Question

19．SO₂是常見的大氣污染物，燃煤是產(chǎn)生SO₂的主要原因．工業(yè)上有多種方法可以減少SO₂的排放．
（1）往煤中添加一些石灰石，可使燃煤過程中產(chǎn)生的SO₂轉(zhuǎn)化成硫酸鈣．該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2CaCO₃+2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaSO₄+2CO₂．
（2）可用多種溶液做燃煤煙氣中SO₂的吸收液．
①分別用等物質(zhì)的量濃度的Na₂SO₃溶液和NaOH溶液做吸收液，當(dāng)生成等物質(zhì)的量NaHS0₃時，兩種吸收液體積比V（Na₂SO₃）：V（NaOH）=1：2．
②NaOH溶液吸收了足量的SO₂后會失效，可將這種失效的溶液與一定量的石灰水溶液充分反應(yīng)后過濾，使NaOH溶液再生，再生過程的離子方程式是Ca²⁺+OH^-+HSO₃^-=CaSO₃↓+H₂O．
（3）甲同學(xué)認(rèn)為BaCl₂溶液可以做SO₂的吸收液．為此甲同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)（夾持裝置和加熱裝置如圖1，氣密性已檢驗(yàn)）：
已知：Na₂SO₃（固體）+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，反應(yīng)開始后，A中Na₂SO₃固體表面有氣泡產(chǎn)生同時有白霧生成；B中有白色沉淀．甲認(rèn)為B中白色沉淀是SO₂與BaCl₂溶液反應(yīng)生成的BaSO₃，所以BaCl₂溶液可做SO₂吸收液．乙同學(xué)認(rèn)為B中的白色沉淀是BaSO₄，產(chǎn)生BaSO₄的原因是：2A中產(chǎn)生的白霧是濃硫酸的酸霧，進(jìn)入B中與BaCl₂溶液反應(yīng)生成BaSO₄沉淀．
②A中產(chǎn)生的SO₂與裝置內(nèi)空氣中的O₂進(jìn)入B中與BaCl₂溶液反應(yīng)生成BaSO₄沉淀．為證明SO₂與BaCl₂溶液不能得到BaSO₃沉淀，乙同學(xué)對甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置做了如下改動并實(shí)驗(yàn)（夾持裝置和加熱裝置如圖2，氣密性已檢驗(yàn)）：反應(yīng)開始后，A中Na₂SO₃固體表面有氣泡產(chǎn)生同時有白霧生成；B、C試管中除了有氣泡外，未見其它現(xiàn)象；D中紅色褪去．
③試管B中試劑是飽和NaHSO₃溶液；滴加濃硫酸之前的操作是打開彈簧夾，通入N₂，一段時間后關(guān)閉彈簧夾．
④通過甲乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是：SO₂與BaCl₂溶液不能得到BaSO₃沉淀；不能用BaCl₂溶液做吸收SO₂的吸收液．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件書寫化學(xué)方程式；
（2）①根據(jù)Na₂SO₃+SO₂+H₂O═2NaHSO₃，NaOH+SO₂═NaHSO₃分析解答；
②NaOH溶液吸收了足量的SO₂后生成NaHSO₃，與一定量的石灰水溶液充分反應(yīng)生成亞硫酸鈣、氫氧化鈉、水；
（3）②二氧化硫具有還原性易被氧氣氧化成三氧化硫，三氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸，與BaCl₂溶液反應(yīng)生成BaSO₄沉淀；
③為證明SO₂與BaCl₂溶液不能得到BaSO₃沉淀，可通入氮?dú)馀懦鲅b置中的氧氣．

解答 解：（1）根據(jù)題意，碳酸鈣與二氧化硫、氧氣在高溫條件下反應(yīng)生成硫酸鈣，同時生成二氧化碳，所以反應(yīng)的方程式為：2CaCO₃+2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaSO₄+2CO₂，
故答案為：2CaCO₃+2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaSO₄+2CO₂；
（2）①假設(shè)生成的NaHSO₃物質(zhì)的量都為2mol，Na₂SO₃+SO₂+H₂O═2NaHSO₃，吸收的二氧化硫的物質(zhì)的量為2mol，需1molNa₂SO₃，NaOH+SO₂═NaHSO₃，吸收的二氧化硫的物質(zhì)的量也為2mol，需2molNaOH，假設(shè)Na₂SO₃溶液和NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度都為Cmol/L，兩種吸收液體積比V（Na₂SO₃）：V（NaOH）=$\frac{1}{C}$：$\frac{2}{C}$=1：2，
故答案為：1：2；
②NaOH溶液吸收了足量的SO₂發(fā)生反應(yīng)：NaOH+SO₂═NaHSO₃，與一定量的石灰水溶液充分反應(yīng)NaHSO₃+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+NaOH+H₂O，離子反應(yīng)為：Ca²⁺+OH^-+HSO₃^-=CaSO₃↓+H₂O，使NaOH溶液再生，
故答案為：Ca²⁺+OH^-+HSO₃^-=CaSO₃↓+H₂O；
（3）②二氧化硫具有還原性易被氧氣氧化成三氧化硫，與BaCl₂溶液反應(yīng)，三氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸，H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl，
故答案為：A中產(chǎn)生的SO₂與裝置內(nèi)空氣中的O₂進(jìn)入B中與BaCl₂溶液反應(yīng)生成BaSO₄沉淀；
③滴加濃硫酸之前打開彈簧夾，通入N₂，排出裝置中的氧氣，然后滴加濃硫酸，Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，A中產(chǎn)生的白霧是濃硫酸的酸霧，所以B中的試劑是飽和NaHSO₃，除去白霧，
故答案為：飽和NaHSO₃；打開彈簧夾，通入N₂，一段時間后關(guān)閉彈簧夾．

點(diǎn)評 本題考查了二氧化硫性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的分析，裝置特征的判斷，反應(yīng)條件的應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．