Question

3．S元素在自然界的转化对环境有着重要的影响．
（1）汽车尾气与燃煤烟气中含有的SO₂是造成酸雨的主要原因之一．
①图中A的化学式是H₂SO₃或SO₃或H₂SO₃与SO₃．
②硫酸型酸雨对大理石石像腐蚀的化学方程式是
H₂SO₄+CaCO₃=CaSO₄+H₂O+CO₂↑．
（2）煤炭中以FeS₂形式存在的硫，可用微生物脱硫技术脱去，有关反应的离子方程式依次为：
ⅰ．2FeS₂+7O₂+2H₂O $\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$4H⁺+2Fe²⁺+4SO₄^2-；
ⅱ．4Fe²⁺+O₂+4H⁺ $\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$4Fe³⁺+2H₂O；
ⅲ．FeS₂+2Fe³⁺ $\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$3Fe²⁺+2S；
ⅳ．2S+3O₂+2H₂O$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$4H⁺+2SO₄^2-．
已知：FeS₂中的铁元素为+2价．
回答下列问题：
①将上述ⅰ、ⅱ离子方程式补充完整．
②在线桥上标出反应ⅲ中电子转移的数目：
③观察上述反应，FeS₂中的S元素最终转化为SO₄^2-从煤炭中分离出来．
（3）生物质混煤燃烧是当今能源燃烧利用的最佳方式之一．燃煤过程中生成的SO₂会与NaCl等物质发生反应，生成硫酸盐和Cl₂．你认为反应物除SO₂、NaCl外还有O₂，判断的理由是因氧化反应与还原反应同时发生，而Cl、S元素的化合价均升高，所以，有O₂参与反应．
（4）另一种烟气脱硫技术是石灰法，即在煤燃烧时加入生石灰（CaO）即可除去SO₂，最后生成CaSO₄，请写出该化学方程式：2SO₂+2CaO+O₂=2CaSO₄．并计算在10kg 含硫 1.6% 的煤中理论上加入0.028kg生石灰合适．

Answer 1

分析 （1）①A可能是二氧化硫被氧化生成三氧化硫，也可能是二氧化硫与水反应生成亚硫酸；
②硫酸型酸雨对大理石石像腐蚀是硫酸与大理石的主要成份碳酸钙反应生成硫酸钙，化学方程式是H₂SO₄+CaCO₃=CaSO₄+H₂O+CO₂↑；
（2）①根据原子守恒、电荷守恒确定生成物；
②2mol的铁离子得到2mol的电子变成亚铁离子；
③依据四个反应分析判断产物；
（3）燃煤过程中生成的SO₂会与NaCl等物质发生反应，生成硫酸盐和Cl₂中Cl、S元素的化合价均升高，根据得失电子守恒必定有一种物质得电子化合价降低，所以必含氧气；
（4）煤燃烧时加入生石灰（CaO）即可除去SO₂，最后生成CaSO₄，请写出该化学方程式：2SO₂+2CaO+O₂=2CaSO₄；根据SO₂～～CaO关系式分析求解．

解答 解：（1）①A可能是二氧化硫被氧化生成三氧化硫，也可能是二氧化硫与水反应生成亚硫酸，故答案为：H₂SO₃或SO₃或H₂SO₃与SO₃；
②硫酸型酸雨对大理石石像腐蚀是硫酸与大理石的主要成份碳酸钙反应生成硫酸钙，化学方程式是H₂SO₄+CaCO₃=CaSO₄+H₂O+CO₂↑，故答案为：H₂SO₄+CaCO₃=CaSO₄+H₂O+CO₂↑；
（2）①根据电荷守恒知，该微粒子是阴离子，再结合原子守恒知，该空为4SO₄^2-；根据电荷守恒知，该微粒不带电荷，再结合原子守恒知，该空为2H₂O，
故答案为：4SO₄^2-；2H₂O；
②2mol的铁离子得到2mol的电子变成亚铁离子，所双转移电子数为：2e^-，故答案为：2e^-；
③依据ⅰ至ⅳ四个离子方程式，分析判断最终的生成物为硫酸亚铁和硫酸，所以硫最终生成SO₄^2-，故答案为：SO₄^2-；
（3）燃煤过程中生成的SO₂会与NaCl等物质发生反应，生成硫酸盐和Cl₂中Cl、S元素的化合价均升高，根据得失电子守恒必定有一种物质得电子化合价降低，所以必含O₂
故答案为：O₂；因氧化反应与还原反应同时发生，而Cl、S元素的化合价均升高，所以，有O₂参与反应；
（4）煤燃烧时加入生石灰（CaO）即可除去SO₂，最后生成CaSO₄，请写出该化学方程式：2SO₂+2CaO+O₂=2CaSO₄；
根据  SO₂～～CaO
     1kmol   56Kg
  $\frac{10×1.6%}{32}$kmol  m
m=0.028kg，
故答案为：2SO₂+2CaO+O₂=2CaSO₄，0.028．

点评 本题考查了氧化还原反应，明确元素化合价再结合基本概念来分析解答即可，注意离子方程式要遵循电荷守恒、原子守恒、转移电子守恒，知道常见元素化合价，题目难度不大．