Question

（10分）直接排放含SO₂的煙氣會(huì)形成酸雨，危害環(huán)境。利用鈉堿循環(huán)法可脫除煙氣中的SO₂。

（1）用化學(xué)方程式表示S形成硫酸酸雨的反應(yīng)方程式　　　　　　，　　　　　　。

（2）在鈉堿循環(huán)法中，Na₂SO₃溶液作為吸收液，可由NaOH溶液吸收SO₂制得，該反應(yīng)的離子方程式是                         。

（3）吸收液吸收SO₂的過程中，pH隨n(SO₃²^﹣)，n(HSO₃^﹣)變化關(guān)系如下表:

n(SO3²﹣):，n(HSO3﹣)	91：9	1：1	1：91
PH	８.２	7.2	6.2

①上表判斷NaHSO₃溶液顯　　　　　　性，用化學(xué)平衡原理解釋:　　　　　　　　　　　　　

②當(dāng)吸收液呈中性時(shí)，溶液中離子濃度關(guān)系正確的是(選填字母):　　　　　　　　　　　　

（4）當(dāng)吸收液的pH降至約為6時(shí)，送至電解槽再生。再生示意圖如下:

①HSO₃^-在陽極放電的電極反應(yīng)式是　　　　　　　　　　　　　　　。

②當(dāng)陰極室中溶液PH升至8以上時(shí)，吸收液再生并循環(huán)利用。簡述再生原理:　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　。

 

Answer 1

【答案】

（1）SO₂+H₂OH₂SO₃   2H₂SO₃+O₂ 2H₂SO₄

（2）2OH^-+ SO₂=H₂O+SO₃^2- 

（3）①酸性  HSO₃^-存在：HSO₃^-H⁺+SO₃^2-和HSO₃^-+H₂OH₂SO₃+OH^-，HSO₃^-的電離程度強(qiáng)于水解程度。       ②a b

（4）①HSO₃^-+H₂O-2e^-= SO₄^2-+3H⁺ 

②H⁺在陰極得電子生成H₂，溶液中c（H⁺）降低，促使HSO₃^-電離生成SO₃^2-，且Na⁺進(jìn)入陰極室，吸收液就可以再生。 

【解析】

試題分析：（1）SO₂形成硫酸型酸雨時(shí)，二氧化硫和空氣中的水、氧氣反應(yīng)得到硫酸：SO₂+H₂OH₂SO₃，2 H₂SO₃+O₂2H₂SO₄；

（2）二氧化硫被氫氧化鈉溶液吸收制備亞硫酸鈉溶液時(shí)：SO₂+2OH^- =SO₃^2-+H₂O；

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可知，n(SO₃²﹣):n(HSO₃﹣)=1:91時(shí)，溶液的pH值為酸性，故NaHSO₃溶液顯酸性，在亞硫酸氫鈉溶液中HSO₃^－存在：HSO₃^－SO₃^2-+H^＋和HSO₃^－+H₂O=H₂SO₃+OH^－，HSO₃^－的電離程度強(qiáng)于水解程度，故溶液呈酸性。當(dāng)吸收液呈中性時(shí)，溶液中的c（H^＋）=c（OH^－），由于溶液中存在著電荷守恒，故c（Na^＋）+c（H^＋）=2c（SO₃^2-）+ c（HSO₃^－）+c（OH^－），可推出：c（Na^＋）=2c（SO₃^2-）＋c（HSO₃^－），a對(duì)；由于n(SO₃²﹣):n(HSO₃﹣)=1：1時(shí)，溶液的pH值為7.2，故中性時(shí)一定有c（HSO₃^－）> c（SO₃^2-），可推出：c（Na^＋）> c（HSO₃^－）> c（SO₃^2-）>c（H^＋）=c（OH^－），b對(duì)；

（4）根據(jù)電解槽所示的變化，可知HSO₃^-在陽極放電的電極反應(yīng)式是：HSO₃^-+H₂O-2e^- =3H⁺+SO₄^2-；H⁺在陰極得電子生成H₂，溶液中的c（H^＋）降低，促使HSO₃^-電離生成SO₃^2-，且Na+進(jìn)入陰極室，吸收液得以再生。

考點(diǎn)：電離平衡，原電池

點(diǎn)評(píng)：本題綜合性強(qiáng)，難度較大，主要考查學(xué)生分析解決問題的能力