Question

20．化學(xué)反應(yīng)原理揭示了不同的物質(zhì)在水溶液中有不同的行為．請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題：（已知：H₂SO₃：Ka₁=1.7×10^-2，Ka₂=6.0×10^-8； NH₃•H₂O：K_b=1.8×10^-5）
（1）將等物質(zhì)的量的SO₂與NH₃溶于水充分反應(yīng)，所得溶液呈酸性，該溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)椋篶（NH₄⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2--）＞c（OH^-），所得溶液中c（H⁺）-c（OH^-）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）-c（NH₄⁺）（填寫(xiě)表達(dá)式）
（2）用NaOH溶液吸收煙氣中的SO₂，將所得的Na₂SO₃溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時(shí)得到H₂SO₄，其原理如右圖所示（電極材料為石墨）．

①圖中a極要連接電源的（填“正”或“負(fù)”）負(fù)極；C口流出的物質(zhì)是硫酸．
②SO₃^2-放電的電極反應(yīng)式為SO₃^2--2e^-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺．

Answer 1

分析 （1）等物質(zhì)的量的SO₂與NH₃溶于水充分反應(yīng)生成亞硫酸氫銨，亞硫酸氫根離子電離使溶液顯酸性，依據(jù)溶液中電荷守恒分析；
（2）①依據(jù)電解質(zhì)溶液中陰陽(yáng)離子的移動(dòng)方向判斷電極，陽(yáng)離子移向陰極可以判斷①圖中a極要連接電源的負(fù)極，SO₃^2-在陽(yáng)極失去電子變成SO₄^2-，所以C口流出的物質(zhì)是H₂SO₄，
②亞硫酸根離子在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子．

解答 解：（1）若將等物質(zhì)的量的SO₂與NH₃溶于水充分反應(yīng)，生成亞硫酸氫銨，亞硫酸氫根離子電離程度大于銨根離子水解程度，使溶液呈酸性，離子濃度由大到小順序?yàn)閏（NH₄⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2--）＞c（OH^-）； c（OH^-）＜c（H⁺），電解質(zhì)溶液中存在電荷守恒c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）得到：c（H⁺）-c（OH^-）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）-c（NH₄⁺），
故答案為：酸； c（NH₄⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2--）＞c（OH^-）；c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）-c（NH₄⁺）；
（2）①圖中可知，鈉離子移向a極，亞硫酸根離子移向b極，所以b極為陽(yáng)極，應(yīng)該接電源的正極，SO₃^2-在陽(yáng)極失去電子變成SO₄^2-，所以C口流出的物質(zhì)是H₂SO₄，
故答案為：負(fù)；硫酸；
②亞硫酸根離子在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子，電極反應(yīng)式為：SO₃^2--2e^-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺；
故答案為：SO₃^2--2e^-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了離子濃度大小比較和電解的原理，明確電解池工作原理是解題關(guān)鍵，注意電解質(zhì)電極判斷的方法和電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)注意問(wèn)題為易錯(cuò)點(diǎn)．