Question

【題目】某硫酸廠用以下幾種方法處理SO2尾氣。

(1)活性炭還原法

反應(yīng)原理：恒溫恒容2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)。

反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如圖：

①第一次出現(xiàn)平衡的時(shí)間是第__min；

②0～20min反應(yīng)速率表示為v(SO2)=__；

③30min時(shí)，改變某一條件平衡移動(dòng)，則改變的條件最有可能是__；40min時(shí)，平衡常數(shù)值為__。

(2)亞硫酸鈉吸收法

常溫下，Na2SO3溶液吸收SO2生成NaHSO3，當(dāng)吸收至pH=6時(shí)，吸收液中相關(guān)離子濃度關(guān)系一定正確的是__(填序號(hào))。

a.c(Na+)+c(H+)>c(SO)+c(HSO)+c(OH-)

b.c(Na+)=c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)

c.水電離出的c(OH-)=1×10-8mol·L-1

d.c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(H+)

(3)電化學(xué)處理法

如圖所示，Pt(1)電極的反應(yīng)式為__；堿性條件下，用Pt(2)電極排出的S2O溶液吸收NO2，使其轉(zhuǎn)化為N2，同時(shí)有SO生成。若陽極轉(zhuǎn)移電子6mol，則理論上處理NO2氣體__g。

Answer 1

【答案】20 0.03mol/(Lmin) 減小CO2的濃度 0.675 ac SO2＋2H2O2e＝＋4H＋ 69

【解析】

(1)①各組分濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；
②根據(jù)反應(yīng)速率v＝計(jì)算；
③30min時(shí)，CO2濃度減小，其他物質(zhì)濃度不變，改變的條件是減小CO2的濃度；根據(jù)平衡常數(shù)K＝ 計(jì)算；
(2)常溫下，當(dāng)吸收至pH＝6時(shí)，溶液呈酸性；
(3)Pt(1)電極進(jìn)入SO2，硫酸濃度增大，SO2失電子，作負(fù)極；每1molNO2得電子4mol。

(1)①從圖中可看出20min時(shí)各組分濃度不變，此時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，故答案為：20；

②0～20min時(shí)，SO2濃度變化為1.0mol/L0.4mol/L＝0.6mol/L，則反應(yīng)速率表示為v(SO2)＝＝0.03mol/(Lmin)，故答案為：0.03mol/(Lmin)；

③30min時(shí)，CO2濃度減小，其他物質(zhì)濃度不變，改變的條件是減小CO2的濃度，40min時(shí)的平衡常數(shù)和20min時(shí)相同，20min時(shí)，SO2(g)＝0.4mol/L，S2(g)＝0.3mol/L，CO2(g)＝0.6mol/L，則平衡常數(shù)K＝＝0.675，故答案為：減小CO2的濃度；0.675；

(2)常溫下，當(dāng)吸收至pH＝6時(shí)，

a.根據(jù)電荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝2c()＋c()＋c(OH)，所以c(Na＋)＋c(H＋)＞c()＋c()＋c(OH)，故a正確；

b.根據(jù)物料守恒，當(dāng)溶質(zhì)完全為NaHSO3時(shí)，c(Na＋)＝c()＋c()＋c(H2SO3)，若還存在Na2SO3，則c(Na＋)＞c()＋c()＋c(H2SO3)，故b錯(cuò)誤；

c.電離程度大于水解程度，pH＝6，水電離出c(OH)＝＝l×l08 mol/L，故c正確；

d.pH＝6，c(OH)＜c(H＋)，故d錯(cuò)誤；

故答案為：ac；

(3)SO2在Pt(1)電極失電子生成，電極反應(yīng)式為SO2＋2H2O2e＝＋4H＋，NO2中N的化合價(jià)為＋4價(jià)，轉(zhuǎn)化為0價(jià)的N2，每1molNO2得電子4mol，若陽極轉(zhuǎn)移電子6mol，則理論上處理NO2氣體為＝1.5mol，m(NO2)=，

故答案為：SO2＋2H2O2e＝＋4H＋；69