Question

6．某硫酸廠以含有SO₂的尾氣、氨水等為原料，合成有重要應(yīng)用價(jià)值的硫化鈣、硫酸鉀、亞硫酸銨等物質(zhì)．合成路線如下：

（1）寫(xiě)出反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式：CaSO₄+4C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaS+4CO↑
（2）下列有關(guān)說(shuō)法正確的是ACD（填字母）．
A反應(yīng)Ⅰ中需鼓入足量空氣，以保證二氧化硫充分氧化生成硫酸鈣
B．反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ的基本反應(yīng)類(lèi)型相同
C．反應(yīng)Ⅳ需控制在60-70℃，目的之一是減少碳酸氫銨的分解
D．反應(yīng)Ⅴ中的副產(chǎn)物氯化銨可用作氮肥
（3）（NH₄ ）₂SO₃可用于電廠等煙道氣中脫氮，將氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮?dú)�，同時(shí)生成一種氮肥，形成共生系統(tǒng)．寫(xiě)出二氧化氮與亞硫酸銨反應(yīng)的化學(xué)方程式：4（NH₄）₂SO₃+2NO₂=N₂+4（NH₄）₂SO₄．
（4）很多硫酸廠為回收利用SO₂，直接用氨水吸收法處理尾氣．
①用15.0mL2.0mol•L-1氨水吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下448mLSO₂，吸收液中的溶質(zhì)為NH₄HSO₃、（NH₄）₂SO₃
②某同學(xué)用酸性KMnO₄溶液滴定上述吸收液，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗KMnO₄溶液25.00mL，則酸性KMnO₄溶液中，c（KMnO₄）=0.32mol/L
（5）氨氣用途廣泛，可以直接用于燃料電池，如圖是用氨水作燃料的燃料電池的工作原理．

氨氣燃料電池的電解質(zhì)溶液最好選擇堿性 （填“酸性”“堿性”或“中性”）溶液，氮?dú)馊剂想姵氐姆磻?yīng)是氨氣與氧氣生成一種常見(jiàn)的無(wú)毒氣體和水，該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式是4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，負(fù)極的電極反應(yīng)式是2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題中的流程可知，反應(yīng)Ⅲ是硫酸鈣與焦碳高溫條件下反應(yīng)生成硫化鈣和一氧化碳；
（2）A．依據(jù)流程圖結(jié)合反應(yīng)生成物分析，過(guò)量的空氣把亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣；
B．反應(yīng)Ⅲ化學(xué)方程式為：CaSO₄+4C=CaS+4CO↑，是氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ?yàn)槎�氧化硫與氨水的反應(yīng)，是復(fù)分解反應(yīng)；
C．防止碳酸氫銨在溫度過(guò)高時(shí)分解；
D．氯化銨是一種氮肥；
（3）（NH₄ ）₂SO₃與氮氧化物生成氮?dú)�，根�?jù)電子得失守恒可知，同時(shí)生成一種氮肥應(yīng)為硫酸銨，據(jù)此書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；
（4）①氨氣與二氧化硫按1：1反應(yīng)生成亞硫酸氫銨，按2：1反應(yīng)生成亞硫酸銨，據(jù)此判斷；
②根據(jù)電子得失守恒有關(guān)系式5SO₂～2KMnO₄，根據(jù)SO₂的物質(zhì)的量計(jì)算KMnO₄的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算c（KMnO₄）；
（5）氨氣是堿性氣體；生成的無(wú)毒氣體時(shí)N₂，據(jù)此書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，氨氣在負(fù)極反應(yīng)，注意時(shí)堿性環(huán)境．

解答 解：（1）根據(jù)題中的流程可知，反應(yīng)Ⅲ是硫酸鈣與焦碳高溫條件下反應(yīng)生成硫化鈣和一氧化碳，反應(yīng)方程式為CaSO₄+4C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaS+4CO↑，
故答案為：CaSO₄+4C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaS+4CO↑；
（2）A．過(guò)量的空氣把亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣，故A正確；
B．反應(yīng)Ⅲ化學(xué)方程式為：CaSO₄+4C=CaS+4CO↑，是氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ?yàn)槎�氧化硫與氨水的反應(yīng)，是復(fù)分解反應(yīng)，所以反應(yīng)類(lèi)型不同，故B錯(cuò)誤；
C．防止碳酸氫銨在溫度過(guò)高時(shí)分解得不到需要的目標(biāo)產(chǎn)物，故C正確；
D、氯化銨含N元素，是一種氮肥，故D正確；
故答案為：ACD；
（3）（NH₄ ）₂SO₃與氮氧化物生成氮?dú)�，根�?jù)電子得失守恒可知，同時(shí)生成一種氮肥應(yīng)為硫酸銨，所以二氧化氮與亞硫酸銨反應(yīng)的化學(xué)方程式為4（NH₄ ）₂SO₃+2NO₂=N₂+4（NH₄ ）₂SO₄，
故答案為：4（NH₄）₂SO₃+2NO₂=N₂+4（NH₄）₂SO₄；
（4）①氨氣與二氧化硫按1：1反應(yīng)生成NH₄HSO₃，按2：1反應(yīng)生成（NH₄）₂SO₃，15.0mL2.0mol•L^-1氨水的物質(zhì)的量為0.03mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下448mLSO₂，SO₂的物質(zhì)的量為0.02mol，它們的物質(zhì)的量之比為3：2，介于1：1與2：1之間，所以吸收液中的溶質(zhì)為NH₄HSO₃、（NH₄）₂SO₃，
故答案為：NH₄HSO₃、（NH₄）₂SO₃；
②根據(jù)電子得失守恒有關(guān)系式5SO₂～2KMnO₄，根據(jù)①可知SO₂的物質(zhì)的量為0.02mol，則KMnO₄的物質(zhì)的量為$\frac{2}{5}$×0.02mol=0.008mol，所以c（KMnO₄）=$\frac{0.008mol}{0.025L}$=0.32mol/L，
故答案為：0.32mol/L；
（5）氨氣是堿性氣體，所以電解液最好選擇堿性的；生成的無(wú)毒氣體時(shí)N₂，據(jù)此書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式為：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，氨氣在負(fù)極反應(yīng)，注意時(shí)堿性環(huán)境，所以，正極的電極反應(yīng)式為：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O，
故答案為：堿性；4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O；2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查二氧化硫的性質(zhì)及物質(zhì)的制備，為高頻考點(diǎn)，把握習(xí)題中的信息及發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重二氧化硫的還原性的考查和學(xué)生分析能力的考查，題目難度中等．