Question

【題目】可用以下方法處理尾氣中的SO2。

方法一：活性炭還原法：

反應(yīng)原理：恒溫恒容2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)+Q

反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如圖：

（1）第一次達(dá)到平衡的時(shí)間是第___min；0~20min化學(xué)反應(yīng)速率表示v(SO2)=___。

（2）30min時(shí)平衡發(fā)生移動(dòng)的條件是___。

（3）40min時(shí)，平衡常數(shù)的計(jì)算式為___。（指代入具體數(shù)值的算式）

方法二：亞硫酸鈉吸收法

（4）Na2SO3溶液吸收SO2的離子方程式為___；

（5）如圖是Na2SO3溶液中各離子濃度的相對(duì)大小關(guān)系示意圖。

其中③是___。（填微粒符號(hào)）

常溫下，當(dāng)吸收至pH=6時(shí)，吸收液中相關(guān)離子濃度關(guān)系一定正確的是__（填序號(hào)）

a.c（Na+）+c（H+）>c（SO32-）+c（HSO3-）+c（OH-）

b.c（Na+）=c（SO32-）+c（HSO3-）+c（H2SO3）

c.水電離出c（OH一）=1×l0-8mol/L

Answer 1

【答案】20 0.03mol/(Lmin) 減小CO2的濃度 SO32-+SO2+H2O=2HSO3- OH- ac

【解析】

（1）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各組分的濃度保持不變；根據(jù)v=計(jì)算二氧化硫的速率；

（2）30min瞬間，CO2濃度降低，S2的濃度不變，CO2、S2濃度增大，據(jù)此分析；

（3）40min的平衡常數(shù)和20min時(shí)相同，根據(jù)K=計(jì)算平衡常數(shù)；

（4）Na2SO3溶液與SO2反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉；

（5）亞硫酸鈉為強(qiáng)堿弱酸鹽，SO32-水解使溶液顯弱堿性，據(jù)此分析作答；

a. 根據(jù)電荷守恒判斷；

b. 溶液可能是NaHSO3、Na2SO3混合溶液，根據(jù)物料守恒進(jìn)行判斷；

c. 水電離出H+的濃度等于溶液中OH-的濃度。

（1）從圖中可知20min時(shí)各組分的濃度不變，此時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；0-20min時(shí)，SO2的濃度從1.0mol/L變?yōu)?/span>0.4mol/L，變化量為0.6mol/L，因此v(SO2)===0.03mol/(Lmin)；

（2）30min瞬間，CO2濃度降低，S2的濃度不變，CO2、S2濃度增大，應(yīng)是減小CO2的濃度形成的；

（3）40min的平衡常數(shù)和20min時(shí)相同，20min時(shí)，SO2的濃度為0.4mol/L，S2的濃度為0.3mol/L，CO2的濃度為0.6mol/L，因此平衡常數(shù)K==；

（4）Na2SO3溶液與SO2反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉，離子方程式為：SO32-+SO2+H2O=2HSO3-；

（5）亞硫酸鈉完全電離生成Na+和SO32-，而SO32-水解生成HSO3-，且HSO3-能繼續(xù)水解生成H2SO3，最終使溶液呈弱堿性，即c(OH-)>c(H+)，因此Na2SO3溶液中各離子濃度的相對(duì)大小關(guān)系為：c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)，因此圖中③是OH-；

a. 根據(jù)電荷守恒知：c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)，因此溶液中c(Na+)+c(H+)>c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)，a項(xiàng)正確；

b. 當(dāng)溶質(zhì)為NaHSO3時(shí)，溶液中S元素以SO32-、HSO3-、H2SO3的形式存在，Na元素與S元素的物質(zhì)的量之比為1:1，因此溶液中c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)，若溶液中存在Na2SO3，則c(Na+)>c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)，b項(xiàng)錯(cuò)誤；

c. 水電離出H+的濃度等于溶液中OH-的濃度，由于pH=6，那么水電離出的c(OH-)==10-8mol/L，c項(xiàng)正確；

答案選ac。