Question

某硫酸厂用以下几种方法处理SO₂尾气。

（1）活性炭还原法

反应原理：恒温恒容2C (s)+2SO₂(g)S₂(g)+2CO₂(g) 。反应进行到不同时间测得各物质的浓度如图：

①第一次出现平衡的时间是第          min；

②0~20min反应速率表示为V(SO₂)=         ；

③30 min时，改变某一条件平衡发生移动，则改变的条件最有可能是            ； 40min时，平衡常数值为__________。

（2）亚硫酸钠吸牧法

①Na₂SO₃溶液吸收SO₂的离子方程式为                 ；

②常温下，当吸收至pH=6时，吸收液中相关离子浓度关系一定正确的是__________(填序号)

a.c(Na⁺)+c(H⁺) >c(SO₃^2-)+c(HSO₃^-)+ c(OH^-)

b.c(Na⁺) = c(SO₃^2-) + c(HSO₃^-)+ C(H₂SO₃)

c.c(Na⁺)> c(SO₃^2-)> c(OH^-)>c(H⁺)

d.水电离出c(OH^一)=l×l0^-8 mol/L，

（3）电化学处理法

如右图所示，Pt(1)电极的反应式为                  ；

碱性条件下，用Pt(2)电极排出的S₂O₄^2-溶液吸收NO₂，使其转化为N₂，同时有SO₃^2-生成。若阳极转移电子6mol，则理论上处理NO₂气体         mol。

Answer

(1)①20；②0.03mol/(L·min) ；③减小CO2的浓度；0.675；

(2)①SO32-+SO2+H2O=2HSO3-；②ad；(3)SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；1.5；

【解析】

试题分析：（1）①从图中可看出20min时各组分浓度不变，此时反应达到平衡，故答案为：20；

②0～20min时，SO2浓度变化为1.0mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L，则反应速率表示为V（SO2）==0.03mol/（L•min），故答案为：0.03mol/（L•min）；

③30min时，CO2浓度减小，其他物质浓度不变，改变的条件是减小CO2的浓度，40min时的平衡常数和20min时相同，20min时，SO2（g）=0.4mol/L，S2（g）=0.3mol/L，CO2（g）=0.6mol/L，则平衡常数K==0.675，故答案为：减小CO2的浓度；0.675；

（2）①Na2SO3溶液吸收SO2的离子方程式为SO32-+SO2+H2O=2HSO3-，故答案为：SO32-+SO2+H2O=2HSO3-；

②常温下，当吸收至pH=6时，a、根据电荷守恒，c（Na+）+c（H+）=2c（SO32-）+c（HSO3-）+c（OH-），所以c（Na+）+c（H+）＞c（SO32-）+c（HSO3-）+c（OH-），故a正确；b、根据物料守恒，当溶质完全为NaHSO3时，c（Na+）=c（SO32-）+c（HSO3-）+c（H2SO3），若还存在Na2SO3，则c（Na+）＞c（SO32-）+c（HSO3-）+c（H2SO3），故b错误；c、pH=6，c（OH-）＜c（H+），故c错误；d、HSO3-电离程度大于水解程度，pH=6，水电离出c（OH-）==l×l0-8 mol/L，故d正确；故答案为：ad；

（3）SO2在Pt（1）电极失电子生成SO42-，电极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，NO2中N的化合价为+4价，转化为0价的N2，每molNO2得电子4mol，若阳极转移电子6mol，则理论上处理NO2气体为=1.5mol．故答案为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；1.5。

考点：考查了化学平衡计算，化学平衡常数、化学平衡影响因素、电解原理、离子浓度大小比较等相关知识。