Question

【題目】SO2是大氣中的有害物質，需要對其進行綜合治理和利用。

（1）工業上常用氨水吸收法處理SO2，可生成(NH4)2SO3或NH4HSO3。

① (NH4)2SO3顯堿性，用化學平衡原理解釋其原因：____________。

② NH4HSO3顯酸性。用氨水吸收SO2，當吸收液顯中性時，溶液中離子濃度關系正確的是____（填字母）。

a．c(NH4+)＝2c(SO32-)＋c(HSO3-)

b．c(NH4+)＞c(SO32-)> c(H+)＝c(OH－)

c．c(NH4+)＋c(H+)＝c(SO32-) ＋c(HSO3-)＋c(OH－)

（2）某工廠煙氣中主要含SO2、CO2，在較高溫度經下圖所示方法脫除SO2，可制得H2SO4。

①在陰極放電的物質是_______。

②在陽極生成SO3的電極反應式是______。

（2）檢測煙氣中SO2脫除率的步驟如下：

a．將一定量的凈化氣（不含SO3）通入足量NaOH溶液后，再加入足量溴水。

b．加入濃鹽酸，加熱溶液至無色無氣泡，再加入足量BaCl2溶液。

c．過濾、洗滌、干燥，稱量沉淀質量。

①用離子方程式表示a中溴水的主要作用________________。

②若沉淀的質量越大，說明SO2的脫除率越_____（填“高”或“低”）。

Answer 1

【答案】溶液中存在平衡：NH4+ +H2ONH3·H2O + H+ ,SO32－+H2OHSO3－+ OH－,SO32－水解程度大于NH4+ 水解程度使溶液中c(OH-) > c(H+)，所以溶液顯堿性。 ab O2 2SO42－－4e－= 2SO3↑＋O2 ↑ SO32－＋Br2＋H2O=SO42－+2Br－+ 2H+或SO32－＋Br2＋2OH－====SO42－＋2Br－＋H2O 低

【解析】

（1）根據水解原理，電荷守恒進行分析；（2）由圖分析是由SO2-O2-H2SO4形成的燃料電池，通O2的電極為正極，發生還原反應，通SO2的電極為負極，發生氧化反應轉化為H2SO4，根據電解質溶液是酸性的，寫出負極反應式；陽離子在電解質溶液中由負極移動到正極，據此解答即可；

①(NH4)2SO3溶液中,銨根和亞硫酸根都會水解，NH4+ +H2ONH3·H2O + H+ ，SO32－+H2OHSO3－+ OH－，(NH4)2SO3顯堿性說明SO32－水解程度大于NH4+的水解程度，使溶液中c(OH－)>c(H+ ),所以溶液呈堿性；因此，本題正確答案是: 溶液中存在平衡：NH4+ +H2ONH3·H2O + H+ ,SO32－+H2OHSO3－+ OH－,SO32－水解程度大于NH4+ 水解程度使溶液中c(OH-) > c(H+)，所以溶液顯堿性；

②據電荷守恒有: c(NH4+)＋c(H+)＝2c(SO32-) ＋c(HSO3-)＋c(OH－)，溶液顯中性，則 c(H+)＝c(OH－)，所以c(NH4+)＝2c(SO32-)＋c(HSO3-)，故a正確，b正確，c錯誤；

(3)①依據題意得出SO2-O2-H2SO4形成的燃料電池中可知，氧氣在原電池的正極得到電子發生還原反應，故答案為：O2；

②熔融硫酸鉀中硫酸根失去電子，在原電池的負極放電,電極反應方程式為：2SO42－－4e－= 2SO3↑＋ O2 ↑；

（2）①溴水具有強氧化性，亞硫酸根具有還原性，所以不含SO3的凈化氣通入足量NaOH溶液后，再加入足量溴水反應方程式為：SO2+2OH－=SO32-＋H2O,SO32－＋Br2＋H2O=SO42－＋2Br－＋2H+，故答案為：SO2+2OH－=SO32-＋H2O，SO32－＋Br2＋H2O=SO42－＋2Br－＋2H+；或SO32－＋Br2＋2OH－=SO42－＋2Br－＋H2O ；

②生成沉淀越多，說明煙氣中二氧化硫含量越高，脫除率越低。