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硫酸工厂的烟气中含有SO2,有多种方法可实现烟气脱硫.
(1)工业制硫酸的过程中,SO2被氧气氧化的化学方程式为
 

(2)“湿式吸收法”利用吸收剂与SO2发生反应从而脱硫.
已知:25℃时,H2SO3?HSO3-+H+K=1.5×10-2
            H2CO3?HCO3-+H+K=4.4×10-7
①下列试剂中适合用作该法吸收剂的是
 
(填字母序号).
a.石灰乳        b.Na2SO3溶液       c.Na2CO3溶液
②“钠碱法”用NaOH溶液作吸收剂,向100mL 0.2mol?L-1的NaOH溶液中通入标准状况下0.448L SO2气体,反应后测得溶液pH<7,则溶液中下列各离子浓度关系正确的是
 
(填字母序号).
a.c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3
b.c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-
c.c(Na+)+c(H+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(OH-
(3)某硫酸厂拟用烟气处理含Cr2O72-的酸性废水,在脱硫的同时制备Cr2O3产品.具体流程如下:
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①吸收塔中反应后的铬元素以Cr3+形式存在,则其中发生反应的离子方程式为
 

②中和池中的反应除生成Cr(OH)3沉淀外,还会产生某种气体,该气体的化学式为
 
分析:(1)SO2催化氧化成SO3,该反应是可逆反应;
(2)①根据脱硫的原理,适合用作该法吸收剂的是能与SO2发生反应的物质;
②n(SO2)=
0.448L
22.4L/mol
=0.02mol,n(NaOH)=0.1L×0.2mol/L=0.02mol,二者反应的化学方程式为:SO2+NaOH=NaHSO3,反应后测得溶液pH<7,NaHSO3溶液呈酸性,说明HSO3-电离程度大于水解程度,结合溶液的电中性原则、物料守恒以及质子守恒解答该题;
(3)①二氧化硫与Cr2O72-离子发生氧化还原反应生成SO42-离子和Cr3+离子;
②碳酸盐和酸反应生成二氧化碳和水;
解答:解:(1)SO2被氧气氧化,硫的化合价升高,SO2体现还原性,催化氧化成SO3,化学方程式为:2SO2+O2
催化剂
2SO3
故答案为:2SO2+O2 
催化剂
 2SO3
(2)①a.石灰乳的主要成分为氢氧化钙,SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O,故a正确;
b.二氧化硫与亚硫酸钠溶液反应生成亚硫酸氢钠,反应方程式为:H2O+Na2SO3+SO2═2NaHSO3,故b正确;
c.亚硫酸的酸性强于碳酸,所以二氧化硫能与Na2CO3溶液反应,SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2,故C正确;
故答案为:a、b、c;
②n(SO2)=
0.448L
22.4L/mol
=0.02mol,n(NaOH)=0.1L×0.2mol/L=0.02mol,二者反应的化学方程式为:SO2+NaOH=NaHSO3
a、亚硫酸是弱酸,反应后测得溶液pH<7,NaHSO3溶液呈酸性,说明HSO3-电离程度大于水解程度,即c(SO32-)>c(H2SO3),NaHSO3溶液是盐溶液,电离出钠离子和亚硫酸氢根离子,HSO3-电离和水解程度相对于亚硫酸钠的电离都比较小,所以c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3),故a正确;
b、NaHSO3溶液是盐溶液,电离出钠离子和亚硫酸氢根离子,因HSO3-电离和水解,所以c(Na+)>c(HSO3-),NaHSO3溶液pH<7,所以c(H+)>c(SO32-),故
b正确;
c、溶液中一定存在电荷守恒,阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数即:c(Na+)+c(H+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-),故c错误;
故答案为:a、b;
(3)①重铬酸根具有强氧化性,能将二氧化硫中+4价的硫氧化为+6价,离子反应为:Cr2O72-+2H++3SO2═2Cr3++3SO42-+H2O,
故答案为:Cr2O72-+2H++3SO2═2Cr3++3SO42-+H2O;
②中和池中加入碳酸钠和酸反应,除生成Cr(OH)3沉淀外,还会产生二氧化碳气体,
故答案为:CO2
点评:本题考查了硫酸工厂的烟气中烟气脱硫,涉及了二氧化硫性质、离子浓度大小的比较、重铬酸根的强氧化性等内容的应用,侧重考查了学生的分析、理解等综合能力,注意合理分析题中信息,对于离子浓度大小的比较,确定溶液中的溶质及物质的量的关系是解答的关键,题目难度中等.
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我国硫酸工业年SO2排放量约10万吨,硫酸工业的尾气必须进行处理.
(1)某工厂采用氨-硫酸铵治理含硫烟气和同时吸收焦炉气中的氨,其工艺流程图如图1:

①从环境保护的角度看,采用上述工艺可防止
酸雨的产生、水体氮富营养化
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;设计一个简单的实验方案,检验尾气中是否含有氨气:
将湿润的红色石蕊试纸伸入尾气样品中,观察试纸是否变蓝
将湿润的红色石蕊试纸伸入尾气样品中,观察试纸是否变蓝

②氨气吸收塔中发生反应的离子方程式为
HSO3-+NH3?H2O═SO32-+NH4++H2O
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(2)有学者提出利用Fe3+的氧化性,将SO2氧化成SO42-而实现SO2的回收利用.
①图2实验Ⅰ可采用图3装置模拟测定烟气中SO2的体积分数.X溶液可以选用
碘的淀粉溶液(或酸性KMnO4溶液)
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②图2实验Ⅰ还可采用下列方案测定SO2的体积分数,取280mL(标准状况)气体样品与足量Fe2(SO43溶液完全反应后,用浓度为0.020mol/L的K2Cr2O7溶液滴定反应生成的Fe2+,至终点消耗K2Cr2O7溶液25.00mL.尾气中SO2的体积分数为
12.00%
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已知:Cr2O72-+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O(未配平)
③假设实验Ⅱ在标准状况下进行,且已知混合气体流量.为测定转化器中SO2氧化成SO42-的转化率,该实验中还需测定的数据有
实验时间
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BaSO4的质量
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我国硫酸工业SO2年排放量约10万吨,硫酸工业的尾气必须进行处理.

(1)某工厂采用氨-硫酸铵治理含硫烟气和同时吸收焦炉气中的氨,其工艺流程图如甲:
①从环境保护的角度看,采用上述工艺可防止
酸雨的产生、水体氮富营养化
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;设计一个简单的实验方案,检验尾气中是否含有氨气:
将湿润的红色石蕊试纸伸入尾气样品中,观察试纸是否变红
将湿润的红色石蕊试纸伸入尾气样品中,观察试纸是否变红

②氨气吸收塔中发生反应的离子方程式为
HSO3-+NH3?H2O=SO32-+NH4++H2O(或:HSO3-+NH3=SO32-+NH4+
HSO3-+NH3?H2O=SO32-+NH4++H2O(或:HSO3-+NH3=SO32-+NH4+

(2)用Na2SO3溶液吸收SO2,再用惰性电极电解吸收液将其转化为H2SO4的装置如图乙所示.阳极电极反应有两个,其电极反应式分别为:2H2O-4e-=O2+4H+
HSO3--2e-+H2O=3H++SO42-
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(3)利用Fe3+的氧化性,将SO2氧化成SO42-而实现SO2的回收利用.为测定转化器中SO2氧化成SO42-的转化率,设计如图丙两个实验.
①实验Ⅰ可采用如图丁装置模拟测定烟气中SO2的体积分数.X溶液既要能吸收又要能指示反应终点,则X溶液最好选用
碘的淀粉溶液(或酸性KMnO4溶液)
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实验Ⅰ还可采用下列方案:取280mL(标准状况)气体样品与足量Fe2(SO43溶液完全反应后,用浓度为0.020mol/L的K2Cr2O7溶液滴定反应生成的Fe2+,至终点消耗K2Cr2O7溶液25.00mL.尾气中SO2的体积分数为
12.00%
12.00%

已知:Cr2O72-+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O(未配平).
②实验Ⅱ测定转化了的SO2,转化器中反应的离子方程式为
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
;假设测定在标准状况下进行,且已知混合气体流速,该实验中还需测定的数据有:实验时间、
BaSO4的质量
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(11分)直接排放含二氧化硫、氮氧化物均会危害环境,必须对它们进行处理。
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②为避免污染,常给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示。写出净化过程中的总化学反应方程式:
                                   

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硫酸工厂的烟气中含有SO2,有多种方法可实现烟气脱硫。

(1)工业制硫酸的过程中,SO2被氧气氧化的化学方程式为                

(2)“湿式吸收法”利用吸收剂与SO2发生反应从而脱硫。

已知:25℃时,H2SO3  HSO3 -+H+    K=1.5×10-2

H2CO3 HCO3 -+H+   K=4.4×10-7

下列试剂中适合用作该法吸收剂的是         (填字母序号)。

a.石灰乳        b. Na2SO3溶液       c. Na2CO3溶液   

②“钠碱法”用NaOH溶液作吸收剂,向100 mL 0.2 mol·L-1 的NaOH溶液中通入标准状况下0.448 L SO2气体,反应后测得溶液pH<7,则溶液中下列各离子浓度关系正确的是       (填字母序号)。

a.c(HSO3-)> c(SO32-)> c(H2SO3)

b.c(Na+)>c(HSO3-)> c(H+)> c(SO32-)

c.c(Na+)+c(H+)= c(HSO3-)+c(SO32-)+c(OH-)

(3)某硫酸厂拟用烟气处理含Cr2O72-的酸性废水,在脱硫的同时制备Cr2O3产品。具体流程如下:

①吸收塔中反应后的铬元素以Cr3+形式存在,则其中发生反应的离子方程式为       。   

②中和池中的反应除生成Cr(OH)3沉淀外,还会产生某种气体,该气体的化学式为       

 

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