个，其电极反应式分别为：2H
2
O-4e
-
=O
2
+4H
+
和
HSO
3
-
-2e
-
+H
2
O=3H
+
+SO
4
2-
HSO
3
-
-2e
-
+H
2
O=3H
+
+SO
4
2-
．
（3）利用Fe
3+
的氧化性，将SO
2
氧化成SO
4
2-
而实现SO
2
的回收利用．为测定转化器中SO
2
氧化成SO
4
2-
的转化率，设计如图丙两个实验．
①实验Ⅰ可采用如图丁装置模拟测定烟气中SO
2
的体积分数．X溶液既要能吸收又要能指示反应终点，则X溶液最好选用
碘的淀粉溶液（或酸性KMnO
4
溶液）
碘的淀粉溶液（或酸性KMnO
4
溶液）
．
实验Ⅰ还可采用下列方案：取280mL（标准状况）气体样品与足量Fe
2
（SO
4
）
3
溶液完全反应后，用浓度为0.020mol/L的K
2
Cr
2
O
7
溶液滴定反应生成的Fe
2+
，至终点消耗K
2
Cr
2
O
7
溶液25.00mL．尾气中SO
2
的体积分数为
12.00%
12.00%
．
已知：Cr
2
O
7
2-
+Fe
2+
+H
+
→Cr
3+
+Fe
3+
+H
2
O（未配平）．
②实验Ⅱ测定转化了的SO
2
，转化器中反应的离子方程式为
2Fe
3+
+SO
2
+2H
2
O=2Fe
2+
+SO
4
2-
+4H
+
2Fe
3+
+SO
2
+2H
2
O=2Fe
2+
+SO
4
2-
+4H
+
；假设测定在标准状况下进行，且已知混合气体流速，该实验中还需测定的数据有：实验时间、
BaSO
4
的质量
BaSO
4
的质量
．
电解高铁酸盐（如K
2
FeO
4
）是一种高效绿色氧化剂，可用于废水和生活用水的处理．从环境保护的角度看，制备高铁酸盐较好的方法为电解法：Fe+2NaOH+2H
2
O═Na
2
FeO
4
+H
2
↑．
（1）采用铁片作阳极，NaOH溶液为电解质溶液，电解制备高铁酸钠，其电流效率可达到40%．写出阳极的电极反应式：
Fe-6e
-
+8OH
-
═FeO
4
2-
+4H
2
O
Fe-6e
-
+8OH
-
═FeO
4
2-
+4H
2
O
．
（2）铁丝网电极是更理想的阳极材料，相同条件下，可将电流效率提高至70%以上，原因是
铁丝网的接触面积更大
铁丝网的接触面积更大
．研究亦发现，铁电极在某一电压范围内会生成Fe
2
O
3
膜而“钝化”，钝化的原因用反应式表示为
因为铁电极上发生析氧反应4OH
-
-4e
-
═O
2
↑+2H
2
O，氧气将铁氧化而得到氧化铁膜
因为铁电极上发生析氧反应4OH
-
-4e
-
═O
2
↑+2H
2
O，氧气将铁氧化而得到氧化铁膜
．
（3）FeO
4
2-
易与水反应生成絮状氢氧化铁，也会影响高铁酸盐的产率．若以铁丝网为阳极，在中间环节（对应图1中4h后）过滤掉氢氧化铁，合成过程中FeO
4
2-
浓度以及电流效率随时间的变化如图1中实线所示（图中曲线是每隔1h测得的数据）．图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况．下列判断正确的是
ACD
ACD
A．过滤掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液
B．过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大
C．实验表明氢氧化铁的存在影响高铁酸盐浓度的增加
D．实验表明不过滤掉氢氧化铁，6h后电流效率几乎为0
（4）碱性条件下，高铁酸盐的稳定性与温度有关（如图2）．随温度升高，高铁酸盐产率先增大后减小的原因是
升温电解一方面加快了高铁酸盐的生成速率，另一方面又加速FeO
4
2-
的分解
升温电解一方面加快了高铁酸盐的生成速率，另一方面又加速FeO
4
2-
的分解
．
（5）人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究，例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐，该研究方向的价值在于
BCD
BCD
A．将1mol Fe
3
O
4
氧化成高铁酸盐需10/3mol电子，可提高电流效率
B．以铁的氧化物为电极，可以实现变废（Fe
3
O
4
或铁锈）为宝（高铁酸盐）
C．自然界几乎没有铁单质，而有大量磁铁矿，该方法的原料来源广泛
D．磁铁矿作为多孔电极不会出现钝化现象．
【化学-选修2化学与技术】
（l）火法炼锌是将闪锌矿（主要成分是ZnS）通过浮选焙烧使它转化为氧化锌，再把氧化锌和焦炭混合，在鼓风炉中加热到1100～1300℃，使锌蒸馏出来．
①写出火法炼锌的主要反应：焙烧反应：
．鼓风炉中可能发生的反应：
（任写一个）
②从保护环境和充分利用原料角度看如何处理和利用产生的烟气？
（2）工业上冶炼铝就是电解氧化铝
①冶炼铝的电解槽中的阴极和阳极材料均用石油炼制和煤的干馏产品
（填物质名称）
②氧化铝的熔点很高，在铝的冶炼中要加入冰晶石（Na
3
AlF），其作用是
．
③工业上冶炼铝时用的原料是Al
2
O
3
，而不是AlCl
3
，其原因是
．
（3）工业上“联合制碱法”中主要反应的化学方程式是
．其中的CO
2
来源于
．
（4）磁酸钙是制玻璃的原料之一，工业上制玻璃是在玻璃熔炉中进行，其中反应之一为：CaCO
3
+SiO
2
高温
.
CaSiO
3
+CO
2
↑，若在上述条件下，把1000ag CaCO
3
和60ag SiO
2
混合，则生成的CO
2
在标准状况下的体积为
（用含a的代数式表示）．
关 闭
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生物
地理
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电解高铁酸盐（如K2FeO4）是一种高效绿色氧化剂，可用于废水和生活用水的处理．从环境保护的角度看，制备高铁酸盐较好的方法为电解法：Fe+2NaOH+2H2O═Na2FeO4+H2↑．