Question

[化學--選修2化學與技術]二氧化硫在工業制硫酸中有著重要作用，但又是煤燃燒的有害氣體．按“循環經濟”的模式，就是要將SO₂收集起來，把它變為有用的東西．
（1）某空氣監測是根據SO₂和溴水的定量反應來測定SO₂的含量．該反應的化學方程式為

 

．
（2）若每次取樣的空氣為200mL，通入足量的溴水中，測得平均有2.408×10¹⁸個電子轉移，則SO₂的含量為

 

mg?L^-1，若規定空氣中SO₂含量不得超過0.02mg?L^-1，則樣氣是否符合大氣的質量標準

 

（填“符合”或“不符合”）．
（3）向氯酸鈉的酸性水溶液中通入二氧化硫，該反應中氧化過程的反應式為：SO₂+2H₂O-2e^-→SO₄^2-+4H⁺；向亞氯酸鈉（NaClO₂）固體中通入用空氣稀釋的氯氣，該反應中還原過程的反應式為：Cl₂+2e^-→2Cl^-．在上述兩個反應中均會生成產物X，則X的化學式為

 

．
A． NaClO    B．NaClO₄    C．HClO    D．ClO₂
（4）在硫酸工業制法中，下列敘述正確的是

 

．
A．硫鐵礦燃燒前要粉碎，因為大塊的黃鐵礦不能在空氣中反應
B．從沸騰爐出來的氣體要凈化，因為爐氣中的SO₂會與雜質反應
C．SO₂氧化成SO₃要用催化劑，這樣可提高SO₂的轉化率
D．SO₃用98.3%的濃硫酸來吸收，目的是為了防止形成酸霧，以提高SO₃吸收效率
（5）如表是壓強對SO₂平衡轉化率的影響

壓強MPa 轉化率% 溫度℃	0.1	0.5	1	10
400	99.2	99.6	99.7	99.9

對于SO₂轉化SO₃的反應，增大壓強可使轉化率

 

（填“增大”、“減少”或“不變”），但在實際工業生產中常采用常壓條件，理由是

 

．

Answer 1

分析：（1）SO₂具有還原性，Br₂具有氧化性，二者發生氧化還原反應；
（2）根據方程式進行計算；
（3）根據化合價變化規律來分析；
（4）A、依據反應物之間的接觸面積越大反應速率越快的原理，送進沸騰爐的礦石要粉碎成細小的礦粒，增大礦石跟空氣的接觸面積，使之充分燃燒；
B、氣體中含有雜質能使催化劑發生中毒；
C、依據催化劑改變反應速率不改變化學平衡；
D、若用水或稀硫酸吸收，輕易形成酸霧，且吸收速度慢；
（5）根據壓強對化學平衡的影響；由題目信息可知根時SO₂的轉化率已經很高，如果增加壓強SO₂的轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失．

解答：解：（1）SO₂具有還原性，Br₂具有氧化性，二者發生氧化還原反應，反應方程式為：SO₂+Br₂+2H₂O=2H₂SO₄+2HBr，故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O=2H₂SO₄+2HBr；
（2）n（e^-）=

2.408×10 18

6.02×10 23

mol=4×10^-6mol，則n（SO₂）=

1

2

n（e^-）=2×10^-6mol，m（SO₂）=2×10^-6mol×64g/mol=1.28×10^-4g，SO₂的含量為：

1.28×10-1mg

0.2L

=0.64mg/L，不符合大氣的質量標準，
故答案為：0.64；不符合；
（3）向氯酸鈉（NaClO₃）的酸性水溶液中通入二氧化硫，SO₂被氧化，則NaClO₃被還原降價，生成物種中Cl氧化態低于NaClO₃（+5價）；向亞氯酸鈉（NaClO₂）固體中通入用空氣稀釋的氯氣，Cl₂被還原，則NaClO₂被氧化升價，生成物種中Cl氧化態高于NaClO₂（+3價）則共同物種Cl氧化態為+4，故選：D；
（4）A、增大反應物濃度、增大反應物間接觸面積，能提高反應速率并使化學平衡向正反應方向移動，以充分提高原料利用率，故A錯誤；
B、氣體中含有雜質能使催化劑發生中毒失去活性，不是因為爐氣中的SO₂會與雜質反應，故B錯誤；
C、催化劑改變反應速率不改變化學平衡，所以SO₂氧化為SO₃時需要使用催化劑，這樣可以加快其反應速率，不可提高SO₂的轉化率，故C錯誤；
D、不能用水吸收三氧化硫而用98.3%的濃硫酸，若用水或稀硫酸吸收，輕易形成酸霧，且吸收速度慢，故D正確；
故選：D；
（5）對于SO₂轉化SO₃的反應，增大壓強可使平衡正向移動，轉化率增大，此時SO₂的轉化率已經很高，如果增加壓強SO₂的轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失，
故答案為：增大；常壓下，SO₂的轉化率已經很高，如果增加壓強SO₂的轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失．

點評：本題主要考查二氧化硫的性質，涉及氧化還原反應、化學反應速率、化學平衡等知識，題目難度中等，注意相關基礎知識的積累．