Question

【题目】某工厂为了节能减排，将烟道气中SO2和含Ca(OH)2、NaOH的废碱液作用，经过一系列化学变化，最终得到石膏和过二硫酸钠(Na2S2O8)。设计简要流程如图：

（1）操作a的名称是____________________。废碱液经操作a得到的固体为___________(填化学式)。

（2）向溶液I中通入足量的空气发生反应的化学方程式为_____________________________。

（3）已知用惰性电极电解SO42-可生成S2O82-，其过程如下图所示，S2O82-中S的化合价为__________，阳极生成Na2S2O8的电极反应式为____________________________；在整个流程中可以循环利用的物质是H2O和_________________ (填化学式)。

（4）若制取1mol Na2S2O8且阳极有11.2L的氧气产生(标准状况)。则电解生成的H2在标准状况下的体积为______________L。

（5）烟道气中的SO2可用石灰水吸收，生成亚硫酸钙浊液。常温下，测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9，已知Ka1 (H2SO3)=1.8×10-2，Ka2 (H2SO3)=6.0×10-9，忽略SO32-的第二步水解，则Ksp(CaSO3)=_______________。

Answer 1

【答案】 过滤 CaSO3 2Na2SO3+O2==2Na2SO4 +6 2SO42--2e-= S2O82- NaOH 44.8 4.2×10-9

【解析】试题分析：由题意可知，道气中SO2被含Ca(OH)2、NaOH的废碱液吸收后生成亚硫酸钙和亚硫酸钠，过滤后，滤渣亚硫酸钙被氧化为石膏，滤液中的亚硫酸钠被氧化为硫酸钠后经电解转化为过二硫酸钠。

（1）操作a的名称是过滤。废碱液经操作a得到的固体为CaSO3。

（2）向溶液I中通入足量的空气发生反应的化学方程式为2Na2SO3+O2==2Na2SO4。

（3）由图可知，过二硫酸根离子中有O—O键，这2个O显-1价，另外6个O显-2价，所以S2O82-中S的化合价为+6，阳极生成Na2S2O8的电极反应式为2SO42--2e-= S2O82-，阴极的电极反应为2 H2O+2 e-= H2↑+2OH-，阴极有氢氧化钠生成，所以，在整个流程中可以循环利用的物质是H2O 和NaOH。

（4）若制取1mol Na2S2O8且阳极有11.2L的氧气产生(标准状况)，则由电极反应式可知，生成1mol Na2S2O8要转移2mol电子、生成11.2L标准状况的氧气产生要转移2mol电子，所以，电解过程中共有4mol电子转移，可以生成的2molH2，在标准状况下的氢气的体积为44.8L。

（5）常温下，测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9，则c(OH-)=mol/L，由Ka2 (H2SO3)= 6.0×10-9，求出的水解常数为，由水解的离子方程式可知，c(OH-)= ，代入水解常数表达式求出6.0×10-5mol/L，则c(Ca2+)= 7.0×10-5mol/L，所以Ksp(CaSO3)= 6.0×10-5mol/L 7.0×10-5mol/L =4.2×10-9。