Question

利用海水脱硫是处理火力发电排放出SO₂的一种有效的方法，其工艺流如图所示：

（1）天然海水呈碱性，写出SO₂与OH^-反应的离子方程式

 

．
（2）天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H₂SO₃分子，使用氧气将其氧化的化学原理是

 

（用化学方程式表示）．氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合后才能排放，该操作的主要目的是

 

．
（3）为了测定炉气中SO₂的体积百分含量，把500mL的炉气通入20mL 0.05mol/L的高锰酸钾溶液中，恰好使紫色刚好褪去．请回答：
①配平方程式：

 

KMnO₄^-+

 

SO₂+

 

H₂O═

 

Mn²⁺+

 

SO₄^2-+

 

②测定结果炉气中SO₂的含量为

 

．
（4）已知工业上利用可逆反应2SO₂+O₂ 

加热

△

 2SO₃，△H＜0，来制备硫酸，下列对该反应的说法正确的是

 

．
A．当单位时间内消耗2mol SO₂的同时生成2mol SO₃，说明该反应达到平衡
B．升高温度，可以增大正反应速率
C．恒容，通入氩气增大压强，促使平衡向右移动
D．工业上通过鼓入大量的空气而提高SO₂的转化率
（5）某科研小组利用SO₂、O₂和稀H₂SO₄设计成原电池，该电池的负极反应为：

 

．

Answer 1

分析：（1）根据海水中的离子是否水解进行解答；
（2）根据使用空气中的氧气将H₂SO₃氧化来分析；利用酸碱反应分析混合的目的；
（3）①依据氧化还原反应电子守恒和原子搜狐分析配平离子方程式；
②依据离子方程式计算反应的二氧化硫物质的量，结合气体摩尔体积计算体积分数；
（4）A．当单位时间内消耗2mol SO₂的同时生成2mol SO₃，说明反应正向进行不能说明该反应达到平衡；
B．升高温度，增大反应速率，可以增大正逆反应速率；
C．恒容，通入氩气增大压强，总压增大，分压不变，平衡不动；
D．工业上通过鼓入大量的空气而提高SO₂的转化率，提高经济效益增大原料利用率；
（5）依据二氧化硫被氧气氧化为硫酸的氧化还原反应中元素化合价变化分析，元素化合价升高的失电子发生氧化反应；

解答：解：（1）二氧化硫是酸性氧化物反应生成了亚硫酸根和水，反应的离子方程式为：SO₂+2OH^-═SO₃^2-+H₂O；
故答案为：SO₂+2OH^-═SO₃^2-+H₂O；
（2）天然海水吸收了含硫烟气后，要用O₂进行氧化处理，氧气将H₂SO₃氧化为硫酸，该反应为2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄，氧化后的“海水”需要用大量的天然海水与之混合后才能排放，是因中和稀释经氧气氧化后海水中生成的酸（H⁺），
故答案为：2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄；中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸；
（3）①高锰酸钾溶液氧化二氧化硫生成硫酸，锰元素化合价+7变化为+2价，得到电子5，硫元素化合价+4价变化为+6价，失电子2，最小公倍数为6，结合原子守恒电荷守恒配平写出离子方程式为：2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O═2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；
故答案为：2； 5； 2； 2； 5； 4H⁺；
②依据离子方程，2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O═2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；
               2       5
   0.05mol/L×0.02L    n（SO₂）
 n（SO₂）=0.0025mol
二氧化硫的体积分数=

0.0025mol×22.4L/mol

0.5L

×100%=11.2%
故答案为：11.2%；
（4）A．当单位时间内消耗2mol SO₂的同时生成2mol SO₃，说明反应正向进行不能说明该反应达到平衡，故A错误；
B．升高温度，增大反应速率，可以增大正逆反应速率，故B正确；
C．恒容，通入氩气增大压强，总压增大，分压不变，平衡不动，故C错误；
D．工业上通过鼓入大量的空气而提高SO₂的转化率，提高经济效益增大原料利用率，故D正确；
故答案为：BD；
（5）利用SO₂、O₂和稀H₂SO₄设计成原电池，反应为2SO₂+O₂+2H₂O═2H₂SO₄该电池的负极反应为二氧化硫失电子生成硫酸，负极电极反应为：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺；
故答案为：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺．

点评：本题考查了二氧化硫性质的分析应用，氧化还原反应离子方程式书写和计算，原电池原理分析判断，掌握题干信息和物质性质是解题关键，题目难度中等．