Question

工廠(chǎng)煙道氣中SO₂直接排放到空氣中會(huì)形成酸雨污染環(huán)境．利用海水脫硫是一種有效的方法，其工藝流程見(jiàn)圖1：

（1）常溫下，無(wú)污染天然海水pH約為8，呈

 

性．
（2）天然海水吸收了含硫煙氣后，要用O₂進(jìn)行氧化處理，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（3）為研究脫硫率與溫度、含硫煙氣SO₂濃度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	溫度（K）	含硫煙氣SO2濃度（10-6mol．l-1）	脫硫率（%）
Ⅰ	298	400	99.5
Ⅱ	T	500	97.1
Ⅲ	313	400	94.3

則T=

 

．由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是

 

．
（4）為測(cè)定某工廠(chǎng)煙道氣中SO₂的含量，使16.00L煙道氣緩慢通過(guò)1.00L水，設(shè)SO₂完全被吸收，且溶液體積不變．取出20.00mL溶液，加入2～3滴淀粉溶液后，用1.18×10^-3mol?L^-1的飽和碘水（密度為1g?cm^-3）滴定，消耗19.07mL時(shí)溶液出現(xiàn)藍(lán)色，則該廠(chǎng)煙道氣中SO₂的含量為

 

mg?L^-1．
（5）目前，科學(xué)家正在研究一種以乙烯作為還原劑的脫硫（SO₂）方法，其脫硫機(jī)理如圖2，脫硫率與溫度、負(fù)載率（分子篩中催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的關(guān)系如圖3．
①該脫硫源理總反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
②為達(dá)到最佳脫硫效果，應(yīng)采取的反應(yīng)條件是

 

．

Answer 1

分析：（1）pH約為8，應(yīng)呈堿性；
（2）天然海水吸收了含硫煙氣后，含有亞硫酸，具有還原性，可被氧氣氧化生成硫酸；
（3）脫硫率與溫度、含硫煙氣SO₂濃度的關(guān)系，應(yīng)在相同溫度比較不同濃度的影響，以及相同濃度不同溫度的影響；
（4）反應(yīng)的方程式為SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，根據(jù)方程式計(jì)算；
（5）由圖2可知以乙烯作為還原劑的脫硫最終生成S、二氧化碳和水；由圖2可知，最佳脫硫效果應(yīng)是b曲線(xiàn)且溫度不能太高．

解答：解：（1）pH約為8，應(yīng)呈堿性或弱堿性，故答案為：堿或弱堿；
（2）天然海水吸收了含硫煙氣后，要用O₂進(jìn)行氧化處理，氧氣將H₂SO₃氧化為硫酸，該反應(yīng)為2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄，故答案為：2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄；
（3）脫硫率與溫度、含硫煙氣SO₂濃度的關(guān)系，應(yīng)在相同溫度比較不同濃度的影響，以及相同濃度不同溫度的影響，則T應(yīng)為298K，由表中數(shù)據(jù)可知得出的結(jié)論是在其它條件不變，溫度為298K時(shí)比313K脫硫效率高，含硫煙氣濃度400時(shí)比500時(shí)脫硫效率高或溫度越低、含硫煙氣濃度較低時(shí)有利于脫硫效率，
故答案為：298；在其它條件不變，溫度為298K時(shí)比313K脫硫效率高，含硫煙氣濃度400時(shí)比500時(shí)脫硫效率高或溫度越低、含硫煙氣濃度較低時(shí)有利于脫硫效率；
（4）n（I₂）=1.18×10^-3mol?L^-1×19.07×10^-3L=22.50×10^-6mol，
由方程式SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI可知，n（SO₂）=22.50×10^-6mol，
則16.00L煙道氣中含有的n（SO₂）=22.50×10^-6mol×

1000

20

=1.125×10^-3mol，
質(zhì)量為1.125×10^-3mol×64g/mol=7.2×10^-2g=72mg，
所以則該廠(chǎng)煙道氣中SO₂的含量為

72mg

16L

=4.5mg/L，
故答案為：4.5；
（5）①由圖2可知以乙烯作為還原劑的脫硫最終生成S、二氧化碳和水，反應(yīng)的方程式為2SO₂+3O₂+2C₂H₄

催化劑  .

2S+2CO₂+2H₂O，
故答案為：2SO₂+3O₂+2C₂H₄

催化劑  .

2S+2CO₂+2H₂O；
②由圖2可知，最佳脫硫效果應(yīng)是b曲線(xiàn)且溫度不能太高，應(yīng)選擇350℃最合適，故答案為：350℃，負(fù)載率3.0%．

點(diǎn)評(píng)：本題以二氧化硫的污染為載體綜合考查化學(xué)方程式的計(jì)算，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，為高頻考點(diǎn)，足以把握題給信息，答題時(shí)注意審題，難度中等．