Question

【題目】煤燃燒排放的煙氣中（主要含SO2、CO2）的SO2形成酸雨、污染大氣，對煙氣進行脫硫，回答下列問題：

（1）采用Ca（ClO）2煙氣脫硫可得到較好的效果。已知下列反應(yīng)：

①SO2（g）+2OH （aq） ＝SO32 （aq）+H2O（l） ΔH1

②ClO （aq）+SO32 （aq） ＝SO42 （aq）+Cl （aq） ΔH2

③CaSO4（s） ＝Ca2+（aq）+SO42（aq） ΔH3

則反應(yīng)SO2（g）+ Ca2+（aq）+ ClO （aq） +2OH （aq） ＝ CaSO4（s） +H2O（l） +Cl （aq）的ΔH=_ 。

（2）采用氨水煙氣脫硫，最終可得到氮肥。將相同物質(zhì)的量的SO2與NH3溶于水所得溶液中c（H+）﹣c（OH-）＝ （填字母編號）．

A．c（SO32-）﹣c（H2SO3）

B．c（SO32-）+c（NH3·H2O）﹣c（H2SO3）

C．c（HSO3-）+c（SO32-）﹣c（NH4+）

D．c（HSO3-）+2c（SO32-）﹣c（NH4+）

（3）煙氣在較高溫度經(jīng)下圖方法脫除SO2，并制得H2SO4。

①在陰極放電的物質(zhì)是 。

②在陽極生成SO3的電極反應(yīng)式是 。

③已知室溫下，Ksp（BaSO4）=1．1×10－10。將脫除SO2后制得的H2SO4配成pH＝4 的H2SO4溶液，與pH＝9的 Ba（OH）2 溶液混合，若所得混合溶液的 pH＝7，則 Ba（OH）2 溶液與 H2SO4 溶液的體積比為 。欲使溶液中c（SO42－） ＝2．0×10－4mol·L-1，則應(yīng)保持溶液中 c（Ba2＋） ＝ mol·L-1。

（4）一定條件下，用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化劑，利用如下反應(yīng)回收燃煤煙氣中的硫。反應(yīng)為：2CO（g）＋SO2（g）2CO2（g）＋S（l） ΔH= - 270KJ·mol-1其他條件相同、催化劑不同時，SO2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖1，不考慮催化劑的價格因素，選擇_ 為該反應(yīng)的催化劑較為合理（選填序號）。

a． Cr2O3 b． NiO c． Fe2O3

選擇該催化劑的理由是：_ 。

某科研小組用選擇的催化劑，在380℃時，研究了n（CO） : n（SO2）分別為1:1、3:1時，SO2轉(zhuǎn)化率的變化情況（圖2）。則圖2中表示n（CO） : n（SO2）＝3:1的變化曲線為 。

Answer 1

【答案】（1）△H1＋△H2－△H3（2）B D

（3）① O2 ② 2SO42――4e－＝ 2SO3↑ + O2↑

③10:1 5．5×10－7

（4）c ； Fe2O3作催化劑時，在相對較低溫度可獲得較高的SO2轉(zhuǎn)化率，從而節(jié)約能源；a

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律：①+②-③得反應(yīng)SO2（g）+ Ca2+（aq）+ ClO （aq） +2OH （aq） ＝ CaSO4（s） +H2O（l） +Cl （aq）的ΔH=△H1＋△H2－△H3。

（2）根據(jù)反應(yīng)：SO2+NH3+H2ONH4HSO3知將相同物質(zhì)的量的SO2與NH3溶于水所得溶液為NH4HSO3溶液，溶液中存在電荷守恒：c（HSO3-）+2c（SO32-）+c（OH-）=c（H+）+c（NH4+），c（H+）﹣c（OH-）＝c（HSO3-）+2c（SO32-）﹣c（NH4+），D正確，C錯誤；溶液中存在物料守恒：c（NH4+）+ c（NH3·H2O）=c（HSO3-）+c（SO32-）+c（H2SO3），結(jié)合電荷守恒和物料守恒可知c（H+）-c（OH-）=c（HSO3-）+2c（SO32-）-c（NH4+）=c（SO32-）+ c（NH3·H2O）-c（H2SO3），所以A錯誤，B正確，選BD。

（3）根據(jù)圖示知該裝置為電解池，總反應(yīng)為2SO2+O22SO3，SO3+H2OH2SO4。①電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng)，故在陰極放電的物質(zhì)是O2。②在陽極生成SO3的電極反應(yīng)式是2SO42――4e－＝ 2SO3↑ + O2↑。③設(shè)氫氧化鋇溶液的體積為V1，硫酸溶液的體積為V2，根據(jù)題意知10-5mol/LV1=10-4mol/LV2，則V1:V2=10：1；已知室溫下，Ksp（BaSO4）=1．1×10－10。欲使溶液中c（SO42－） ＝2．0×10－4mol·L-1，則應(yīng)保持溶液中 c（Ba2＋） ＝Ksp（BaSO4）/ c（SO42－）= 5．5×10－7mol·L-1。

（4）分析圖1知Fe2O3作催化劑時，在相對較低溫度可獲得較高的SO2轉(zhuǎn)化率，從而節(jié)約能源，故用Fe2O3作催化劑；增大CO的濃度，平衡正向移動，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則圖2中表示n（CO） : n（SO2）＝3:1的變化曲線為a。