Question

(13分)SO2是主要大氣污染物之一。工業(yè)上煙氣脫硫的方法如下：

請回答下列問題：

（1）石灰—石膏法的流程如圖： 。

該法原料便宜，產(chǎn)物有利用價值。寫出氧化室中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式_______________。

（2）堿法的流程如圖：。該法吸收快，效率高。若在操作中持續(xù)通入含SO2的煙氣，則最終產(chǎn)物X為________。操作過程中測得吸收塔內(nèi)溶液pH=7，則溶液中含硫微粒的濃度由大到小的順序為_______________。(已知：)。

（3）工業(yè)上在石灰—石膏法和堿法的基礎(chǔ)上，結(jié)合兩種方法的優(yōu)點，設(shè)計出新的脫硫方案如下：

其中物質(zhì)Y的化學式為_______，轉(zhuǎn)化塔中反應(yīng)的化學方程式是__________。

（4）最近利用堿法得到產(chǎn)物X的溶液電解制硫酸的工藝己被某些工廠采用。其裝置如右圖所示(電極為惰性電極)。陰極的電極反應(yīng)式是__________，透過陰離子交換膜的離子主要為_________。該裝置使X轉(zhuǎn)化為硫酸的轉(zhuǎn)化率不會超過________。

Answer 1

（1）2CaSO3＋O2＋4H2O＝2(CaSO4·2H2O) （2）NaHSO3 c(HSO3－)＞c(SO32－)＞c(H2SO3)

（3）NaOH Na2SO3＋Ca(OH)2＝2NaOH＋CaSO3↓

（4）2HSO3－＋2e－＝2SO32－＋H2↑ SO32－ 50%

【解析】

試題分析：（1）SO2被氫氧化鈣吸收轉(zhuǎn)化為亞硫酸鈣，亞硫酸鈣易被氧化轉(zhuǎn)化為石膏，則氧化室中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為2CaSO3＋O2＋4H2O＝2(CaSO4·2H2O)。

（2）若在操作中持續(xù)通入含SO2的煙氣，則亞硫酸鈉吸收SO2轉(zhuǎn)化為亞硫酸氫鈉，即最終產(chǎn)物X為NaHSO3；操作過程中測得吸收塔內(nèi)溶液pH＝7，這說明溶液顯中性。由于亞硫酸氫鈉顯酸性，這說明溶液中還含有亞硫酸鈉，又因為亞硫酸的第一步電離遠大于第二步電離，則溶液中含硫微粒的濃度由大到小的順序為c(HSO3－)＞c(SO32－)＞c(H2SO3)。

（3）物質(zhì)Y可以循環(huán)利用，則Y應(yīng)該是強堿氫氧化鈉，與SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈉，亞硫酸鈉與石灰乳反應(yīng)生成氫氧化鈉和亞硫酸鈣。亞硫酸鈣被氧化轉(zhuǎn)化為石膏，則轉(zhuǎn)化塔中反應(yīng)的化學方程式是Na2SO3＋Ca(OH)2＝2NaOH＋CaSO3↓。

（4）電解池中陰極得到電子，則根據(jù)裝置圖可知陰極應(yīng)該是亞硫酸氫根電離出的氫離子放電，電極反應(yīng)式為2HSO3－＋2e－＝2SO32－＋H2↑。陰極產(chǎn)生的亞硫酸根離子通過陰離子交換膜進入陽極被氧氣氧化轉(zhuǎn)化為硫酸根，則透過陰離子交換膜的離子主要為SO32－。由于陰極產(chǎn)生的亞硫酸根一部分要與鈉離子結(jié)合轉(zhuǎn)化為亞硫酸鈉，另外一半進入陽極，所以該裝置使X轉(zhuǎn)化為硫酸的轉(zhuǎn)化率不會超過50%。

考點：考查