Question

二氧化硫是硫的重要化合物，在生產、生活中有廣泛應用。二氧化硫有毒，并且是形成酸雨的主要氣體。無論是實驗室制備還是工業生產，二氧化硫尾氣吸收或煙氣脫硫都非常重要。

完成下列填空：

（1）實驗室可用銅和濃硫酸加熱或硫酸和亞硫酸鈉反應制取二氧化硫。

如果用硫酸和亞硫酸鈉反應制取二氧化硫，并希望能控制反應速度，上圖中可選用的發生裝置

是          （填寫字母）。

（2）若用硫酸和亞硫酸鈉反應制取3．36L（標準狀況）二氧化硫，至少需要稱取亞硫酸鈉       g（保留一位小數）；如果已有4．0%亞硫酸鈉（質量分數），被氧化成硫酸鈉，則至少需稱取該亞硫酸鈉        g （保留一位小數）。

（3）實驗室二氧化硫尾氣吸收與工業煙氣脫硫的化學原理相通。石灰-石膏法和堿法是常用的煙氣脫硫法。

石灰-石膏法的吸收反應為SO₂+Ca(OH)₂→CaSO₃↓+H₂O。吸收產物亞硫酸鈣由管道輸送至氧化塔氧化，反應為2CaSO₃+O₂+4H₂O→2CaSO₄·2H₂O。其流程如下圖：

堿法的吸收反應為SO₂+2NaOH→Na₂SO₃+H₂O。堿法的特點是氫氧化鈉堿性強、吸收快、效率高。其流程如下圖：

已知：

試劑	Ca(OH)2	NaOH
價格（元/kg）	0．36	2．9
吸收SO2的成本（元/mol）	0．027	0．232

石灰-石膏法和堿法吸收二氧化硫的化學原理相同之處是                      。和堿法相比，石灰-石膏法的優點是                  ，缺點是                  。

（4）在石灰-石膏法和堿法的基礎上，設計一個改進的、能實現物料循環的煙氣脫硫方案（用流程圖表示）。

 

Answer 1

【答案】

（1）ae。

（2）18．9，19．8

（3）酸性氧化物與堿的反應。成本低；亞硫酸鈣在輸送中容易造成管道堵塞。

（4）

【解析】用硫酸和亞硫酸鈉反應制取二氧化硫是利用固液不加熱制取氣體裝置，因此選ae；

H₂SO₄＋Na₂SO₃=Na₂SO₄＋SO₂＋H₂O

126g          22．4L

m            3．36L，m=18．9g，

設含4．0%的亞硫酸鈉的樣品質量為100g,則生成硫酸鈉的質量為4．5g，則這時亞硫酸鈉的質量分數為（100-4．0）/(100-4．0+4．5)=96/100．5，則至少需稱取該亞硫酸鈉18．9×100．5/96=19．8g。石灰-石膏法的優點是成本低；缺點是亞硫酸鈣在輸送中容易造成管道堵塞

【考點定位】本題以二氧化硫煙氣處理為情景考查裝置選擇、計算、成本核算、方案設計及分析問題解決問題的能力。