Question

4．工业尾气SO₂有多种吸收和处理方法．
（1）亚硫酸钠吸收法
写出Na₂SO₃溶液吸收SO₂的离子方程式：SO₃^2-+SO₂+H₂O=2HSO₃^-．
（2）电化学处理法
①如图所示，Pt（1）电极的反应式为：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺．
②当电路中转移0.02mol e^-时（较浓H₂SO₄尚未排出），交换膜左侧溶液中约增加0.03mol离子．
（3）在甲酸钠、氢氧化钠混合溶液中通入二氧化硫气体可以制备工业产品保险粉（Na₂S₂O₄），同时生成二氧化碳气体，写出该反应的离子方程式：HCOO^-+OH^-+2SO₂═S₂O₄^2-+H₂O+CO₂．

Answer 1

分析 （1）Na₂SO₃溶液吸收SO₂生成NaHSO₃；
（2）①Pt（1）电极进入SO₂，硫酸浓度增大，SO₂可知失电子，作负极，电极上二氧化硫被氧化生成硫酸；
②左侧电极反应式为：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4 H⁺，根据电子转移守恒计算生成硫酸根、氢离子的物质的量，为保持溶液电中性，多余的氢离子通过阳离子交换膜移至右侧，左侧溶液中增加离子为生成硫酸电离的离子总量；
（3）甲酸钠和氢氧化钠混合溶液与SO₂生成保险粉同时生成二氧化碳，依据反应物和生成物结合原子守恒、电荷守恒配平写出．

解答 解：（1）Na₂SO₃溶液吸收SO₂的离子方程式为SO₃^2-+SO₂+H₂O=2HSO₃^-，故答案为：SO₃^2-+SO₂+H₂O=2HSO₃^-；
（2）①由图可知，Pt_（1）电极上二氧化硫被氧化生成硫酸，电极反应式为：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4 H⁺，
故答案为：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺；
②左侧电极反应式为：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺，根据电子转移守恒，生成硫酸根物质的量$\frac{0.02mol}{2}$=0.01mol，生成氢离子为0.04mol，为保持溶液电中性，0.01mol硫酸根需要0.02mol氢离子，多余的氢离子通过阳离子交换膜移至右侧，即有0.02mol氢离子移至右侧，故左侧溶液中增加离子为0.01mol+0.02mol=0.03mol，
故答案为：0.03；
（3）甲酸钠和氢氧化钠混合溶液与SO₂生成保险粉Na₂S₂O₄同时生成二氧化碳，反应的离子方程式：HCOO^-+OH^-+2SO₂═S₂O₄^2-+H₂O+CO₂
故答案为：HCOO^-+OH^-+2SO₂═S₂O₄^2-+H₂O+CO₂．

点评 本题涉及电极反应式书写、电解池有关计算等，需要学生具备扎实的基础，侧重考查学生对知识的迁移应用，（2）中左侧溶液中增加离子物质的量计算为易错点，学生容易根据电极反应式计算，忽略部分氢离子移至右侧．