Question

燃煤產生的煙氣中含有二氧化硫，直接排放會污染空氣，它與水反應形成酸雨污染環境，某科研小組利用海水除去二氧化硫，其工藝流程見下圖：

請回答下列問題：
（1）二氧化硫中硫的化合價是        。
（2）用熟石灰中和稀硫酸的化學方程式是         。
（3）亞硫酸（H₂SO₃）被空氣中氧氣氧化為硫酸，寫出反應的化學方程式         。
（4）為了研究脫硫率（脫硫率是已除去的二氧化硫的量占總二氧化硫量的百分比——與溫度、煙氣中SO₂濃度的關系，他們進行了探究實驗。實驗結果如下：

實驗序號	溫度/℃	煙氣中SO2濃度/10-2g·L-1	脫硫率/%
I	23	2.5%	99.5
II	23	3.2%	97.1
III	40	2.5%	94.3

由表中實驗數據可得出的結論是      。
（5）目前，科學家正在研究在一定條件下將乙烯（C₂H₄）和煙氣混合除去二氧化硫，其反應的過程可分為如下三步：
第一步：O₂與Cu⁺反應生成Cu⁺(O₂)
第二步：Cu⁺(O₂)與SO₂反應生成Cu⁺(SO₃)₂
第三步：Cu⁺(SO₃)₂與C₂H₄反應生成S、CO₂、H₂O和Cu⁺。
①反應中Cu⁺的作用是        。
②除去二氧化硫的總反應的化學方程式是        。

Answer 1

（1）+4價 。
（2）  H₂SO₄＋Ca(OH)₂＝Ca₂SO₄＋2H₂O 。
（3）  2H₂SO₃＋O₂＝2H₂SO₄。
（4）溫度越低，煙氣中SO₂濃度越低，脫硫率越高（或“溫度越低，脫硫率越高”或“煙氣SO₂濃度越低，脫硫率越高”）。
（5）  ①催化作用 。
②2O₂＋SO₂＋C₂H₄Cu⁺S＋2CO₂＋2H₂O  。

解析試題分析：（1）二氧化硫中氧元素顯—2價，所以硫的化合價是+4價。
（2）熟石灰為氫氧化鈣，與稀硫酸發生中和反應，化學方程式為H₂SO₄＋Ca(OH)₂＝Ca₂SO₄＋2H₂O。
（3）根據題意可知，反應物為亞硫酸和氧氣，生成物為硫酸；所以反應的化學方程式為2H₂SO₃＋O₂＝2H₂SO₄。
（4）實驗I、IIIII相比可知：溫度越低，煙氣中SO₂濃度越低，脫硫率越高（或“溫度越低，脫硫率越高”或“煙氣SO₂濃度越低，脫硫率越高”）。
（5）①根據題意可知：Cu⁺在反應前后均存在。沒有做為反應的反應物或生成物。且起到了促進反應發生的作用。所以其作用為催化作用。
②根據題意可知：反應物為二氧化硫、氧氣和乙烯；生成物為S、CO₂、H₂O；Cu⁺為催化劑；所以反應的化學方程式為：2O₂＋SO₂＋C₂H₄Cu⁺S＋2CO₂＋2H₂O  。
考點：實驗方案的設計與評價