吸收工厂烟气中的SO2，能有效减少SO2对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2...

吸收工厂烟气中的SO2，能有效减少SO2对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化，可得到硫酸盐。

已知：室温下，ZnSO3微溶于水，Zn(HSO3)2易溶于水；溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-的物质的量分数随pH的分布如图-1所示。

(1)氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2，主要反应的离子方程式为___________；当通入SO2至溶液pH=6时，溶液中浓度最大的阴离子是_____________(填化学式)。

(2)ZnO水悬浊液吸收SO2。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2，在开始吸收的40mim内，SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(见图-2)。溶液pH几乎不变阶段，主要产物是____________(填化学式)；SO2吸收率迅速降低阶段，主要反应的离子方程式为_______________。

(3)O2催化氧化。其他条件相同时，调节吸收SO2得到溶液的pH在4.5~6.5范围内，pH越低SO生成速率越大，其主要原因是__________；随着氧化的进行，溶液的pH将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

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氧化锌吸收法常用作脱去冶金工业排放烟气中SO2，其主要步骤如下：配制ZnO悬浊液(含少量MgO、CaO)，在吸收塔中封闭循环脱硫，发生的主要反应为ZnO(s)+SO2(g)=ZnSO3(s)，

试回答下列问题：

（1）氧化锌吸收SO2的需控制合适的吸收温度的原因是_____________________；

（2）生成的ZnSO3可热分解处理，其目的是：①生成的高浓度SO2可以用来制备硫酸；②___________；

（3）已知：纯ZnO的悬浮液pH约为6.8.用氧化锌吸收法脱去烟气中SO2的过程中，测得pH随时间t的变化如图1所示。已知被吸收的SO2为c(SO2)吸，溶液中SO32-、HSO3-、H2SO3所占物质的量之比与pH的关系如图2所示。

①充分吸收烟气后的混合体系硫元素的主要存在形式是__________________；

②结合图1与图2分析，cd段发生的主要反应是__________________；

③分析图1，ab段的pH迅速下降至6.8左右的原因是______________________；吸收30分钟后吸收效率下降的原因是_____________________；

（4）如用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示。(电极材料为石墨)

b极的电极反应式为_______________________________________。

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氧化锌吸收法常用作脱去冶金工业排放烟气中的SO2，其主要步骤如下：配制ZnO悬浊液（含少量MgO、CaO），在吸收塔中封闭循环脱硫，发生的主要反应为ZnO（s）+SO2（g）=ZnSO3（s），

试回答下列问题：

（1）生成的ZnSO3可热分解处理，其目的是：①生成的高浓度SO2可以用来制备硫酸；②___________；

（2）已知：纯ZnO的悬浮液pH约为6.8.用氧化锌吸收法脱去烟气中SO2的过程中，测得pH随时间t的变化如图1所示。已知被吸收的SO2为c（SO2）吸，溶液中SO32-、HSO3-、H2SO3所占物质的量之比与pH的关系如图2所示。

①充分吸收烟气后的混合体系硫元素的主要存在形式是__________________；

②结合图1与图2分析，cd段发生的主要反应是__________________

③为提高SO2的吸收速率η，可采取的措施为　 　　　　　 　　 （填字母）。

A．调节悬浊液中ZnO的量

B．适当提高单位时间内烟气的循环次数

C．调节溶液的pH至6.0以下

（4）如用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示。（电极材料为石墨）

b极的电极反应式为____________________。

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某化工厂冶炼金属、回收硫的工艺流程如下：

I．回收硫

（1）工业上，采用饱和亚硫酸钠溶液吸收烟气中二氧化硫，写出离子方程式：　　　　 　　　　　　 　 。然后，加热吸收液收集SO2。将二氧化硫、空气在稀硫酸中构成原电池，负极反应式为　　　　 　　　　　　　　　　 　 。

II．冶炼铜

（2）工业上，火法冶炼铜分两步：第一步，含铜矿（主要成分是Cu2S）在空气中煅烧生成氧化亚铜和刺激性气味气体；第二步，氧化亚铜和铜矿在高温下反应生成铜和刺激性气体。写出冶炼铜的总反应方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）用电解法精炼粗铜（含银、金、铁、锌杂质），装置如图所示。下列说法不正确的是　　　　　　　 。

A．Y极为粗铜、X极为纯铜

B．X极净增质量等于Y极净减质量

C．铜盐溶液作精炼铜的电解质溶液

D．若电路有1 mol电子转移，则X极净增32 g

（4）几种金属离子的沉淀pH：

铜盐溶液中Fe2、Zn2+对精炼铜可能会产生影响。工业上，除去Fe2+方法是，在酸性混合溶液中加入　　　　　　　　　 (选填：双氧水、次氯酸钠、氯水或高锰酸钾溶液)将Fe2+氧化成Fe3+，离子方程式为　　　 　　 　　 。加入碱调节溶液pH范围为　　　　 　　 　　 。

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某化工厂冶炼金属、回收硫的工艺流程如下：

I．回收硫

（1）工业上，采用饱和亚硫酸钠溶液吸收烟气中二氧化硫，写出离子方程式：。

然后，加热吸收液收集SO2。将二氧化硫、空气在稀硫酸中构成原电池，负极反应式为。

II．冶炼铜

（2）工业上，火法冶炼铜分两步：第一步，含铜矿（主要成分是Cu2S）在空气中煅烧生成氧化亚铜和刺激性气味气体；第二步，氧化亚铜和铜矿在高温下反应生成铜和刺激性气体。写出冶炼铜的总反应方程式：。

（3）用电解法精炼粗铜（含银、金、铁、锌杂质），装置如图所示。下列说法不正确的是。

A．Y极为粗铜、X极为纯铜

B．X极净增质量等于Y极净减质量

C．铜盐溶液都可以作精炼铜的电解质溶液

D．若电路有1mol电子转移，则X极净增32g

（4）几种金属离子的沉淀pH：

铜盐溶液中Fe2，Zn2+对精炼铜可能会产生影响。工业上，除去Fe2+方法是，在酸性混合溶液中加入（选填：双氧水、次氯酸钠、氯水或高锰酸钾溶液）将Fe2+氧化成Fe3+，离子方程式为。加入碱调节溶液pH范围为。

III．冶炼铁

（5）化工厂利用菱铁矿（主要成分是碳酸亚铁）冶炼铁的原理是（用化学方程式表示）：。生铁炼钢的主要原理是。

（6）生铁在湿润空气中发生电化学腐蚀最终生成红色铁锈，金属电化腐蚀类型为。

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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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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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工厂排放的SO₂烟气对环境造成污染，某企业用下列流程综合处理，下列有关说法正确的是

A．二氧化硫吸收塔中发生的反应为：SO₂+ SO₃^2-+H₂O=2HSO₃^-

B．氨气吸收塔中发生的反应为：HSO₃^-+OH^-= H₂O+ SO₃^2-

C．上述流程利用的是氧化还原反应原理

D．上述流程可降低碳排放，符合低碳经济

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工厂排放的SO2烟气对环境造成污染，某企业用下图流程综合处理，下列有关说法正确的是

A. 二氧化硫吸收塔中发生的反应为SO2＋SO32-＋H2O=2HSO3-

B. 氨气吸收塔中发生的反应为HSO3－＋OH－=H2O＋SO32-

C. 上述流程利用的是氧化还原反应原理

D. 上述流程可循环利用的物质有2种

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烟气中主要污染物SO2、NOx,为消除排放，保护环境，实现绿色可持续发展。

处理方法一:烟气经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NO的主要反应的热化学方程式为:

NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)　　　 △H1

NO(g)+1/2O2(g)=NO2(g)　　　　　 △H2

SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)　 △H3

(1)反应3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的△H=_________。

(2) 室温下，进入反应器的NO、SO2的物质的量恒定，改 变通入O3的物质的量，反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3):nNO)的变化见图。说明预处理过程中NO2的物质的量变化的原因_______，在反应中SO2的物质的量几乎不发生变化的原因是_______________。

(3)在一定条件下，SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)　　 △H3<0，在一定温度下，向2L某恒容密闭容器中充入4molSO2(g)和1molO3(g),5min时，测得容器中SO3(g)的物质的量为0.5mol。

①0-5min内，用SO2表示的平均反应速率v(SO2)________。

②下列说法中能判断该反应达到平衡状态的是________

a.单位时间内生成nmolSO2同时生成nmolSO3

b.SO3和O2的物质的量浓度之比1:1

C.容器内压强保持不变

d.混合气体的密度不变

e.混合气体的平均相对分子质量不变

处理方法二: 也可采用NaClO2溶液作为吸收剂对烟气进行处理。在不同温度下，NaClO2溶液脱硫(S)、脱硝(N)的反应中，SO2和NO的平衡分压Pe如图所示。

(4) 由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均_______(填“增大”、“不变”或“减小”)。

(5) 反应ClO2-+2SO32-2SO42-+Cl-的平衡常数K表达式为_______。

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