Question

【題目】SO2是一種重要的氧化物,可用于生產(chǎn)三氧化硫、硫酸、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽,也可用作熏蒸劑、防腐劑、消毒劑、還原劑等。

(1)SO2性質(zhì)多變,若將SO2氣體通入氫硫酸中,能看到的現(xiàn)象為:__________,該反應(yīng)中SO2表現(xiàn)出______性;若將SO2氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中,離子反應(yīng)方程式為_________,該反應(yīng)中SO2表現(xiàn)出__________性。

(2)SO2有毒,且能形成酸雨,是大氣主要污染物之一。石灰-石膏法和堿法是常用的煙氣脫硫法。石灰-石膏法的吸收原理:①SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O②2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4·2H2O堿法的吸收原理:將含SO2的尾氣通入足量的燒堿溶液中,請(qǐng)寫出對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式__________;

已知:

試劑	Ca(OH)2	NaOH
價(jià)格(元/kg)	0.36	2.9

余石灰-石膏法相比,堿法的優(yōu)點(diǎn)是吸收快、效率高,缺點(diǎn)是__________;

(3)在石灰-石膏法和堿法的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了雙堿法,能實(shí)現(xiàn)物料循環(huán)利用。

上述方法中,實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的物質(zhì)是__________,請(qǐng)用化學(xué)方程式表示在Na2SO3溶液中加入CaO后的反應(yīng)原理__________。

Answer 1

【答案】溶液中生成黃色沉淀 氧化性 2MnO4-+5SO2+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+ 還原性 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 成本較高 NaOH CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2+Na2SO3=CaSO3↓+2NaOH

【解析】

（1）將SO2氣體通入氫硫酸中，發(fā)生反應(yīng)SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O；將SO2氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中，發(fā)生反應(yīng)：5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+；

（2）二氧化硫和氫氧化鈉的反應(yīng)方程式為：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O，參照價(jià)格表，NaOH成本高；

（3）向Na2SO3溶液中加入CaO后，生成NaOH，故NaOH為循環(huán)利用的物質(zhì)；CaO加入溶液中會(huì)先和水反應(yīng)，即CaO+H2O=Ca(OH)2，生成的Ca(OH)2再和Na2SO3溶液反應(yīng)，據(jù)此答題。

（1）二氧化硫具有弱氧化性，將SO2氣體通入氫硫酸中，發(fā)生反應(yīng)SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O，

看到的現(xiàn)象為溶液中生成黃色沉淀，二氧化硫中S化合價(jià)由+4價(jià)→0價(jià)，化合價(jià)降低的反應(yīng)物作氧化劑，體現(xiàn)氧化性；將SO2氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中，高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，將二氧化硫溶于水后生成的亞硫酸氧化為硫酸，二氧化硫遇到強(qiáng)氧化劑時(shí)體現(xiàn)還原性，將MnO4-還原為Mn2+，S元素的化合價(jià)升高2價(jià)，錳元素的化合價(jià)降低5價(jià)，則高錳酸根系數(shù)為2，二氧化硫系數(shù)為5，根據(jù)原子守恒，硫酸根系數(shù)為5，Mn2+系數(shù)為2，根據(jù)電荷守恒，右側(cè)補(bǔ)4個(gè)氫原子，最終根據(jù)H原子守恒，左側(cè)補(bǔ)2個(gè)水，即方程式為：

5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+，二氧化硫中S元素的化合價(jià)由+4價(jià)→+6價(jià)，化合價(jià)升高的反應(yīng)物作還原劑，體現(xiàn)還原性，故答案為：溶液中生成黃色沉淀，氧化性，2MnO4-+5SO2+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+，還原性。

（2）二氧化硫作為酸性氧化物，可以和氫氧化鈉反應(yīng)鹽和水，參照二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)的方程式，寫出二氧化硫和氫氧化鈉的反應(yīng)方程式為：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O，由于石灰的堿性比氫氧化鈉弱，吸收SO2的速率慢、效率低，但吸收成本比氫氧化鈉低的多，故答案為：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O，成本較高。

（3）從流程圖中可以看出，向Na2SO3溶液中加入CaO后，生成NaOH，生成的NaOH可以作為二氧化硫的吸收劑，故NaOH為循環(huán)利用的物質(zhì)；CaO加入溶液中會(huì)先和水反應(yīng)，即CaO+H2O=Ca(OH)2，生成的Ca(OH)2再和Na2SO3溶液反應(yīng)，根據(jù)流程圖，反應(yīng)物之一為NaOH，再根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理，另一生成物為CaSO3，故反應(yīng)方程式為：Ca(OH)2+Na2SO3=CaSO3↓+2NaOH，故答案為：NaOH，CaO+H2O=Ca(OH)2、Ca(OH)2+Na2SO3=CaSO3↓+2NaOH。