Question

【题目】可用以下方法处理尾气中的SO2。

方法一：活性炭还原法：

反应原理：恒温恒容2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)+Q

反应进行到不同时间测得各物质的浓度如图：

（1）第一次达到平衡的时间是第___min；0~20min化学反应速率表示v(SO2)=___。

（2）30min时平衡发生移动的条件是___。

（3）40min时，平衡常数的计算式为___。（指代入具体数值的算式）

方法二：亚硫酸钠吸收法

（4）Na2SO3溶液吸收SO2的离子方程式为___；

（5）如图是Na2SO3溶液中各离子浓度的相对大小关系示意图。

其中③是___。（填微粒符号）

常温下，当吸收至pH=6时，吸收液中相关离子浓度关系一定正确的是__（填序号）

a.c（Na+）+c（H+）>c（SO32-）+c（HSO3-）+c（OH-）

b.c（Na+）=c（SO32-）+c（HSO3-）+c（H2SO3）

c.水电离出c（OH一）=1×l0-8mol/L

Answer 1

【答案】20 0.03mol/(Lmin) 减小CO2的浓度 SO32-+SO2+H2O=2HSO3- OH- ac

【解析】

（1）可逆反应达到平衡时，各组分的浓度保持不变；根据v=计算二氧化硫的速率；

（2）30min瞬间，CO2浓度降低，S2的浓度不变，CO2、S2浓度增大，据此分析；

（3）40min的平衡常数和20min时相同，根据K=计算平衡常数；

（4）Na2SO3溶液与SO2反应生成亚硫酸氢钠；

（5）亚硫酸钠为强碱弱酸盐，SO32-水解使溶液显弱碱性，据此分析作答；

a. 根据电荷守恒判断；

b. 溶液可能是NaHSO3、Na2SO3混合溶液，根据物料守恒进行判断；

c. 水电离出H+的浓度等于溶液中OH-的浓度。

（1）从图中可知20min时各组分的浓度不变，此时反应达到平衡状态；0-20min时，SO2的浓度从1.0mol/L变为0.4mol/L，变化量为0.6mol/L，因此v(SO2)===0.03mol/(Lmin)；

（2）30min瞬间，CO2浓度降低，S2的浓度不变，CO2、S2浓度增大，应是减小CO2的浓度形成的；

（3）40min的平衡常数和20min时相同，20min时，SO2的浓度为0.4mol/L，S2的浓度为0.3mol/L，CO2的浓度为0.6mol/L，因此平衡常数K==；

（4）Na2SO3溶液与SO2反应生成亚硫酸氢钠，离子方程式为：SO32-+SO2+H2O=2HSO3-；

（5）亚硫酸钠完全电离生成Na+和SO32-，而SO32-水解生成HSO3-，且HSO3-能继续水解生成H2SO3，最终使溶液呈弱碱性，即c(OH-)>c(H+)，因此Na2SO3溶液中各离子浓度的相对大小关系为：c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)，因此图中③是OH-；

a. 根据电荷守恒知：c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)，因此溶液中c(Na+)+c(H+)>c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)，a项正确；

b. 当溶质为NaHSO3时，溶液中S元素以SO32-、HSO3-、H2SO3的形式存在，Na元素与S元素的物质的量之比为1:1，因此溶液中c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)，若溶液中存在Na2SO3，则c(Na+)>c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)，b项错误；

c. 水电离出H+的浓度等于溶液中OH-的浓度，由于pH=6，那么水电离出的c(OH-)==10-8mol/L，c项正确；

答案选ac。