Question

【題目】SO2是我國大部分地區霧霾天氣產生的主要原因之一。加大SO2的處理力度，是治理環境污染的當務之急。SO2主要來自于汽車尾氣、燃煤煙氣、硫酸工業尾氣、冶金工業煙氣等。

（1）“催化轉換器”能將汽車尾氣中CO與NO轉化成可參與大氣生態環境循環的無毒氣體，并促進烴類充分燃燒及SO2的轉化，但也在一定程度上提高了空氣的酸度。“催化轉換器”提高空氣酸度的原因是_____________________________。

（2）用氨水將燃煤煙氣中的SO2轉化成NH4HSO3。該法是利用了SO2________（填選項字母編號）

A.漂白性 B.氧化性 C.還原性 D.酸性氧化物性質

（3）用生物質熱解氣（主要成分CO、CH4、H2）將燃煤煙氣中SO2在高溫下還原成單質硫。主要發生了下列反應：

2H2（g） +SO2（g）= S（g） + 2H2O（g） △H1 = + 90.4kJmol-1

2CO（g） +O2（g）= 2CO2（g） △H2 = － 566.0kJmol-1

S（g） +O2（g）= SO2（g） △H3 = － 574.0kJmol-1

試寫出CO將SO2還原成S（g）的熱化學方程式__________________________。

（4）將硫酸工業尾氣中的SO2轉化成硫酸，同時獲得電能。裝置如圖所示（電極均為惰性材料）：

①溶液中的H+移向_______。（填“M”或“N”）

②M極發生的電極反應式為________________。

③寫出A、B所代表的物質的化學式：

A_______、B ________。

（5）利用硫酸鈉溶液吸收冶金工業煙氣中SO2，再用惰性電極電解，能獲得所需的產品，裝置如圖所示。

①若電解后A極區得到硫酸，則B電極反應式為________________________。

②若電解后A極區析出硫磺，則電解反應的化學方程式為________________。

Answer 1

【答案】 催化轉換器將SO2轉化成了SO3，在空氣中生成了H2SO4液滴 D 2CO（g） +SO2（g）= S（g） + 2CO2（g） △H= + 8.0kJmol-1 N SO2 + 2H2O －2e- =SO42- + 4H+ H2O H2O 2H+ + 2e- = H2↑ SO2 S + O2↑

【解析】(1)由于“催化轉化器”促進了SO2的轉化，生成的SO3增多，SO3+H2O=H2SO4，提高了空氣的酸度，故答案為：催化轉換器將SO2轉化成了SO3，在空氣中生成了H2SO4液滴；

(2)氨水吸收燃煤煙氣中的SO2轉化為NH4HSO3，反應離子方程式為：NH3+SO2+H2O=NH4++HSO3-，該反應體現了二氧化硫酸性氧化物的性質，故答案為： D；

(3)①2H2(g) +SO2(g)= S(g) + 2H2O(g)△H1 = + 90.4kJ/mol，②2CO(g) +O2(g)= 2CO2(g) △H2 =－566.0kJ/mol，③S(g) +O2(g)= SO2(g) △H3 =－574.0kJ/mol

根據蓋斯定律，將②-③得2CO(g) +SO2(g)= S(g) + 2CO2(g) △H=(－566.0kJ/mol)-(－574.0kJ/mol)=+ 8.0kJmol-1，故答案為：2CO(g) +SO2(g)= S(g) + 2CO2(g) △H= + 8.0kJmol-1；

(4)①硫酸工業尾氣中的SO2經分離后，可用于制備硫酸，是二氧化硫失電子得到硫酸根的氧化反應過程，該反應過程是原電池負極發生的反應，所以M是負極，則N為正極。在原電池中，陽離子向正極移動，故答案為：N；

②該電極上SO2被氧化生成SO42-，負極電極反應式為SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，故答案為：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；

③根據負極的電極反應可知，A為水；正極上的電極反應式為O2 + 4e-- + 4H+ == 2H2O，因此 B為水，故答案為：H2O；H2O；

(5)①若電解后A極區得到硫酸，則發生二氧化硫被氧化為硫酸的反應，因此A為陽極，則B為陰極，電極反應式為2H+ + 2e- = H2↑，故答案為：2H+ + 2e- = H2↑；

②若電解后A極區析出硫磺，則發生二氧化硫被還原為硫的反應，則B為陽極，發生氧化反應，水中氫氧根離子失去電子生成氧氣，電解反應的化學方程式為SO2 S + O2↑，故答案為：SO2 S + O2↑。