Question

【题目】[2017天津卷]H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列方法中的问题。

Ⅰ．H2S的除去

方法1：生物脱H2S的原理为：

H2S+Fe2(SO4)3 S↓+2FeSO4+H2SO4

4FeSO4+ O2+2H2SO42Fe2(SO4)3 +2H2O

（1）硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用是______________。

（2）由图3和图4判断使用硫杆菌的最佳条件为______________。若反应温度过高，反应速率下降，其原因是______________。

方法2：在一定条件下，用H2O2氧化H2S

（3）随着参加反应的n(H2O2)/n(H2S)变化，氧化产物不同。当n(H2O2)/n(H2S)=4时，氧化产物的分子式为__________。

Ⅱ．SO2的除去

方法1（双减法）：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生

NaOH溶液Na2SO3溶液

（4）写出过程①的离子方程式：____________________________；CaO在水中存在如下转化：

CaO(s)+ H2O (l) Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq)

从平衡移动的角度，简述过程②NaOH再生的原理____________________________________。

方法2：用氨水除去SO2

（5）已知25℃，NH3·H2O的Kb=1.8×105，H2SO3的Ka1=1.3×102，Ka2=6.2×108。若氨水的浓度为2.0 mol·L1，溶液中的c(OH)=_________________ mol·L1。将SO2通入该氨水中，当c(OH)降至1.0×107 mol·L1时，溶液中的c()/c()=___________________。

Answer 1

【答案】（1）降低反应活化能（或作催化剂）

（2）30 ℃、pH=2.0 蛋白质变性（或硫杆菌失去活性）

（3）H2SO4

（4）2OH+SO2+H2O

与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成

（5）6.0×103 0.62

【解析】（1）根据硫杆菌存在时的反应速率是无菌时的5×105倍可知，反应速率显著增大，则硫杆菌的作用是作催化剂，降低了反应的活化能。

（2）根据图3可知，温度30℃左右时，氧化速率最大，根据图4可知，pH=2.0时氧化速率最大，所以使用硫杆菌的最佳条件为30℃、pH=2.0；若反应温度过高，硫杆菌蛋白质变性失去活性造成反应速率下降。

（3）根据化合价升降，当n(H2O2)/n(H2S)=4时，4 mol H2O2转移8 mol电子，则1 mol H2S也转移8 mol电子，化合价从2价升高到+6价，所以氧化产物为H2SO4。

（4）过程①是NaOH与SO2的反应，反应的离子方程式为2OH+SO2+H2O；根据CaO在水中的转化：CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq)，过程②中Na2SO3加入CaO后，与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成。

（5）根据NH3·H2O的Kb=1.8×105可知，=1.8×105，当氨水的浓度为2.0 mol·L1时，溶液中的c(OH)= c()==6.0×103 mol·L1。

根据H2SO3的Ka2=6.2×108可知，=6.2×108，当c(OH)降至1.0×107 mol·L1，则c(H+)=1.0×107 mol·L1，溶液中的c()/c()=0.62。