Question

二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒，并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产，二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。完成下列填空：

(1)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。

如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并希望能控制反应速度，上图中可选用的发生装置是________(填写字母)。

(2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36 L(标准状况)二氧化硫，至少需要称取亚硫酸钠________g(保留一位小数)；如果已有40%亚硫酸钠(质量分数)被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠________g (保留一位小数)。

(3)实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。石灰­石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。

石灰­石膏法的吸收反应为SO₂＋Ca(OH)₂―→CaSO₃↓＋H₂O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化，反应为2CaSO₃＋O₂＋4H₂O―→2CaSO₄·2H₂O。其流程如下图：

碱法的吸收反应为SO₂＋2NaOH―→Na₂SO₃＋H₂O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下图：

已知：

试剂	Ca(OH)2	NaOH
价格(元/kg)	0.36	2.9
吸收SO2的成本(元/mol)	0.027	0.232

石灰­石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是

________________________________________________________________________。

和碱法相比，石灰－石膏法的优点是_______________________________________，

缺点是__________________________________________________________________。

(4)在石灰­石膏法和碱法的基础上，设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案(用流程图表示)。

Answer 1

答案　(1)ae

(2)18.9 　33.1

(3)酸性氧化物与碱的反应　原料便宜，成本低　吸收慢，效率低

(4)

解析　用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，利用固液不加热制取气体装置，因此选ae。

设需Na₂SO₃的质量为m g

H₂SO₄＋Na₂SO₃―→Na₂SO₄＋SO₂↑＋H₂O

126 g　　　　　　 22.4 L

　　　　m g　　　　　　   3.36 L　m＝18.9

设含40%的亚硫酸钠的样品质量为100 g，则生成硫酸钠的质量为45.1 g，则这时亚硫酸钠的质量分数为(100－40)/(100－40＋45.1)＝57.1%，则至少需称取该亚硫酸钠

18.9 g/57.1%＝33.1 g。由于石灰的碱性比氢氧化钠弱，吸收SO₂的速率慢、效率低，但吸收成本比氢氧化钠低的多。