Question

【題目】SO2廣泛用于醫藥、硫酸工業等領域，回收廢氣中的SO2可用如下方法。

方法Ⅰ	用堿式硫酸鋁Al2(SO4)x(OH)y溶液吸收富集SO2
方法Ⅱ	在Fe2+或Fe3+催化下，用空氣(O2)將SO2氧化為H2SO4

(1)方法Ⅰ的過程如下。

① 制備Al2(SO4)x(OH)y。向Al2(SO4)3溶液中加入CaO粉末，調pH至3.6。 CaO的作用是______

② 吸收：Al2(SO4)x(OH)y吸收SO2后的產物是______(寫化學式)。

③ 解吸：加熱②中產物，產生SO2，Al2(SO4)x(OH)y再生。

(2)方法Ⅱ中，在Fe2+催化下，SO2、O2和H2O生成H2SO4的化學方程式是______。

(3)方法Ⅱ中，Fe2+的催化過程可表示如下：

ⅰ：2Fe2++O2+SO2=2Fe3++SO42-

ⅱ：……

① 寫出ⅱ的離子方程式：______。

② 下列實驗方案可證實上述催化過程。將實驗方案補充完整。

a.向FeCl2溶液滴入KSCN，無變化

b.向FeCl2溶液通入少量SO2，滴入KSCN，顏色變紅。

c.取b中溶液，______。

(4)方法Ⅱ中，催化氧化后，采用滴定法測定廢氣中殘留SO2的含量。將V L(已換算為標準狀況)廢氣中的SO2用1%的H2O2完全吸收，吸收液用如圖所示裝置滴定，共消耗a mL c mol/L NaOH標準液。

①H2O2氧化SO2的化學方程式______。

② 廢氣中殘留SO2的體積分數為______。

Answer 1

【答案】CaO與水反應放出大量熱且生成的OH-均促進Al3+的水解，同時Ca2+與SO42-生成微溶物控制溶液中的SO42-的量 2SO2+O2+2H2O2H2SO4 通入SO2，溶液紅色褪去(或變淺) SO2+H2O2=H2SO4

【解析】

(1)①氧化鈣可以和水反應生成氫氧化鈣，同時產生大量的熱，水解反應為吸熱反應；要生成堿式硫酸鋁需要控制硫酸根的量，而硫酸鈣微溶；

②SO2與OH-按照1：2反應；

(3)①由于Fe2+作催化劑，所以反應ii中要使用亞鐵離子的再生；

②鐵元素的存在形式為Fe2+→Fe3+→Fe2+；

(4)該滴定原理為：先用雙氧水氧化二氧化硫生成硫酸，再用NaOH標準液滴定硫酸的量，從而確定二氧化硫的量。

(1)①CaO溶于水生成Ca(OH)2，生成了氫氧根離子，同時放熱大量的熱，促進Al3+的水解；生成的鈣離子結合SO42-生成硫酸鈣，可沉淀部分SO42-，以控制溶液中硫酸根的量；

②SO2與OH-按照1：2反應生成SO32-，則Al2(SO4)x(OH)y吸收SO2后的產物是；

(2)根據元素化合價變化可知該過程中氧氣氧化二氧化硫生成硫酸，結合電子守恒和元素守恒可得方程式為：2SO2+O2+2H2O2H2SO4；

(3)①由于Fe2+作催化劑，則ⅱ中Fe3+與SO2反應生成Fe2+，實現Fe2+的再生，則ⅱ的離子方程式為2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++4H++SO42-；

②根據反應ⅰ：2Fe2++O2+SO2=2Fe3++SO42-可知，向FeCl2溶液通入少量SO2，有鐵離子生成，滴入KSCN后顏色變紅，繼續通入SO2，發生反應ⅱ：2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++4H++SO42-，溶液紅色褪去(或變淺)；

(4)①H2O2氧化SO2生成硫酸，根據電子守恒和元素守恒可得化學方程式為SO2+H2O2=H2SO4；

②根據關系式：SO2～H2SO4～2NaOH，n(SO2)=n(NaOH)=cmol/L×a×10-3L=5ac×10-4mol，標況下5ac×10-4mol SO2的體積為：22.4L/mol×5ac×10-4mol=1.12×10-2ac L，所以廢氣中殘留SO2的體積分數為：。