Question

【題目】直接排放含SO2的煙氣會形成酸雨，危害環境。利用鈉堿循環法可脫除煙氣中的SO2。

（1）用化學方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反應：______________。

（2）在鈉堿循環法中，Na2SO3溶液作為吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，該反應的離子方程式是________________________

（3）吸收液吸收SO2的過程中，pH隨n(SO3﹣):n(HSO3﹣)變化關系如下表:

n(SO﹣)：n(HSO﹣)	91：9	1：1	1：91
pH	8.2	7.2	6.2

①上表判斷NaHSO3溶液顯______性，用化學平衡原理解釋：____________　

②當吸收液呈中性時，溶液中離子濃度關系正確的是(選填字母)：____________

a．c（Na＋）=2c（SO32-）＋c（HSO3－），

b．c（Na＋）> c（HSO3－）> c（SO32-）>c（H＋）=c（OH－）

c．c（Na＋）+c（H＋）= c（SO32-）+ c（HSO3－）+c（OH－）

(4)當吸收液的pH降至約為6時，需送至電解槽再生。再生示意圖如下：

①HSO3-在陽極放電的電極反應式是_______________。

②當陰極室中溶液pＨ升至8以上時，吸收液再生并循環利用。簡述再生原理：__________

Answer 1

【答案】SO2+H2OH2SO3，2 H2SO3+O22H2SO4 SO2+2OH- =SO32-+H2O 酸 HSO3－存在：HSO3－SO32-+H＋和HSO3－+H2O=H2SO3+OH－，HSO3－的電離程度強于水解程度 ab HSO3-+H2O-2e- =3H++SO42- H+在陰極得電子生成H2，溶液中的c（H＋）降低，促使HSO3-電離生成SO32-，且Na+進入陰極室，吸收液得以再生

【解析】

（1）SO2在空氣中被氧氣氧化為SO3，SO3和水反應生成硫酸，也可以是SO2先和水反應生成亞硫酸，亞硫酸被氧氣氧化為硫酸。

（2）少量的SO2和NaOH溶液反應生成Na2SO3。

（3）根據n(SO2-)：n(HSO-)=1:91時溶液的pH=6.2可知NaHSO3溶液顯酸性，原因是HSO-的電離程度大于其水解程度。根據電荷守恒、和表中數據可判斷濃度關系。

(4)電解池中，陽極是HSO-失去電子生成SO42-，同時生成H+，導致稀硫酸濃度增大，在陰極是水電離的H+得到電子生成氫氣，溶液中OH-濃度增大，和HSO-反應生成SO32-，且Na+進入陰極室，使吸收液得以再生。

（1）SO2形成硫酸型酸雨時，二氧化硫和空氣中的水、氧氣反應得到硫酸：SO2+H2OH2SO3，2 H2SO3+O22H2SO4；

（2）二氧化硫被氫氧化鈉溶液吸收制備亞硫酸鈉溶液時：SO2+2OH- =SO32-+H2O；

（3）根據表中數據，可知，n(SO3﹣):n(HSO3﹣)=1:91時，溶液的pH值為酸性，故NaHSO3溶液顯酸性，在亞硫酸氫鈉溶液中HSO3－存在：HSO3－SO32-+H＋和HSO3－+H2O=H2SO3+OH－，HSO3－的電離程度強于水解程度，故溶液呈酸性。當吸收液呈中性時，溶液中的c（H＋）=c（OH－），由于溶液中存在著電荷守恒，故c（Na＋）+c（H＋）=2c（SO32-）+ c（HSO3－）+c（OH－），可推出：c（Na＋）=2c（SO32-）＋c（HSO3－），a正確；由于n(SO﹣):n(HSO﹣)=1：1時，溶液的pH值為7.2，故中性時一定有c（HSO3－）> c（SO32-），可推出：c（Na＋）> c（HSO3－）> c（SO32-）>c（H＋）=c（OH－），b正確；c不符合電荷守恒。故選ab。

（4）根據電解槽所示的變化，可知HSO3-在陽極放電的電極反應式是：HSO3-+H2O-2e- =3H++SO42-；H+在陰極得電子生成H2，溶液中的c（H＋）降低，促使HSO3-電離生成SO32-，且Na+進入陰極室，吸收液得以再生。