Question

【題目】脫除工業尾氣中的二氧化硫氣體對物質的充分利用和環境保護有重要意義。

(1)某溫度下，二氧化硫溶于水后所得溶液中H2SO3、HSO3-和SO32-占三種粒子總數的比例隨pH 的變化如圖所示。則在pH 為3時，溶液中H2SO3、HSO3-和SO32-的濃度最大的為_____。該溫度下H2SO3 的電離平衡常數Ka1=_________。

(2)利用尿素[CO(NH2)2]水解的溶液可以吸收空氣中含有的SO2。已知尿素水解放熱，常溫下水解反應較慢，水解的反應方程式如下:CO(NH2)2+H2OH2NCOONH4 (氨基甲酸銨)。

①當該反應處于平衡狀態時，下列措施中有利于提高尿素水解程度的是____(填字母)。

a.升高反應溫度 b.延長反應時間

c.增大尿素的濃度 d.向裝置中充入SO2和空氣混合物

②氨基甲酸銨會與空氣中的SO2和O2反應:2 H2NCOONH4 (aq)+2SO2(g)+2O2(g)+H2O2(NH4)2SO4(aq )+2CO2(g)，判斷該反應達到平衡狀態的標志是_______(填字母)。

a.SO2和CO2濃度相等 b. SO2百分含量保持不變

c.容器中氣體的壓強不變 d.CO2的生成速率與SO2的消耗速率相等

③尿素溶液吸收SO2的吸收率隨溶液的pH變化如圖所示。尿素溶液吸收空氣中的SO2后溶液的pH 會降低，為提高SO2 的吸收率和充分回收產物，應控制溶液pH 為_____。

(3)工業上也常用氨水吸收SO2 。25℃時將SO2通入氨水中，當產物恰好為NH4HSO3時，溶液為_____ (填酸性、中性或堿性)。當c(OH-)降至1.0×10-7mol/L時，溶液中的c(SO32-)/c(HSO3-)=__________。己知25℃，NH3·H2O 的Kb=1.8×10-5，H2SO3的Ka1=1.3×10-2，Ka2=6.2×10-8。

Answer 1

【答案】 HSO3- 10-1.87 d bc 6 酸性 0.62

【解析】(1)二氧化硫溶于水，與水反應生成亞硫酸，亞硫酸以一級電離為主，隨著溶液pH的增大，c(H2SO3)逐漸減小，c(HSO3-)逐漸增大，到一定程度后c(HSO3-)達到最大，隨后將逐漸減小，c(SO32-)逐漸增大，根據圖像，pH為3時，濃度最大的是HSO3-，在pH為1.87時，c(H2SO3)=c(HSO3-)，該溫度下H2SO3的電離平衡常數Ka1== c(H+)=10-1.87，故答案為：HSO3-；10-1.87；

(2)①a.升高反應溫度，平衡逆向移動，不利于提高尿素水解程度，錯誤；b.延長反應時間，平衡不移動，不能提高尿素水解程度，錯誤；c.增大尿素的濃度，平衡正向移動，但尿素水解程度減小，錯誤；d.向裝置中充入SO2和空氣混合物，H2NCOONH4濃度減小，平衡正向移動，有利于提高尿素水解程度，正確；故選d；

②a.平衡時SO2和CO2濃度不一定相等，錯誤；b. SO2百分含量保持不變，說明達到了化學平衡狀態，正確；c.反應恰好氣體的物質的量發生變化，當容器中氣體的壓強不變，說明達到了化學平衡狀態，正確；d.CO2的生成速率與SO2的消耗速率相等都是正反應速率，不能判斷是否達到了平衡狀態，錯誤；故選bc；

③根據圖像，在pH=6左右時，SO2的吸收率達到了很高的程度，應控制溶液pH為6，故答案為：6；

(3) 25℃，NH3·H2O的Kb=1.8×10-5，H2SO3的Ka1=1.3×10-2，Ka2=6.2×10-8。NH4+的水解常數==×10-9，HSO3-的電離常數=6.2×10-8，因此以HSO3-的電離為主，溶液顯酸性；當c(OH-)降至1.0×10-7mol/L時，溶液中的====0.62，故答案為：酸性；0.62。