Question

【題目】某硫酸廠用以下幾種方法處理SO2尾氣。

(1)亞硫酸鈉吸收法

① Na2SO3溶液吸收SO2的離子方程式為_______________；其產(chǎn)物的溶液中離子濃度由大到小的排列順序為______________。

② 常溫下，當(dāng)吸收至pH=6時，吸收液中相關(guān)離子濃度關(guān)系一定正確的是_______

(填序號)

a.c(Na+)+c(H+)>c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)

b.c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-）+C(H2SO3)

c.c(Na+)>c(SO32-)>c(OH一)>c(H+)

d.水電離出c(OH一)=1×l0-8mol/L

③25 ℃時，H2SO3HSO＋H＋的電離常數(shù)Ka＝1×10－2mol·L－1，則該溫度下NaHSO3水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh＝______mol·L－1，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，則溶液中將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(2)電化學(xué)處理法

如圖所示，Pt(1)電極的反應(yīng)式為_________；堿性條件下，用Pt(2)電極排出的S2O42-溶液吸收NO2，使其轉(zhuǎn)化為N2，同時有SO32-生成。若陽極轉(zhuǎn)移電子6mol，則理論上處理NO2氣體____mol。

Answer 1

【答案】 SO32-+SO2+ H2O=2HSO3- (Na+) > c(HSO3-)> c(H+)> c(SO32-) >c(OH-) ad 1×10－12 增大 SO2-2e-+2 H2O=SO42-+ 4H+ 1.5

【解析】（1）本題考查SO2的性質(zhì)和離子濃度大小順序、電離平衡常數(shù)的計算，①SO2與CO2在某些性質(zhì)上具有相似，因此SO2與Na2SO3反應(yīng)的離子方程式為SO2＋SO32－＋H2O=2HSO3－，HSO3－的電離程度大于其水解程度，溶液顯酸性，HSO3－部分電離，即離子濃度大小順序是 (Na＋) > c(HSO3－)> c(H＋)> c(SO32－) >c(OH－)；②a、根據(jù)電荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)=c(OH－)＋c(HSO3－)＋2c(SO32－)，因此有c(Na＋)＋c(H＋)>c(OH－)＋c(HSO3－)＋c(SO32－)，故a正確；b、如果溶質(zhì)只有NaHSO3，根據(jù)物料守恒， c(Na＋) = c(SO32－)+ c(HSO3－）+ C(H2SO3)，如果溶質(zhì)為NaHSO3和H2SO3，則 c(Na＋)< c(SO32－)+ c(HSO3－）+ C(H2SO3)，故b錯誤；c、pH=6，溶液顯酸性，即c(H＋)>c(OH－)，故c錯誤；d、根據(jù)水的離子積，c(OH－)=Kw/c(H＋)=10－14/10－6mol·L－1=10－8mol·L－1，故d正確；③根據(jù)Kh=Kw/Ka1=1×10－14/10－2=1×10－12；加入I2，發(fā)生HSO3－＋I(xiàn)2＋H2O=SO42－＋2I－＋3H＋，然后發(fā)生H＋＋HSO3－=H2SO3，因此c(H2SO3)增大，c(HSO3－)減小，此比值增大；（2）考查電極反應(yīng)式的書寫和電化學(xué)計算，根據(jù)裝置圖，Pt(1)電極SO2→H2SO4，S的化合價升高，失去電子，即Pt(1)作陽極，即電極反應(yīng)式為SO2＋2H2O－2e－=4H＋＋SO42－；Pt(2)電極反應(yīng)式為2HSO3－＋2H＋＋2e－=S2O42－＋2H2O，轉(zhuǎn)移電子6mol，生成S2O42－物質(zhì)的量6/2mol=3mol，然后根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，3×2×1=n(NO2)× 4，即n(N2)= 1.5mol。