Question

【題目】（14分）H2S和SO2會對環境和人體健康帶來極大的危害，工業上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，回答下列方法中的問題。

Ⅰ．H2S的除去

方法1：生物脫H2S的原理為：

H2S+Fe2(SO4)3S↓+2FeSO4+H2SO4

4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O

（1）硫桿菌存在時，FeSO4被氧化的速率是無菌時的5×105倍，該菌的作用是______________。

（2）由圖3和圖4判斷使用硫桿菌的最佳條件為______________。若反應溫度過高，反應速率下降，其原因是______________。

方法2：在一定條件下，用H2O2氧化H2S

（3）隨著參加反應的n(H2O2)/n(H2S)變化，氧化產物不同。當n(H2O2)/n(H2S)=4時，氧化產物的分子式為__________。

Ⅱ．SO2的除去

方法1（雙堿法）：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生

NaOH溶液Na2SO3

（4）寫出過程①的離子方程式：____________________________；CaO在水中存在如下轉化：

CaO(s)+H2O (l) Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq)

從平衡移動的角度，簡述過程②NaOH再生的原理____________________________________。

方法2：用氨水除去SO2

（5）已知25℃，NH3·H2O的Kb=1.8×105，H2SO3的Ka1=1.3×102，Ka2=6.2×108。若氨水的濃度為2.0 mol·L-1，溶液中的c(OH)=_________________mol·L1。將SO2通入該氨水中，當c(OH)降至1.0×107 mol·L1時，溶液中的c()/c()=___________________。

Answer 1

【答案】（14分）

（1）降低反應活化能（或作催化劑）

（2）30 ℃、pH=2.0 蛋白質變性（或硫桿菌失去活性）

（3）H2SO4

（4）2OH-+ SO2SO32-+H2O

SO32-與Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移動，有NaOH生成

（5）6.0×10-3 0.62

【解析】

（1）根據硫桿菌存在時的反應速率可知，硫桿菌的作用是作催化劑，降低了反應的活化能。

（2）根據圖3可知，溫度30℃左右時，氧化速率最大，根據圖4可知，pH=2.0時氧化速率最大，所以使用硫桿菌的最佳條件為30℃、pH=2.0；若反應溫度過高，硫桿菌蛋白質變性失去活性造成反應速率下降。

（3）根據化合價升降，當n(H2O2)/n(H2S)=4時，4mol H2O2轉移8mol電子，則1mol H2S也轉移8mol電子，化合價從-2價升高到+6價，所以氧化產物為H2SO4。

（4）過程①是NaOH與SO2的反應，反應的離子方程式為2OH-+ SO2SO32-+H2O；根據CaO在水中的轉化：CaO(s)+ H2O (l) Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq)，過程②中Na2SO3加入CaO后，SO32-與Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移動，有NaOH生成。

（5）根據NH3·H2O的Kb=1.8×105可知， =1.8×105，當氨水的濃度為2.0 mol·L-1時，溶液中的c(OH)= c(NH4+)=6.0×10-3。

根據H2SO3的Ka2=6.2×108可知， =6.2×108，，當c(OH)降至1.0×107 mol·L1，溶液中的c(SO32-)/c(HSO3-)=0.62。