Question

最近霧霾天氣肆虐我國大部分地區(qū)．其中SO₂是造成空氣的污染的主要原因，利用鈉堿循環(huán)法可除去SO₂．
（1）鈉堿循環(huán)法中，吸收液為Na₂SO₃溶液，該反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（2）已知H₂SO₃的電離常數(shù)為K1=1.54×10-2，K2=1.024×10-7；H2CO3的電離常數(shù)為K1=4.30×10-7，K2=5.60×10-11，則下列微�？梢源罅抗泊娴氖�

 

（填序號）．
A.C

O

2- 3

  B.HS

O

- 3

 HC

O

- 3

  C.S

O

2- 3

   D.H2SO3_  

N（SO   2- 3 ）：n（HSO   - 3 ）	91：9	1：1	1：91
pH	8.2	7.2	6.2

（3）吸收液吸收SO₂的過程中，pH隨n(SO32-)：n(HSO3-)變化關(guān)系如下表：
①根據(jù)上表判斷NaHSO₃溶液顯

 

性，試解釋原因

 

；
②在NaHSO₃溶液中離子濃度關(guān)系不正確的是

 

（填序號）．
A．c（Na⁺）═2c（SO

2- 3

）+c（HSO

- 3

）
B．c（Na⁺）＞c（HSO

- 3

）＞c（H⁺）＞c（SO

2- 3

）＞c（OH^-）
C．c（H₂SO₃）+c（H⁺）═c（SO

2- 3

）+c（OH^-）
D．c（Na⁺）+c（H⁺）═2c（SO

2- 3

）+c（HSO

- 3

）+c（OH^-）
（4）當(dāng)吸收液的pH降至約為6時，需送至電解槽處理，直至得到pH＞8的吸收液再循環(huán)利用，電解示意圖如圖所示：
①寫出陽極上發(fā)生的電極反應(yīng)式

 

；
②當(dāng)電極上有1mol電子轉(zhuǎn)移時陰極產(chǎn)物的質(zhì)量為

 

．

Answer 1

分析：（1）SO₂被Na₂SO₃溶液吸收生成亞硫酸氫鈉；
（2）根據(jù)Ka越大酸性越強，根據(jù)酸性較強的能與酸性較弱的酸根離子反應(yīng)；
（3）①由表格中的數(shù)據(jù)可知，HSO₃^-越多，酸性越強，則電離生成氫離子；
②在NaHSO₃溶液中，電離程度大于水解程度，溶液顯酸性，
A．由物料守恒分析；
B．在NaHSO₃溶液中，電離程度大于水解程度，溶液顯酸性；
C．根據(jù)質(zhì)子守恒分析；
D．根據(jù)電荷守恒分析；
（4）①陽極上陰離子放電發(fā)生氧化反應(yīng)；
②陰極上為陽離子H⁺得電子生成氫氣．

解答：解：（1）SO₂被Na₂SO₃溶液吸收生成亞硫酸氫鈉，離子反應(yīng)為SO₃^2-+SO₂+H₂O=2HSO₃^-，故答案為：SO₃^2-+SO₂+H₂O=2HSO₃^-；
（2）已知Ka越大酸性越強，酸性較強的能與酸性較弱的酸根離子反應(yīng)，由于HCO₃^-的酸性小于HSO₃^-的酸性，所以HCO₃^-與SO₃^2-不反應(yīng)，即BC能共存，
故答案為：BC；
（3）①由表格中的數(shù)據(jù)可知，HSO₃^-越多，酸性越強，則電離生成氫離子，電離方程式為HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，顯酸性是因其電離大于其水解，
故答案為：酸；HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，顯酸性是因其電離程度大于其水解程度；
②在NaHSO₃溶液中，電離程度大于水解程度，溶液顯酸性，
A．由物料守恒可知，c（Na⁺）═c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（H₂SO₃），故A錯誤；
B．在NaHSO₃溶液中，電離程度大于水解程度，溶液顯酸性，則離子濃度為c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），故B正確；
C．根據(jù)質(zhì)子守恒，c（H₂SO₃）+c（H⁺）═c（SO₃^2-）+c（OH^-），故C正確；
D．根據(jù)電荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）═2c（SO₃^2-）+c（（HSO₃^-）+c（OH^-），故D正確；
故答案為：A；
（4）①當(dāng)吸收液的pH降至約為6時，吸收液中陰離子主要是亞硫酸氫根離子，亞硫酸氫根離子在陽極上失電子和水反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子，電極反應(yīng)式為：HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺．
故答案為：HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺．
②陰極上為陽離子H⁺得電子生成氫氣，其電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，所以當(dāng)電極上有1mol電子轉(zhuǎn)移時，生成0.5mol氫氣，即陰極產(chǎn)物的質(zhì)量為1g，
故答案為：1g．

點評：本題考查了污染物的處理方法，涉及到離子方程式、電解原理和離子濃度大小的比較等知識點，難度較大，需要注意的是比較溶液中各種離子濃度相對大小時要結(jié)合電荷守恒和物料守恒分析解答．