Question

二氧化硫是硫的重要化合物，在生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)用。二氧化硫有毒，并且是形成酸雨的主要?dú)怏w。無論是實(shí)驗(yàn)室制備還是工業(yè)生產(chǎn)，二氧化硫尾氣吸收或煙氣脫硫都非常重要。完成下列填空：

(1)實(shí)驗(yàn)室可用銅和濃硫酸加熱或硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫。

如果用硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫，并希望能控制反應(yīng)速度，上圖中可選用的發(fā)生裝置是________(填寫字母)。

(2)若用硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)二氧化硫，至少需要稱取亞硫酸鈉________g(保留一位小數(shù))；如果已有40%亞硫酸鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù))被氧化成硫酸鈉，則至少需稱取該亞硫酸鈉________g (保留一位小數(shù))。

(3)實(shí)驗(yàn)室二氧化硫尾氣吸收與工業(yè)煙氣脫硫的化學(xué)原理相通。石灰­石膏法和堿法是常用的煙氣脫硫法。

石灰­石膏法的吸收反應(yīng)為SO₂＋Ca(OH)₂―→CaSO₃↓＋H₂O。吸收產(chǎn)物亞硫酸鈣由管道輸送至氧化塔氧化，反應(yīng)為2CaSO₃＋O₂＋4H₂O―→2CaSO₄·2H₂O。其流程如下圖：

堿法的吸收反應(yīng)為SO₂＋2NaOH―→Na₂SO₃＋H₂O。堿法的特點(diǎn)是氫氧化鈉堿性強(qiáng)、吸收快、效率高。其流程如下圖：

已知：

試劑	Ca(OH)2	NaOH
價(jià)格(元/kg)	0.36	2.9
吸收SO2的成本(元/mol)	0.027	0.232

石灰­石膏法和堿法吸收二氧化硫的化學(xué)原理相同之處是

________________________________________________________________________。

和堿法相比，石灰－石膏法的優(yōu)點(diǎn)是_______________________________________，

缺點(diǎn)是__________________________________________________________________。

(4)在石灰­石膏法和堿法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一個(gè)改進(jìn)的、能實(shí)現(xiàn)物料循環(huán)的煙氣脫硫方案(用流程圖表示)。

Answer 1

答案　(1)ae

(2)18.9 　33.1

(3)酸性氧化物與堿的反應(yīng)　原料便宜，成本低　吸收慢，效率低

(4)

解析　用硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫，利用固液不加熱制取氣體裝置，因此選ae。

設(shè)需Na₂SO₃的質(zhì)量為m g

H₂SO₄＋Na₂SO₃―→Na₂SO₄＋SO₂↑＋H₂O

126 g　　　　　　 22.4 L

　　　　m g　　　　　　   3.36 L　m＝18.9

設(shè)含40%的亞硫酸鈉的樣品質(zhì)量為100 g，則生成硫酸鈉的質(zhì)量為45.1 g，則這時(shí)亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(100－40)/(100－40＋45.1)＝57.1%，則至少需稱取該亞硫酸鈉

18.9 g/57.1%＝33.1 g。由于石灰的堿性比氫氧化鈉弱，吸收SO₂的速率慢、效率低，但吸收成本比氫氧化鈉低的多。