Question

硫酸工廠的煙氣中含有SO₂，有多種方法可實現(xiàn)煙氣脫硫．
（1）工業(yè)制硫酸的過程中，SO₂被氧氣氧化的化學方程式為

 

．
（2）“濕式吸收法”利用吸收劑與SO₂發(fā)生反應(yīng)從而脫硫．
已知：25℃時，H₂SO₃?HSO₃^-+H⁺K=1.5×10^-2
            H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺K=4.4×10^-7
①下列試劑中適合用作該法吸收劑的是

 

（填字母序號）．
a．石灰乳        b．Na₂SO₃溶液       c．Na₂CO₃溶液
②“鈉堿法”用NaOH溶液作吸收劑，向100mL 0.2mol?L^-1的NaOH溶液中通入標準狀況下0.448L SO₂氣體，反應(yīng)后測得溶液pH＜7，則溶液中下列各離子濃度關(guān)系正確的是

 

（填字母序號）．
a．c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃）
b．c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）
c．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HSO₃^-）+c（SO₃^2-）+c（OH^-）
（3）某硫酸廠擬用煙氣處理含Cr₂O₇^2-的酸性廢水，在脫硫的同時制備Cr₂O₃產(chǎn)品．具體流程如下：

①吸收塔中反應(yīng)后的鉻元素以Cr³⁺形式存在，則其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．
②中和池中的反應(yīng)除生成Cr（OH）₃沉淀外，還會產(chǎn)生某種氣體，該氣體的化學式為

 

．

Answer 1

分析：（1）SO₂催化氧化成SO₃，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)；
（2）①根據(jù)脫硫的原理，適合用作該法吸收劑的是能與SO₂發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)；
②n（SO₂）=

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，n（NaOH）=0.1L×0.2mol/L=0.02mol，二者反應(yīng)的化學方程式為：SO₂+NaOH=NaHSO₃，反應(yīng)后測得溶液pH＜7，NaHSO₃溶液呈酸性，說明HSO₃^-電離程度大于水解程度，結(jié)合溶液的電中性原則、物料守恒以及質(zhì)子守恒解答該題；
（3）①二氧化硫與Cr₂O₇^2-離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成SO₄^2-離子和Cr³⁺離子；
②碳酸鹽和酸反應(yīng)生成二氧化碳和水；

解答：解：（1）SO₂被氧氣氧化，硫的化合價升高，SO₂體現(xiàn)還原性，催化氧化成SO₃，化學方程式為：2SO₂+O₂

催化劑

△

2SO₃，
故答案為：2SO₂+O₂ 

催化劑

△

 2SO₃；
（2）①a．石灰乳的主要成分為氫氧化鈣，SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃+H₂O，故a正確；
b．二氧化硫與亞硫酸鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉，反應(yīng)方程式為：H₂O+Na₂SO₃+SO₂═2NaHSO₃，故b正確；
c．亞硫酸的酸性強于碳酸，所以二氧化硫能與Na₂CO₃溶液反應(yīng)，SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂，故C正確；
故答案為：a、b、c；
②n（SO₂）=

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，n（NaOH）=0.1L×0.2mol/L=0.02mol，二者反應(yīng)的化學方程式為：SO₂+NaOH=NaHSO₃，
a、亞硫酸是弱酸，反應(yīng)后測得溶液pH＜7，NaHSO₃溶液呈酸性，說明HSO₃^-電離程度大于水解程度，即c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃），NaHSO₃溶液是鹽溶液，電離出鈉離子和亞硫酸氫根離子，HSO₃^-電離和水解程度相對于亞硫酸鈉的電離都比較小，所以c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃），故a正確；
b、NaHSO₃溶液是鹽溶液，電離出鈉離子和亞硫酸氫根離子，因HSO₃^-電離和水解，所以c（Na⁺）＞c（HSO₃^-），NaHSO₃溶液pH＜7，所以c（H⁺）＞c（SO₃^2-），故
b正確；
c、溶液中一定存在電荷守恒，陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于陰離子所帶的負電荷總數(shù)即：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-），故c錯誤；
故答案為：a、b；
（3）①重鉻酸根具有強氧化性，能將二氧化硫中+4價的硫氧化為+6價，離子反應(yīng)為：Cr₂O₇^2-+2H⁺+3SO₂═2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+2H⁺+3SO₂═2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O；
②中和池中加入碳酸鈉和酸反應(yīng)，除生成Cr（OH）₃沉淀外，還會產(chǎn)生二氧化碳氣體，
故答案為：CO₂；

點評：本題考查了硫酸工廠的煙氣中煙氣脫硫，涉及了二氧化硫性質(zhì)、離子濃度大小的比較、重鉻酸根的強氧化性等內(nèi)容的應(yīng)用，側(cè)重考查了學生的分析、理解等綜合能力，注意合理分析題中信息，對于離子濃度大小的比較，確定溶液中的溶質(zhì)及物質(zhì)的量的關(guān)系是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．