Question

20．冶金工业中会产生对环境有污染的SO₂等气体，脱去烟气中SO₂的方法有多种．
（1）热解气还原法：一定条件下，用Fe₂O₃或Cr₂O₃作催化剂除去SO₂，反应的化学方程式为2CO（g）+SO₂（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2CO₂（g）+S（l）△H=-270kJ•mol^-1．其它条件相同、催化剂不同时，SO₂的转化率随反应温度的变化如图1，则应选用的催化剂是Fe₂O₃，则该催化剂作用下温度应控制为380°C．
（2）电解吸收法：利用如图2所示电化学装置吸收SO₂，并完成Cu的再生，写出该装置的阳极反应式：SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-，溶液中Cu²⁺由左（填“左”或“右”，下同）向右移动．
（3）氧化锌吸收法：配制ZnO溶悬浊液（含少量MgO、CaO），在吸收塔中封闭循环脱硫，发生的主要反应为ZnO+SO₂=ZnSO₃（s），该反应常温下能自发进行的原因是△H＜0．

Answer 1

分析 （1）Fe₂O₃作催化剂时，在相对较低温度可获得较高的SO₂转化率，从而节约能源，图象分析二氧化硫转化率和温度关系选择温度；
（2）电解池中吸收工业尾气中SO₂，阴极上生成Cu，阳极是二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸根离子；电解过程中阴离子移向阳极；
（3）根据△G=△H-T•△S判断，反应能自发进行，必须满足△H-T•△S＜0．

解答 解：（1）Fe₂O₃作催化剂时，在相对较低温度可获得较高的SO₂转化率，从而节约能源，故选Fe₂O₃作催化剂，图象分析可知温度在380°C时选Fe₂O₃作催化剂，二氧化硫转化率最大，
故答案为：Fe₂O₃；380°C；
（2）电解池中吸收工业尾气中SO₂，阴极上生成Cu，阳极是二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸根离子，电极反应为：SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-，溶液中Cu²⁺是阳离子，通电后阳离子移向阴极，铜离子左移向右，
故答案为：SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-；左；右；
（3）应能够自发进行，必须满足：△G=△H-T•△S＜0，由于反应ZnO+SO₂=ZnSO₃（s）的△S＜0，则-T•△S＞0，该反应在常温下能够进行，则必须满足：△H＜0，
故答案为：△H＜0．

点评 题考查了二氧化硫的污染与治理、图象分析、反应自发进行的判断依据、电解池原理等知识，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力，掌握二氧化硫的治理原理，明确电解池原理是解题关键．