Question

（15分）近年来，为提高能源利用率，西方提出共生系统。特指为提高经济效益，人类生产活动尽可能多功能化。共生工程将会大大促进化学工业的发展。

（1）由于共生工程的应用，利用发电厂产生的SO2制成自发电池，其电池反应方程式为：2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4，该电池电动势为1.06V。实际过程中，将SO2通入电池的 极（填“正”或“负”），负极反应式为 。用这种方法处理SO2废气的优点是 。

（2）以硫酸工业的SO2尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料，可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下：

①生产中，向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质，其目的是 。

②下列有关说法正确的是 。

A．反应Ⅰ中需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙

B．反应III中发生反应的化学方程式为CaSO4＋4CCaS＋4CO↑

C．反应IV需控制在60～70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解

D．反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥

③反应V中选用了40%的乙二醇溶液，温度控制在25℃，此时硫酸钾的产率超过90%，选用40%的乙二醇溶液原因是 。

④（NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式 。

Answer 1

（15分）

（1）负（2分） SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋ （2分）

利用上述电池，可回收大量有效能，副产品为H2SO4，减少环境污染，实现（能质）共生。（2分）

（2）①防止亚硫酸铵被氧化（2分） ②ABCD（3分）

③K2SO4在有机溶剂乙二醇中溶解度小，能充分析出（2分）

④4(NH4)2SO3＋2NO2＝4(NH4)2SO4＋N2（2分）

【解析】

试题分析：（1）SO2转化为H2SO4，S元素化合价升高，则SO2失去电子，所以将SO2通入电池的负极；根据化合价的变化配平可得负极电极方程式：SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋；利用自发电池处理SO2，可把化学能转化为电能，可回收大量有效能，通过电池反应生成H2SO4，为副产品，减少环境污染，实现（能质）共生。

（2）①反应出II为二氧化硫与氨水反应生成亚硫酸铵，因为亚硫酸铵具有还原性，容易被氧气氧化，所以加入适量还原性很强的对苯二酚等物质，目的是：防止亚硫酸铵被氧化。

②A、反应Ⅰ为SO2与CaCO3、O2反应生成CaSO4，O2为氧化剂，所以需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙，故A正确；B、根据化学流程，反应物为CaSO4和C，生成物为CaS和CO，配平可得化学方程式：CaSO4＋4C CaS＋4CO↑，故B正确；C、碳酸氢铵受热易分解，所以反应IV需控制在60～70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解，故C正确；D、反应V中的副产物氯化铵含氮元素，可用作氮肥，故D正确。

③K2SO4易溶于水，但在有机溶剂乙二醇中溶解度小，能充分析出。

④根据题目所给信息，反应物为（NH4)2SO3与NO2，生成物为氮气和一种氮肥—(NH4)2SO4，配平可得化学方程式：4(NH4)2SO3＋2NO2＝4(NH4)2SO4＋N2。

考点：本题考查化学流程的分析、原电池原理、方程式的书写、氧化还原反应原理。