Question

利用海水脫硫是處理火力發電排放出SO₂的一種有效的方法，其工藝流如圖所示：

（1）天然海水呈堿性，寫出SO₂與OH^-反應的離子方程式

 

．
（2）天然海水吸收了含硫煙氣后會溶有H₂SO₃分子，使用氧氣將其氧化的化學原理是

 

（用化學方程式表示）．氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水與之混合后才能排放，該操作的主要目的是

 

．
（3）為了測定爐氣中SO₂的體積百分含量，把500mL的爐氣通入20mL 0.05mol/L的高錳酸鉀溶液中，恰好使紫色剛好褪去．請回答：
①配平方程式：

 

KMnO₄^-+

 

SO₂+

 

H₂O═

 

Mn²⁺+

 

SO₄^2-+

 

②測定結果爐氣中SO₂的含量為

 

．
（4）已知工業上利用可逆反應2SO₂+O₂ 

加熱

△

 2SO₃，△H＜0，來制備硫酸，下列對該反應的說法正確的是

 

．
A．當單位時間內消耗2mol SO₂的同時生成2mol SO₃，說明該反應達到平衡
B．升高溫度，可以增大正反應速率
C．恒容，通入氬氣增大壓強，促使平衡向右移動
D．工業上通過鼓入大量的空氣而提高SO₂的轉化率
（5）某科研小組利用SO₂、O₂和稀H₂SO₄設計成原電池，該電池的負極反應為：

 

．

Answer 1

分析：（1）根據海水中的離子是否水解進行解答；
（2）根據使用空氣中的氧氣將H₂SO₃氧化來分析；利用酸堿反應分析混合的目的；
（3）①依據氧化還原反應電子守恒和原子搜狐分析配平離子方程式；
②依據離子方程式計算反應的二氧化硫物質的量，結合氣體摩爾體積計算體積分數；
（4）A．當單位時間內消耗2mol SO₂的同時生成2mol SO₃，說明反應正向進行不能說明該反應達到平衡；
B．升高溫度，增大反應速率，可以增大正逆反應速率；
C．恒容，通入氬氣增大壓強，總壓增大，分壓不變，平衡不動；
D．工業上通過鼓入大量的空氣而提高SO₂的轉化率，提高經濟效益增大原料利用率；
（5）依據二氧化硫被氧氣氧化為硫酸的氧化還原反應中元素化合價變化分析，元素化合價升高的失電子發生氧化反應；

解答：解：（1）二氧化硫是酸性氧化物反應生成了亞硫酸根和水，反應的離子方程式為：SO₂+2OH^-═SO₃^2-+H₂O；
故答案為：SO₂+2OH^-═SO₃^2-+H₂O；
（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，氧化后的“海水”需要用大量的天然海水與之混合后才能排放，是因中和稀釋經氧氣氧化后海水中生成的酸（H⁺），
故答案為：2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄；中和、稀釋經氧氣氧化后海水中生成的酸；
（3）①高錳酸鉀溶液氧化二氧化硫生成硫酸，錳元素化合價+7變化為+2價，得到電子5，硫元素化合價+4價變化為+6價，失電子2，最小公倍數為6，結合原子守恒電荷守恒配平寫出離子方程式為：2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O═2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；
故答案為：2； 5； 2； 2； 5； 4H⁺；
②依據離子方程，2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O═2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；
               2       5
   0.05mol/L×0.02L    n（SO₂）
 n（SO₂）=0.0025mol
二氧化硫的體積分數=

0.0025mol×22.4L/mol

0.5L

×100%=11.2%
故答案為：11.2%；
（4）A．當單位時間內消耗2mol SO₂的同時生成2mol SO₃，說明反應正向進行不能說明該反應達到平衡，故A錯誤；
B．升高溫度，增大反應速率，可以增大正逆反應速率，故B正確；
C．恒容，通入氬氣增大壓強，總壓增大，分壓不變，平衡不動，故C錯誤；
D．工業上通過鼓入大量的空氣而提高SO₂的轉化率，提高經濟效益增大原料利用率，故D正確；
故答案為：BD；
（5）利用SO₂、O₂和稀H₂SO₄設計成原電池，反應為2SO₂+O₂+2H₂O═2H₂SO₄該電池的負極反應為二氧化硫失電子生成硫酸，負極電極反應為：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺；
故答案為：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺．

點評：本題考查了二氧化硫性質的分析應用，氧化還原反應離子方程式書寫和計算，原電池原理分析判斷，掌握題干信息和物質性質是解題關鍵，題目難度中等．