Question

直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO₂。

（1）用化学方程式表示SO₂形成硫酸型酸雨的反应：______________。

（2）在钠碱循环法中，Na₂SO₃溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式是________________________

（3）吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n(SO₃²﹣):n(HSO₃﹣)变化关系如下表:

n(SO₃²﹣)：n(HSO₃﹣)	91：9	1：1	1：91
pH	8.2	7.2	6.2

①上表判断NaHSO₃溶液显______性，用化学平衡原理解释：____________　

②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)：____________

a．c（Na^＋）=2c（SO₃^2-）＋c（HSO₃^－），

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

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

(4)当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生。再生示意图如下：

①HSO₃^-在阳极放电的电极反应式是_______________。

②当阴极室中溶液pＨ升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理：__________

Answer

SO2+H2OH2SO3，2 H2SO3+O22H2SO4 SO2+2OH- =SO32-+H2O 酸 HSO3－存在：HSO3－SO32-+H＋和HSO3－+H2O=H2SO3+OH－，HSO3－的电离程度强于水解程度 ab HSO3-+H2O-2e- =3H++SO42- H+在阴极得电子生成H2，溶液中的c（H＋）降低，促使HSO3-电离生成SO32-，且Na+进入阴极室，吸收液得以再生

【解析】

（1）SO2在空气中被氧气氧化为SO3，SO3和水反应生成硫酸，也可以是SO2先和水反应生成亚硫酸，亚硫酸被氧气氧化为硫酸。

（2）少量的SO2和NaOH溶液反应生成Na2SO3。

（3）根据n(SO₃2-)：n(HSO₃-)=1:91时溶液的pH=6.2可知NaHSO3溶液显酸性，原因是HSO₃-的电离程度大于其水解程度。根据电荷守恒、和表中数据可判断浓度关系。

(4)电解池中，阳极是HSO₃-失去电子生成SO42-，同时生成H+，导致稀硫酸浓度增大，在阴极是水电离的H+得到电子生成氢气，溶液中OH-浓度增大，和HSO₃-反应生成SO32-，且Na+进入阴极室，使吸收液得以再生。

（1）SO2形成硫酸型酸雨时，二氧化硫和空气中的水、氧气反应得到硫酸：SO2+H2OH2SO3，2 H2SO3+O22H2SO4；

（2）二氧化硫被氢氧化钠溶液吸收制备亚硫酸钠溶液时：SO2+2OH- =SO32-+H2O；

（3）根据表中数据，可知，n(SO3²﹣):n(HSO3﹣)=1:91时，溶液的pH值为酸性，故NaHSO3溶液显酸性，在亚硫酸氢钠溶液中HSO3－存在：HSO3－SO32-+H＋和HSO3－+H2O=H2SO3+OH－，HSO3－的电离程度强于水解程度，故溶液呈酸性。当吸收液呈中性时，溶液中的c（H＋）=c（OH－），由于溶液中存在着电荷守恒，故c（Na＋）+c（H＋）=2c（SO32-）+ c（HSO3－）+c（OH－），可推出：c（Na＋）=2c（SO32-）＋c（HSO3－），a正确；由于n(SO₃²﹣):n(HSO₃﹣)=1：1时，溶液的pH值为7.2，故中性时一定有c（HSO3－）> c（SO32-），可推出：c（Na＋）> c（HSO3－）> c（SO32-）>c（H＋）=c（OH－），b正确；c不符合电荷守恒。故选ab。

（4）根据电解槽所示的变化，可知HSO3-在阳极放电的电极反应式是：HSO3-+H2O-2e- =3H++SO42-；H+在阴极得电子生成H2，溶液中的c（H＋）降低，促使HSO3-电离生成SO32-，且Na+进入阴极室，吸收液得以再生。