Question

SO₂隨意排放會造成嚴重的大氣污染．下列是某小組同學設計處理煙氣（主要含SO₂、N₂、O₂、粉塵）中SO₂的方法．
（1）方法一：利用氯堿工業產品處理含SO₂的煙氣，流程如下：

①“吸收裝置”中發生反應的離子方程式是______；
②合成塔中每合成1mol 氣體放出熱量92.3kJ（25℃、101kPa），反應的熱化學方程式是______；
③上述流程中循環利用的物質是______．
（2）方法二：利用FeCl₃溶液的氧化性吸收煙氣中的SO₂．
①該反應的離子方程式是______（反應a）．為驗證該反應，同學們將SO₂通入0.05mol?L^-1 FeCl₃溶液中，溶液很快由黃色變為紅褐色；將溶液長時間放置后，最終變為淺綠色．關于紅褐色液體，以下是同學們的分析推測與實驗．

分析推測	實驗步驟
甲：生成了Fe（OH）3膠體 乙：經查閱資料，可能發生反應： Fe3++6SO2 Fe（SO2）（反應b）	ⅰ．制備Fe（OH）3膠體并檢驗 ⅱ．分別向Fe（OH）3膠體和該紅褐色液體中加入適量鐵粉，振蕩后前者不變色，后者變為淺綠色

②利用膠體的______（填性質）可以檢驗步驟ⅰ中是否得到了Fe（OH）₃膠體；
③根據反應b，說明步驟ⅱ中液體顏色變化的原因是______（用離子方程式及必要的文字說明）；
④經討論后得出結論：FeCl₃溶液和SO₂反應過程中，反應a、b在體系中共存．請從化學反應速率和反應限度的角度分析，SO₂通入FeCl₃溶液中產生上述現象的原因是______．

Answer 1

解：（1）①氯堿工業產品之一為NaOH，用NaOH吸收SO₂，其離子方程式為：SO₂+OH^-=HSO₃^-，
②已知每合成1mol HCl放出熱量92.3kJ，故其熱化學方程式為：H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-184.6 kJ?mol^-1；
③回收裝置中NaHSO₃溶液與HCl反應生成NaCl溶液，NaCl溶液又是氯堿工業的原料，故循環利用的物質是NaCl溶液；
故答案為：①SO₂+OH^-=HSO₃^-；②H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-184.6 kJ?mol^-1；③NaCl溶液；
（2）①利用FeCl₃溶液的氧化性吸收煙氣中的SO₂，SO₂在溶液中被氧化為SO₄^2-，同時Fe³⁺被還原為Fe²⁺；故方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺
②丁達爾效應是檢驗膠體的常用方法；
③Fe³⁺能被鐵粉還原為Fe²⁺，2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，c（Fe³⁺）減小，使反應b逆向移動；
④溶液很快由黃色變為紅褐色，說明b的化學反應速率快；最終變為淺綠色，說明最終生成Fe²⁺，即a進行的程度大，由此可知由于化學反應速率：b＞a，化學反應限度：a＞b，所以產生上述現象；
故答案為：①2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺②丁達爾效應③加入鐵粉時發生反應2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，c（Fe³⁺）減小，使反應b逆向移動④由于化學反應速率：b＞a，化學反應限度：a＞b，所以產生上述現象．
分析：（1）①氯堿工業產品之一為NaOH，用NaOH吸收SO₂；
②已知每合成1mol HCl放出熱量92.3kJ，故其熱化學方程式為：H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-184.6 kJ?mol^-1；
③回收裝置中NaHSO₃溶液與HCl反應生成NaCl溶液，NaCl溶液又是氯堿工業的原料，故循環利用的物質是NaCl溶液
（2）①利用FeCl₃溶液的氧化性吸收煙氣中的SO₂，SO₂在溶液中被氧化為SO₄^2-，同時Fe³⁺被還原為Fe²⁺；故方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺
②丁達爾效應是檢驗膠體的常用方法；
③Fe³⁺能被鐵粉還原為Fe²⁺，2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，c（Fe³⁺）減小，使反應b逆向移動；
④溶液很快由黃色變為紅褐色，說明b的化學反應速率快；最終變為淺綠色，說明最終生成Fe²⁺，即a進行的程度大，由此可知由于化學反應速率：b＞a，化學反應限度：a＞b，所以產生上述現象．
點評：本題以SO₂的性質為知識背景，綜合考查了氧化還原反應、熱化學方程式、膠體、平衡移動等，涉及知識點較多．