Question

【題目】H2S和SO2會對環境和人體健康帶來極大的危害，工業上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，回答下列方法中的問題。

Ⅰ．H2S的除去

方法1：生物脫H2S的原理為：H2S+Fe2(SO4)3 =S↓+2FeSO4+H2SO4

4FeSO4+ O2+2H2SO4 2Fe2(SO4)3 +2H2O

（1）硫桿菌存在時，FeSO4被氧化的速率是無菌時的5×105倍，該菌的作用是______________。

（2）由圖3和圖4判斷使用硫桿菌的最佳條件為______________。若反應溫度過高，反應速率下降，其原因是______________。

方法2：在一定條件下，用H2O2氧化H2S

（3）隨著參加反應的n(H2O2)/n(H2S)變化，氧化產物不同。當n(H2O2)/n(H2S)=4時，氧化產物的分子式為__________。

Ⅱ．SO2的除去

方法1（雙減法）：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生

NaOH溶液Na2SO3溶液

（4）寫出過程①的離子方程式：____________________________；CaO在水中存在如下轉化：

CaO(s)+ H2O (l) =Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq)

從平衡移動的角度，簡述過程②NaOH再生的原理______________________。

方法2：用氨水除去SO2

（5）已知25℃，NH3·H2O的Kb=1.8×105，H2SO3的Ka1=1.3×102，Ka2=6.2×108。若氨水的濃度為2.0 mol·L1，溶液中的c(OH)=_______ mol·L1。將SO2通入該氨水中，當c(OH)降至1.0×107 mol·L1時，溶液中的c( )/c()=_____________。

Answer 1

【答案】降低反應活化能（或作催化劑） 30 ℃、pH=2.0 蛋白質變性（或硫桿菌失去活性） H2SO4 2OH+SO2=+H2O 與Ca2+生成CaSO3沉淀，使Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq)平衡正向移動，生成NaOH； 6.0×103 0.62

【解析】

(1)硫桿菌存在時，FeSO4被氧化的速率比無菌時更快，該菌的作用可能作該反應的催化劑，降低了反應活化能，因此加快了該化學反應速率，故答案為：降低反應活化能（或作催化劑）；

(2)由圖可知，30℃、pH=2時Fe2+氧化速率最大，此時硫桿菌的催化效果最好。溫度太高，硫桿菌的蛋白質變性，使硫桿菌失去了活性，因而催化效果下降，反應速率減小，故答案為：30 ℃、pH=2.0；蛋白質變性（或硫桿菌失去活性）；

(3)n(H2O2)/n(H2S)=4，假設H2O2物質的量為4mol，H2S的物質的量為1mol，H2O2做氧化劑，還原產物中O化合價為-2價，得電子總物質的量=4×2×[-1-(-2)]mol=8mol，H2S作還原劑，設氧化產物中S的化合價為x，則失電子總物質的量=1×[x-(-2)]，得失電子總數相等，則8=1×[x-(-2)]，解得x=+6，結合原子守恒可知，氧化產物為H2SO4，故答案為：H2SO4；

(4)NaOH溶液和少量SO2反應生成Na2SO3和H2O，離子方程式為：2OH+SO2=+H2O。NaOH再生的原因是：與Ca2+生成CaSO3沉淀，使Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq)平衡正向移動，生成NaOH，故答案為：2OH+SO2=+H2O；與Ca2+生成CaSO3沉淀，使Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq)平衡正向移動，生成NaOH；

(5)NH3·H2ONH4++OH-，Ka=，1.8×105=，解得：c(OH-)=6.0×103。c(OH)=1.0×107 mol·L1時，則c(H+)==1.0×10-7mol/L，HSO3-H++SO32-，Ka2=，==0.62，故答案為： 6.0×103；0.62。