Question

【题目】SO2广泛用于医药、硫酸工业等领域，回收废气中的SO2可用如下方法。

方法Ⅰ	用碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)y溶液吸收富集SO2
方法Ⅱ	在Fe2+或Fe3+催化下，用空气(O2)将SO2氧化为H2SO4

(1)方法Ⅰ的过程如下。

① 制备Al2(SO4)x(OH)y。向Al2(SO4)3溶液中加入CaO粉末，调pH至3.6。 CaO的作用是______

② 吸收：Al2(SO4)x(OH)y吸收SO2后的产物是______(写化学式)。

③ 解吸：加热②中产物，产生SO2，Al2(SO4)x(OH)y再生。

(2)方法Ⅱ中，在Fe2+催化下，SO2、O2和H2O生成H2SO4的化学方程式是______。

(3)方法Ⅱ中，Fe2+的催化过程可表示如下：

ⅰ：2Fe2++O2+SO2=2Fe3++SO42-

ⅱ：……

① 写出ⅱ的离子方程式：______。

② 下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。

a.向FeCl2溶液滴入KSCN，无变化

b.向FeCl2溶液通入少量SO2，滴入KSCN，颜色变红。

c.取b中溶液，______。

(4)方法Ⅱ中，催化氧化后，采用滴定法测定废气中残留SO2的含量。将V L(已换算为标准状况)废气中的SO2用1%的H2O2完全吸收，吸收液用如图所示装置滴定，共消耗a mL c mol/L NaOH标准液。

①H2O2氧化SO2的化学方程式______。

② 废气中残留SO2的体积分数为______。

Answer 1

【答案】CaO与水反应放出大量热且生成的OH-均促进Al3+的水解，同时Ca2+与SO42-生成微溶物控制溶液中的SO42-的量 2SO2+O2+2H2O2H2SO4 通入SO2，溶液红色褪去(或变浅) SO2+H2O2=H2SO4

【解析】

(1)①氧化钙可以和水反应生成氢氧化钙，同时产生大量的热，水解反应为吸热反应；要生成碱式硫酸铝需要控制硫酸根的量，而硫酸钙微溶；

②SO2与OH-按照1：2反应；

(3)①由于Fe2+作催化剂，所以反应ii中要使用亚铁离子的再生；

②铁元素的存在形式为Fe2+→Fe3+→Fe2+；

(4)该滴定原理为：先用双氧水氧化二氧化硫生成硫酸，再用NaOH标准液滴定硫酸的量，从而确定二氧化硫的量。

(1)①CaO溶于水生成Ca(OH)2，生成了氢氧根离子，同时放热大量的热，促进Al3+的水解；生成的钙离子结合SO42-生成硫酸钙，可沉淀部分SO42-，以控制溶液中硫酸根的量；

②SO2与OH-按照1：2反应生成SO32-，则Al2(SO4)x(OH)y吸收SO2后的产物是；

(2)根据元素化合价变化可知该过程中氧气氧化二氧化硫生成硫酸，结合电子守恒和元素守恒可得方程式为：2SO2+O2+2H2O2H2SO4；

(3)①由于Fe2+作催化剂，则ⅱ中Fe3+与SO2反应生成Fe2+，实现Fe2+的再生，则ⅱ的离子方程式为2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++4H++SO42-；

②根据反应ⅰ：2Fe2++O2+SO2=2Fe3++SO42-可知，向FeCl2溶液通入少量SO2，有铁离子生成，滴入KSCN后颜色变红，继续通入SO2，发生反应ⅱ：2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++4H++SO42-，溶液红色褪去(或变浅)；

(4)①H2O2氧化SO2生成硫酸，根据电子守恒和元素守恒可得化学方程式为SO2+H2O2=H2SO4；

②根据关系式：SO2～H2SO4～2NaOH，n(SO2)=n(NaOH)=cmol/L×a×10-3L=5ac×10-4mol，标况下5ac×10-4mol SO2的体积为：22.4L/mol×5ac×10-4mol=1.12×10-2ac L，所以废气中残留SO2的体积分数为：。