Question

（15分）近年來，為提高能源利用率，西方提出共生系統(tǒng)。特指為提高經(jīng)濟效益，人類生產(chǎn)活動盡可能多功能化。共生工程將會大大促進化學(xué)工業(yè)的發(fā)展。

（1）由于共生工程的應(yīng)用，利用發(fā)電廠產(chǎn)生的SO2制成自發(fā)電池，其電池反應(yīng)方程式為：2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4，該電池電動勢為1.06V。實際過程中，將SO2通入電池的 極（填“正”或“負”），負極反應(yīng)式為 。用這種方法處理SO2廢氣的優(yōu)點是 。

（2）以硫酸工業(yè)的SO2尾氣、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氫銨和氯化鉀等為原料，可以合成有重要應(yīng)用價值的硫化鈣、硫酸鉀、亞硫酸銨等物質(zhì)。合成路線如下：

①生產(chǎn)中，向反應(yīng)II中的溶液中加入適量還原性很強的對苯二酚等物質(zhì)，其目的是 。

②下列有關(guān)說法正確的是 。

A．反應(yīng)Ⅰ中需鼓入足量空氣，以保證二氧化硫充分氧化生成硫酸鈣

B．反應(yīng)III中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaSO4＋4CCaS＋4CO↑

C．反應(yīng)IV需控制在60～70℃,目的之一是減少碳酸氫銨的分解

D．反應(yīng)V中的副產(chǎn)物氯化銨可用作氮肥

③反應(yīng)V中選用了40%的乙二醇溶液，溫度控制在25℃，此時硫酸鉀的產(chǎn)率超過90%，選用40%的乙二醇溶液原因是 。

④（NH4)2SO3可用于電廠等煙道氣中脫氮，將氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮氣，同時生成一種氮肥，形成共生系統(tǒng)。寫出二氧化氮與亞硫酸銨反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

Answer 1

（15分）

（1）負（2分） SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋ （2分）

利用上述電池，可回收大量有效能，副產(chǎn)品為H2SO4，減少環(huán)境污染，實現(xiàn)（能質(zhì)）共生。（2分）

（2）①防止亞硫酸銨被氧化（2分） ②ABCD（3分）

③K2SO4在有機溶劑乙二醇中溶解度小，能充分析出（2分）

④4(NH4)2SO3＋2NO2＝4(NH4)2SO4＋N2（2分）

【解析】

試題分析：（1）SO2轉(zhuǎn)化為H2SO4，S元素化合價升高，則SO2失去電子，所以將SO2通入電池的負極；根據(jù)化合價的變化配平可得負極電極方程式：SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋；利用自發(fā)電池處理SO2，可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，可回收大量有效能，通過電池反應(yīng)生成H2SO4，為副產(chǎn)品，減少環(huán)境污染，實現(xiàn)（能質(zhì)）共生。

（2）①反應(yīng)出II為二氧化硫與氨水反應(yīng)生成亞硫酸銨，因為亞硫酸銨具有還原性，容易被氧氣氧化，所以加入適量還原性很強的對苯二酚等物質(zhì)，目的是：防止亞硫酸銨被氧化。

②A、反應(yīng)Ⅰ為SO2與CaCO3、O2反應(yīng)生成CaSO4，O2為氧化劑，所以需鼓入足量空氣，以保證二氧化硫充分氧化生成硫酸鈣，故A正確；B、根據(jù)化學(xué)流程，反應(yīng)物為CaSO4和C，生成物為CaS和CO，配平可得化學(xué)方程式：CaSO4＋4C CaS＋4CO↑，故B正確；C、碳酸氫銨受熱易分解，所以反應(yīng)IV需控制在60～70℃,目的之一是減少碳酸氫銨的分解，故C正確；D、反應(yīng)V中的副產(chǎn)物氯化銨含氮元素，可用作氮肥，故D正確。

③K2SO4易溶于水，但在有機溶劑乙二醇中溶解度小，能充分析出。

④根據(jù)題目所給信息，反應(yīng)物為（NH4)2SO3與NO2，生成物為氮氣和一種氮肥—(NH4)2SO4，配平可得化學(xué)方程式：4(NH4)2SO3＋2NO2＝4(NH4)2SO4＋N2。

考點：本題考查化學(xué)流程的分析、原電池原理、方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)原理。