Question

近年來，江蘇省酸雨污染較為嚴(yán)重，防治酸雨成了迫在眉睫的問題．
（1）有人提出了一種利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品治理含二氧化硫廢氣的方法，流程如下：
（Ⅰ）將含SO₂的廢氣通入電解飽和食鹽水所得溶液中，得NaHSO₃溶液．
（Ⅱ）將電解飽和食鹽水所得氣體反應(yīng)后制得鹽酸．
（Ⅲ）將鹽酸加入NaHSO₃溶液中得SO₂氣體回收，生成的NaCl循環(huán)利用．
①寫出步驟（Ⅰ）反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

②寫出步驟（Ⅲ）反應(yīng)的離子方程式：

 

（2）還有學(xué)者提出利用 Fe²⁺、Fe³⁺等離子的催化作用，常溫下將SO₂氧化成SO₄^2一而實(shí)現(xiàn)SO₂的回收利用．某研究性學(xué)習(xí)小組據(jù)此設(shè)計(jì)了如下1方案，在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)定轉(zhuǎn)化器中SO₂氧化成SO₄^2一的轉(zhuǎn)化率．

①該小組采用圖2裝置在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定模擬煙氣中SO₂的體積分?jǐn)?shù)，X溶液可以是（填序號(hào)）

 

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A．碘的淀粉溶液   B．酸性高錳酸鉀溶液   C．氫氧化鈉溶液    D．氯化鋇溶液
②若上述實(shí)驗(yàn)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行的，X是已知體積和物質(zhì)的量濃度的溶液，欲測(cè)定轉(zhuǎn)化器中SO₂氧化成SO₄^2一的轉(zhuǎn)化率，已知?dú)怏w流速，還需測(cè)定的數(shù)據(jù)是

 

（3）新型氨法煙氣脫硫技術(shù)采用氨吸收煙氣中SO₂生成亞硫酸銨和亞硫酸氫銨，再用一定量的磷酸進(jìn)行反應(yīng)，在反應(yīng)回收SO₂后的混合物中通入適量的氨氣得到一種產(chǎn)品．該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是

 

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（4）為進(jìn)一步減少SO₂的污染并變廢為寶，人們正在探索用CO還原SO₂得到單質(zhì)硫的方法來除去SO₂．該方法涉及到的化學(xué)反應(yīng)為：SO₂+2CO=2CO₂+

1

x

S_x、CO+

1

x

S_x=COS、2COS+SO₂=2CO₂+

3

x

S_x．其中COS中“C”化合價(jià)為

 

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（5）若生活污水中含大量的氮化合物，通常用生物膜脫氮工藝進(jìn)行處理：首先在消化細(xì)菌的作用下將NH₄⁺氧化為NO₃^-：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O，然后加入甲醇，NO₃^-和甲醇轉(zhuǎn)化為兩種無(wú)毒氣體．請(qǐng)寫出加入甲醇后反應(yīng)的離子方程式

 

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Answer 1

分析：（1）①將含SO₂的廢氣通入電解飽和食鹽水所得溶液中，得NaHSO₃溶液；
②將鹽酸加入NaHSO₃溶液中得SO₂氣體；
（2）測(cè)定模擬煙氣中SO₂的體積分?jǐn)?shù)，可根據(jù)二氧化硫氣體的還原性，與具有氧化性的酸性高錳酸鉀或碘水反應(yīng)，通過顏色的變化判斷；欲測(cè)定轉(zhuǎn)化器中SO₂氧化成SO₄^2-的轉(zhuǎn)化率，還需要測(cè)定時(shí)間和生成沉淀的質(zhì)量；
（3）采用氨吸收煙氣中SO₂生成亞硫酸銨和亞硫酸氫銨，可作為肥料，減低污染；
（4）C的非金屬性小于O和S，結(jié)構(gòu)式為O=C=S，C的化合價(jià)為+4價(jià)；
（5）依據(jù)題干信息結(jié)合物質(zhì)組成元素分析判斷生成無(wú)毒氣體為二氧化碳和氮?dú)�，結(jié)合原子守恒寫出化學(xué)方程式；

解答：解：（1）①電解飽和食鹽水所得溶液為氫氧化鈉溶液，二氧化硫通入和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO₂+NaOH=NaHSO₃；
故答案為：SO₂+NaOH=NaHSO₃；
②將鹽酸加入NaHSO₃溶液中得SO₂氣體，反應(yīng)的離子方程式為：HSO₃^-+H⁺═SO₂+H₂O；
故答案為：HSO₃^-+H⁺═SO₂+H₂O；
（2）測(cè)定模擬煙氣中SO₂的體積分?jǐn)?shù)，可根據(jù)二氧化硫氣體的還原性，與具有氧化性的酸性高錳酸鉀或碘水反應(yīng)，通過顏色的變化判斷，選項(xiàng)中AB符合，都有顏色，且都具有氧化性，能與二氧化硫反應(yīng)，欲測(cè)定轉(zhuǎn)化器中SO₂氧化成SO₄^2-的轉(zhuǎn)化率，還需要測(cè)定時(shí)間和生成沉淀的質(zhì)量；
故答案為：AB；實(shí)驗(yàn)時(shí)間和加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液后生成沉淀的質(zhì)量；
（3）采用氨吸收煙氣中SO₂生成亞硫酸銨和亞硫酸氫銨，可作為肥料，減低污染，達(dá)到充分利用資源的目的，
故答案為：變廢為肥，充分利用資源，降低污染；
（4）C的非金屬性小于O和S，結(jié)構(gòu)式為O=C=S，C的化合價(jià)為+4價(jià)；
故答案為：+4．
（5）消化細(xì)菌的作用下將NH₄⁺氧化為NO₃^-：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O，然后在該酸性溶液是硝酸溶液，具有強(qiáng)氧化性，加入甲醇，硝酸根離子和氫離子能氧化甲醇為無(wú)毒氣體為二氧化碳，NO₃^-和甲醇轉(zhuǎn)化為兩種無(wú)毒氣體，推斷硝酸鋇還原為氮?dú)猓�反�?yīng)的離子方程式為：6NO₃^-+5CH₃OH+6H⁺=3N₂↑+5CO₂↑+13H₂O；
故答案為：6NO₃^-+5CH₃OH+6H⁺=3N₂↑+5CO₂↑+13H₂O；

點(diǎn)評(píng)：本題考查酸雨的治理原理探究，鹽類水解，氧化還原反應(yīng)的分析判斷，本題注意（2）（4）為易錯(cuò)點(diǎn)，注意二氧化硫的性質(zhì)，以及COS的結(jié)構(gòu)，題目難度中等．