Question

【題目】（14分）H2S和SO2會對環境和人體健康帶來極大的危害，工業上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，回答下列方法中的問題．
Ⅰ．H2S的除去
方法1：生物脫H2S的原理為：
H2S+Fe2（SO4）3═S↓+2FeSO4+H2SO4
4FeSO4+O2+2H2SO4 2Fe2（SO4）3+2H2O
（1）硫桿菌存在時，FeSO4被氧化的速率是無菌時的5×105倍，該菌的作用是 ．
（2）由圖1和圖2判斷使用硫桿菌的最佳條件為 ． 若反應溫度過高，反應速率下降，其原因是 ．

（3）方法2：在一定條件下，用H2O2氧化H2S
隨著參加反應的n（H2O2）/n（H2S）變化，氧化產物不同．當n（H2O2）/n（H2S）=4時，氧化產物的分子式為 ．
（4）Ⅱ．SO2的除去
方法1（雙堿法）：用NaOH吸收SO2 ， 并用CaO使NaOH再生
NaOH溶液 Na2SO3溶液
寫出過程①的離子方程式：；CaO在水中存在如下轉化：
CaO（s）+H2O （l）═Ca（OH）2（s）Ca2+（aq）+2OH﹣（aq）
從平衡移動的角度，簡述過程②NaOH再生的原理 ．
（5）方法2：用氨水除去SO2
已知25℃，NH3H2O的Kb=1.8×10﹣5 ， H2SO3的Ka1=1.3×10﹣2 ， Ka2=6.2×10﹣8 ． 若氨水的濃度為2.0molL﹣1 ， 溶液中的c（OH﹣）=molL﹣1 ． 將SO2通入該氨水中，當c（OH﹣）降至1.0×10﹣7 molL﹣1時，溶液中的c（SO32﹣）/c（HSO3﹣）= ．

Answer 1

【答案】
（1）降低反應活化能
（2）30℃、pH=2.0；蛋白質變性（或硫桿菌失去活性）
（3）H2SO4
（4）2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O；SO32﹣與Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移動，有NaOH生成
（5）6.0×10﹣3；0.62
【解析】解：（1）4FeSO4+O2+2H2SO4 2Fe2（SO4）3+2H2O，硫桿菌存在時，FeSO4被氧化的速率是無菌時的5×105倍，該菌的作用是做催化劑降低反應的活化能，
所以答案是：降低反應活化能（或作催化劑）；（2）從圖象中分析可知，使用硫桿菌的最佳條件是亞鐵離子氧化速率最大時，需要的溫度和溶液pH分別為：30℃、pH=2.0，反應溫度過高，反應速率下降是因為升溫使蛋白質發生變性，催化劑失去生理活性，
所以答案是：30℃、pH=2.0； 蛋白質變性（或硫桿菌失去活性）；（3）當 =4時，結合氧化還原反應電子守恒，4H2O2～4H2O～8e﹣ ， 電子守恒得到H2S變化為+6價化合物，H2S～H2SO4～8e﹣ ， 氧化產物的分子式為H2SO4 ，
所以答案是：H2SO4 ；（4）過程①是二氧化硫和氫氧化鈉溶液反應生成亞硫酸鈉和水，反應的離子方程式為：2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O，過程②加入CaO，存在CaO（s）+H2O （l）═Ca（OH）2（s）Ca2+（aq）+2OH﹣（aq），因SO32﹣與Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移動，有NaOH生成，
所以答案是：2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O；SO32﹣與Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移動，有NaOH生成；（5）NH3H2O的Kb=1.8×10﹣5 ， 若氨水的濃度為2.0molL﹣1 ， 由Kb= 可知c（OH﹣）= mol/L=6.0×10﹣3mol/L，
當c（OH﹣）降至1.0×10﹣7 molL﹣1時，c（H+）=1.0×10﹣7 molL﹣1 ， H2SO3的Ka2=6.2×10﹣8 ， 由Ka2= 可知c（SO32﹣）/c（HSO3﹣）= =0.62，
所以答案是：6.0×10﹣3；0.62．
【考點精析】掌握弱電解質在水溶液中的電離平衡和二氧化硫的污染及治理是解答本題的根本，需要知道當弱電解質分子離解成離子的速率等于結合成分子的速率時，弱電解質的電離就處于電離平衡狀態；電離平衡是化學平衡的一種，同樣具有化學平衡的特征．條件改變時平衡移動的規律符合勒沙特列原理；SO2是污染大氣的主要有害物質之一，直接危害是引起呼吸道疾病；形成酸雨pH＜5、6，破壞農作物、森林、草原、使土壤酸性增強等等；含SO2的工業廢氣必須經過凈化處理才能排放到空氣中．