Question

4．煤燃燒產(chǎn)生的SO₂是引起酸雨的原因之一．
（1）每隔一定時間測定某處雨水樣品的pH值：

測定時間 （h）	0	1	2	4	8
雨水的pH值	4.73	4.62	4.56	4.55	4.55

雨水樣品pH值變小的主要原因是SO₂溶于雨水生成H₂SO₃，H₂SO₃可被空氣中O₂緩慢氧化成H₂SO₄，這樣就由弱酸變?yōu)榱藦娝�，C（H⁺）增大，所以pH變�。�
（2）反應2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO₃（g）+Q （Q＞0），其化學平衡常數(shù)表達式$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$；升高溫度，K變小（填“變大”或者“變小”）．
（3）判斷已達到化學平衡狀態(tài)的描述是a（選填編號）．
a．體系的壓強不再發(fā)生變化b．2υ_正（SO₂）=υ_逆（O₂）
c．c（SO₂）=c（SO3）d．氣體總質(zhì)量不再變化
（4）防治酸雨常用的措施：向煤中加石灰，減少 SO₂的產(chǎn)生．這種煤燃燒后，大部分硫元素最終轉(zhuǎn)化為固體鹽是CaSO₄．
（5）把CO₂氣體通入澄清的石灰水，立即會產(chǎn)生渾濁，但把SO₂氣體通入澄清的石灰水，卻不容易看到渾濁，而CaCO₃和CaSO₃都是難溶的電解質(zhì)，試說明原因：SO₂在水中的溶解度比CO₂大得多，而且H₂SO₃的酸性比H₂CO₃強得多，所以通SO₂于澄清的石灰水中極易過量，過量后生成Ca（HSO₃）₂而溶解，不容易看到渾濁．
（6）Na₂SO₃溶液呈堿性，可吸收尾氣SO₂．Na₂SO₃溶液呈堿性的原因（用離子方程式表示）SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-；常溫下，0.1mol/L該溶液中離子濃度由大到小排列c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）（用離子符號表示）．
（7）常溫下，NaHSO₃溶液呈酸性，在Na₂SO₃溶液中滴加稀鹽酸至中性時，溶質(zhì)的主要成分有Na₂SO₃、NaHSO₃、NaCl．（用化學式表示）．

Answer 1

分析 （1）SO₂氣體溶于水后生成H₂SO₃，H₂SO₃隨雨水的下降，逐漸被空氣中的氧氣所氧化生成易電離的H₂SO₄，從而導致雨水的酸性增強，據(jù)此解答；
（2）平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應物平衡濃度冪次方乘積}$；反應為放熱反應，升溫平衡向吸熱反應方向進行；
（3）達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意正確選擇物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)；
（4）二氧化硫是一種酸性氧化物，在高溫條件下，可與堿性氧化物或鹽反應，煤中含有S，與氧氣反應生成SO₂，SO₂與CaO反應生成CaSO₃，進一步反應生成CaSO₄；
（5）根據(jù)SO₂在水中的溶解度比CO₂大得多，而且H₂SO₄的酸性比H₂CO₃強得多來分析；
（6）Na₂SO₃溶液呈堿性是因為亞硫酸鈉為強堿弱酸鹽，溶液中亞硫酸根離子水解促進水電離平衡正向進行，溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度；
（7）Na₂SO₃溶液中滴加稀鹽酸，兩者反應，要使溶液呈中性，只能是部分反應，所以溶質(zhì)為Na₂SO₃、NaHSO₃、NaCl．

解答 解：（1）SO₂溶于雨水生成H₂SO₃，H₂SO₃可被空氣中O₂緩慢氧化成H₂SO₄，這樣就由弱酸變?yōu)榱藦娝幔珻（H⁺）增大，所以pH變小，
故答案為：SO₂溶于雨水生成H₂SO₃，H₂SO₃可被空氣中O₂緩慢氧化成H₂SO₄，這樣就由弱酸變?yōu)榱藦娝幔珻（H⁺）增大，所以pH變小；
（2）反應2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO₃（g）+Q （Q＞0），其化學平衡常數(shù)表達式K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$，反應為放熱反應，升溫平衡逆向進行，平衡常數(shù)減小，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$；變小；
（3）a．反應前后氣體物質(zhì)的量變化，當體系的壓強不再發(fā)生變化，說明反應達到平衡狀態(tài)，故a正確；
b．反應速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比，為正反應速率之比，υ_正（SO₂）=2υ_逆（O₂）說明氧氣的正逆反應速率相同，反應大多平衡狀態(tài)，但2υ_正（SO₂）=υ_逆（O₂）不能說明正逆反應速率相同，故b錯誤；
c．c（SO₂）=c（SO₃）不能說明正逆反應速率相同，故c錯誤；
d．反應前后氣體總質(zhì)量始終不變化，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故d錯誤；
故答案為：a；
（4）煤中含有S，與氧氣反應生成SO₂，反應方程式為S+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO₂，SO₂與CaO反應生成CaSO₃，反應方程式為CaO+SO₂═CaSO₃，進一步反應生成CaSO₄，反應方程式為2CaSO₃+O₂═CaSO₄，則燃料燃燒過程中的“固硫”反應為2CaO+2SO₂+O₂═2CaSO₄，所以這種煤燃燒后，大部分硫元素最終存在形式為CaSO₄，
故答案為：CaSO₄；
（5）因為SO₂在水中的溶解度比CO₂大得多，而且H₂SO₃的酸性比H₂CO₃強得多，所以通SO₂于澄清的石灰水中極易過量，過量后生成Ca（HSO₃）₂而溶解，
故答案為：SO₂在水中的溶解度比CO₂大得多，而且H₂SO₃的酸性比H₂CO₃強得多，所以通SO₂于澄清的石灰水中極易過量，過量后生成Ca（HSO₃）₂而溶解，不容易看到渾濁；
（6）Na₂SO₃溶液呈堿性是因為亞硫酸鈉為強堿弱酸鹽，溶液中亞硫酸根離子水解促進水電離平衡正向進行，溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度，反應的離子方程式為：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，溶液中離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺），
故答案為：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-；c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）；
（7）Na₂SO₃溶液中滴加稀鹽酸，兩者反應，要使溶液呈中性，只能是部分反應，所以溶質(zhì)為Na₂SO₃、NaHSO₃、NaCl，
故答案為：Na₂SO₃、NaHSO₃、NaCl．

點評 本題考查化學工藝流程，涉及氧化還原反應相關概念、配平及計算，化學實驗基本方法（除雜）等相關知識，題目難度中等，注意把握物質(zhì)的分離、提純操作方法．