Question

SO₂随意排放会造成严重的大气污染．下列是某小组同学设计处理烟气（主要含SO₂、N₂、O₂、粉尘）中SO₂的方法．
（1）方法一：利用氯碱工业产品处理含SO₂的烟气，流程如下：

①“吸收装置”中发生反应的离子方程式是______；
②合成塔中每合成1mol 气体放出热量92.3kJ（25℃、101kPa），反应的热化学方程式是______；
③上述流程中循环利用的物质是______．
（2）方法二：利用FeCl₃溶液的氧化性吸收烟气中的SO₂．
①该反应的离子方程式是______（反应a）．为验证该反应，同学们将SO₂通入0.05mol?L^-1 FeCl₃溶液中，溶液很快由黄色变为红褐色；将溶液长时间放置后，最终变为浅绿色．关于红褐色液体，以下是同学们的分析推测与实验．

分析推测	实验步骤
甲：生成了Fe（OH）3胶体 乙：经查阅资料，可能发生反应： Fe3++6SO2 Fe（SO2）（反应b）	ⅰ．制备Fe（OH）3胶体并检验 ⅱ．分别向Fe（OH）3胶体和该红褐色液体中加入适量铁粉，振荡后前者不变色，后者变为浅绿色

②利用胶体的______（填性质）可以检验步骤ⅰ中是否得到了Fe（OH）₃胶体；
③根据反应b，说明步骤ⅱ中液体颜色变化的原因是______（用离子方程式及必要的文字说明）；
④经讨论后得出结论：FeCl₃溶液和SO₂反应过程中，反应a、b在体系中共存．请从化学反应速率和反应限度的角度分析，SO₂通入FeCl₃溶液中产生上述现象的原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）①氯碱工业产品之一为NaOH，用NaOH吸收SO₂；
②已知每合成1mol HCl放出热量92.3kJ，故其热化学方程式为：H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-184.6 kJ?mol^-1；
③回收装置中NaHSO₃溶液与HCl反应生成NaCl溶液，NaCl溶液又是氯碱工业的原料，故循环利用的物质是NaCl溶液
（2）①利用FeCl₃溶液的氧化性吸收烟气中的SO₂，SO₂在溶液中被氧化为SO₄^2-，同时Fe³⁺被还原为Fe²⁺；故方程式为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺
②丁达尔效应是检验胶体的常用方法；
③Fe³⁺能被铁粉还原为Fe²⁺，2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，c（Fe³⁺）减小，使反应b逆向移动；
④溶液很快由黄色变为红褐色，说明b的化学反应速率快；最终变为浅绿色，说明最终生成Fe²⁺，即a进行的程度大，由此可知由于化学反应速率：b＞a，化学反应限度：a＞b，所以产生上述现象．
解答：解：（1）①氯碱工业产品之一为NaOH，用NaOH吸收SO₂，其离子方程式为：SO₂+OH^-=HSO₃^-，
②已知每合成1mol HCl放出热量92.3kJ，故其热化学方程式为：H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-184.6 kJ?mol^-1；
③回收装置中NaHSO₃溶液与HCl反应生成NaCl溶液，NaCl溶液又是氯碱工业的原料，故循环利用的物质是NaCl溶液；
故答案为：①SO₂+OH^-=HSO₃^-；②H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-184.6 kJ?mol^-1；③NaCl溶液；
（2）①利用FeCl₃溶液的氧化性吸收烟气中的SO₂，SO₂在溶液中被氧化为SO₄^2-，同时Fe³⁺被还原为Fe²⁺；故方程式为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺
②丁达尔效应是检验胶体的常用方法；
③Fe³⁺能被铁粉还原为Fe²⁺，2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，c（Fe³⁺）减小，使反应b逆向移动；
④溶液很快由黄色变为红褐色，说明b的化学反应速率快；最终变为浅绿色，说明最终生成Fe²⁺，即a进行的程度大，由此可知由于化学反应速率：b＞a，化学反应限度：a＞b，所以产生上述现象；
故答案为：①2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺②丁达尔效应③加入铁粉时发生反应2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，c（Fe³⁺）减小，使反应b逆向移动④由于化学反应速率：b＞a，化学反应限度：a＞b，所以产生上述现象．
点评：本题以SO₂的性质为知识背景，综合考查了氧化还原反应、热化学方程式、胶体、平衡移动等，涉及知识点较多．