Question

低浓度SO₂废气的处理是工业难题，工业上常利用废碱渣（主要成分Na₂CO₃）吸收硫酸厂尾气中的SO₂制备无水Na₂SO₃的成本低，优势明显，其流程如下。

（1）为了使SO₂尽可能吸收完全，在不改变吸收塔体积的条件下，可以采取的合

理措施______________、_______________。（写出两条）

（2）中和器中发生的主要反应的离子方程式是_____________________。

（3）下图为吸收塔中Na₂CO₃溶液与SO₂反应过程中溶液组成变化。

①则初期反应（图中A点以前）的化学方程式是__________________。

②通过电解法可分离图中B点NaHSO₃与Na₂SO₃混合物，实现Na₂SO₃的循环利用，示意图如下：

简述分离NaHSO₃与Na₂SO₃混合物的原理___________________。

（4）下图是亚硫酸钠的溶解度曲线（温度在33℃前后对应不同物质），下列说法正确的是______

A．a点时溶液为不饱和溶液

B．b点时Na₂SO₃·7H₂O和无水Na₂SO₃共存

C．制备无水Na₂SO₃，应该在95~100℃加热浓缩，冷却至室温结晶

（5）如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别吸收SO₂，则理论吸收量最多的是__________

A．Na₂SO₃       B．Na₂S      C．Ba(NO₃)₂        D．酸性KMnO₄

Answer

控制SO2流速增大Na2CO3溶液的浓度（适当升温、采用气液逆流法、喷淋法或将Na2CO3溶液雾化等合理即可）HSO3- + OH- = SO32- + H2O 2Na2CO3 + SO2 + H2O =2 NaHCO3 + Na2SO3阳极4OH－-4e－=2H2O+O2↑，c(H+)增大，H＋由a室经阳离子交换膜进入b室，H＋与SO32－ 结合生成HSO3－，Na2SO3转化为NaHSO3，阴极2H＋-2e－=H2↑，导致HSO3－ H＋+ SO32－正向移动，Na＋从b室进入c室，NaHSO3转化为Na2SO3。BC

【解析】（1）用纯碱溶液吸收含有SO2的尾气，可以通过控制SO2流速、增大Na2CO3溶液的浓度、采用气液逆流法、喷淋法或将Na2CO3溶液雾化等措施使SO2尽可能吸收完全；

（2）随着二氧化硫通入量增大，后期生成主要是得到亚硫酸氢钠，中和器中主要是将亚硫酸氢钠转化为硫酸钠，同时碳酸氢钠反应得到碳酸钠，主要反应化学方程式为：NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O，对应的离子方程式为HSO3- + OH- = SO32- + H2O；

（3）①由图可知，初期反应（图中A点以前）碳酸钠与二氧化硫反应生成碳酸氢钠与亚硫酸钠，反应方程式为2Na2CO3 + SO2 + H2O =2 NaHCO3 + Na2SO3 -；

②通过电解法可分离NaHSO3与Na2SO3混合物，阳极2H2O-4e-=4H++O2↑，c（H+）增大，H+由a室经阳离子交换膜进入b室，H+与SO32-结合生成HSO3-，Na2SO3转化为NaHSO3．阴极2H+-2e-=H2↑，导致HSO3-H++SO32-正向移动，Na+从b室进入c室，NaHSO3转化为Na2SO3，实现Na2SO3的循环利用；

（4）A．a点在溶解度曲线上方，此时溶液为过饱和溶液，在对应温度下会有晶体析出，故A错误；B．在b点析出的晶体可能是Na2SO3·7H2O和无水Na2SO3的混合物，二者共存，故B正确； C．欲制备无水Na2SO3，应该在95~100℃加热浓缩、结晶、并趁热过滤，不能冷却结晶，故C错误；答案为B。

（5）如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别来吸收SO2，
A．Na2SO3 吸收二氧化硫发生的反应为：Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3，1molNa2SO3 最多吸收二氧化硫1mol；B．Na2S 吸收二氧化硫发生的反应为：2Na2S+5SO2+2H2O=4NaHSO3+3S↓，1mol2Na2S最多反应二氧化硫2.5mol；C．Ba（NO3）2  吸收二氧化硫反应化学方程式为Ba（NO3）2+3SO2+2H2O=BaSO4↓+2H2SO4+2NO↑：1molBa（NO3）2最多吸收二氧化硫3mol；D．酸性KMnO4溶液吸收二氧化硫的反应2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+，1molKMnO4最多反应二氧化硫2.5mol；答案为C。