Question

【題目】含硫化物是自然界中最為重要的自然資源之一，在生產生活中應用非常廣泛。

（1）燃煤煙氣的脫硫(除SO2)技術和脫硝(除NOx)技術是環(huán)境科學研究的熱點。以下是用硫和氮的氧化物之間的相互轉化聯合進行的脫硫和脫硝技術反應的熱化學方程式。

NO2(g)＋SO2(g)＋H2O(l)=H2SO4(l) ＋NO(g) △H=a kJ·mol－1

2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) △H=b kJ·mol－1

① 反應2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(l)=2H2SO4(l) 的△H=_______KJ/mol－1。

② 將SO2通入硫酸鐵溶液也能發(fā)生類似的反應。請寫出該反應的離子方程式____________ 。

（2）MnSO4是重要的基礎錳鹽。工業(yè)上，生產MnSO4的方法有多種。

①一種較為環(huán)保的方法是：利用纖維素水解產物還原軟錳礦的方法生產MnSO4，其反應方程式如下:(C6H10O5)n+nH2SO4→n(C6H11O5)HSO4

n(C6H11O5)HSO4 +nH2O →n C6H12O6+nH2SO4

C6H12O6 +12H2SO4+12MnO2→12MnSO4+6CO2↑+18H2O

從理論上講，每生產1噸MnSO4需要的纖維素的質量為____噸。

②軟錳礦中都含有一定量的砷的化合物，如果不除砷很難達到飼料級的生產標

準。工業(yè)上常用氧化劑來除去其中的砷�？梢猿�去砷的氧化劑有:ClO-、KMnO4、(NH4)2S2O8、O3、H2O2等，但在實際生產中，選用的氧化劑是軟錳礦，可能的原因是_________。

③在生產MnSO4的浸出渣中常會產生一些硫磺，可以利用四氯乙烯來回收硫磺，

回收硫磺過程中受外界影響較大的因素主要有:萃取溫度、液固比等。下圖1是上述3種因素對萃取硫磺質量影響的關系圖。

請根據以上圖表信息，選擇最佳的萃取溫度和液固比_____________。

(3)有人設想用電化學法將SO2轉化為H2SO4的原理如圖2所示。

① 該電解質溶液中質子的流向是_____;(填“從正極流向負極”或“從負極流向正極”)

② 寫出該電池負極反應的電極反應方程式:_________

Answer 1

【答案】2a+bSO2+2Fe3++2H2O=SO42－+2Fe2++4H+ 0.09降低成本，不增加新的雜質80℃、4:1從負極流向正極SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+

【解析】(1)①已知：①NO2(g)+SO2(g)+H2O(l)=H2SO4(l)+NO(g)△H=a kJmol-1，②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=b kJmol-1，由蓋斯定律可知，方程式①×2+②可得2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=2H2SO4(l)，△H=2a+b kJmol-1；
②鐵離子具有氧化性能把二氧化硫氧化為硫酸根離子，則SO2通入硫酸鐵溶液反應的離子方程式為SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+；
(2)①已知：(C6H10O5)n+n H2SO4→n(C6H11O5)HSO4
n(C6H11O5)HSO4+n H2O→n C6H12O6+n H2SO4
C6H12O6+12H2SO4+12MnO2→12MnSO4+6CO2↑+18H2O
則(C6H10O5)n～～n(C6H11O5)HSO4～～n C6H12O6～～12n MnSO4
162n 1812n
xt 1t
解得x=0.09t；

②除雜質不能引入新的雜質，所以不能選用ClO-、KMnO4、(NH4)2S2O8，工業(yè)生產還有考慮成本，選擇軟錳礦作氧化劑可以降低生成成本；

③由題中所給的圖象可知，在80℃和液固比為4：1時，硫磺的萃取質量較大；
(3)①二氧化硫和氧氣形成原電池，二氧化硫失電子為負極，氧氣得電子為正極，溶液中陽離子向正極移動，所以電解質溶液中質子的流向是從負極流向正極；

②負極上二氧化硫失電子生成硫酸根離子，則負極電極方程式為：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+。