“烟气脱硫”是环境治理的重要工程，两种常见脱硫方法如下。回答相关问题：方法I：用亚硫酸盐吸...

“烟气脱硫”是环境治理的重要工程，两种常见脱硫方法如下。回答相关问题：

方法I：用亚硫酸盐吸收烟气中的SO2。已知吸收过程中含硫组分物质的量分数与溶液pH的变化关系如图所示。

(1)若选用 (NH4)2SO3作为吸收液(已知NH3·H2O 的电离常数Kb=1.74×10-5)：

①H2SO3的pKa1=________( pKa1 = -lgKa1)；

②(NH4)2SO3溶液呈________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)，理由是________________；

③图中b点溶液中n(HSO3- ) : n(NH4+) =_________。

(2)若选用0.1mol/L 的Na2SO3作为吸收液，吸收过程中，下列有关粒子浓度关系一定正确的是(忽略溶液体积的变化)_________。

A.Na2SO3溶液中存在：c(Na+)>c(SO32-)>c(H2SO3)>c(HSO3-)

B.NaHSO3溶液中存在：c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3)

C.当吸收液呈中性时：2c(SO32-)+c(HSO3-)=0.2mol/L

D.当吸收液呈酸性时：c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)

方法II：用含铬废水吸收烟气中的SO2。吸收原理如图所示：

(3)“吸收”中反应的离子方程式为____________________

(4)欲使废水中的铬元素完全转化为Cr(OH)3沉淀，应调节pH的范围为____。(常温下Ksp[Cr(OH)3]=1.0×10-32)

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石灰石—石膏法脱硫是除去工业烟气中所含SO2的重要方法，其工艺分为两步： —是吸收产生亚疏酸氢钙，二是氧化产生石膏。某校化学兴趣小组实验模拟该工艺，设计装置如下：

(1)装置B模拟产生含SO2的工业烟气，则E装置的作用是_______。

(2)实验开始时，打开装置B中分液漏斗的活塞，向烧瓶中逐滴滴加硫酸，D中立即产生了明显的现象，造成产生这一现象的原因是__________。

A.该装置的气密性不够好　　　　 B.滴加硫酸的速率较快

C.使用的硫酸浓度较小　　　　　　 D.石灰石浆液中碳酸钙粉末的顆粒太小

(3)预计当装置C中产生______的现象时，关闭装置B中分液漏斗的活塞，再点燃装置A处的酒精灯。实际实验过程中却始终未观察到C中产生这一现象，小组成员多次逬行实验探究，最终发现是药品Na2SO3部分变质，请写出定性实验发现药品Na2SO3问题的有关操作及现象：取少量的亚硫酸钠固体于试管中,_____________。

(4)小组成员进一步定量实验，测量Na2SO3的纯度：

①称取12.0 g Na2SO3固体配成l00 mL溶液，取25.00mL于锥形瓶中，并加入几滴淀粉溶液。

②用0.1000 mol •L-1酸性KIO3溶液滴定，三次平行实验测得标准液的体积为20.00mL。则滴定终点时锥形瓶中产生的现象为_______，写出与产生终点现象有关反应的离子方程式________，样品中Na2SO3的质量分数为_________。(计算结果保留三位有效数字）。

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硫酸工厂的烟气中含有SO₂，有多种方法可实现烟气脱硫。

（1）工业制硫酸的过程中，SO₂被氧气氧化的化学方程式为________。

（2）“湿式吸收法”利用吸收剂与SO₂发生反应从而脱硫。

已知：25℃时，H₂SO₃  HSO₃ ^-+H⁺    K=1.5×10^-2

H₂CO₃ HCO₃ ^-+H⁺   K=4.4×10^-7

下列试剂中适合用作该法吸收剂的是________（填字母序号）。

a.石灰乳        b. Na₂SO₃溶液       c. Na₂CO₃溶液

②“钠碱法”用NaOH溶液作吸收剂，向100 mL 0.2 mol·L^-1 的NaOH溶液中通入标准状况下0.448 L SO₂气体，反应后测得溶液pH<7，则溶液中下列各离子浓度关系正确的是________（填字母序号）。

a.c(HSO₃^-)> c(SO₃^2-)> c(H₂SO₃)

b.c(Na⁺)>c(HSO₃^-)> c(H⁺)> c(SO₃^2-)

c.c(Na⁺)+c(H⁺)= c(HSO₃^-)+c(SO₃^2-)+c(OH^-)

（3）某硫酸厂拟用烟气处理含Cr₂O₇^2-的酸性废水，在脱硫的同时制备Cr₂O₃产品。具体流程如下：

①吸收塔中反应后的铬元素以Cr³⁺形式存在，则其中发生反应的离子方程式为 。

②中和池中的反应除生成Cr(OH)₃沉淀外，还会产生某种气体，该气体的化学式为________。

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煤炭是我国的主要能源之一，与之伴生的二氧化硫（SO2）和酸雨污染问题较为突出。目前我国采用的控制方法是电厂烟气脱硫。烟气脱硫的原理是利用碱性物质吸收并固定酸性的二氧化硫，主要有如下两种方法：

I、钠碱循环法脱硫技术。

（1）此法是利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2。Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式：　　　　　　　　　　 。

（2）NaOH溶液吸收SO的过程中，pH随变化关系如下表：

①由上表判断，NaHSO3溶液显 　　 性，用化学平衡原理解释：　　　 。

②当溶液呈中性时，离子浓度关系正确的是（选填字母）：　　　 。

II、石灰石脱硫法

此法是以石灰石为原料通过系列反应将硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：

CaSO4 (s)+ CO (g）CaO(s）+ SO2 (g）+ CO2 (g）　　 △H=218.4kJ·mol-1(反应Ⅰ)

CaSO4(s)+4CO(g）CaS(s）+ 4CO2(g）　　　　　　 △H2= -175.6kJ·mol-1　 (反应Ⅱ)

请回答下列问题：

（1）结合反应Ⅰ、Ⅱ写出CaSO4(s)与CaS(s）的热化学反应方程式 　　　　　　　　　 　 。

（2）对于气体参与的反应，表示平衡常数 Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则反应Ⅰ的Kp= 　　　　　　　　　　　　　 (用表达式表示)。

（3）假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)小于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是　　　　　　　　 。

（4）图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数 的关系曲线。则降低该反应体系中产生的SO2生成量的措施有　 　　　　　 。

A、向该反应体系中投入生石灰

B、在合适的温度区间内控制较低的反应温度

C、降低CO的初始体积百分数

D、提高反应体系的温度

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有效脱除烟气中的SO2是环境保护的重要课题。

(1)氨水可以脱除烟气中的SO2。氨水脱硫的相关热化学方程式如下：

2NH3(g) +H2O(l) +SO2(g) =(NH4)2SO3(aq) ΔH= akJ·mol−1

(NH4)2SO3(aq)+H2O(l) +SO2(g) =2NH4HSO3(aq) ΔH = bkJ·mol−1

2(NH4)2SO3(aq) +O2(g) =2(NH4)2SO4(aq) ΔH =ckJ·mol−1

反应NH3(g) +NH4HSO3(aq) +O2(g) = (NH4)2SO4(aq)的ΔH=____kJ·mol−1。

已知：SO2的国家排放标准为80mg·m−3。氨水脱除烟气中的SO2是在吸收塔中进行的，控制其他实验条件相同，仅改变吸收塔的温度，实验结果如题图-1所示，为了尽可能获得NH4HSO3，则吸收塔合适的温度约为________。

A．25℃　　　　　　　　　 B．31℃　　　　　　 C．35℃

(2)电解法可以脱除烟气中的SO2。用Na2SO4溶液吸收烟气中的SO2，使用惰性电极电解吸收后的溶液，H2SO3在阴极被还原为硫单质，阴极的电极反应式为_______。

(3)钠钙双碱法可高效脱除烟气中的SO2，脱硫的流程如题图-2所示。

①“吸收”时气液逆流在吸收塔中接触，吸收时不宜直接使用石灰乳的原因是_______。

②水溶液中H2SO3、HSO、SO随pH的分布如题图−3所示，“再生液”用NaOH溶液调pH至7~9得到溶液X，溶液X吸收SO2时主要反应的离子方程式为______。

③已知Na2SO3的溶解度随着pH增大而减小。溶液X的pH对脱硫效率的影响如题图-4所示。当pH由6升高到7时，脱硫效率迅速增大的原因为______；当pH大于7时，随pH增大脱硫效率增速放缓的原因为______。

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煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，大量排放烟气形成酸雨、污染大气，因此对烟气进行脱硫、脱硝，对环境保护有重要意义。回答下列问题：

Ⅰ.利用CO脱硫

(1)工业生产可利用CO气体从燃煤烟气中脱硫，则25℃时CO从燃煤烟气中脱硫的热化学方程式2CO(g)＋SO2(g)⇌2CO2(g)＋S(s)的焓变△H＝_____________。25℃，100kPa时，由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的反应热称为标准摩尔生成焓，已知一些物质的“标准摩尔生成焓”如下表所示：

(2)在模拟脱硫的实验中，向多个相同的体积恒为2L的密闭容器中分别通入2.2mol CO和1mol SO2气体，在不同条件下进行反应，体系总压强随时间的变化如图所示。

①在实验b中，40 min达到平衡，则0～40 min用SO2表示的平均反应速率v(SO2)＝_______。

②与实验a相比，实验b可能改变的条件为_______________，实验c可能改变的条件为_________________。

Ⅱ.利用NH3脱硝

(3)在一定条件下，用NH3消除NO污染的反应原理为：4NH3(g)＋6NO(g)⇌5N2(g)＋6H2O(l)△H＝－1807.98kJ·mol－1。在刚性容器中，NH3与NO的物质的量之比分别为X、Y、Z(其中X<Y<Z)，在不同温度条件下，得到NO脱除率(即NO转化率)曲线如图所示。

①NH3与NO的物质的量之比为X时对应的曲线为_____________(填“a”“b”或“c”)。

②各曲线中NO脱除率均先升高后降低的原因为__________。

③900℃条件下，设Z＝，初始压强p0，则4NH3(g)＋6NO(g)⇌5N2(g)＋6H2O(l)的平衡常数Kp＝_____________(列出计算式即可)。

Ⅲ.利用NaCIO2脱硫脱硝

(4)利用NaClO2的碱性溶液可吸收SO2和NO2(物质的量之比为1:1)的混合气体，自身转化为NaCl，则反应的离子方程式为________________。

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控制“酸雨”是防治大气污染的重要问题之一。煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用Ca(ClO)2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问题：

（1）Ca(ClO)2中氯元素的化合价为___________。

（2）工业上制备Ca(ClO)2的化学方程式_________________________________________________。

（3）实验室在鼓泡反应器中通入含有SO2的烟气，反应温度为323 K，Ca(ClO)2溶液浓度为5×10−3mol·L−1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表：

写出Ca(ClO)2溶液在脱硫过程中主要反应的离子方程式____________________________________。

（4）目前可用电化学方法处理由二氧化硫引起的酸雨。常见的一种方法是惰性电极电解氢溴酸，其阳极的电极反应为:___________________________________。阴极的电极反应为:_________________________________。总反应的化学方程式为：___________________________。

（5）将其阳极产物用水溶解配成溶液去淋洗含二氧化硫的废气。上述吸收废气发生的反应化学方程式为：________________________________________。若反应中转移电子1mol，则可吸收二氧化硫气体体积在标准状况下为_________L。

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研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理及利用的方法具有重要意义。

（1）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产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外，还能得到一种复合肥料，该复合肥料可能的化学式为______________________(写出一种即可)。

（2）25℃ 101KPa，将1molCH4与一定量的O2混合后，充入一密闭绝热容器内，在连续电火花的作用下反应，恢复至原状况放出QkJ热量，容器内无无CH4和O2剩余且无固体物质生成，装置内气体全部通入足量的碱石灰后，剩余bmol气体。则：

①反应开始时CH4与O2的物质的量之比为___________________________。

②若已知 C(s) + O2(g) = CO2(g)　　 △H1= -m kJ/mol

CO2(g) + C(s) = 2CO(g)　 △H2= +n kJ/mol

则表示CH4燃烧热的热化学方程式为_____________________________________________。

（3）工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物(以NO和NO2的混合物为例)。

已知：NO不能与Na2CO3溶液反应,

NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2,2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2

① 用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每产生22.4 L(标准状况)CO2(全部逸出)时，吸收液质量就增加44 g，则混合气体中NO和NO2的体积比为____________。

② 用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物存在的缺点是___________________。

（4）氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题

①20世纪末，科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现高温常压下的电化学合成氨，提高了反应物的转化率，其实验简图如图所示，正极的电极反应式是___________________________________。

②近年，又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路，反应原理为：2N2（g）+6H2O（l）≒4NH3（g）+3O2（g），则其反应热△H=________________。

（已知：N2（g）+3H2（g）≒2NH3（g）△H=﹣92.4kJ．mol﹣1，2H2（g）+O2（g）≒2H2O（l） △H=﹣571.6kJ．mol﹣1 ）

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二氧化硫和氮氧化物是常用的化工原料，也会给大气带来严重污染，综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。

(1) 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，其吸收的化学反应方程式为________再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO₂外，还能得到一种复合肥料，该复合肥料可能的化学式为________（只要求写一种）。

(2) 工业上生产硫酸时，将SO₂氧化为SO₃是关键一步。

① 某温度下，SO₂（g）＋1/2O₂（g）SO₃（g）；△H= —98 kJ· mol^—1。开始时在10L的密闭容器中加入4.0mol SO₂(g)和5.0molO₂(g)，当反应达到平衡时混合气体的总物质的量为8.0mol，该温度下平衡常数K=________。

② 一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO₂和1molO₂，发生下列反应：2SO₂（g）＋O₂（g）2SO₃（g）达到平衡后改变下述条件，SO₃的体积分数变大的是________

A、保持温度和容器压强不变，充入2mol SO₃ 　　

B、保持温度和容器体积不变，充入2mol N₂

C、保持温度和容器体积不变，充入0.5mol SO₂和0.25mol O₂

D、升高温度

E、移动活塞压缩气体

(3) 某人设想以如图所示装置用电化学原理生产硫酸，通入O₂的一极的电极为________极； 写出通入SO₂的电极的电极反应式：________。

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