Question

【題目】（14分）H2S和SO2會對環(huán)境和人體健康帶來極大的危害，工業(yè)上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，回答下列方法中的問題．
Ⅰ．H2S的除去
方法1：生物脫H2S的原理為：
H2S+Fe2（SO4）3═S↓+2FeSO4+H2SO4
4FeSO4+O2+2H2SO4 2Fe2（SO4）3+2H2O
（1）硫桿菌存在時，F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無菌時的5×105倍，該菌的作用是 ．
（2）由圖1和圖2判斷使用硫桿菌的最佳條件為 ． 若反應(yīng)溫度過高，反應(yīng)速率下降，其原因是 ．

（3）方法2：在一定條件下，用H2O2氧化H2S
隨著參加反應(yīng)的n（H2O2）/n（H2S）變化，氧化產(chǎn)物不同．當(dāng)n（H2O2）/n（H2S）=4時，氧化產(chǎn)物的分子式為 ．
（4）Ⅱ．SO2的除去
方法1（雙堿法）：用NaOH吸收SO2 ， 并用CaO使NaOH再生
NaOH溶液 Na2SO3溶液
寫出過程①的離子方程式：；CaO在水中存在如下轉(zhuǎn)化：
CaO（s）+H2O （l）═Ca（OH）2（s）Ca2+（aq）+2OH﹣（aq）
從平衡移動的角度，簡述過程②NaOH再生的原理 ．
（5）方法2：用氨水除去SO2
已知25℃，NH3H2O的Kb=1.8×10﹣5 ， H2SO3的Ka1=1.3×10﹣2 ， Ka2=6.2×10﹣8 ． 若氨水的濃度為2.0molL﹣1 ， 溶液中的c（OH﹣）=molL﹣1 ． 將SO2通入該氨水中，當(dāng)c（OH﹣）降至1.0×10﹣7 molL﹣1時，溶液中的c（SO32﹣）/c（HSO3﹣）= ．

Answer 1

【答案】
（1）降低反應(yīng)活化能
（2）30℃、pH=2.0；蛋白質(zhì)變性（或硫桿菌失去活性）
（3）H2SO4
（4）2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O；SO32﹣與Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移動，有NaOH生成
（5）6.0×10﹣3；0.62
【解析】解：（1）4FeSO4+O2+2H2SO4 2Fe2（SO4）3+2H2O，硫桿菌存在時，F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無菌時的5×105倍，該菌的作用是做催化劑降低反應(yīng)的活化能，
所以答案是：降低反應(yīng)活化能（或作催化劑）；（2）從圖象中分析可知，使用硫桿菌的最佳條件是亞鐵離子氧化速率最大時，需要的溫度和溶液pH分別為：30℃、pH=2.0，反應(yīng)溫度過高，反應(yīng)速率下降是因為升溫使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，催化劑失去生理活性，
所以答案是：30℃、pH=2.0； 蛋白質(zhì)變性（或硫桿菌失去活性）；（3）當(dāng) =4時，結(jié)合氧化還原反應(yīng)電子守恒，4H2O2～4H2O～8e﹣ ， 電子守恒得到H2S變化為+6價化合物，H2S～H2SO4～8e﹣ ， 氧化產(chǎn)物的分子式為H2SO4 ，
所以答案是：H2SO4 ；（4）過程①是二氧化硫和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O，過程②加入CaO，存在CaO（s）+H2O （l）═Ca（OH）2（s）Ca2+（aq）+2OH﹣（aq），因SO32﹣與Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移動，有NaOH生成，
所以答案是：2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O；SO32﹣與Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移動，有NaOH生成；（5）NH3H2O的Kb=1.8×10﹣5 ， 若氨水的濃度為2.0molL﹣1 ， 由Kb= 可知c（OH﹣）= mol/L=6.0×10﹣3mol/L，
當(dāng)c（OH﹣）降至1.0×10﹣7 molL﹣1時，c（H+）=1.0×10﹣7 molL﹣1 ， H2SO3的Ka2=6.2×10﹣8 ， 由Ka2= 可知c（SO32﹣）/c（HSO3﹣）= =0.62，
所以答案是：6.0×10﹣3；0.62．
【考點精析】掌握弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡和二氧化硫的污染及治理是解答本題的根本，需要知道當(dāng)弱電解質(zhì)分子離解成離子的速率等于結(jié)合成分子的速率時，弱電解質(zhì)的電離就處于電離平衡狀態(tài)；電離平衡是化學(xué)平衡的一種，同樣具有化學(xué)平衡的特征．條件改變時平衡移動的規(guī)律符合勒沙特列原理；SO2是污染大氣的主要有害物質(zhì)之一，直接危害是引起呼吸道疾病；形成酸雨pH＜5、6，破壞農(nóng)作物、森林、草原、使土壤酸性增強等等；含SO2的工業(yè)廢氣必須經(jīng)過凈化處理才能排放到空氣中．