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【题目】[2017天津卷]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。

.H2S的除去

方法1:生物脱H2S的原理为:

H2S+Fe2(SO4)3 S↓+2FeSO4+H2SO4

4FeSO4+ O2+2H2SO42Fe2(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3和图4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______________。

方法2:在一定条件下,用H2O2氧化H2S

(3)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__________。

.SO2的除去

方法1(双减法):用NaOH吸收SO2,并用CaO使NaOH再生

NaOH溶液Na2SO3溶液

(4)写出过程的离子方程式:____________________________;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NaOH再生的原理____________________________________。

方法2:用氨水除去SO2

(5)已知25,NH3·H2O的Kb=1.8×105,H2SO3的Ka1=1.3×102,Ka2=6.2×108。若氨水的浓度为2.0 mol·L1,溶液中的c(OH)=_________________ mol·L1。将SO2通入该氨水中,当c(OH)降至1.0×107 mol·L1时,溶液中的c()/c()=___________________。

【答案】(1)降低反应活化能(或作催化剂)

(2)30 、pH=2.0 蛋白质变性(或硫杆菌失去活性)

(3)H2SO4

(4)2OH+SO2+H2O

与Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡向正向移动,有NaOH生成

(5)6.0×103 0.62

【解析】(1)根据硫杆菌存在时的反应速率是无菌时的5×105倍可知,反应速率显著增大,则硫杆菌的作用是作催化剂,降低了反应的活化能。

(2)根据图3可知,温度30左右时,氧化速率最大,根据图4可知,pH=2.0时氧化速率最大,所以使用硫杆菌的最佳条件为30、pH=2.0;若反应温度过高,硫杆菌蛋白质变性失去活性造成反应速率下降。

(3)根据化合价升降,当n(H2O2)/n(H2S)=4时,4 mol H2O2转移8 mol电子,则1 mol H2S也转移8 mol电子,化合价从2价升高到+6价,所以氧化产物为H2SO4

(4)过程是NaOH与SO2的反应,反应的离子方程式为2OH+SO2+H2O;根据CaO在水中的转化:CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq),过程中Na2SO3加入CaO后,与Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡向正向移动,有NaOH生成。

(5)根据NH3·H2O的Kb=1.8×105可知,=1.8×105,当氨水的浓度为2.0 mol·L1时,溶液中的c(OH)= c()==6.0×103 mol·L1

根据H2SO3的Ka2=6.2×108可知,=6.2×108,当c(OH)降至1.0×107 mol·L1,则c(H+)=1.0×107 mol·L1,溶液中的c()/c()=0.62。

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3W X 可形成化合物,它能与水剧烈反应产生 XZ3,所发生的化学方程式为:________________,该化合物中 W 离子的电子式为________________

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(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种 浓度之和的分数)与pH的关系分别如题20图- 1和题20图- 2所示。

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H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO4-+H+的电离常数为Ka1,则pKa1=_________(p Ka1 = -lg Ka1 )。

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