Question

【題目】我國(guó)長(zhǎng)江以南部分地區(qū)是世界三大酸雨區(qū)之一。某化學(xué)興趣小組圍繞酸雨的形成及燃煤電廠脫硫處理等問題進(jìn)行探究。

I 模擬酸雨的形成

（查閱資料）

SO2轉(zhuǎn)化為H2SO4的一條路徑為：

（操作步驟）

①組裝儀器，檢查裝置氣密性，裝入藥品。

②打開裝置A中漏斗的活塞，啟動(dòng)裝置B中的攪拌器，記錄數(shù)據(jù)并繪圖。

③待pH值穩(wěn)定在3.73左右，打開裝置C中漏斗的活塞。

④待pH值穩(wěn)定在3.67左右，用注射器向氣球a中注入H2O2溶液。

（問題討論）

（1）裝置A中發(fā)生的反應(yīng)為Na2SO3+H2SO4（濃）===Na2SO4+SO2↑+H2O，其中Na2SO3中硫元素的化合價(jià)為______。裝置C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。圖1裝置中安裝氣球的主要目的是______。

（2）向H2SO3中通入O2，H2SO3被氧化成酸性更強(qiáng)的H2SO4，但圖2中pH變化不明顯，這既與O2的氧化能力有關(guān)，又與氧氣______的性質(zhì)有關(guān)。注入H2O2溶液后，pH值明顯降低，說明H2O2的氧化性比O2______（填“強(qiáng)”或“弱”）。

II 脫硫與SO2含量測(cè)定

（3）在燃煤中添加石灰石，SO2與石灰石、O2反應(yīng)，生成硫酸鈣和一種對(duì)環(huán)境無污染的氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。下列措施能提高脫硫效率的是______。

A 無限延長(zhǎng)脫硫時(shí)間 B 適當(dāng)增加石灰石的用量

C 把工廠煙囪造得盡可能高 D 將石灰石和原煤粉碎并混合均勻

（4）已知燃煤電廠SO2排放標(biāo)準(zhǔn)為35mg/m3。小組同學(xué)設(shè)計(jì)圖3裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：打開活塞D，將某燃煤電廠廢氣經(jīng)氣體流量計(jì)通入裝置F（發(fā)生的反應(yīng)為SO2+I2+2H2O===2HI+H2SO4），當(dāng)?shù)馑�由藍(lán)色褪為無色時(shí)，關(guān)閉活塞D，讀出廢氣累計(jì)流量為3m3，若碘水中碘（I2）的質(zhì)量為0.6g，計(jì)算該廢氣中SO2含量為______mg/m3（保留到小數(shù)點(diǎn)后一位），該廠廢氣______（填“符合”或“不符合”）排放標(biāo)準(zhǔn)。若裝置F中藍(lán)色消失后，沒有及時(shí)關(guān)閉活塞D，測(cè)得的SO2含量將______（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

III 知識(shí)拓展

自然界中的臭氧（O3）和H2O2能氧化H2SO3，大氣污染物中含Fe、Cu、Mn、V的化合物能加快酸雨形成，一天內(nèi)可在高空擴(kuò)散700 多公里，所以酸雨不僅是區(qū)域性的危害，也是周邊地區(qū)甚至跨國(guó)境的危害。

（5）由資料可知，大氣中Fe、Cu、Mn、V的化合物可能充當(dāng)了______的角色。

Answer 1

【答案】+4 2H2O22H2O+O2↑ 平衡（或調(diào)節(jié)）裝置內(nèi)氣壓 不易溶于水 強(qiáng) 2CaCO3+2SO2+O2==2CaSO4+2CO2 BD 50.4 不符合 偏低 催化劑

【解析】

（1）鈉元素顯+1價(jià)，氧元素顯-2價(jià)是，設(shè)其中硫元素的化合價(jià)為x，則：（+1）×2+2x+（-2）×3=0，x=+4；C裝置中是過氧化氫和二氧化錳混合生成氧氣和水，反應(yīng)的方程式為：2H2O22H2O+O2；圖1裝置中安裝氣球的主要目的是平衡（或調(diào)節(jié)）裝置內(nèi)氣壓。

故填：+4；2H2O22H2O+O2；平衡（或調(diào)節(jié)）裝置內(nèi)氣壓；

（2）向H2SO3中通入O2，H2SO3被氧化成酸性更強(qiáng)的H2SO4，但圖2中pH變化不明顯，這既與O2的氧化能力有關(guān)，又與氧氣不易溶于水的性質(zhì)有關(guān)。注入H2O2溶液后，pH值明顯降低，說明H2O2的氧化性比O2強(qiáng)。

故填：不易溶于水；強(qiáng)；

（3）SO2與碳酸鈣和O2反應(yīng)，生成硫酸鈣和一種對(duì)環(huán)境無污染的氣體為二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CaCO3+2SO2+O2==2CaSO4+2CO2。適當(dāng)增加石灰石的用量和將石灰石和原煤粉碎并混合均勻能提高脫硫效率。

故填：2CaCO3+2SO2+O2==2CaSO4+2CO2；BD；

（4）設(shè)3m3廢氣中含有二氧化硫的質(zhì)量為x，

股每立方米空氣中含有二氧化硫的質(zhì)量為；

50.4mg/m3＞35mg/m3，不符合排放標(biāo)準(zhǔn)；若裝置F中藍(lán)色消失后，沒有及時(shí)關(guān)閉活塞D，測(cè)得的SO2含量將偏低。

故填：50.4；不符合；偏低；

（5）由資料可知，大氣中Fe、Cu、Mn、V的化合物可能充當(dāng)了催化劑的角色。

故填：催化劑。