Question

15．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）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2OH^-+SO₂=SO₃^2-+H₂O
（2）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	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

①上表判断NaHSO₃溶液显酸性性；
②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是ab（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^-）
（3）当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生．再生示意图如图：HSO${\;}_{3}^{-}$在阳极放电的电极反应式是HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺．

Answer 1

分析 （1）根据酸性氧化物和碱反应生成盐和水，注意弱电解质写化学式；
（2）①根据溶液中HSO₃^-浓度和SO₃^2-浓度的相对大小确定溶液的酸碱性；
②根据溶液中电荷守恒和物料守恒确定溶液中各种离子浓度的关系；
（3）阳极上阴离子放电发生氧化反应．

解答 解：（1）SO₂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；
（2）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，
故答案为：酸；
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a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b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c错误；
故答案为：ab．
（3）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⁺．

点评 本题考查了污染物的处理，题目难度中等，涉及到离子方程式书写、离子浓度大小的比较等知识，需要注意的是比较溶液中各种离子浓度相对大小时要结合电荷守恒和物料守恒分析解答．