Question

直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境．利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO₂．
（1）用化学方程式表示S形成硫酸酸雨的反应方程式______，______．
（2）在钠碱循环法中，Na₂SO₃溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式是______．
（3）吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n（SO₃^2-），n（HSO₃^-）变化关系如下表：

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

①上表判断NaHSO₃溶液显______性，用化学平衡原理解释：______．
②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是（选填字母）：______．
a、c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）
b、c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H^-）=c（OH^-）
c、c（Na⁺）+c（H^-）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）
（4）当吸收液的pH降至约为6时，送至电解槽再生．再生示意图如图：
①HSO₃^-在阳极放电的电极反应式是______．
②当阴极室中溶液PH升至8以上时，吸收液再生并循环利用．简述再生原理：______．

Answer 1

（1）二氧化硫是酸性氧化物，和水反应生成亚硫酸，反应方程式为：SO₂+H₂O?H₂SO₃；亚硫酸不稳定能被空气中的氧气氧化生成硫酸，反应方程式为2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄．
故答案为：SO₂+H₂O?H₂SO₃；2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄．
（2）酸性氧化物和碱反应生成盐和水，所以二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，
反应方程式为2OH^-+SO₂=SO₃^2-+H₂O．
故答案为：2OH^-+SO₂=SO₃^2-+H₂O．
（3）①在溶液中主要以HSO₃^-存在，HSO₃^-的电离很微弱，所以n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）＜1：1，根据表格知，当亚硫酸氢根离子的物质的量大于亚硫酸根离子的物质的量时，亚硫酸氢钠溶液呈酸性，亚硫酸氢根离子既能水解又能电离，亚硫酸氢钠溶液呈酸性同时说明HSO₃^-的电离程度大于水解程度．
故答案为：酸性；HSO₃^-存在HSO₃^-?H⁺+SO₃^2- 和HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，HSO₃^-的电离程度大于水解程度．
②当溶液呈中性时，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，亚硫酸氢根离子浓度大于亚硫酸根离子浓度．
a、溶液呈电中性，溶液中阴阳离子所带电荷相等，溶液呈中性时，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，所以c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-），故正确．
b、溶液呈中性时，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，亚硫酸氢根离子浓度大于亚硫酸根离子浓度，溶液中阴阳离子所带电荷相等，所以得c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H^-）=c（OH^-），故正确．
c、溶液呈电中性，溶液中阴阳离子所带电荷相等，得c（Na⁺）+c（H^-）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-），故错误．
故选ab．
（4）①当吸收液的pH降至约为6时，吸收液中阴离子主要是亚硫酸氢根离子，亚硫酸氢根离子在阳极上失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为：HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺．
故答案为：HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺．
②电解时，溶液中阳离子向阴极移动，氢离子在阴极得电子生成氢气，溶液中氢离子浓度降低，导致加速HSO₃^-电离生成SO₃^2-，钠离子进入阴极室，吸收液就可以再生．
故答案为：氢离子在阴极得电子生成氢气，溶液中氢离子浓度降低，促使HSO₃^-电离生成SO₃^2-，且钠离子进入阴极室，吸收液就可以再生．