Question

15．研究大氣中含硫化合物（主要是SO₂和H₂S）的轉(zhuǎn)化具有重要意義．
（1）高濕條件下，寫出大氣中SO₂轉(zhuǎn)化為HSO₃^-的方程式：SO₂+H₂O?H₂SO₃；H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-．
（2）土壤中的微生物可將大氣中H₂S經(jīng)兩步反應(yīng)氧化成SO₄^2-，兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下：

1mol H₂S（g）全部氧化成SO₄^2-（aq）的熱化學(xué)方程式為H₂S（g）+2O₂（g）=SO₄^2-（aq）+2H⁺（aq）△H=-806.39kJ•mol^-1．
（3）二氧化硫-空氣質(zhì)子交換膜燃料電池可以利用大氣所含SO₂快速啟動，其裝置示意圖如下：

①質(zhì)子的流動方向為從A到B（“從A到B”或“從B到A”）．
②負(fù)極的電極反應(yīng)式為SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺．
（4）燃煤煙氣的脫硫減排是減少大氣中含硫化合物污染的關(guān)鍵．SO₂煙氣脫除的一種工業(yè)流程如下：

①用純堿溶液吸收SO₂將其轉(zhuǎn)化為HSO₃^-，反應(yīng)的離子方程式是H₂O+2SO₂+CO₃^2-═2HSO₃^-+CO₂．
②若石灰乳過量，將其產(chǎn)物再排回吸收池，其中可用于吸收SO₂的物質(zhì)的化學(xué)式是Ca（OH）₂．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫為酸性氧化物與水生成亞硫酸，亞硫酸為弱電解質(zhì)，部分電離產(chǎn)生氫離子與亞硫酸氫根離子；
（2）由圖可知，第一步熱化學(xué)反應(yīng)為：H₂S（g）+0.5O₂（g）=S（s）+H₂O（g）△H=-221.19 kJ•mol^-1；
第二步反應(yīng)為：S（s）+1.5O₂（g）+H₂O（g）=2H⁺（aq）+SO4^2-（aq））△H=-585.20 kJ•mol^-1；
依據(jù)蓋斯定律計算反應(yīng)熱；
（3）①原電池中陽離子移向正極，依據(jù)二氧化硫、氧氣發(fā)生反應(yīng)判斷電極，判斷質(zhì)子移動方向；
②二氧化硫在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（4）①碳酸鈉溶液中通入過量的二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉和二氧化碳；
②二氧化硫為酸性氧化物，能夠與氫氧化鈣溶液反應(yīng)，可以用氫氧化鈣吸收二氧化硫．

解答 解：（1）二氧化硫為酸性氧化物與水生成亞硫酸，亞硫酸為弱電解質(zhì)，部分電離產(chǎn)生氫離子與亞硫酸氫根離子，離子方程式：SO₂+H₂O?H₂SO₃；H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-；
（2）由圖可知，第一步熱化學(xué)反應(yīng)為：H₂S（g）+0.5O₂（g）=S（s）+H₂O（g）△H=-221.19 kJ•mol^-1；
第二步反應(yīng)為：S（s）+1.5O₂（g）+H₂O（g）=2H⁺（aq）+SO4^2-（aq））△H=-585.20 kJ•mol^-1；
依據(jù)蓋斯定律，第一步與第二步方程式相加得：H₂S（g）+2O₂（g）=SO₄^2-（aq）+2H⁺（aq）△H=-806.39 kJ•mol^-1；
故答案為：H₂S（g）+2O₂（g）=SO₄^2-（aq）+2H⁺（aq）△H=-806.39 kJ•mol^-1
（3）①二氧化硫發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，所以二氧化硫所在電極為負(fù)極，氧氣所在電極為正極，原電池中陽離子移向正極，所以質(zhì)子移動方向為：從A到B；
故答案為：從A到B；
②二氧化硫在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺；
故答案為：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺；
（4）①碳酸鈉溶液中通入過量的二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉和二氧化碳，離子方程式：H₂O+2SO₂+CO₃^2-═2HSO₃^-+CO₂； 
故答案為：H₂O+2SO₂+CO₃^2-═2HSO₃^-+CO₂；
 ②二氧化硫為酸性氧化物，能夠與氫氧化鈣溶液反應(yīng)，可以用氫氧化鈣吸收二氧化硫；
故答案為：Ca（OH）₂．

點(diǎn)評 本題為綜合題，考查了離子方程式、熱化學(xué)方程式的計算、蓋斯定律計算反應(yīng)熱、電極反應(yīng)式書寫，明確二氧化硫的性質(zhì)及離子方程式、熱化學(xué)方程式書寫方法、原電池工作原理是解題關(guān)鍵，題目難度中等．