Question

【化學(xué)一一選修化學(xué)與技術(shù)】
硫酸工廠排放的尾氣中，含少量的二氧化硫．為防止污染大氣，在排放前必需進(jìn)行尾氣處理并設(shè)法進(jìn)行綜合利用．
（1）硫酸工廠排放尾氣中的SO₂通常用足量石灰水吸收，然后再用稀硫酸處理．
①寫出上述過程的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

，

 

②請說出這種尾氣處理方法的優(yōu)點(diǎn)（說出兩點(diǎn)即可）

 

③若某硫酸廠每天排放的1萬米³．（標(biāo)準(zhǔn)狀況）尾氣中含0.2%（體積百分?jǐn)?shù)）的SO₂，通過上述方法處理，理論上需生石灰

 

kg．
（2）近聞美國和日本正在研究用Na₂SO₃吸收法作為治理SO₂污染的一種新方法，該方法：第一步是用Na₂SO₃水溶液吸收SO₂，第二步是加熱吸收溶液，可得到含高濃度SO₂的水蒸氣副產(chǎn)品．
這種尾氣處理方法與（1）相比的優(yōu)點(diǎn)是

 

．
（3）某研究小組用NaOH溶液吸收尾氣中的二氧化硫，將所得的Na₂SO₃．溶液進(jìn)行電解循環(huán)再生，這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法；其中陰陽膜組合循環(huán)再生機(jī)理如A圖，a、b離子交換膜將電解槽分為三個(gè)區(qū)域，電極材料為石墨．

①圖中a表示

 

離子交換膜（填“陰”或“陽”）．A-E分別代表生產(chǎn)中的原料或產(chǎn)品，其中C為硫酸，則A表示

 

，E表示

 

．
②陽極的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

分析：（1）①依據(jù)SO₂性質(zhì)即可解答；
②可從原料價(jià)廉易得，SO₂回收利用角度分析；
③利用關(guān)系式計(jì)算可得；
（2）寫出兩步的反應(yīng)方程式，觀察可得；
（3）①從C為硫酸可知，b為陰離子交換膜．故a為陽離子交換膜．在陰極區(qū)應(yīng)為水放電生成氫氣和氫氧根，故A為氫氧化鈉，E為氫氣；
②陽極應(yīng)為亞硫酸根放電生成硫酸根，寫出即可．

解答：解：（1）①SO₂與足量石灰水反應(yīng)，生成亞硫酸鈣和水，亞硫酸鈣和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣、水和二氧化硫，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)分別為SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O、CaSO₃+H₂SO₄=CaSO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O；CaSO₃↓+H₂SO₄=CaSO₄+SO₂↑+H₂O；
②原料生石灰、硫酸價(jià)格便宜且容易獲得；可得到石膏副產(chǎn)品；產(chǎn)生的SO₂含量較高可返回作為原料，
股答案為：原料生石灰、硫酸價(jià)格便宜且容易獲得，可得到石膏副產(chǎn)品或產(chǎn)生的SO₂含量較高可返回作為原料；
③SO₂ ～CaO
                               64    56
1×10⁷L×0.2%÷22.4L/mol×64g/mol      m（ CaO）
      64：56=1×10⁷L×0.2%÷22.4L/mol×64g/mol：m（ CaO）
解得m（ CaO）=50000g=50kg，
故答案為：50；
（2）由Na₂SO₃+H₂O+SO₂=2NaHSO₃、2NaHSO₃=Na₂SO₃+H₂O+SO₂↑，觀察兩個(gè)反應(yīng)可知Na₂SO₃可循環(huán)使用，
故答案為：Na₂SO₃可循環(huán)使用；
（3）①從C為硫酸可知，硫酸根來源于亞硫酸根放電．故b為陰離子交換膜，a為陽離子交換膜，在陰極區(qū)應(yīng)為水放電生成氫氣和氫氧根離子，故A為氫氧化鈉，E為氫氣，
故答案為：陽；NaOH溶液；氫氣；
②陽極應(yīng)為亞硫酸根放電生成硫酸根，反應(yīng)的離子方程式為SO₃^2--2e^-+H₂O=2H⁺+SO₄^2-，
故答案為：SO₃^2--2e^-+H₂O=2H⁺+SO₄^2-．

點(diǎn)評：本題考查了二氧化硫的污染及防治、電解原理、化學(xué)方程式的書寫、關(guān)系式的計(jì)算．題目（3）有一定難度，需認(rèn)真分析．