Question

4．SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境．利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO₂．

（1）在钠碱循环法中，Na₂SO₃溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式是2OH^-+SO₂=H₂O+SO₃^2-．
（2）吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n（SO₃^2-），n（HSO₃^-）变化关系如下表：

n（SO32-）：，n（HSO3-）	91：9	1：1	1：91
PH	8.2	7.2	6.2

1表判断NaHSO₃溶液显酸性，用化学平衡原理解释：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，显酸性是因其电离大于其水解
②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是（选填字母）：ab
a．c（Na^-）=2c（SO${\;}_{3}^{-}$）+c（HSO${\;}_{3}^{2-}$）
b．c（Na^-）＞c（HSO${\;}_{3}^{-}$）＞c（SO${\;}_{3}^{2-}$）＞c（H^-）=c（OH^-）
c．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（SO${\;}_{3}^{2-}$）+c（HSO${\;}_{3}^{-}$）+c（OH^-）
（3）当吸收液的pH降至约为6时，送至电解槽再生．再生示意图如下：
①HSO₃^-在阳极放电的电极反应式是HSO₃^--2e^-+H₂O=SO₄^2-+3H⁺．
②当阴极室中溶液PH升至8以上时，吸收液再生并循环利用．简述再生原理：H⁺在阴极得电子生成H₂，溶液中的c（H⁺）降低，促使HSO₃^-电离生成SO₃^2-，且Na⁺进入阴极室，吸收液得以再生．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠；
（2）①由表格中的数据可知，HSO₃^-越多，酸性越强，则电离生成氢离子；
②吸收液呈中性时，溶质为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，电离与水解的程度相等，结合电荷守恒解答；
（3）①当吸收液的pH降至约为6时，溶液中阴离子主要为HSO₃^-，具有还原性，在阳极上放电发生氧化反应；
②当阴极室中溶液pH升至8以上时，阴离子主要为SO₃^2-，阴极上氢离子得电子发生还原反应，同时生成亚硫酸根离子，溶液中钠离子向阴极移动，导致生成吸收液．

解答 解：（1）反应生成亚硫酸钠和水，离子反应为2OH^-+SO₂═SO₃^2-+H₂O，
故答案为：2OH^-+SO₂═SO₃^2-+H₂O；
（2）①由表格中的数据可知，HSO₃^-越多，酸性越强，则电离生成氢离子，电离方程式为HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，显酸性是因其电离大于其水解，
故答案为：酸；HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，显酸性是因其电离大于其水解；
②吸收液呈中性时，溶质为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，电离与水解的程度相等，
a．由电荷守恒可知，c（H⁺）+c（Na⁺）═2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-），中性溶液则c（H⁺）═c（OH^-），则c（Na⁺）═2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-），故a正确；
b．SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，亚硫酸两步水解，则离子浓度为c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-），故b正确；
c．c（Na⁺）+c（H⁺）═c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）中不遵循电荷守恒，故c错误；
故答案为：ab；
（3）①当吸收液的pH降至约为6时，吸收液中阴离子主要是亚硫酸氢根离子，亚硫酸氢根离子在阳极上失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为：HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺，
故答案为：HSO₃^--2e^-+H₂O=SO₄^2-+3H⁺；
②电解时，溶液中阳离子向阴极移动，氢离子在阴极得电子生成氢气，溶液中氢离子浓度降低，导致加速HSO₃^-电离生成SO₃^2-，钠离子进入阴极室，吸收液就可以再生，
故答案为：H⁺在阴极得电子生成H₂，溶液中的c（H⁺）降低，促使HSO₃^-电离生成SO₃^2-，且Na⁺进入阴极室，吸收液得以再生．

点评 本题考查离子浓度大小的比较、电解原理的应用，把握电解原理以及由表格中数据分析电离与水解为解答本题的关键，离子浓度大小比较为解答的难点，题目难度中等．