Question

（選考）【化學—選修2：化學與技術】（15分）

近年來，為提高能源利用率，西方提出共生理念——為提高經(jīng)濟效益，人類生產(chǎn)活動盡可能多功能化。共生工程將會大大促進化學工業(yè)的發(fā)展。

（1）由于共生工程的應用，利用發(fā)電廠產(chǎn)生的SO2制成自發(fā)電池，其電池反應方程式為：2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4，該電池電動勢為1.06V。實際過程中，將SO2通入電池的 極（填“正”或“負”），負極反應式為 ；用這種方法處理SO2廢氣的優(yōu)點是 。

（2）以硫酸工業(yè)的SO2尾氣、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氫銨和氯化鉀等為原料，可以合成有重要應用價值的硫化鈣、硫酸鉀、亞硫酸銨等物質。合成路線如下：

① 生產(chǎn)中，向反應II中的溶液中加入適量還原性很強的對苯二酚等物質，其目的是 。

② 下列有關說法正確的是 (填序號)。

A．反應Ⅰ中需鼓入足量空氣，以保證二氧化硫充分氧化生成硫酸鈣

B．反應III中發(fā)生反應的化學方程式為CaSO4＋4CCaS＋4CO↑

C．反應IV需控制在60～70℃，目的之一是減少碳酸氫銨的分解

D．反應V中的副產(chǎn)物氯化銨可用作氮肥

③ 反應V中選用了40%的乙二醇溶液做溶劑，溫度控制在25℃，此時硫酸鉀的產(chǎn)率超過90%，選用40%的乙二醇溶液做溶劑的原因是 。

④（NH4)2SO3可用于電廠等煙道氣中脫氮，將氮氧化物轉化為氮氣，同時生成一種氮肥，形成共生系統(tǒng)。寫出二氧化氮與亞硫酸銨反應的化學方程式 。

Answer 1

（1） 負（2分） SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋ （2分） 利用上述電池，可回收大量有效能，副產(chǎn)品為H2SO4，減少環(huán)境污染，實現(xiàn)（能質）共生。（2分） （2） ①防止亞硫酸銨被氧化（1分）

②ABCD（4分） ③ K2SO4在有機溶劑乙二醇中溶解度小，能充分析出（2分）

④ 4(NH4)2SO3＋2NO2＝4(NH4)2SO4＋N2（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)方程式可知SO2被氧氣氧化為三氧化硫，原電池中負極失去電子，則實際過程中，將SO2通入電池的負極，電極反應式為SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋。根據(jù)以上分析可知其優(yōu)點是利用上述電池，可回收大量有效能，副產(chǎn)品為H2SO4，減少環(huán)境污染，實現(xiàn)（能質）共生。

（2）①反應Ⅱ中生成亞硫酸銨，而亞硫酸銨易被氧化生成硫酸銨，因此加入還原性很強的苯二酚等物質能防止亞硫酸銨被氧化。

②A．為提高SO2的轉化率，反應I中需要鼓入足量空氣，以保證二氧化硫充分氧化生成硫酸鈣，A正確；B．根據(jù)流程圖可知在高溫下焦炭與硫酸鈣反應生成CaS和CO，則反應III中發(fā)生反應的化學方程式為CaSO4＋4CCaS＋4CO↑，B正確；C．碳酸氫銨是弱酸的銨鹽，受熱易分解，所以反應IV需控制在60～70℃的目的之一是減少碳酸氫銨的分解，C正確；D．反應V中的副產(chǎn)物氯化銨可用作氮肥，D正確，答案選ABCD。

③由于K2SO4在有機溶劑乙二醇中溶解度小，選用有機溶劑做溶劑有利于硫酸鉀能充分析出。

④（NH4)2SO3可用于電廠等煙道氣中脫氮，將氮氧化物轉化為氮氣，這說明亞硫酸銨是還原劑。由于同時生成一種氮肥，因此該氮肥是硫酸銨，則反應的離子方程式為4(NH4)2SO3＋2NO2＝4(NH4)2SO4＋N2。

考點：考查化學與技術模塊的有關分析與應用