Question

工廠煙道氣中SO₂直接排放到空氣中會形成酸雨污染環(huán)境．利用海水脫硫是一種有效的方法，其工藝流程見圖1：

（1）常溫下，無污染天然海水pH約為8，呈

 

性．
（2）天然海水吸收了含硫煙氣后，要用O₂進行氧化處理，其反應的化學方程式為

 

．
（3）為研究脫硫率與溫度、含硫煙氣SO₂濃度的關系，實驗結(jié)果如下：

實驗序號	溫度（K）	含硫煙氣SO2濃度（10-6mol．l-1）	脫硫率（%）
Ⅰ	298	400	99.5
Ⅱ	T	500	97.1
Ⅲ	313	400	94.3

則T=

 

．由表中實驗數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是

 

．
（4）為測定某工廠煙道氣中SO₂的含量，使16.00L煙道氣緩慢通過1.00L水，設SO₂完全被吸收，且溶液體積不變．取出20.00mL溶液，加入2～3滴淀粉溶液后，用1.18×10^-3mol?L^-1的飽和碘水（密度為1g?cm^-3）滴定，消耗19.07mL時溶液出現(xiàn)藍色，則該廠煙道氣中SO₂的含量為

 

mg?L^-1．
（5）目前，科學家正在研究一種以乙烯作為還原劑的脫硫（SO₂）方法，其脫硫機理如圖2，脫硫率與溫度、負載率（分子篩中催化劑的質(zhì)量分數(shù)）的關系如圖3．
①該脫硫源理總反應的化學方程式為

 

．
②為達到最佳脫硫效果，應采取的反應條件是

 

．

Answer 1

分析：（1）pH約為8，應呈堿性；
（2）天然海水吸收了含硫煙氣后，含有亞硫酸，具有還原性，可被氧氣氧化生成硫酸；
（3）脫硫率與溫度、含硫煙氣SO₂濃度的關系，應在相同溫度比較不同濃度的影響，以及相同濃度不同溫度的影響；
（4）反應的方程式為SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，根據(jù)方程式計算；
（5）由圖2可知以乙烯作為還原劑的脫硫最終生成S、二氧化碳和水；由圖2可知，最佳脫硫效果應是b曲線且溫度不能太高．

解答：解：（1）pH約為8，應呈堿性或弱堿性，故答案為：堿或弱堿；
（2）天然海水吸收了含硫煙氣后，要用O₂進行氧化處理，氧氣將H₂SO₃氧化為硫酸，該反應為2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄，故答案為：2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄；
（3）脫硫率與溫度、含硫煙氣SO₂濃度的關系，應在相同溫度比較不同濃度的影響，以及相同濃度不同溫度的影響，則T應為298K，由表中數(shù)據(jù)可知得出的結(jié)論是在其它條件不變，溫度為298K時比313K脫硫效率高，含硫煙氣濃度400時比500時脫硫效率高或溫度越低、含硫煙氣濃度較低時有利于脫硫效率，
故答案為：298；在其它條件不變，溫度為298K時比313K脫硫效率高，含硫煙氣濃度400時比500時脫硫效率高或溫度越低、含硫煙氣濃度較低時有利于脫硫效率；
（4）n（I₂）=1.18×10^-3mol?L^-1×19.07×10^-3L=22.50×10^-6mol，
由方程式SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI可知，n（SO₂）=22.50×10^-6mol，
則16.00L煙道氣中含有的n（SO₂）=22.50×10^-6mol×

1000

20

=1.125×10^-3mol，
質(zhì)量為1.125×10^-3mol×64g/mol=7.2×10^-2g=72mg，
所以則該廠煙道氣中SO₂的含量為

72mg

16L

=4.5mg/L，
故答案為：4.5；
（5）①由圖2可知以乙烯作為還原劑的脫硫最終生成S、二氧化碳和水，反應的方程式為2SO₂+3O₂+2C₂H₄

催化劑  .

2S+2CO₂+2H₂O，
故答案為：2SO₂+3O₂+2C₂H₄

催化劑  .

2S+2CO₂+2H₂O；
②由圖2可知，最佳脫硫效果應是b曲線且溫度不能太高，應選擇350℃最合適，故答案為：350℃，負載率3.0%．

點評：本題以二氧化硫的污染為載體綜合考查化學方程式的計算，側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查，為高頻考點，足以把握題給信息，答題時注意審題，難度中等．