Question

【題目】二氧化硫是硫的重要化合物，在生產(chǎn)、生活中有廣泛應用。二氧化硫有毒，并且是形成酸雨的主要氣體。無論是實驗室制備還是工業(yè)生產(chǎn)，二氧化硫尾氣吸收或煙氣脫硫都非常重要。

完成下列填空：

（1）實驗室可用銅和濃硫酸加熱或硫酸和亞硫酸鈉反應制取二氧化硫。

如果用硫酸和亞硫酸鈉反應制取二氧化硫，并希望能控制反應速度，上圖中可選用的發(fā)生裝置

是________（填寫字母）。

（2）若用硫酸和亞硫酸鈉反應制取3,36L（標準狀況）二氧化硫，至少需要稱取亞硫酸鈉______g（保留一位小數(shù)）；如果已有4．0%亞硫酸鈉（質(zhì)量分數(shù)），被氧化成硫酸鈉，則至少需稱取該亞硫酸鈉______g （保留一位小數(shù)）。

（3）實驗室二氧化硫尾氣吸收與工業(yè)煙氣脫硫的化學原理相通。石灰-石膏法和堿法是常用的煙氣脫硫法。

石灰-石膏法的吸收反應為SO2+Ca(OH)2→CaSO3↓+H2O。吸收產(chǎn)物亞硫酸鈣由管道輸送至氧化塔氧化，反應為2CaSO3+O2+4H2O→2CaSO4·2H2O。其流程如下圖：

堿法的吸收反應為SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O。堿法的特點是氫氧化鈉堿性強、吸收快、效率高。其流程如下圖：

已知：

試劑	Ca(OH)2	NaOH
價格（元/kg）	0.36	2.9
吸收SO2的成本（元/mol）	0.027	0.232

石灰-石膏法和堿法吸收二氧化硫的化學原理相同之處是____________________。和堿法相比，石灰-石膏法的優(yōu)點是________________，缺點是________________。

（4）在石灰-石膏法和堿法的基礎上，設計一個改進的、能實現(xiàn)物料循環(huán)的煙氣脫硫方案（用流程圖表示）________________。

Answer 1

【答案】ae 18.9 19.8 酸性氧化物與堿的反應 成本低 亞硫酸鈣在輸送中容易造成管道堵塞

【解析】

（1）用硫酸和亞硫酸鈉制取二氧化硫，反應物是固液混合，且該反應不需要加熱，所以可以采用固液混合不加熱型裝置，希望能控制反應速度，則盛放硫酸的儀器必須含有活塞而能控制液體量；
（2）由硫守恒可得：Na2SO3～SO2，根據(jù)關系式及二氧化硫的物質(zhì)的量計算出需要亞硫酸鈉的質(zhì)量；設沒有變質(zhì)的亞硫酸鈉為100g，根據(jù)變質(zhì)的質(zhì)量計算出變質(zhì)后溶液中亞硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù)，再計算出需要變質(zhì)后的亞硫酸鈉的質(zhì)量；
（3）根據(jù)石灰-石膏法和堿法吸收二氧化硫的原理分析相同之處；利用題中已知信息及反應原理判斷石灰-石膏法的優(yōu)點和缺點；
（4）將亞硫酸鈉和氫氧化鈣發(fā)生復分解反應生成NaOH，然后再將亞硫鈣氧化得到二水硫酸鈣，這樣NaOH能循環(huán)利用。

(1)用硫酸和亞硫酸鈉制取SO2的試劑為固態(tài)和液態(tài)，反應條件不需加熱，可通過控制添加硫酸的速率來控制反應速率，結合裝置可知a、e可達到目的；

(2) H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2+H2O

126g 22.4L

m 3.36L

m=18.9g

4g亞硫酸鈉被氧化為硫酸鈉后的質(zhì)量變?yōu)?/span>4.5g，則有4.0%亞硫酸鈉被氧化為硫酸鈉的樣品中，亞硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為95.5%，因此稱取樣品的質(zhì)量為19.8g。

(3)石灰-石膏法與堿法吸收SO2都是利用SO2是酸性氧化物可與堿反應的性質(zhì)來吸收SO2的；利用題中已知和有關信息可知采用石灰-石膏法所用原料易得、成本低等，但因Ca(OH)2堿性弱，導致吸收速率慢、效率低；

(4)依據(jù)上述流程操作存在的缺點，能實現(xiàn)物料循環(huán)的煙氣脫硫方案