Question

【題目】以硫酸工業產生的SO2尾氣和氨水、石灰石、焦炭、碳酸氫銨為原料可以合成硫化鈣、硫酸銨、亞硫酸銨等物質，生產流程如下：

(1)反應1的化學方程式為________________；

(2)反應2中用足量氨水吸收SO2，該反應的離子方程式為___________________；

(3)為充分利用副產品CO，有人提出以熔融K2CO3為電解質，設計成CO燃料電池以減少對環境的污染。該燃料電池負極的電極反應式為______________；

(4)整個合成路線中可以循環利用的物質是_____________；

(5)(NH4)2SO3溶液可用于電廠產生的煙道氣的脫氮，將氮氧化物轉化為氮氣，同時生成一種氮肥， 形成共生系統。計算10.00L 2.00mol/L的(NH4)2SO3溶液可以處理標準狀況下NO氣體的體積(寫出計算過程)_______________。

Answer 1

【答案】2CaCO3+O2+2SO2===2CaSO4+2CO2 2NH3H2O+SO2==++H2O CO-2e-+===2CO2 CaCO3 448L

【解析】

反應1中二氧化硫與碳酸鈣、空氣中的氧氣反應生成硫酸鈣，硫元素化合價發生變化，故發生氧化還原反應；反應2中二氧化硫與一水合氨反應生成亞硫酸銨；反應3中硫酸鈣與過量焦炭發生氧化還原反應生成硫化鈣和一氧化碳，反應方程式為CaSO4+4C=CaS+4CO↑；反應4中硫酸鈣與碳酸氫銨、氨水反應生成硫酸銨和碳酸鈣，反應方程式為CaSO4+NH4HCO3+NH3H2O=CaCO3+(NH4)2SO4。

(1)反應1中碳酸鈣、二氧化硫和氧氣反應生成硫酸鈣和二氧化碳，方程式為2CaCO3+2SO2+O2═2CaSO4+2CO2。
(2)反應2中用足量氨水吸收SO2，反應生成亞硫酸銨，故該反應的離子方程式為2NH3H2O+SO2==++H2O。

(3)燃料電池中CO通入負極發生氧化反應，碳元素失電子，化合價升高生成碳酸根離子，則負極電極反應式為CO-2e-+===2CO2。

(4)反應1中碳酸鈣作為反應物，而反應4中又生成碳酸鈣，故碳酸鈣可以循環利用。

(5)（NH4）2SO3可用于電廠等煙道氣中脫氮，將氮氧化物轉化為氮氣，同時生成一種氮肥，形成共生系統，故一氧化氮與亞硫酸銨反應，生成硫酸銨，本身被還原為氮氣，由原子守恒可知化學方程式為2（NH4）2SO3+2NO=2（NH4）2SO4+N2，10.00L 2.00mol/L的(NH4)2SO3溶液中，n[(NH4)2SO3]= 10.00L2.00mol/L=20mol，n[(NH4)2SO3]：n(NO)=1:1，則n(NO)=20mol，則標準狀況下NO氣體的體積V=20mol22.4L/mol=448L。