Question

【題目】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40%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→2CaSO42H2O．其流程如圖1，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．其流程如圖2：

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；33.1
（3）利用SO2是酸性氧化物，可與堿反應；原料易得，成本低；亞硫酸鈣在輸送中容易造成管道堵塞，吸收速率慢，效率低
（4）
【解析】解：（1.）用硫酸和亞硫酸鈉制取二氧化硫，反應物是固液混合，且該反應不需要加熱，所以可以采用固液混合不加熱型裝置，希望能控制反應速度，則盛放硫酸的儀器必須含有活塞而能控制液體量，符合條件的是ae裝置，故選ae；
（2.）由硫守恒可得：Na2SO3～SO2 ， 因此需稱取亞硫酸鈉的質量為：m（Na2SO3）=126gmol﹣1× =18.9g；
設沒有變質的亞硫酸鈉為100g，則有40g亞硫酸鈉被氧化成硫酸鈉，4g亞硫酸氧化為硫酸鈉后質量變為：4g× =45g，則有40%亞硫酸鈉被氧化為硫酸鈉的樣品中亞硫酸鈉的質量分數為： ×100%=57.14%，
因此稱取變質后樣品的質量應為： =33.1g；所以答案是：18.9；33.1；
（3.）灰﹣石膏法與堿法吸收SO2都是利用SO2是酸性氧化物可與堿反應的性質來吸收SO2的；利用題中已知和有關信息可知采用石灰﹣石膏法所用原料易得、成本低等；由于吸收產物亞硫酸鈣由管道輸送至氧化塔氧化，所以缺點為亞硫酸鈣在輸送中容易造成管道堵塞，導致吸收速率慢、效率低，所以答案是：利用SO2是酸性氧化物，可與堿反應；原料易得，成本低；亞硫酸鈣在輸送中容易造成管道堵塞，吸收速率慢，效率低；
（4.）將亞硫酸鈉和氫氧化鈣發生復分解反應生成NaOH，然后再將亞硫鈣氧化得到二水硫酸鈣，這樣NaOH能循環利用，改進后的流程圖為 ，
所以答案是： ．