二氧化硫是一種有毒氣體,患有心臟病和呼吸道疾病的人對這種氣體最為敏感,就是正常人在二氧化硫濃度過高的地方呆得太久也會生病。
二氧化硫是一種無色、有刺激性氣味的氣體。空氣中二氧化硫的濃度只有百萬分之一時,我們就會感到胸部有一種被壓迫的不適感。當濃度達到百萬分之八時,人就會感到呼吸困難。二氧化硫的危害還在于它常常跟大氣中的飄塵結合在一起,進入人和其他動物的肺部,或在高空中與水蒸氣結合成酸雨而降落下來,對人和其他動植物造成危害。目前,我國的能源結構主要以煤為主,因此,我國的大氣污染是以煙塵和二氧化硫為代表的典型的煤煙型污染。1989年,科學研究人員對北京的兩個居民區(qū)進行了大氣污染與死亡率的關系研究。研究結果表明,大氣中二氧化硫的濃度每增加1倍,總死亡率就增加11%。所以我們要時刻警惕二氧化硫污染。
據統(tǒng)計,世界各國每年排入大氣中的二氧化硫的總量達1.5億噸以上,而且呈逐年上升趨勢。這些二氧化硫主要是過度燃燒煤和石油生成的。中國是燃煤大國,隨著燃煤量的增加,排放的二氧化硫的量也不斷增加。二氧化硫的大量排放使城市的空氣污染不斷加重,并導致我國出現(xiàn)大面積的酸雨。我國的酸雨主要是硫酸型的,要治理酸雨污染,就要控制二氧化硫的排放量。
為了保護環(huán)境,變廢為寶,我們可以采用多種方法進行煙道氣脫硫,以防止空氣污染并回收和利用二氧化硫。
方法一:冶金廠利用一氧化碳還原二氧化硫。
SO
2+2CO
S+2CO
2方法二:硫酸廠通常用氨水吸收二氧化硫。
SO
2+2NH
3+H
2O=(NH
4)
2SO
3(NH
4)
2SO
3+SO
2+H
2O=2NH
4HSO
3當吸收液達到一定濃度時,再用質量分數(shù)為93%的濃硫酸酸化:
2NH
4HSO
3+H
2SO
4(濃)=(NH
4)
2SO
4+2SO
2↑+2H
2O
(NH
4)
2SO
3+H
2SO
4(濃)=(NH
4)
2SO
4+SO
2↑+H
2O
放出的二氧化硫經液化得到液態(tài)二氧化硫,可用于制取漂白劑、消毒劑,也可用于生產硫酸(前蘇聯(lián)曾用煙道氣生產了百萬噸硫酸)。硫酸銨溶液經過結晶、分離、干燥,可用于制化肥(硫銨)。
方法三:用純堿溶液吸收二氧化硫。
2Na
2CO
3+SO
2+H
2O=2NaHCO
3+Na
2SO
32NaHCO
3+SO
2=Na
2SO
3+2CO
2+H
2O
Na
2SO
3+SO
2+H
2O=2NaHSO
3方法四:用石灰水處理低濃度的二氧化硫煙道氣也具有重要的意義。
其原理是將煙道氣經水洗、冷卻、除塵后,在吸收塔內用質量分數(shù)為10%的石灰乳漿吸收,再將吸收后的漿液用加壓空氣氧化,生成石膏。缺少石膏的日本、美國、瑞典大都采用此法處理煙道氣。
思考題:
1.上述處理和回收二氧化硫的措施分別利用了SO
2的什么性質?
2.你能寫出方法四的化學方程式嗎?