Question

（14分）脱去冶金工业排放烟气中SO₂的方法有多种。

（1）热解气还原法。已知CO还原SO₂生成S(g)和CO₂过程中，每转移1mol电子需吸收2.0 kJ的热量，则该反应的热化学方程式为     。

（2）离子膜电解法。利用硫酸钠溶液吸收SO₂，再用惰性电极电解。将阴极区溶液导出，经过滤分离硫磺后，可循环吸收利用，装置如图1所示，则阴极的电极反应式为     ，阳极产生气体的化学式为     。

（3）氧化锌吸收法。配制ZnO悬浊液（含少量MgO、CaO），在吸收塔中封闭循环脱硫，发生的主要反应为ZnO＋SO₂ = ZnSO₃(s)，测得pH、吸收效率η随时间t的变化如图2所示。

①该反应常温能自发进行的原因是     。

②纯ZnO的悬浮液pH约为6.8，结合图2和图3，下列说法正确的是     。

A．向ZnSO₃与水混合体系中加稀硫酸，硫元素会以SO₂形式逸出

B．pH-t曲线ab段发生的主要反应为ZnO＋SO₂=ZnSO₃

C．pH-t曲线cd段发生的主要反应为ZnSO₃＋SO₂＋H₂O = Zn (HSO₃)₂

D．pH=7时，溶液中c(SO₃^2-) = c(HSO₃^-)

③为提高SO₂的吸收效率η，可采取的措施为     。

A．增大悬浊液中ZnO的量

B．适当提高单位时间内烟气的循环次数

C．调节溶液的pH至6.0以下

Answer

（14分）

（1）2CO(g) + SO2(g) = S(g) + 2CO2(g) ΔH＝+8.0 kJ·mol－1（3分）

（2）SO2+4H++4e－=S+2H2O（或H2SO3+4H++4e－=S+3H2O）（3分），O2

（3）①ΔH＜0 ②AC ③AB

【解析】

试题分析：（1）每摩尔一氧化碳反应转移2摩尔电子，则吸收的热量为4.0KJ，根据热化学方程式中系数和热量的对应关系，热化学方程式写为：2CO(g) + SO2(g) = S(g) + 2CO2(g) ΔH＝+8.0 kJ·mol－1。

（2）从阴极区分离出硫磺分析，是二氧化硫化合价降低生成的，阴极的电极反应为：SO2+4H++4e－=S+2H2O（或H2SO3+4H++4e－=S+3H2O），阳极区溶液中的氢氧根离子失去电子生成O2

（3）①因为反应ZnO＋SO2 = ZnSO3(s)的熵减少，常温下能自发进行的原因应该是反应放热，ΔH＜0 ；②A、亚硫酸锌和硫酸反应生成硫酸锌和二氧化硫和水，所以正确，选A；B、溶液中的氢氧化钙和氢氧化镁先与二氧化硫反应 所以溶液的pH迅速下降，所以不是因为氧化锌和二氧化硫的反应，错误，不选B；C、在此阶段，溶液中的氧化锌已经很少，亚硫酸锌和二氧化硫反应生成亚硫酸氢根离子，所以正确，选C；D、从图分析，当Ph=7时亚硫酸氢根离子浓度大于亚硫酸根离子浓度，不选D；故选AC。③要提高二氧化硫的吸收效率，可以增加氧化锌的量或增加循环次数，或调解溶液的pH在6.0以上，所以选AB。

考点：工业技术，图像分析