Question

直接排放含SO₂ 的氣體會形成酸雨，危害環(huán)境．
（1）在大氣中SO₂形成硫酸型酸雨有二種途徑，寫出任一途徑反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

；
（2）鈉堿循環(huán)法用Na₂SO₃溶液作為吸收液，可脫除煙氣中SO₂，吸收液吸收SO₂ 的過程中，pH隨n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）變化關(guān)系如下表：

n（SO32-）：n（HSO3-）	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

判斷NaHSO₃溶液顯

 

性，用化學(xué)平衡原理解釋

 

；
（3）當(dāng)吸收液的pH降至約為6時，送至電解槽中，電解槽的陽極室中是稀硫酸，則HSO₃^-在陽極放電的電極反應(yīng)式是

 

；
（4）若用燒堿溶液吸收SO₂，①向100mL 1molL^-1 aOH溶液中不斷通入一定量SO₂充分反應(yīng)后，將溶液在低溫下蒸干得到白色固體X，X的組成可能有四種情況，按SO₂通入量由少到多出現(xiàn)的先后順序分別是：I．NaOH、Na₂SO₃，Ⅱ．

 

，Ⅲ．Na₂SO₃、NaHSO₃，Ⅳ．

 

；
②若要驗證白色固體X是第I種組成，依次加入的試劑為

 

 （填序號字母）．
a．鹽酸  b． MgCl₂溶液  c．BaCl₂溶液   d． Ba（OH）₂溶液  e．酚酞試液
（5）常溫下將SO₂轉(zhuǎn)化為SO₄^2-而實現(xiàn)SO₂的處理．含SO₂的廢氣通入含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的溶液時其中一個反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O，則另一反應(yīng)的離子方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：二氧化硫的污染及治理,電解原理,二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)

專題：元素及其化合物

分析：（1）二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸與空氣中氧氣反應(yīng)生成硫酸，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）當(dāng)n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）=9：91時，溶液中主要存在HSO₃^-，此時pH=6.2溶液顯酸性，據(jù)此判斷NaHSO₃溶液的酸堿性及解釋原因；
（3）當(dāng)吸收液的pH降至約為6時，溶液中陰離子主要為HSO₃^-，具有還原性，在陽極上放電發(fā)生氧化反應(yīng)；
（4）①由于SO₂和NaOH反應(yīng)時物質(zhì)的量之比不同則產(chǎn)物不同，故可根據(jù)SO₂和NaOH反應(yīng)時物質(zhì)的量之比對產(chǎn)物進(jìn)行討論；
②驗證白色固體X是第I種組成NaOH、Na₂SO₃，需要驗證亞硫酸根離子和氫氧根離子，分析選項試劑可知利用氯化鋇溶液檢驗亞硫酸根離子，依據(jù)氫氧化鈉或酚酞試液檢驗氫氧根離子的存在；驗證過程中需要把沉淀過濾后再檢驗氫氧根離子；
（5）SO₂轉(zhuǎn)化為SO₄^2-該過程為氧氣氧化二價鐵離子到三價鐵離子，然后用三價鐵離子氧化二氧化硫到硫酸根離子，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式．

解答： 解：（1）在大氣中SO₂形成硫酸型酸雨有二種途徑，其中一種途徑為：SO₂+H₂O?H₂SO₃、2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，
故答案為：SO₂+H₂O?H₂SO₃、2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄；
 （2）由于HSO₃^-在溶液中存在如下兩平衡：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-、HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）=9：91時，溶液中主要存在HSO₃^-，此時pH=6.2溶液顯酸性，證明HSO₃^-的電離程度大于水解程度，
故答案為：酸性；HSO₃^-在溶液中存在如下兩平衡：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-、HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）=9：91時，溶液中主要存在HSO₃^-，此時pH=6.2溶液顯酸性，證明HSO₃^-的電離程度大于水解程度；
（3）當(dāng)吸收液的pH降至約為6時，吸收液中陰離子主要是亞硫酸氫根離子，亞硫酸氫根離子在陽極上失電子和水反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子，電極反應(yīng)式為：HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺，
故答案為：HSO₃^--2e^-+H₂O=SO₄^2-+3H⁺；
（4）①由反應(yīng)方程式SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O①、CO₂+NaOH=NaHSO₃②可知
n（SO₂）：n（NaOH）=

1

2

時產(chǎn)物為Na₂SO₃，
n（SO₂）：n（NaOH）=1時產(chǎn)物為NaHSO₃，
所以n（SO₂）：n（NaOH）＜

1

2

時，NaOH 過量則產(chǎn)物為Na₂SO₃+NaOH； 

1

2

＜n（SO₂）：n（NaOH）＜1時，對于①反應(yīng)來說二氧化硫過量而對于②反應(yīng)來說二氧化硫的量不足，所以產(chǎn)物為Na₂SO₃+NaHSO₃；
n（SO₂）：n（NaOH）＞1時，二氧化硫過量，則固體產(chǎn)物為NaHSO₃，
向100mL 1mol?L^-1燒堿溶液中不斷通入一定量SO₂充分反應(yīng)后，將溶液在低溫下蒸干得到白色固體X，X的組成可能有四種情況，按出現(xiàn)的先后順序分別是：NaOH、Na₂SO₃；Na₂SO₃；Na₂SO₃、NaHSO₃；NaHSO₃；
故答案為：Na₂SO₃； NaHSO₃；
②驗證白色固體X是第I種組成NaOH、Na₂SO₃，需要驗證亞硫酸根離子和氫氧根離子，可以先加入c．BaCl₂溶液檢驗亞硫酸根離子，后加入b． MgCl₂溶液檢驗氫氧化鈉，或先加入過量c．BaCl₂溶液檢驗亞硫酸鈉，然后加入e．酚酞試液檢驗強(qiáng)氧化，
故答案為：cb（或ce）；
（5）常溫下將SO₂轉(zhuǎn)化為SO₄^2-而實現(xiàn)SO₂的處理．含SO₂的廢氣通入含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的溶液時其中一個反應(yīng)的離子方程式為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O，則另一反應(yīng)的離子方程式為三價鐵離子氧化二氧化硫到硫酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂0=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．

點(diǎn)評：本題考查了二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)、鹽的水解原理及其影響、原電池工作原理等知識，題目難度中等，試題題量較大，涉及的知識點(diǎn)較多，充分考查了學(xué)生對所學(xué)知識的掌握情況，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．