Question

15．研究大气中含硫化合物（主要是SO₂和H₂S）的转化具有重要意义．
（1）高湿条件下，写出大气中SO₂转化为HSO₃^-的方程式：SO₂+H₂O?H₂SO₃；H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-．
（2）土壤中的微生物可将大气中H₂S经两步反应氧化成SO₄^2-，两步反应的能量变化示意图如下：

1mol H₂S（g）全部氧化成SO₄^2-（aq）的热化学方程式为H₂S（g）+2O₂（g）=SO₄^2-（aq）+2H⁺（aq）△H=-806.39kJ•mol^-1．
（3）二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO₂快速启动，其装置示意图如下：

①质子的流动方向为从A到B（“从A到B”或“从B到A”）．
②负极的电极反应式为SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺．
（4）燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键．SO₂烟气脱除的一种工业流程如下：

①用纯碱溶液吸收SO₂将其转化为HSO₃^-，反应的离子方程式是H₂O+2SO₂+CO₃^2-═2HSO₃^-+CO₂．
②若石灰乳过量，将其产物再排回吸收池，其中可用于吸收SO₂的物质的化学式是Ca（OH）₂．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫为酸性氧化物与水生成亚硫酸，亚硫酸为弱电解质，部分电离产生氢离子与亚硫酸氢根离子；
（2）由图可知，第一步热化学反应为：H₂S（g）+0.5O₂（g）=S（s）+H₂O（g）△H=-221.19 kJ•mol^-1；
第二步反应为：S（s）+1.5O₂（g）+H₂O（g）=2H⁺（aq）+SO4^2-（aq））△H=-585.20 kJ•mol^-1；
依据盖斯定律计算反应热；
（3）①原电池中阳离子移向正极，依据二氧化硫、氧气发生反应判断电极，判断质子移动方向；
②二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应；
（4）①碳酸钠溶液中通入过量的二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳；
②二氧化硫为酸性氧化物，能够与氢氧化钙溶液反应，可以用氢氧化钙吸收二氧化硫．

解答 解：（1）二氧化硫为酸性氧化物与水生成亚硫酸，亚硫酸为弱电解质，部分电离产生氢离子与亚硫酸氢根离子，离子方程式：SO₂+H₂O?H₂SO₃；H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-；
（2）由图可知，第一步热化学反应为：H₂S（g）+0.5O₂（g）=S（s）+H₂O（g）△H=-221.19 kJ•mol^-1；
第二步反应为：S（s）+1.5O₂（g）+H₂O（g）=2H⁺（aq）+SO4^2-（aq））△H=-585.20 kJ•mol^-1；
依据盖斯定律，第一步与第二步方程式相加得：H₂S（g）+2O₂（g）=SO₄^2-（aq）+2H⁺（aq）△H=-806.39 kJ•mol^-1；
故答案为：H₂S（g）+2O₂（g）=SO₄^2-（aq）+2H⁺（aq）△H=-806.39 kJ•mol^-1
（3）①二氧化硫发生氧化反应，氧气发生还原反应，所以二氧化硫所在电极为负极，氧气所在电极为正极，原电池中阳离子移向正极，所以质子移动方向为：从A到B；
故答案为：从A到B；
②二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应，电极反应式为：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺；
故答案为：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺；
（4）①碳酸钠溶液中通入过量的二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳，离子方程式：H₂O+2SO₂+CO₃^2-═2HSO₃^-+CO₂； 
故答案为：H₂O+2SO₂+CO₃^2-═2HSO₃^-+CO₂；
 ②二氧化硫为酸性氧化物，能够与氢氧化钙溶液反应，可以用氢氧化钙吸收二氧化硫；
故答案为：Ca（OH）₂．

点评 本题为综合题，考查了离子方程式、热化学方程式的计算、盖斯定律计算反应热、电极反应式书写，明确二氧化硫的性质及离子方程式、热化学方程式书写方法、原电池工作原理是解题关键，题目难度中等．