Question

我國硫酸工業年SO₂排放量約10萬噸，硫酸工業的尾氣必須進行處理．
（1）某工廠采用氨-硫酸銨治理含硫煙氣和同時吸收焦爐氣中的氨，其工藝流程圖如圖1：

①從環境保護的角度看，采用上述工藝可防止

酸雨的產生、水體氮富營養化

；設計一個簡單的實驗方案，檢驗尾氣中是否含有氨氣：

將濕潤的紅色石蕊試紙伸入尾氣樣品中，觀察試紙是否變藍

．
②氨氣吸收塔中發生反應的離子方程式為

HSO₃^-+NH₃?H₂O═SO₃^2-+NH₄⁺+H₂O

．
（2）有學者提出利用Fe³⁺的氧化性，將SO₂氧化成SO₄^2-而實現SO₂的回收利用．
①圖2實驗Ⅰ可采用圖3裝置模擬測定煙氣中SO₂的體積分數．X溶液可以選用

碘的淀粉溶液（或酸性KMnO₄溶液）

．
②圖2實驗Ⅰ還可采用下列方案測定SO₂的體積分數，取280mL（標準狀況）氣體樣品與足量Fe₂（SO₄）₃溶液完全反應后，用濃度為0.020mol/L的K₂Cr₂O₇溶液滴定反應生成的Fe²⁺，至終點消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00mL．尾氣中SO₂的體積分數為

12.00%

．
已知：Cr₂O₇^2-+Fe²⁺+H⁺→Cr³⁺+Fe³⁺+H₂O（未配平）
③假設實驗Ⅱ在標準狀況下進行，且已知混合氣體流量．為測定轉化器中SO₂氧化成SO₄^2-的轉化率，該實驗中還需測定的數據有

實驗時間

、

BaSO₄的質量

．

Answer 1

分析：（1）①上述工藝吸收了含硫煙氣和焦爐氣中的氨，含硫煙氣可引起酸雨的產生，氨可引起水體氮富營養化；根據氨氣的檢驗方法：將濕潤的紅色石蕊試紙伸入尾氣樣品中，觀察試紙是否變藍；②NH₄HSO₃顯酸性，能與堿性物質反應；
（2）①測定模擬煙氣中SO₂的體積分數，可根據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，通過顏色的變化判斷；
②根據原子守恒及電子轉移列出關系式，根據關系式計算樣品中SO₂的體積分數；
③欲測定轉化器中SO₂氧化成SO₄^2-的轉化率，還需要測定時間和生成沉淀的質量．

解答：解：（1）①含硫煙氣可引起酸雨的產生，氨可引起水體氮富營養化；因氨氣能使濕潤的紅色石蕊試紙變紅，
故答案為：酸雨的產生、水體氮富營養化；將濕潤的紅色石蕊試紙伸入尾氣樣品中，觀察試紙是否變藍；
②NH₄HSO₃顯酸性，能與堿性物質反應：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，故答案為：碘的淀粉溶液（或酸性KMnO₄溶液）；
②令樣品中SO₂的體積分數是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欲測定轉化器中SO₂氧化成SO₄^2-的轉化率，還需要測定時間和生成沉淀的質量，故答案為：實驗時間；BaSO₄的質量．

點評：本題主要考查了SO₂的性質及其計算，難度不大，掌握其性質即可完成．