Question

近年来，为提高能源利用率，科学家提出共生系统。特指为提高经济效益，人类生产活动尽可能多功能化。共生工程将会大大促进化学工业的发展。

（1）由于共生工程的应用，利用发电厂产生的SO₂制成自发电池，其电池反应方程式为：2SO₂＋O₂＋2H₂O=2H₂SO₄，该电池电动势为1.06V。实际过程中，将SO₂通入电池的___极(填“正”或“负”)，写出负极反应式___。

（2）以硫酸工业的SO₂尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料，可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下：

①生产中，向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质，其目的是___。

②下列有关说法正确的是___。

A.反应I中需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙

B.反应III中发生反应的化学方程式为CaSO₄＋4CCaS＋4CO↑

C.反应Ⅳ需控制在60～70℃，目的之一是减少碳酸氢铵的分解

D.反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥

③反应V中选用了40%的乙二醇溶液，温度控制在25℃，此时硫酸钾的产率超过90%，选用40%的乙二醇溶液原因是___。

④(NH₄)₂SO₃可用于电厂等烟道气中脱氮。将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式___。

Answer

负 SO2＋2H2O－2e-=SO42-＋4H＋ 防止亚硫酸铵被氧化 ABCD K2SO4在有机溶剂乙二醇中溶解度小，能充分析出 4(NH4)2SO3＋2NO2=4(NH4)2SO4＋N2

【解析】

(1)电池反应方程式为：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，依据原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应，结合元素化合价变化分析判断；

(2)①还原性很强的对苯二酚可以防止亚硫酸根离子被氧化；

②A．依据流程图结合反应生成物分析，过量的空气把亚硫酸钙氧化为硫酸钙；

B．依据流程图中的反应物和生成物，结合元素化合价变化分析写出；

C．防止碳酸氢铵在温度过高时分解；

D．氯化铵是一种氮肥；

③利用硫酸钾在不同溶剂中溶解度的不同，达到析出晶体的目的；

④二氧化氮具有强氧化性能氧化亚硫酸铵反应，生成硫酸铵，本身被还原为氮气，结合原子守恒配平写出。

(1)利用发电厂产生的SO2制成自发电池，其电池反应方程式为：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，原电池反应是负极发生氧化反应，正极发生还原反应，依据元素化合价变化可知，二氧化硫中硫元素化合价升高，失去电子发生氧化反应，过程中，将SO2通入电池的负极，电极反应为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；

(2)①向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质，防止亚硫酸根被氧化，以更好的得到亚硫酸铵晶体；

②A．依据流程图结合反应生成物分析，过量的空气把亚硫酸钙氧化为硫酸钙；故A正确；

B．依据流程图中的反应物和生成物，结合元素化合价变化分析写出反应的化学方程式为CaSO4+4CCaS+4CO↑；故D正确；

C．防止碳酸氢铵在温度过高时分解得不到需要的目标产物；故C正确；

D．氯化铵是一种氮肥；故D正确；

故答案为：ABCD；

③反应V中选用了40%的乙二醇溶液，温度控制在25℃，此时硫酸钾的产率超过90%，选用40%的乙二醇溶液原因是利用乙二醇降低硫酸钾溶解度，有利于析出；

④(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统，二氧化氮与亚硫酸铵反应，二氧化氮具有强氧化性能氧化亚硫酸铵反应，生成硫酸铵，本身被还原为氮气，原子守恒配平书写出的化学方程式为：4(NH4)2SO3+2NO2=4(NH4)2SO4+N2。