Question

（16分）火力發電在我國的能源利用中占較大比重，但是排放出的SO₂會造成一系列環境和生態問題，直接排放含SO₂的煙氣會形成酸雨，危害環境。
（1）用化學方程式表示SO₂形成硫酸型酸雨的反應：                             。
（2）工業上用Na₂SO₃溶液吸收煙氣中的SO₂。將煙氣通入1.0 mol·L^-1的Na₂SO₃溶液，溶液pH不斷減小。當溶液pH約為6時，吸收SO₂的能力顯著下降，應更換吸收劑。
① 此時溶液中c(SO₃^2–)的濃度是0.2 mol·L^-1，則溶液中c(HSO₃^–)是_______mol?L^-1。
② 向pH約為6的吸收劑中通入足量的O₂，可將其中的NaHSO₃轉化為兩種物質，反應的化學方程式是                                       。
③ 某研究小組為探究提高含硫煙氣中SO₂的
吸收效率的措施，模擬實驗吸收含硫煙氣，實驗結果如圖所示。則：                                                               ，
有利于提高SO₂的吸收效率。

（3）工廠倉庫存放的Na₂SO₃藥品已部分被空氣
氧化，該化學小組想用已知濃度的酸性KMnO₄
溶液來確定其含量，具體步驟如下：
步驟i　稱取樣品1.000 g。
步驟ii　將樣品溶解后，完全轉移到250 mL容量瓶中，定容，充分搖勻。
步驟iii　移取25.00 mL樣品溶液于250 mL錐形瓶中，用0.01000 mol·L^－1 KMnO₄標準溶液滴定至終點。
按上述操作方法再重復2次。
① 寫出步驟iii所發生反應的離子方程式___________________________________；
② 在配制0.01000 mol·L^－1 KMnO₄溶液時若仰視定容，則最終測得藥品中Na₂SO₃的含量________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。
③ 某同學設計用下列儀器進行滴定實驗(夾持部分略去)，最合理的組合是_     (填字母)。
  
A               B               C                 D            E
④ 滴定結果如下表所示：

滴定次數	待測溶液 的體積/mL	標準溶液的體積
		滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	25.00	1.02	21.03
2	25.00	2.00	21.99
3	25.00	2.20	20.20

則該藥品中Na₂SO₃的質量分數為_________。

Answer 1

（16分）
（1）SO₂＋H₂OH₂SO₃；2H₂SO₃＋O₂＝2H₂SO₄            （2分）
（或2SO₂＋O₂ 2SO₃；SO₃＋H₂O＝H₂SO₄  或2SO₂＋O₂＋2H₂O＝2H₂SO₄）
（2）① 1.6                                             （2分）
② 2NaHSO₃＋O₂＝Na₂SO₄＋H₂SO₄                    （2分）
③ 降低含硫煙氣的溫度（或減小含硫煙氣的流速）      （2分）
（3）① 2MnO＋5SO＋6H^＋＝2Mn^2＋＋5SO＋3H₂O　      （2分）
② 偏大　 （2分）    ③ AC （2分，漏選得1分，錯選0分）
④ 63.00% 或63.0% （2分，寫“63%”得1分）

試題分析：（1）二氧化硫溶于水生成亞硫酸，亞硫酸與空氣中的氧氣反應生成硫酸，該過程的化學方程式為SO₂＋H₂OH₂SO₃；2H₂SO₃＋O₂＝2H₂SO₄ 
（2）①根據電荷守恒，可得c(H^＋)+ c(Na⁺)= c(OH^－)+2 c(SO₃^2–)+c(HSO₃^–)，所以c(HSO₃^–)= c(H^＋)+ c(Na⁺)- c(OH^－)-2 c(SO₃^2–)=（1.0+10^-6-10^-8-2×0.2）mol·L^-1，所以c(HSO₃^–)近似為1.6mol/L；
②由①可知NaHSO₃的溶液呈酸性，與氧氣反應后生成的2種物質應是硫酸鈉與硫酸，化學方程式為2NaHSO₃＋O₂＝Na₂SO₄＋H₂SO₄；
③由圖可知，二氧化硫的吸收率隨溫度升高而降低，①曲線的二氧化硫的吸收率最高，煙氣的流速最小，所以提高SO₂的吸收效率可以降低含硫煙氣的溫度（或減小含硫煙氣的流速）；
（3）①高錳酸鉀溶液與亞硫酸鈉發生氧化還原反應生成硫酸鈉、硫酸錳、水，所以步驟iii所發生反應的離子方程式2MnO＋5SO＋6H^＋＝2Mn^2＋＋5SO＋3H₂O；
②配制高錳酸鉀溶液時仰視定容，則所配溶液的濃度偏低，滴定時消耗高錳酸鉀溶液的體積就偏大，造成最終測得藥品中Na₂SO₃的含量偏大；
③根據實驗步驟可知，樣品溶液放在錐形瓶中，滴定溶液放在滴定管內，高錳酸鉀具有強氧化性，所以應使用酸式滴定管，因此最合理的組合是AC；
④由表中數據可知3次使用高錳酸鉀溶液的體積分別是20.01mL、19.99mL、18.00mL，第三組數據與前兩組差距較大，舍去，用前兩組的平均值計算，平均值是20.00mL。根據2MnO～5SO，得樣品中亞硫酸鈉的質量為0.02L×0.01000 mol·L^－1×2.5×10×126g/mol=0.63g，所以樣品中亞硫酸鈉的質量分數是0.63g/1.0000g×100%=63.00%。