Question

【题目】（14分）H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列方法中的问题．
Ⅰ．H2S的除去
方法1：生物脱H2S的原理为：
H2S+Fe2（SO4）3═S↓+2FeSO4+H2SO4
4FeSO4+O2+2H2SO4 2Fe2（SO4）3+2H2O
（1）硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用是 ．
（2）由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为 ． 若反应温度过高，反应速率下降，其原因是 ．

（3）方法2：在一定条件下，用H2O2氧化H2S
随着参加反应的n（H2O2）/n（H2S）变化，氧化产物不同．当n（H2O2）/n（H2S）=4时，氧化产物的分子式为 ．
（4）Ⅱ．SO2的除去
方法1（双碱法）：用NaOH吸收SO2 ， 并用CaO使NaOH再生
NaOH溶液 Na2SO3溶液
写出过程①的离子方程式：；CaO在水中存在如下转化：
CaO（s）+H2O （l）═Ca（OH）2（s）Ca2+（aq）+2OH﹣（aq）
从平衡移动的角度，简述过程②NaOH再生的原理 ．
（5）方法2：用氨水除去SO2
已知25℃，NH3H2O的Kb=1.8×10﹣5 ， H2SO3的Ka1=1.3×10﹣2 ， Ka2=6.2×10﹣8 ． 若氨水的浓度为2.0molL﹣1 ， 溶液中的c（OH﹣）=molL﹣1 ． 将SO2通入该氨水中，当c（OH﹣）降至1.0×10﹣7 molL﹣1时，溶液中的c（SO32﹣）/c（HSO3﹣）= ．

Answer 1

【答案】
（1）降低反应活化能
（2）30℃、pH=2.0；蛋白质变性（或硫杆菌失去活性）
（3）H2SO4
（4）2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O；SO32﹣与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成
（5）6.0×10﹣3；0.62
【解析】解：（1）4FeSO4+O2+2H2SO4 2Fe2（SO4）3+2H2O，硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用是做催化剂降低反应的活化能，
所以答案是：降低反应活化能（或作催化剂）；（2）从图象中分析可知，使用硫杆菌的最佳条件是亚铁离子氧化速率最大时，需要的温度和溶液pH分别为：30℃、pH=2.0，反应温度过高，反应速率下降是因为升温使蛋白质发生变性，催化剂失去生理活性，
所以答案是：30℃、pH=2.0； 蛋白质变性（或硫杆菌失去活性）；（3）当 =4时，结合氧化还原反应电子守恒，4H2O2～4H2O～8e﹣ ， 电子守恒得到H2S变化为+6价化合物，H2S～H2SO4～8e﹣ ， 氧化产物的分子式为H2SO4 ，
所以答案是：H2SO4 ；（4）过程①是二氧化硫和氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水，反应的离子方程式为：2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O，过程②加入CaO，存在CaO（s）+H2O （l）═Ca（OH）2（s）Ca2+（aq）+2OH﹣（aq），因SO32﹣与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成，
所以答案是：2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O；SO32﹣与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成；（5）NH3H2O的Kb=1.8×10﹣5 ， 若氨水的浓度为2.0molL﹣1 ， 由Kb= 可知c（OH﹣）= mol/L=6.0×10﹣3mol/L，
当c（OH﹣）降至1.0×10﹣7 molL﹣1时，c（H+）=1.0×10﹣7 molL﹣1 ， H2SO3的Ka2=6.2×10﹣8 ， 由Ka2= 可知c（SO32﹣）/c（HSO3﹣）= =0.62，
所以答案是：6.0×10﹣3；0.62．
【考点精析】掌握弱电解质在水溶液中的电离平衡和二氧化硫的污染及治理是解答本题的根本，需要知道当弱电解质分子离解成离子的速率等于结合成分子的速率时，弱电解质的电离就处于电离平衡状态；电离平衡是化学平衡的一种，同样具有化学平衡的特征．条件改变时平衡移动的规律符合勒沙特列原理；SO2是污染大气的主要有害物质之一，直接危害是引起呼吸道疾病；形成酸雨pH＜5、6，破坏农作物、森林、草原、使土壤酸性增强等等；含SO2的工业废气必须经过净化处理才能排放到空气中．