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(2012?丰台区一模)近年来,为提高能源利用率,西方提出共生系统.特指为提高经济效益,人类生产活动尽可能多功能化.共生工程将会大大促进化学工业的发展.
(1)由于共生工程的应用,利用发电厂产生的SO2制成自发电池,其电池反应方程式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,该电池电动势为1.06V.实际过程中,将SO2通入电池的
极(填“正”或“负”),负极反应式为
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
.用这种方法处理SO2废气的优点是
利用上述电池,可回收大量有效能,副产品为H2SO4,减少环境污染,实现(能质)共生
利用上述电池,可回收大量有效能,副产品为H2SO4,减少环境污染,实现(能质)共生

(2)以硫酸工业的SO2尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料,可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质.合成路线如图:

①生产中,向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质,其目的是
防止亚硫酸铵被氧化
防止亚硫酸铵被氧化

②下列有关说法正确的是
ABCD
ABCD

A.反应Ⅰ中需鼓入足量空气,以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙
B.反应III中发生反应的化学方程式为CaSO4+4C
 高温 
.
 
CaS+4CO↑
C.反应IV需控制在60~70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解
D.反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥
③反应V中选用了40%的乙二醇溶液,温度控制在25℃,此时硫酸钾的产率超过90%,选用40%的乙二醇溶液原因是
K2SO4在有机溶剂乙二醇中溶解度小,能充分析出
K2SO4在有机溶剂乙二醇中溶解度小,能充分析出

④(NH42SO3可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氮肥,形成共生系统.写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式
4(NH42SO3+2NO2=4(NH42SO4+N2
4(NH42SO3+2NO2=4(NH42SO4+N2
分析:(1)电池反应方程式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,依据原电池负极发生氧化反应,正极发生还原反应,结合元素化合价变化分析判断;依据反应产物和过程分析;
(2)①还原性很强的对苯二酚可以防止亚硫酸根离子被氧化;
②A、依据流程图结合反应生成物分析,过量的空气把亚硫酸钙氧化为硫酸钙;
B、依据流程图中的反应物和生成物,结合元素化合价变化分析写出;
C、防止碳酸氢铵在温度过高时分解;
D、氯化铵是一种氮肥;
③利用硫酸钾在不同溶剂中溶解度的不同,达到析出晶体的目的;
④二氧化氮具有强氧化性能氧化亚硫酸铵反应,生成硫酸铵,本身被还原为氮气,结合原子守恒配平写出;
解答:解:(1)利用发电厂产生的SO2制成自发电池,其电池反应方程式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,原电池反应是负极发生氧化反应,正极发生还原反应,依据元素化合价变化可知,二氧化硫中硫元素化合价升高,失去电子发生氧化反应,过程中,将SO2通入电池的负极,电极反应为:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+;此方法的优点是污染小,生成产物可以循环利用,可以回收有效能;
故答案为:负;SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+;利用上述电池,可回收大量有效能,副产品为H2SO4,减少环境污染,实现(能质)共生;
(2)①向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质,防止亚硫酸根被氧化,以更好的得到亚硫酸铵晶体;
故答案为:防止亚硫酸铵被氧化;
②A、依据流程图结合反应生成物分析,过量的空气把亚硫酸钙氧化为硫酸钙;故A正确;
B、依据流程图中的反应物和生成物,结合元素化合价变化分析写出反应的化学方程式为CaSO4+4C
 高温 
.
 
CaS+4CO↑;故D正确;
C、防止碳酸氢铵在温度过高时分解得不到需要的目标产物;故C正确;
D、氯化铵是一种氮肥;故D正确;
故答案为:ABCD;
③反应V中选用了40%的乙二醇溶液,温度控制在25℃,此时硫酸钾的产率超过90%,选用40%的乙二醇溶液原因是利用乙二醇降低硫酸钾溶解度,有利于析出;
故答案为:K2SO4在有机溶剂乙二醇中溶解度小,能充分析出;
④(NH42SO3可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氮肥,形成共生系统,二氧化氮与亚硫酸铵反应,二氧化氮具有强氧化性能氧化亚硫酸铵反应,生成硫酸铵,本身被还原为氮气,原子守恒配平书写出的化学方程式为:4(NH42SO3+2NO2=4(NH42SO4+N2
故答案为:4(NH42SO3+2NO2=4(NH42SO4+N2
点评:本题考查了物质的制备流程分析,反应产物判断,反应条件的选择和原因,仔细审读题意和流程是解题关键,题目难度中等.
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步骤 操作 现象
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