Question

【題目】研究大氣中含硫化合物（主要是SO2和H2S）的轉(zhuǎn)化具有重要意義。

（1）高濕條件下，寫出大氣中SO2轉(zhuǎn)化為HSO3-的方程式：_____。

（2）土壤中的微生物可將大氣中H2S經(jīng)兩步反應(yīng)氧化成SO42-，兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如圖：

1mol H2S（g）全部氧化成SO42-的熱化學(xué)方程式為___________________________。

（3）二氧化硫—空氣質(zhì)子交換膜燃料電池可以利用大氣所含SO2快速啟動，其裝置示意圖如圖：

①質(zhì)子的流動方向為_______________________。（“從A到B”或“從B到A”）。

②負(fù)極的電極反應(yīng)式為_________________________________________________________________________________________。

（4）燃煤煙氣的脫硫減排是減少大氣中含硫化合物污染的關(guān)鍵。SO2煙氣脫除的一種工業(yè)流程如圖：

①用純堿溶液吸收SO2，將其轉(zhuǎn)化為HSO3-，反應(yīng)的離子方程式是_________________。

②若石灰乳過量，將其產(chǎn)物再排回吸收池，其中可用于吸收SO2的物質(zhì)的化學(xué)式是_____________________________。

Answer 1

【答案】SO2+H2OH2SO3，H2SO3H++HSO3-H2S(g)+2O2(g)=SO42-(aq)+2H+(aq) △H=-803.39kJ/mol從A到BSO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+H2O+2SO2+CO32-=2HSO3-+CO2NaOH和Ca(OH)2

【解析】

（1）二氧化硫為酸性氧化物與水生成亞硫酸，亞硫酸為弱電解質(zhì)，部分電離產(chǎn)生氫離子與亞硫酸氫根離子，離子方程式：SO2+H2OH2SO3，H2SO3H++HSO3-；

（2）由圖可知，第一步熱化學(xué)反應(yīng)為：H2S（g）+0.5O2（g）=S（s）+H2O（g）△H=-221.19 kJmol-1；

第二步反應(yīng)為：S（s）+1.5O2（g）+H2O（g）=2H+（aq）+SO42-（aq））△H=-585.20 kJmol-1；

依據(jù)蓋斯定律，第一步與第二步方程式相加得：H2S（g）+2O2（g）=SO42-（aq）+2H+（aq）△H=-806.39 kJmol-1；

（3）①二氧化硫發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，所以二氧化硫所在電極為負(fù)極，氧氣所在電極為正極，原電池中陽離子移向正極，所以質(zhì)子移動方向為：從A到B；

②二氧化硫在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+；

（4）①碳酸鈉溶液中通入過量的二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉和二氧化碳，離子方程式：H2O+2SO2+CO32-=2HSO3-+CO2；

②再生池中，亞硫酸氫鈉可以與石灰乳反應(yīng)生成亞硫酸鈣沉淀和氫氧化鈉。二氧化硫為酸性氧化物，能夠與堿液反應(yīng)，故NaOH和過量的Ca(OH)2可以用于吸收二氧化硫。