Question

I．用O₂将HCl转化为Cl₂，可提高效益，减少污染。传统上该转化通过如图所示的催化剂循环实现，

其中，反应①为：2HCl（g） + CuO（s）H₂O（g）+CuCl₂（s）  △H₁

反应②生成1molCl₂（g）的反应热为△H₂，则总反应的热化学方程式为（反应热用△H₁和△H₂表示）。

II．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）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_______________________；

（2）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、吸收效率η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______________________；

④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

（3）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

I．2HCl（g）+1/2O2（g）H2O（g）+Cl2（g） △H=△H1+△H2 II．（1）ZnSO3受热分解生成ZnO可以循环利用 ；（2）①HSO3- ；②ZnSO3+SO2+H2O=Zn(HSO3)2 ；③ZnO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； ④AB；（3）SO32- -2e-+H2O=SO42-+2H+。

【解析】

试题分析：I.①2HCl(g)＋CuO(s) H2O(g)＋CuCl2(s) △H1，②2CuCl2(s)＋O2(g) 2CuO(s)＋2Cl2↑(g) 2△H2， ①×2＋②，得出4HCl(g)＋O2(g) 2H2O(g)＋2Cl2(g) △H=2△H1＋△H2；II.（1）ZnSO3分解的反应方程式为ZnSO3ZnO＋SO2↑，SO2浓度高，用来制取硫酸，根据流程，ZnO可以循环使用；

（2）①根据图2，当pH=6.8时，硫元素的主要存在形式是HSO3－；②根据图1，cd段对应的pH，根据图2，硫元素以HSO3－为主，因此发生的反应是ZnSO3＋SO2＋H2O=Zn(HSO3)2；③纯ZnO的悬浮液的pH约为6.8，而配制ZnO的悬浊液中含有少量MgO和CaO，而CaO与水生成Ca(OH)2，Ca(OH)2属于强碱，ab段Ca(OH)2吸收SO2；④A、增大悬浊液中ZnO的量，增加SO2跟ZnO接触面积，能够提高吸收率，故正确；B、适当提高单位时间内烟气的循环次数，能够增加SO2的吸收率，故正确；C、调节pH至6.0以下，溶液酸性，不利于SO2的吸收，故错误；

（3）根据SO32－移动的方向，以及实验的目的，为了得到H2SO4，S的化合价升高，即b为阳极，因此电极反应式为：SO32－＋H2O－2e－=SO42－＋2H＋。

考点：考查热化学反应方程式计算、SO2污染治理、电解原理等知识。