Question

我國(guó)硫酸工業(yè)年SO₂排放量約10萬(wàn)噸，硫酸工業(yè)的尾氣必須進(jìn)行處理．
（1）某工廠采用氨-硫酸銨治理含硫煙氣和同時(shí)吸收焦?fàn)t氣中的氨，其工藝流程圖如圖1：

①?gòu)沫h(huán)境保護(hù)的角度看，采用上述工藝可防止

酸雨的產(chǎn)生、水體氮富營(yíng)養(yǎng)化

；設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，檢驗(yàn)尾氣中是否含有氨氣：

將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙伸入尾氣樣品中，觀察試紙是否變藍(lán)

．
②氨氣吸收塔中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

HSO₃^-+NH₃?H₂O═SO₃^2-+NH₄⁺+H₂O

．
（2）有學(xué)者提出利用Fe³⁺的氧化性，將SO₂氧化成SO₄^2-而實(shí)現(xiàn)SO₂的回收利用．
①圖2實(shí)驗(yàn)Ⅰ可采用圖3裝置模擬測(cè)定煙氣中SO₂的體積分?jǐn)?shù)．X溶液可以選用

碘的淀粉溶液（或酸性KMnO₄溶液）

．
②圖2實(shí)驗(yàn)Ⅰ還可采用下列方案測(cè)定SO₂的體積分?jǐn)?shù)，取280mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體樣品與足量Fe₂（SO₄）₃溶液完全反應(yīng)后，用濃度為0.020mol/L的K₂Cr₂O₇溶液滴定反應(yīng)生成的Fe²⁺，至終點(diǎn)消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00mL．尾氣中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為

12.00%

．
已知：Cr₂O₇^2-+Fe²⁺+H⁺→Cr³⁺+Fe³⁺+H₂O（未配平）
③假設(shè)實(shí)驗(yàn)Ⅱ在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行，且已知混合氣體流量．為測(cè)定轉(zhuǎn)化器中SO₂氧化成SO₄^2-的轉(zhuǎn)化率，該實(shí)驗(yàn)中還需測(cè)定的數(shù)據(jù)有

實(shí)驗(yàn)時(shí)間

、

BaSO₄的質(zhì)量

．

Answer 1

分析：（1）①上述工藝吸收了含硫煙氣和焦?fàn)t氣中的氨，含硫煙氣可引起酸雨的產(chǎn)生，氨可引起水體氮富營(yíng)養(yǎng)化；根據(jù)氨氣的檢驗(yàn)方法：將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙伸入尾氣樣品中，觀察試紙是否變藍(lán)；②NH₄HSO₃顯酸性，能與堿性物質(zhì)反應(yīng)；
（2）①測(cè)定模擬煙氣中SO₂的體積分?jǐn)?shù)，可根據(jù)二氧化硫氣體的還原性，與具有氧化性的酸性高錳酸鉀或碘水反應(yīng)，通過(guò)顏色的變化判斷；
②根據(jù)原子守恒及電子轉(zhuǎn)移列出關(guān)系式，根據(jù)關(guān)系式計(jì)算樣品中SO₂的體積分?jǐn)?shù)；
③欲測(cè)定轉(zhuǎn)化器中SO₂氧化成SO₄^2-的轉(zhuǎn)化率，還需要測(cè)定時(shí)間和生成沉淀的質(zhì)量．

解答：解：（1）①含硫煙氣可引起酸雨的產(chǎn)生，氨可引起水體氮富營(yíng)養(yǎng)化；因氨氣能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變紅，
故答案為：酸雨的產(chǎn)生、水體氮富營(yíng)養(yǎng)化；將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙伸入尾氣樣品中，觀察試紙是否變藍(lán)；
②NH₄HSO₃顯酸性，能與堿性物質(zhì)反應(yīng)：NH₄HSO₃^-+NH₃?H₂O═（NH₄）₂SO₃+H₂O，
故答案為：HSO₃^-+NH₃?H₂O═SO₃^2-+NH₄⁺+H₂O；
（2）①二氧化硫氣體有還原性，與具有氧化性的酸性高錳酸鉀或碘水反應(yīng)，故答案為：碘的淀粉溶液（或酸性KMnO₄溶液）；
②令樣品中SO₂的體積分?jǐn)?shù)是x，則：
        6SO₂ ～12Fe²⁺～2Cr₂O^2-₇
        6mol            2mol
      

0.280xL

22.4L/mol

    0.025L×0.020mol/L
解得x=12.00%，
故答案為：12.00%；
③欲測(cè)定轉(zhuǎn)化器中SO₂氧化成SO₄^2-的轉(zhuǎn)化率，還需要測(cè)定時(shí)間和生成沉淀的質(zhì)量，故答案為：實(shí)驗(yàn)時(shí)間；BaSO₄的質(zhì)量．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了SO₂的性質(zhì)及其計(jì)算，難度不大，掌握其性質(zhì)即可完成．