Question

(13分)直接排放含SO₂的煙氣會形成酸雨，危害環境。利用鈉堿循環法可脫除煙氣中的SO₂，

（1）用化學方程式表示SO₂形成硫酸型酸雨的反應:               。

（2）在鈉堿循環法中，Na₂SO₃溶液作為吸收液，可由NaOH溶液吸收SO₂制得，該反應的離子方程式是                        

（3）吸收液吸收SO₂的過程中，pH隨n(SO₃²﹣):n(HSO₃﹣)變化關系如下表:

n(SO₃²﹣):n(HSO₃﹣)	91：9	1：1	1：91
pH	８.２	7.2	6.2

①上表判斷NaHSO₃溶液顯　　　　　　性，用化學平衡原理解釋:　　　　　　　　　　　　　

②當吸收液呈中性時，溶液中離子濃度關系正確的是(選填字母):　　　　　　　　　　　　

a．c（Na^＋）=2c（SO₃^2-）＋c（HSO₃^－），

b．c（Na^＋）> c（HSO₃^－）> c（SO₃^2-）>c（H^＋）=c（OH^－）

c．c（Na^＋）+c（H^＋）= c（SO₃^2-）+ c（HSO₃^－）+c（OH^－）

(4)當吸收液的pH降至約為6時，需送至電解槽再生。再生示意圖如下:

①HSO₃^-在陽極放電的電極反應式是　　　　　　　　　　　　　　　。

②當陰極室中溶液pＨ升至8以上時，吸收液再生并循環利用。簡述再生原理:　　　　　　　　　　

 

Answer 1

【答案】

：（1）SO₂+H₂OH₂SO₃，2 H₂SO₃+O₂2H₂SO₄；（2）SO₂+2OH^- =SO₃^2-+H₂O；（3）酸； HSO₃^－存在：HSO₃^－SO₃^2-+H^＋和HSO₃^－+H₂O=H₂SO₃+OH^－，HSO₃^－的電離程度強于水解程度；ab；（4）HSO₃^-+H₂O-2e^- =3H⁺+SO₄^2-；H⁺在陰極得電子生成H₂，溶液中的c（H^＋）降低，促使HSO₃^-電離生成SO₃^2-，且Na+進入陰極室，吸收液得以再生。

【解析】：（1）SO₂形成硫酸型酸雨時，二氧化硫和空氣中的水、氧氣反應得到硫酸：SO₂+H₂OH₂SO₃，2 H₂SO₃+O₂2H₂SO₄；（2）二氧化硫被氫氧化鈉溶液吸收制備亞硫酸鈉溶液時：SO₂+2OH^- =SO₃^2-+H₂O；（3）根據表中數據，可知，n(SO₃²﹣):n(HSO₃﹣)=1:91時，溶液的pH值為酸性，故NaHSO₃溶液顯酸性，在亞硫酸氫鈉溶液中HSO₃^－存在：HSO₃^－SO₃^2-+H^＋和HSO₃^－+H₂O=H₂SO₃+OH^－，HSO₃^－的電離程度強于水解程度，故溶液呈酸性。當吸收液呈中性時，溶液中的c（H^＋）=c（OH^－），由于溶液中存在著電荷守恒，故c（Na^＋）+c（H^＋）=2c（SO₃^2-）+ c（HSO₃^－）+c（OH^－），可推出：c（Na^＋）=2c（SO₃^2-）＋c（HSO₃^－），a對；由于n(SO₃²﹣):n(HSO₃﹣)=1：1時，溶液的pH值為7.2，故中性時一定有c（HSO₃^－）> c（SO₃^2-），可推出：c（Na^＋）> c（HSO₃^－）> c（SO₃^2-）>c（H^＋）=c（OH^－），b對；（4）根據電解槽所示的變化，可知HSO₃^-在陽極放電的電極反應式是：HSO₃^-+H₂O-2e^- =3H⁺+SO₄^2-；H⁺在陰極得電子生成H₂，溶液中的c（H^＋）降低，促使HSO₃^-電離生成SO₃^2-，且Na+進入陰極室，吸收液得以再生。