Question

【題目】SO2是空氣中主要的大氣污染物，國家規定在排放前必須經過處理。

Ⅰ．堿液吸收法：工業上常用NaOH溶液做吸收液。

（1）向0.5L1 mol·L－1的NaOH溶液中通入標準狀態下11.2L的SO2。

①寫出反應的離子方程式__________；

②已知：Ka1＝1.54×10－2，Ka2＝1.02×10－7，則所得溶液呈_______（填“酸性”、“堿性”或“中性”），下列有關吸收液中粒子濃度大小關系正確的是_________。

A c（H2SO3）＞c（SO32－）

B c（Na＋）＋c（H+）＝c（HSO3－）＋2c（SO32－）＋c（OH－）

C c（Na＋）＝c（H2SO3）＋c（HSO3－）＋c（SO32－）

D c（Na＋）＞c（HSO3－）＞c（SO32－）＞c（H+）＞c（OH－）

（2）工業上也可以用Na2SO3溶液吸收SO2，并用電解法處理吸收SO2后所得溶液以實現吸收液的回收再利用，裝置如下圖所示：

①工作一段時間后，陰極區溶液的pH_______（填“增大”、“減小”或“不變”）。

②寫出陽極的電極反應式_______。

Ⅱ．SO2的回收利用：

（3）SO2與Cl2反應可制得磺酰氯（SO2Cl2），反應為SO2（g）＋Cl2（g）SO2Cl2（g）。按投料比1:1把SO2與Cl2充入一恒壓的密閉容器中發生上述反應，SO2的轉化率與溫度T的關系如下圖所示：

① 該反應的ΔH________（填“＞”、“＜”或“＝”）0。

② 若反應一直保持在p壓強條件下進行，則M點的分壓平衡常數Kp＝_____（用含p的表達式表示，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×體積分數）。

Answer 1

【答案】2OH－＋SO2=HSO3－ 酸性 BC 增大 HSO3－－2e－＋2H2O=3H+＋SO42－ ＜ 3/p

【解析】

Ⅰ(1)首先判斷生成NaHSO3，再根據守恒進行判斷關系；

(2)①陰極區是溶液中的氫離子放電；

②由裝置圖可知，右邊為亞硫酸氫根失電子易被氧化為硫酸根，為陽極；

Ⅱ(3)①結合溫度對反應速率的影響回答；

②根據三段式求解。

Ⅰ(1) ①標準狀況下11.2L的SO2的物質的量為=0.5mol，0.5L1 mol·L－1的NaOH的物質的量為=0.5mol，按1：1反應，生成NaHSO3，故離子方程式為2OH－＋SO2=HSO3－，故答案為2OH－＋SO2=HSO3－；

②已知：Ka1＝1.54×10－2，Ka2＝1.02×10－7，可知HSO3－的電離大于水解，溶液顯酸性；

A. HSO3－的電離大于水解, 則 c（H2SO3）＜c（SO32－），A項錯誤；

B.根據電荷守恒： c（Na＋）＋c（H+）＝c（HSO3－）＋2c（SO32－）＋c（OH－），B項正確；

C.根據元素守恒： c（Na＋）＝c（H2SO3）＋c（HSO3－）＋c（SO32－），C項正確；

D. HSO3－的電離大于水解，又水電離出氫離子，則正確的排序為c（Na＋）＞c（HSO3－）＞c（H+）＞c（SO32－）＞c（OH－），D項錯誤；故答案為BC；

(2)①電解池中，陰極區是溶液中的氫離子放電，電極反應式為：2H++2e-=H2↑，則pH增大，故答案為：增大；

②由裝置圖可知，右邊為亞硫酸氫根失電子易被氧化為硫酸根，為陽極，則電極反應式為HSO3--2e-+2H2O＝SO42-+3H+，故答案為：HSO3－－2e－＋2H2O=3H+＋SO42－

Ⅱ（3）①根據圖象，升高溫度，SO2的轉化率減小，說明平衡逆向移動，說明該反應正反應為放熱反應，△H＜0，故答案為＜；

②設SO2的物質的量為1mol，則Cl2的物質的量為1mol，列三段式如下：

平衡常數K==，故答案為：3/p。