Question

4．SO₂通過下列工藝流程可制得化工業原料H₂SO₄和清潔能源H₂．

（1）根據資料：

化學式	Ag2SO4	AgBr	AgCl
Ksp	1.4×10-5	5.0×10-13	1.8×10-10

為檢驗分離器的分離效果，取分離后的H₂SO₄溶液于試管，向其中逐滴加入AgNO₃溶液至充分反應，若觀察到無淡黃色沉淀產生，最終生成白色沉淀，證明分離效果較好．
（2）表示該工藝流程的總反應化學方程式為：SO₂+2H₂O=H₂SO₄+H₂；該生產工藝的優點有溴可以循環利用，獲得清潔能源氫氣（答一點即可）．
（3）某含有大量氯化銀沉淀的懸濁液中c（Cl^-）=0.36mol•L^-1，加入等體積的溴化鈉溶液，若要產生溴化銀沉淀，加入的溴化鈉溶液的最小濃度是10^-3mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）由工藝流程圖可知，原電池中是SO₂、Br₂、H₂O反應生成H₂SO₄、HBr；分離完全，硫酸中不含HBr，加入AgNO₃溶液，根據沉淀顏色判斷；
（2）原電池中電池總反應為：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，電解池中總反應為2HBr=H₂+Br₂，兩式相加可得該工藝流程用總反應的化學方程式；
該生產工藝的優點：溴可以循環利用，獲得清潔能源氫氣，缺點是：生成過程有有毒物質，電解循環消耗能源大；
（3）依據沉淀轉化的溶度積常數，結合氯化銀和溴化銀的溶度積常數計算得到需要溴離子的濃度．

解答 解：（1）取分離后的H₂SO₄溶液于試管，向其中逐滴加入AgNO₃溶液至充分反應，若觀察到無淡黃色沉淀產生，最終生成白色沉淀，說明分離效果較好，
故答案為：無淡黃色沉淀產生，最終生成白色沉淀；
（2）原電池中電池總反應為SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，電解池中總反應為2HBr=H₂+Br₂，故該工藝流程用總反應的化學方程式表示為：SO₂+2H₂O=H₂SO₄+H₂，該生產工藝的優點：溴可以循環利用，獲得清潔能源氫氣，
故答案為：SO₂+2H₂O=H₂SO₄+H₂；溴可以循環利用，獲得清潔能源氫氣；
（3）某含有大量氯化銀沉淀的懸濁液中c（Cl^-）=0.36mol•L^-1，加入等體積的溴化鈉溶液，Ksp=c（Ag⁺）c（Br^-）=5.0×10^-13，Ksp=c（Ag⁺）c（Cl^-）=1.8×10^-10
，AgCl+Br^-=AgBr+Cl^-，$\frac{c（C{l}^{-}）}{c（B{r}^{-}）}$=$\frac{Ksp（AgCl）}{Ksp（AgBr）}$，c（Br^-）=$\frac{0.36×5.0×1{0}^{-13}}{1.8×1{0}^{-10}}$=10^-3mol/L，
故答案為：10^-3．

點評 本題考查電子式書寫、原電池及電解池原理、元素化合物性質、化學工藝流程等，題目綜合性較大，難度中等，是對知識的綜合考查，注意基礎知識的全面掌握．