Question

1．工業上以硫鐵礦為原料制硫酸所產生的尾氣除了含有N₂、O₂外，還含有SO₂、微量的SO₃和酸霧．為了保護環境，同時提高硫酸工業的綜合經濟效益，應盡可能將尾氣中的SO₂轉化為有用的副產品．請按要求回答下列問題：

（1）硫酸工廠尾氣中的SO₂通常用足量石灰水吸收，然后再用稀硫酸處理．
①寫出上述過程反應的化學方程式：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O、CaSO₃+H₂SO₄=CaSO₄+SO₂↑+H₂O．
②請說出這種尾氣處理方法的優點（說出兩點即可）：原料生石灰，硫酸價格便宜且容易獲得；可得副產品石膏或SO₂可作為生產化肥的原料．
③生產中往往需要向溶液中加入適量的對苯二酚或對苯二胺等還原性物質，其目的是防止亞硫酸鹽被氧化，不利于后期二氧化硫回收．
（2）某研究小組用NaOH溶液吸收尾氣中的二氧化硫，將所得的Na₂SO₃溶液進行電解循環再生，這種新工藝叫再生循環脫硫法；其中陰陽膜組合循環再生機理如圖所示，a、b離子交換膜將電解槽分為三個區域，電極材料為石墨．
①圖中a表示陽離子交換膜（填“陰”或“陽”）．A～E分別代表生產中的原料或產品，其中C是硫酸，則A是NaOH溶液，E是氫氣．
②陽極的電極反應式為SO₃^2--2e^-+H₂O=2H⁺+SO₄^2-．

Answer 1

分析 1）①二氧化硫雨氫氧化鈣反應生成亞硫酸鈣，加入硫酸，可生成硫酸鈣和二氧化硫氣體；
②可從原料價廉易得，SO₂回收利用角度分析；
③加入適量的對苯二酚或對苯二胺等還原性物質，可防止亞硫酸鹽被氧化；
（2）①從C為硫酸可知，b為陰離子交換膜．故a為陽離子交換膜．在陰極區應為水放電生成氫氣和氫氧根，故A為氫氧化鈉，E為氫氣；
②陽極應為亞硫酸根放電生成硫酸根．

解答 解：（1）①SO₂與足量石灰水反應，生成亞硫酸鈣和水，亞硫酸鈣和硫酸反應生成硫酸鈣、水和二氧化硫，發生的化學反應分別為SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O、CaSO₃+H₂SO₄=CaSO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O；CaSO₃+H₂SO₄=CaSO₄+SO₂↑+H₂O；
②這種尾氣處理方法的優點有：原料生石灰、硫酸價格便宜且容易獲得；可得到石膏副產品；產生的SO₂含量較高可返回作為原料，
股答案為：原料生石灰，硫酸價格便宜且容易獲得；可得副產品石膏或SO₂可作為生產化肥的原料；
③加入適量的對苯二酚或對苯二胺等還原性物質，可防止亞硫酸鹽被氧化，不利于后期二氧化硫回收，故答案為：防止亞硫酸鹽被氧化，不利于后期二氧化硫回收；
（2）①從C為硫酸可知，硫酸根來源于亞硫酸根放電．故b為陰離子交換膜，a為陽離子交換膜，在陰極區應為水放電生成氫氣和氫氧根離子，故A為氫氧化鈉，E為氫氣，
故答案為：陽；NaOH溶液；氫氣；
②陽極應為亞硫酸根放電生成硫酸根，反應的離子方程式為SO₃^2--2e^-+H₂O=2H⁺+SO₄^2-，故答案為：SO₃^2--2e^-+H₂O=2H⁺+SO₄^2-．

點評 本題考查酸雨的防治以及二氧化硫的性質，為高頻考點，側重于學生的分析能力的考查，題目涉及化學與技術及工業生產的考查，有利于培養學生良好的科學素養，題目難度中等．