Question

【題目】為了充分應(yīng)用資源，用工業(yè)廢堿液（Ca（OH）2、NaOH）與煙道氣（回收成分SO2）來(lái)制取石膏（CaSO42H2O）和過(guò)二硫酸鈉（Na2S2O8）。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要流程如圖：

（1）煙道氣中SO2與廢堿生成沉淀的化學(xué)方程式為_____；操作a的名稱是_____。

（2）生成CaSO42H2O過(guò)程中沒(méi)有涉及到的化學(xué)反應(yīng)類型為_____（填序號(hào)）。

A.復(fù)分解反應(yīng) B.化合反應(yīng) C.分解反應(yīng) D.氧化反應(yīng) E.置換反應(yīng)

（3）溶液Ⅰ通入空氣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

（4）用惰性電極電解時(shí)，陽(yáng)極生成Na2S2O8的電極反應(yīng)為_____；在整個(gè)流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是H2O和_____（填化學(xué)式）。

（5）一定條件下將S8（s）、O2（g）、NaOH（s）轉(zhuǎn)化過(guò)程中的能量關(guān)系用如圖簡(jiǎn)單表示。則S8（s）燃燒的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為_____。

（6）若制取ag Na2S2O8時(shí)，陽(yáng)極有bL氧氣（標(biāo)況）產(chǎn)生。則電解生成的H2體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為_____L。

Answer 1

【答案】 Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+H2O 過(guò)濾 CE .2Na2SO3+O2=2Na2SO4 2SO42--2e-=S2O82- NaOH .S8(s)+8O2(g)=8SO2(g)H=-8(a-b)kJ/mol

【解析】（1）SO2為酸性氧化物，與堿反應(yīng)生成鹽和水，工業(yè)廢堿液中含有Ca(OH)2和NaOH，故煙道氣中SO2與廢堿生成沉淀的化學(xué)方程式為：Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+H2O；操作a為分離固體和溶液，故操作a的名稱是：過(guò)濾。

（2）生成CaSO42H2O過(guò)程中涉及的反應(yīng)有Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+H2O，2CaSO3+O2=2CaSO4，CaSO4+2H2O=CaSO42H2O，涉及復(fù)分解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、化合反應(yīng)，不涉及分解反應(yīng)和置換反應(yīng)，故選CE。

（3）溶液I中含Na2SO3，通入空氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Na2SO4，化學(xué)方程式為：2Na2SO3+O2=2Na2SO4。

（4）用惰性電極電解Na2SO4溶液時(shí)，若陽(yáng)極生成Na2S2O8，則可推出，陰離子SO42-在陽(yáng)極失電子被氧化成S2O82-，電極反應(yīng)為：2SO42--2e-=S2O82-；陰極是氫離子放電產(chǎn)生氫氣，溶液中氫氧根離子濃度增大，經(jīng)過(guò)操作b(蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶)，析出Na2S2O8固體后過(guò)濾得到溶液Ⅱ，溶液Ⅱ主要為氫氧化鈉溶液，可循環(huán)使用。

（5）根據(jù)能量變化示意圖可得熱反應(yīng)方程式：①S8(s)+O2(g)+2NaOH(s)=Na2SO3(s)+H2O(l) △H=-akJ/mol，②SO2(g)+2NaOH(s)=Na2SO3(s)+H2O(l) △H=-bkJ/mol，根據(jù)蓋斯定律：(①-②)×8得到：S8(s)+8O2(g)=8SO2(g) △H=-8(a-b)kJ/mol。

（6）根據(jù)電極反應(yīng)式：2SO42--2e-=S2O82-可知，制取agNa2S2O8，失去電子的物質(zhì)的量為：2×ag÷238g/mol；因?yàn)殛?yáng)極有bL標(biāo)準(zhǔn)狀況的氧氣產(chǎn)生，說(shuō)明電解后期氫氧根離子在陽(yáng)極放電產(chǎn)生氧氣，根據(jù)關(guān)系O2～4e-，后期失電子的物質(zhì)的量為：4×bL÷22.4L/mol，則在陽(yáng)極失電子總物質(zhì)的量為： +，電解過(guò)程中氫離在陰極得電子生成氫氣，關(guān)系式為：H2～2e-，根據(jù)得失電子守恒，陰極產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量為：(+)÷2=+，則電解生成的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為：(+)×22.4L/mol=()mol。