Question

1．工業(yè)上以硫鐵礦為原料制硫酸所產(chǎn)生的尾氣除了含有N₂、O₂外，還含有SO₂、微量的SO₃和酸霧．為了保護(hù)環(huán)境，同時(shí)提高硫酸工業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)盡可能將尾氣中的SO₂轉(zhuǎn)化為有用的副產(chǎn)品．請(qǐng)按要求回答下列問題：

（1）硫酸工廠尾氣中的SO₂通常用足量石灰水吸收，然后再用稀硫酸處理．
①寫出上述過程反應(yīng)的化學(xué)方程式：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O、CaSO₃+H₂SO₄=CaSO₄+SO₂↑+H₂O．
②請(qǐng)說出這種尾氣處理方法的優(yōu)點(diǎn)（說出兩點(diǎn)即可）：原料生石灰，硫酸價(jià)格便宜且容易獲得；可得副產(chǎn)品石膏或SO₂可作為生產(chǎn)化肥的原料．
③生產(chǎn)中往往需要向溶液中加入適量的對(duì)苯二酚或?qū)Ρ蕉�胺等還原性物質(zhì)，其目的是防止亞硫酸鹽被氧化，不利于后期二氧化硫回收．
（2）某研究小組用NaOH溶液吸收尾氣中的二氧化硫，將所得的Na₂SO₃溶液進(jìn)行電解循環(huán)再生，這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法；其中陰陽膜組合循環(huán)再生機(jī)理如圖所示，a、b離子交換膜將電解槽分為三個(gè)區(qū)域，電極材料為石墨．
①圖中a表示陽離子交換膜（填“陰”或“陽”）．A～E分別代表生產(chǎn)中的原料或產(chǎn)品，其中C是硫酸，則A是NaOH溶液，E是氫氣．
②陽極的電極反應(yīng)式為SO₃^2--2e^-+H₂O=2H⁺+SO₄^2-．

Answer 1

分析 1）①二氧化硫雨氫氧化鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣，加入硫酸，可生成硫酸鈣和二氧化硫氣體；
②可從原料價(jià)廉易得，SO₂回收利用角度分析；
③加入適量的對(duì)苯二酚或?qū)Ρ蕉�胺等還原性物質(zhì)，可防止亞硫酸鹽被氧化；
（2）①?gòu)腃為硫酸可知，b為陰離子交換膜．故a為陽離子交換膜．在陰極區(qū)應(yīng)為水放電生成氫氣和氫氧根，故A為氫氧化鈉，E為氫氣；
②陽極應(yīng)為亞硫酸根放電生成硫酸根．

解答 解：（1）①SO₂與足量石灰水反應(yīng)，生成亞硫酸鈣和水，亞硫酸鈣和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣、水和二氧化硫，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)分別為SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O、CaSO₃+H₂SO₄=CaSO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O；CaSO₃+H₂SO₄=CaSO₄+SO₂↑+H₂O；
②這種尾氣處理方法的優(yōu)點(diǎn)有：原料生石灰、硫酸價(jià)格便宜且容易獲得；可得到石膏副產(chǎn)品；產(chǎn)生的SO₂含量較高可返回作為原料，
股答案為：原料生石灰，硫酸價(jià)格便宜且容易獲得；可得副產(chǎn)品石膏或SO₂可作為生產(chǎn)化肥的原料；
③加入適量的對(duì)苯二酚或?qū)Ρ蕉�胺等還原性物質(zhì)，可防止亞硫酸鹽被氧化，不利于后期二氧化硫回收，故答案為：防止亞硫酸鹽被氧化，不利于后期二氧化硫回收；
（2）①?gòu)腃為硫酸可知，硫酸根來源于亞硫酸根放電．故b為陰離子交換膜，a為陽離子交換膜，在陰極區(qū)應(yīng)為水放電生成氫氣和氫氧根離子，故A為氫氧化鈉，E為氫氣，
故答案為：陽；NaOH溶液；氫氣；
②陽極應(yīng)為亞硫酸根放電生成硫酸根，反應(yīng)的離子方程式為SO₃^2--2e^-+H₂O=2H⁺+SO₄^2-，故答案為：SO₃^2--2e^-+H₂O=2H⁺+SO₄^2-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查酸雨的防治以及二氧化硫的性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，題目涉及化學(xué)與技術(shù)及工業(yè)生產(chǎn)的考查，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)，題目難度中等．