Question

氧化锌吸收法常用作脱去冶金工业排放烟气中SO₂，其主要步骤如下：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(s)+SO₂(g)=ZnSO₃(s)，

试回答下列问题：

（1）氧化锌吸收SO₂的需控制合适的吸收温度的原因是_____________________；

（2）生成的ZnSO₃可热分解处理，其目的是：①生成的高浓度SO₂可以用来制备硫酸；②___________；

（3）已知：纯ZnO的悬浮液pH约为6.8.用氧化锌吸收法脱去烟气中SO₂的过程中，测得pH随时间t的变化如图1所示。已知被吸收的SO₂为c(SO₂)_吸，溶液中SO₃^2-、HSO₃^-、H₂SO₃所占物质的量之比与pH的关系如图2所示。

①充分吸收烟气后的混合体系硫元素的主要存在形式是__________________；

②结合图1与图2分析，cd段发生的主要反应是__________________；

③分析图1，ab段的pH迅速下降至6.8左右的原因是______________________；吸收30分钟后吸收效率下降的原因是_____________________；

（4）如用NaOH溶液吸收烟气中的SO₂，将所得的Na₂SO₃溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H₂SO₄，其原理如下图所示。(电极材料为石墨)

b极的电极反应式为_______________________________________。

Answer

（1）温度过低吸收效率慢，温度过高不利于气体在溶液中的溶解

（2）ZnSO3受热分解生成ZnO可以循环利用

（3）①HSO3-②ZnSO3+SO2+H2O=Zn(HSO3)2③ZnO悬浊液含有的少量MgO、CaO在水中溶解度较ZnO大，ab段MgO、CaO吸收SO2； 吸收30分钟后，溶液的pH约为5左右，溶液呈酸性，不利于酸性气体SO2的吸收

（4）SO32- -2e-+H2O=SO42-+2H+

【解析】

试题分析：（1）气体的溶解度随温度升高而降低，另外温度是影响反应速率最明显的外因，故氧化锌吸收SO2的需控制合适的吸收温度的原因是温度过低吸收效率慢，温度过高不利于气体在溶液中的溶解；

（2）ZnSO3ZnO+SO2↑，生成的高浓度SO2可以用来制备硫酸，ZnO可以循环利用吸收SO2；

（3）①由图2可知充分吸收烟气后的混合体系硫元素的主要存在形式是HSO3-；

②结合图1与图2分析，cd段发生的主要反应是ZnSO3+SO2+H2O=Zn(HSO3)2；

③分析图1，ab段的pH迅速下降至6.8左右的原因是ZnO悬浊液含有的少量MgO、CaO在水中溶解度较ZnO大，ab段MgO、CaO吸收SO2；吸收30分钟后吸收效率下降的原因是 吸收30分钟后，溶液的pH约为5左右，溶液呈酸性，不利于酸性气体SO2的吸收；

（4）SO32-失去电子被氧化成SO42-，电极反应式为：SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+，故答案为：SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+；

考点：考查SO2污染与治理、图象分析、电解池原理等。