Question

【題目】I．用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染。傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過如圖所示的催化劑循環(huán)實(shí)現(xiàn)，

其中，反應(yīng)①為：2HCl（g） + CuO（s）H2O（g）+CuCl2（s） △H1

反應(yīng)②生成1molCl2（g）的反應(yīng)熱為△H2，則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為（反應(yīng)熱用△H1和△H2表示）。

II．氧化鋅吸收法常用作脫去冶金工業(yè)排放煙氣中SO2，其主要步驟如下：配制ZnO懸濁液(含少量MgO、CaO)，在吸收塔中封閉循環(huán)脫硫，發(fā)生的主要反應(yīng)為ZnO(s) + SO2(g)=ZnSO3(s)，試回答下列問題：

（1）生成的ZnSO3可熱分解處理，其目的是：①生成的高濃度SO2可以用來制備硫酸；②_______________________；

（2）已知：純ZnO的懸浮液pH約為6.8。用氧化鋅吸收法脫去煙氣中SO2的過程中，測(cè)得pH、吸收效率η隨時(shí)間t的變化如圖1所示。已知被吸收的SO2為c(SO2)吸，溶液中SO32-、HSO3-、H2SO3所占物質(zhì)的量之比與pH的關(guān)系如圖2所示。

①充分吸收煙氣后的混合體系硫元素的主要存在形式是__________________；

②結(jié)合圖1與圖2分析，cd段發(fā)生的主要反應(yīng)是__________________；

③分析圖1，ab段的pH迅速下降至6.8左右的原因是______________________；

④為提高SO2的吸收效率η，可采取的措施為___________。

A．增大懸濁液中ZnO的量

B．適當(dāng)提高單位時(shí)間內(nèi)煙氣的循環(huán)次數(shù)

C．調(diào)節(jié)溶液的pH至6.0以下

（3）如用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時(shí)得到H2SO4，其原理如下圖所示。(電極材料為石墨)

b極的電極反應(yīng)式為____________________。

Answer 1

【答案】I．2HCl（g）+1/2O2（g）H2O（g）+Cl2（g） △H=△H1+△H2 II．（1）ZnSO3受熱分解生成ZnO可以循環(huán)利用 ；（2）①HSO3- ；②ZnSO3+SO2+H2O=Zn(HSO3)2 ；③ZnO懸濁液含有的少量MgO、CaO在水中溶解度較ZnO大，ab段MgO、CaO吸收SO2； ④AB；（3）SO32- -2e-+H2O=SO42-+2H+。

【解析】

試題分析：I.①2HCl(g)＋CuO(s) H2O(g)＋CuCl2(s) △H1，②2CuCl2(s)＋O2(g) 2CuO(s)＋2Cl2↑(g) 2△H2， ①×2＋②，得出4HCl(g)＋O2(g) 2H2O(g)＋2Cl2(g) △H=2△H1＋△H2；II.（1）ZnSO3分解的反應(yīng)方程式為ZnSO3ZnO＋SO2↑，SO2濃度高，用來制取硫酸，根據(jù)流程，ZnO可以循環(huán)使用；

（2）①根據(jù)圖2，當(dāng)pH=6.8時(shí)，硫元素的主要存在形式是HSO3－；②根據(jù)圖1，cd段對(duì)應(yīng)的pH，根據(jù)圖2，硫元素以HSO3－為主，因此發(fā)生的反應(yīng)是ZnSO3＋SO2＋H2O=Zn(HSO3)2；③純ZnO的懸浮液的pH約為6.8，而配制ZnO的懸濁液中含有少量MgO和CaO，而CaO與水生成Ca(OH)2，Ca(OH)2屬于強(qiáng)堿，ab段Ca(OH)2吸收SO2；④A、增大懸濁液中ZnO的量，增加SO2跟ZnO接觸面積，能夠提高吸收率，故正確；B、適當(dāng)提高單位時(shí)間內(nèi)煙氣的循環(huán)次數(shù)，能夠增加SO2的吸收率，故正確；C、調(diào)節(jié)pH至6.0以下，溶液酸性，不利于SO2的吸收，故錯(cuò)誤；

（3）根據(jù)SO32－移動(dòng)的方向，以及實(shí)驗(yàn)的目的，為了得到H2SO4，S的化合價(jià)升高，即b為陽(yáng)極，因此電極反應(yīng)式為：SO32－＋H2O－2e－=SO42－＋2H＋。