Question

【題目】低濃度SO2廢氣的處理是工業難題，工業上常利用廢堿渣（主要成分Na2CO3）吸收硫酸廠尾氣中的SO2制備無水Na2SO3的成本低，優勢明顯，其流程如下。

（1）為了使SO2盡可能吸收完全，在不改變吸收塔體積的條件下，可以采取的合

理措施______________、_______________。（寫出兩條）

（2）中和器中發生的主要反應的離子方程式是_____________________。

（3）下圖為吸收塔中Na2CO3溶液與SO2反應過程中溶液組成變化。

①則初期反應（圖中A點以前）的化學方程式是__________________。

②通過電解法可分離圖中B點NaHSO3與Na2SO3混合物，實現Na2SO3的循環利用，示意圖如下：

簡述分離NaHSO3與Na2SO3混合物的原理___________________。

（4）下圖是亞硫酸鈉的溶解度曲線（溫度在33℃前后對應不同物質），下列說法正確的是______

A．a點時溶液為不飽和溶液

B．b點時Na2SO3·7H2O和無水Na2SO3共存

C．制備無水Na2SO3，應該在95~100℃加熱濃縮，冷卻至室溫結晶

（5）如果用含等物質的量溶質的下列各溶液分別吸收SO2，則理論吸收量最多的是__________

A．Na2SO3 B．Na2S C．Ba(NO3)2 D．酸性KMnO4

Answer 1

【答案】控制SO2流速增大Na2CO3溶液的濃度（適當升溫、采用氣液逆流法、噴淋法或將Na2CO3溶液霧化等合理即可）HSO3- + OH- = SO32- + H2O 2Na2CO3 + SO2 + H2O =2 NaHCO3 + Na2SO3陽極4OH－-4e－=2H2O+O2↑，c(H+)增大，H＋由a室經陽離子交換膜進入b室，H＋與SO32－ 結合生成HSO3－，Na2SO3轉化為NaHSO3，陰極2H＋-2e－=H2↑，導致HSO3－ H＋+ SO32－正向移動，Na＋從b室進入c室，NaHSO3轉化為Na2SO3。BC

【解析】（1）用純堿溶液吸收含有SO2的尾氣，可以通過控制SO2流速、增大Na2CO3溶液的濃度、采用氣液逆流法、噴淋法或將Na2CO3溶液霧化等措施使SO2盡可能吸收完全；

（2）隨著二氧化硫通入量增大，后期生成主要是得到亞硫酸氫鈉，中和器中主要是將亞硫酸氫鈉轉化為硫酸鈉，同時碳酸氫鈉反應得到碳酸鈉，主要反應化學方程式為：NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O，對應的離子方程式為HSO3- + OH- = SO32- + H2O；

（3）①由圖可知，初期反應（圖中A點以前）碳酸鈉與二氧化硫反應生成碳酸氫鈉與亞硫酸鈉，反應方程式為2Na2CO3 + SO2 + H2O =2 NaHCO3 + Na2SO3 -；

②通過電解法可分離NaHSO3與Na2SO3混合物，陽極2H2O-4e-=4H++O2↑，c（H+）增大，H+由a室經陽離子交換膜進入b室，H+與SO32-結合生成HSO3-，Na2SO3轉化為NaHSO3．陰極2H+-2e-=H2↑，導致HSO3-H++SO32-正向移動，Na+從b室進入c室，NaHSO3轉化為Na2SO3，實現Na2SO3的循環利用；

（4）A．a點在溶解度曲線上方，此時溶液為過飽和溶液，在對應溫度下會有晶體析出，故A錯誤；B．在b點析出的晶體可能是Na2SO3·7H2O和無水Na2SO3的混合物，二者共存，故B正確； C．欲制備無水Na2SO3，應該在95~100℃加熱濃縮、結晶、并趁熱過濾，不能冷卻結晶，故C錯誤；答案為B。

（5）如果用含等物質的量溶質的下列各溶液分別來吸收SO2，
A．Na2SO3 吸收二氧化硫發生的反應為：Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3，1molNa2SO3 最多吸收二氧化硫1mol；B．Na2S吸收二氧化硫發生的反應為：2Na2S+5SO2+2H2O=4NaHSO3+3S↓，1mol2Na2S最多反應二氧化硫2.5mol；C．Ba（NO3）2吸收二氧化硫反應化學方程式為Ba（NO3）2+3SO2+2H2O=BaSO4↓+2H2SO4+2NO↑：1molBa（NO3）2最多吸收二氧化硫3mol；D．酸性KMnO4溶液吸收二氧化硫的反應2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+，1molKMnO4最多反應二氧化硫2.5mol；答案為C。