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5.(1)利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2.Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得.NaOH溶液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如表:
n(SO32-):n(HSO3-91:91:19:91
pH8.27.26.2
①由表判断,NaHSO3溶液显酸性,用化学平衡原理解释:溶液中存在:HSO3?SO32-+H+;HSO3-+H2O?H2SO3+OH-电离程度大于水解程度,故溶液显酸性.
②请写出Na2SO3溶液中离子浓度大小关系:c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+).
(2)利用图示装置(电极均为惰性电极)吸收SO2,由阴极排出的溶液可吸收NO2
①阴极的电极反应式为2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O.
②在碱性条件下,用阴极排出的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体,同时有SO32-生成.写出该反应离子方程式:4S2O42-+2NO2+8OH-═8SO42-+N2+4H2O.
(3)新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2,再用一定量的磷酸与上述吸收的产物反应,得到一种复合肥.
①该复合肥料可能的化学式为(NH43PO4(或(NH42HPO4或NH4H2PO4)(只写一种).
②若氨水与SO2恰好完全反应生成正盐,则此时溶液呈碱性(填“酸”“碱”或“中”).已知常温下NH3•H2O的Kb=1.8×10-5mol•L-1,H2SO3的Ka1=1.3×10-2mol•L-1Ka2=6.3×10-8mol•L-1
③当氨水吸收SO2至恰好完全反应形成正盐时,反应过程中H2O的电离平衡移动方向为向右(填“向左”“向右”或“不”).

分析 (1)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;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;
②Na2SO3在溶液中存在两步水解,以第一步水解为主;
(2)①阴极上HSO3-得电子生成S2O42-
②依据在碱性条件下,阴极排出的溶液为S2O42-,二氧化氮与其发生反应生成氮气.
(3)①氨气是碱性气体,可以和酸反应生成盐;
②氨水与SO2恰好完全反应生成正盐,则反应生成亚硫酸铵,根据电离平衡常数判断离子的水解平衡常数,根据水解程度相对大小确定溶液的酸碱性;
③能水解的盐发生水解时促进水的电离.

解答 解:(1)①由表格中的数据可知,溶液呈酸性,HSO3-越多,酸性越强,是因为溶液中存在:HSO3?SO32-+H+; HSO3-+H2O?H2SO3+OH-电离程度大于水解程度,溶液显酸性,
故答案为:酸;溶液中存在:HSO3?SO32-+H+; HSO3-+H2?H2SO3+OH-电离程度大于水解程度,故溶液显酸性;
②Na2SO3在溶液中存在两步水解,以第一步水解为主,SO32-+H2O?HSO3-+OH-,HSO3-+H2O?H2SO3+OH-,则溶液中离子浓度大小的关系为:c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+);
故答案为:c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+);
(2)①依据图示可知,阴极上HSO3-得电子生成S2O42-,阴极区发生反应2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;
故答案为:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;
②阴极排出的溶液为S2O42-,二氧化氮与其发生反应,S2O42-中硫元素由+3价,变为硫酸根中硫元素为+4价,S2O42-被氧化是还原剂;二氧化氮中的氮元素化合价为+4价变为氮气0价,二氧化氮被还原为氧化剂,依据原子守恒和得失电子守恒可得,发生的离子方程式为4S2O42-+2NO2+8OH-═8SO42-+N2+4H2O,
故答案为:4S2O42-+2NO2+8OH-═8SO42-+N2+4H2O;
(3)①氨气是碱性气体,可以和磷酸反应生成盐,产生的盐随着酸的磷酸的量的多少而不同,可以产生磷酸铵,磷酸氢铵或是磷酸二氢铵,
故答案为:(NH43PO4(或(NH42HPO4或NH4H2PO4);
②一水合氨的电离平衡常数大于亚硫酸氢根离子的电离 平衡常数,所以铵根离子的水解平衡常数小于亚硫酸根离子水解平衡常数,则亚硫酸根离子水解程度大于铵根离子水解程度,所以溶液呈碱性,
故答案为:碱;
③能水解的盐发生水解时促进水的电离,则当氨水吸收SO2至恰好完全反应形成正盐时,反应过程中生成弱酸弱碱盐,水解促进水的电离,则H2O的电离平衡向右移动;
故答案为:向右.

点评 本题考查弱电解质的电离、盐的水解、离子浓度大小比较、电解原理的分析应用等,比较综合,题目难度中等,侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的综合应用能力.

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