20.SO2是重要的大氣污染物,工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的含SO2煙氣必須脫硫后才能排放,脫去煙氣中SO2的方法有多種,回答下列問題:
(1)“熱解氣還原法”:CO還原SO2生成S4和CO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為8CO+4SO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$S4+8CO2
(2)“濕式吸收法”:利用吸收劑與SO2發(fā)生反應(yīng)從而脫硫.
①下列試劑中適合用作該法吸收劑的是c(填字母,下同).
a.澄清石灰水  b.濃硫酸  C.Na2CO3溶液
②“鈉堿法”用NaOH溶液作吸收劑,向100mL0.2mol•L-1NaOH溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.448LSO2氣體,反應(yīng)后測得溶液pH<7,則溶液中下列各離子濃度關(guān)系正確的是ab.
a.c(HSO3->c(SO32-)>c(H2SO3
b.c(OH-)+c(SO32-)=c(H+)+c(H2SO3
c.c(Na+)+c(H+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(OH-
③工業(yè)上常用Na2SO3溶液吸收煙氣中的SO2,將煙氣通入1.0mol•L-1的Na2SO3溶液,溶液pH不斷減。ㄔO(shè)這個過程中溶液體積不變),當(dāng)溶液pH約為6時,吸收SO2的能力顯著下降,應(yīng)更換吸收劑,此時溶液中c(SO32-)=0.2mol•L-1,則溶液中c(HSO3-)=1.6mol/L.
④“亞硫酸銨吸收法”用(NH42SO3溶液在吸收塔中封閉循環(huán)脫硫,發(fā)生的主要反應(yīng)為(NH42SO3+SO2+H2O═2NH4HSO3,測得25℃時溶液pH與各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖1所示,a點時n(HSO3-):n(H2SO3)=1:1,b點時溶液pH=7,則n(NH4+):n(HSO3-)=3:1.
(3)“離子膜電解法”利用硫酸鈉溶液吸收SO2,再用惰性電極電解,將陰極區(qū)溶液導(dǎo)出,經(jīng)過濾分離硫磺后,可循環(huán)吸收利用,裝置如圖2所示,則陰極的電極反應(yīng)式為SO2+4H++4e-═S+2H2O,陽極產(chǎn)生氣體的化學(xué)式為O2

分析 (1)依據(jù)原子個數(shù)守恒、得失電子守恒書寫方程式;
(2)①根據(jù)脫硫的原理,適合用作該法吸收劑的是能與SO2發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì);
②n(SO2)=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol,n(NaOH)=0.1L×0.2mol/L=0.02mol,二者反應(yīng)的化學(xué)方程式為:SO2+NaOH=NaHSO3,反應(yīng)后測得溶液pH<7,NaHSO3溶液呈酸性,說明HSO3-電離程度大于水解程度,結(jié)合溶液的電中性原則、物料守恒以及質(zhì)子守恒解答該題;
③結(jié)合Na2SO3+SO2+H2O═2NaHSO3分析離子濃度,溶液pH約為6時,吸收SO2的能力顯著下降,溶質(zhì)為NaHSO3,則電離大于其水解;
④根據(jù)圖象曲線在二者比值的變化及亞硫酸銨、亞硫酸氫銨的化學(xué)式組成進行分析、計算;
(3)電解池中陽極發(fā)生氧化反應(yīng),氫氧根離子失去電子生成氧氣;陰極發(fā)生還原反應(yīng),二氧化硫在酸性環(huán)境下得到電子生成硫單質(zhì),據(jù)此解答.

解答 解:(1)由題意知:“熱解氣還原法”:CO還原SO2生成S4和CO2,依據(jù)原子個數(shù)守恒和得失電子守恒該反應(yīng)的化學(xué)方程式:8CO+4SO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$S4+8CO2;
故答案為:8CO+4SO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$S4+8CO2
(2)①a.澄清石灰水中氫氧根離子濃度較低,不適合做吸收劑,故a不選;
  b.濃硫酸與二氧化硫不反應(yīng),不能吸收二氧化硫,故b不選;
  C.亞硫酸的酸性強于碳酸,所以二氧化硫能與Na2CO3溶液反應(yīng),SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2,能夠做吸收劑,故c選;
故選:c;
②(SO2)=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol,n(NaOH)=0.1L×0.2mol/L=0.02mol,二者反應(yīng)的化學(xué)方程式為:SO2+NaOH=NaHSO3,
a.亞硫酸是弱酸,反應(yīng)后測得溶液pH<7,NaHSO3溶液呈酸性,說明HSO3-電離程度大于水解程度,即c(SO32-)>c(H2SO3),NaHSO3溶液是鹽溶液,電離出鈉離子和亞硫酸氫根離子,HSO3-電離和水解程度相對于亞硫酸鈉的電離都比較小,所以c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3),故a正確;
b.根據(jù)亞硫酸氫鈉溶液中的質(zhì)子守恒可得:c(OH-)+c(SO32-)=c(H+)+c(H2SO3),故b正確;
c.溶液中一定存在電荷守恒,陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于陰離子所帶的負電荷總數(shù)即:c(Na+)+c(H+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-),故c錯誤;
故選:ab;
③由Na2SO3+SO2+H2O═2NaHSO3,c(SO32-)的濃度是0.2mol•L-1,依據(jù)原子個數(shù)守恒則反應(yīng)的Na2SO3溶液為1.0mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L,由反應(yīng)中的物質(zhì)的量關(guān)系可知,生成的c(HSO3-)為:0.8mol/L×2=1.6mol/L,
故答案為:1.6mol/L;
④“亞硫酸銨吸收法”用(NH42SO3溶液在吸收塔中封閉循環(huán)脫軌,發(fā)生的主要反應(yīng)為(NH42SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3,測得25℃時溶液pH與各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖1所示,根據(jù)圖象可知a點時兩個比值相等,則n(HSO3-):n(H2SO3)=1:1;
b點時溶液pH=7,根據(jù)電荷守恒可知n(NH4+)=n(HSO3-)+2n(SO32-),又根據(jù)圖象曲線可知,n(HSO3-)=n(SO32-),則n(NH4+):n(HSO3-)=(1+2):1=3:1,
故答案為:1:1;3:1;
(3)電解池中陽極發(fā)生氧化反應(yīng),氫氧根離子失去電子生成氧氣;陰極發(fā)生還原反應(yīng),二氧化硫在酸性環(huán)境下得到電子生成硫單質(zhì),電極反應(yīng)式為:SO2+4H++4e-═S+2H2O;
故答案為:SO2+4H++4e-═S+2H2O;O2

點評 本題為綜合題,設(shè)計二氧化硫的性質(zhì)、有關(guān)方程式計算、離子濃度大小比較、電解池,熟悉相關(guān)知識是解題關(guān)鍵,注意溶液中三大守恒定律的應(yīng)用,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

10.下表為元素周期表的一部分,請參照下列元素在表中的位置,用化學(xué)用語回答下列問題:
(1)上述元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物中堿性最強的是NaOH(填化學(xué)式),其中含有的化學(xué)鍵類型是:離子鍵、共價鍵,c元素10電子的氫化物的結(jié)構(gòu)式為
(2)寫出e2d2的電子式為
(3)用電子式表示bd2的形成過程
(4)由a單質(zhì)和d的常見單質(zhì)組成的燃料電池,其電解質(zhì)溶液為KOH溶液,則正極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e-═4OH-,工作一段時間后,電解質(zhì)溶液的PH會減。ㄟx填變大、變小、不變),若該電池每消耗2.24L a單質(zhì)(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1.204×1023
(5)d的氫化物與i的氫化物的沸點較高的是H2O(填化學(xué)式),原因是H2O分子間存在氫鍵.
(6)由表中兩種元素的原子按1:1組成的常見液態(tài)化合物的稀溶液易被催化分解,可使用的催化劑為AB.
A.MnO2  B.FeCl3 C.Na2SO3 D.K2SO4
(7)已知由a、b形成的一種化合物,其相對分子質(zhì)量在30~50之間,且b的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{6}{7}$.該化合物的分子式為C3H6

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11.是一種醫(yī)學(xué)中間體,常用來制備抗凝血藥,可通過下列路線合成:

回答下列問題:
(1)A能與新制氫氧化銅發(fā)生反應(yīng)生成磚紅色沉淀,A的結(jié)構(gòu)簡式是CH3CHO.
(2)B的含氧官能團的名稱是羧基,C+E→F的反應(yīng)類型是取代反應(yīng).
(3)F的分子式是C10H10O4,該分子的最大質(zhì)荷比為194.
(4)符合下列條件的有機物的同分異構(gòu)體有3種,請寫出一種的結(jié)構(gòu)簡式中的任意一種.
a.與F互為同分異構(gòu)體b.含苯環(huán)c.屬于二元羧酸d.苯環(huán)上只有一個取代基
(5)寫出G和過量NaOH溶液共熱時反應(yīng)的化學(xué)方程式:
(6)下列關(guān)于以上物質(zhì)的敘述正確的是②(填序號).
①1molD能與2molNaHCO3溶液反應(yīng)
②E可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
③B物質(zhì)與甲酸甲酯不能根據(jù)核磁共振氫譜來鑒別
④1molG最多能與5molH2發(fā)生加成反應(yīng).

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8.下列各組物質(zhì)的性質(zhì)中不正確的是( 。
A.酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4B.熱穩(wěn)定性:H2S>H2O>HF
C.堿性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3D.氧化性:F2>Cl2>Br2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù),下列敘述正確的是( 。
A.常溫常壓下,22.4 L NO2中含有NA個分子
B.1 mol羥基中電子數(shù)為10 NA
C.R2+的質(zhì)量數(shù)為A,中子數(shù)為N,則n g R該價態(tài)的氧化物中含質(zhì)子數(shù)為$\frac{n}{A+16}$(A-N+8)NA
D.在反應(yīng)KIO3+6HI═KI+3I2+3H2O中,每生成3 mol I2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6 NA

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5.X、Y、Z、W、R是短周期元素,X原子的電子總數(shù)等于其電子層數(shù)的3倍,Y元素在地殼中的含量很多,Z+、W2+、與Y2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu),R原子的核外電子數(shù)是X原子與Z原子的核外電子數(shù)之和.下列敘述正確的是( 。
A.元素Z、W分別與Y形成的常見化合物均為堿性氧化物
B.X和R形成的常見化合物中各原子都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
C.離子半徑的大小順序為:Z+>W(wǎng)2+>Y2-
D.含有Y、Z、R三種元素的化合物最多只有3種

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12.為了實現(xiàn)下列實驗?zāi)康,依?jù)下表提供的主要儀器,所用的試劑合理的是( 。
 選項實驗?zāi)康?nbsp;主要儀器 試劑 
 A 測定氨水的濃度 錐形瓶、滴定管、燒杯 氨水、1mol/L鹽酸、甲基橙
 B 制備Fe(OH)3膠體 燒杯、膠頭滴管、酒精燈 飽和FeCl3溶液、NaOH溶液
 C 檢驗丙烯醛中的碳碳雙鍵 試管、膠頭滴管 丙烯醛、溴水
 D 配制100mL1mol/L硫酸 容量瓶、膠頭滴管、10mL量筒、燒杯 18mol/L硫酸、蒸餾水
A.AB.BC.CD.D

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9.硒(Se)是人體必需的微量元素,它的一種同位素是${\;}_{34}^{80}$Se.下列有關(guān)該同位素的說法止確的是(  )
A.質(zhì)子數(shù)為80B.中子數(shù)為46C.電子數(shù)為114D.質(zhì)量數(shù)為34

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10.下列各組中的兩種有機物一定互為同系物的是( 。
A.CH4O和C2H6OB.C2H4和C6H12C.C2H2和C4H6D.CH4和C3H8

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