Question

二氧化硫是硫的重要化合物，在生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)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(yè)生產(chǎn)，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(yīng)制取二氧化硫。

如果用硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫，并希望能控制反應(yīng)速度，上圖中可選用的發(fā)生裝置

是          （填寫字母）。

（2）若用硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取3．36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）二氧化硫，至少需要稱取亞硫酸鈉       g（保留一位小數(shù)）；如果已有4．0%亞硫酸鈉（質(zhì)量分數(shù)），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(shù)）。

（3）實驗室二氧化硫尾氣吸收與工業(yè)煙氣脫硫的化學(xué)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(yīng)為SO₂+Ca(OH)₂→CaSO₃↓+H₂O。吸收產(chǎn)物亞硫酸鈣由管道輸送至氧化塔氧化，反應(yīng)為2CaSO₃+O₂+4H₂O→2CaSO₄·2H₂O。其流程如下圖：

堿法的吸收反應(yīng)為SO₂+2NaOH→Na₂SO₃+H₂O。堿法的特點是氫氧化鈉堿性強、吸收快、效率高。其流程如下圖：

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(xué)原理相同之處是                      。和堿法相比，石灰-石膏法的優(yōu)點是                  ，缺點是                  。

（4）在石灰-石膏法和堿法的基礎(chǔ)上，設(shè)計一個改進的、能實現(xiàn)物料循環(huán)的煙氣脫硫方案（用流程圖表示）。

 

Answer 1

【答案】

（1）ae。

（2）18．9，19．8

（3）酸性氧化物與堿的反應(yīng)。成本低；亞硫酸鈣在輸送中容易造成管道堵塞。

（4）

【解析】用硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫是利用固液不加熱制取氣體裝置，因此選ae；

H₂SO₄＋Na₂SO₃=Na₂SO₄＋SO₂＋H₂O

126g          22．4L

m            3．36L，m=18．9g，

設(shè)含4．0%的亞硫酸鈉的樣品質(zhì)量為100g,則生成硫酸鈉的質(zhì)量為4．5g，則這時亞硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為（100-4．0）/(100-4．0+4．5)=96/100．5，則至少需稱取該亞硫酸鈉18．9×100．5/96=19．8g。石灰-石膏法的優(yōu)點是成本低；缺點是亞硫酸鈣在輸送中容易造成管道堵塞

【考點定位】本題以二氧化硫煙氣處理為情景考查裝置選擇、計算、成本核算、方案設(shè)計及分析問題解決問題的能力。