Question

煤燃烧排放的烟气中含有SO₂，易形成酸雨、污染大气。有效去除和利用SO₂是环境保护的重要议题。

（1）双碱法洗除SO₂。NaOH溶液Na₂SO₃溶液

①上述过程生成Na₂SO₃的离子方程式为_________。

②双碱法洗除SO₂的优点为_________。

（2）NaClO₂氧化法吸收SO₂。向NaClO₂溶液中通入含有SO₂的烟气，反应温度为323 K，反应一段时间。

①随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐_________（填“增大”“不变”或“减小”）。

②如果采用NaClO替代NaClO₂，也能得到较好的烟气脱硫效果。吸收等量的SO₂，所需NaClO的物质的量是NaClO₂的_________倍。

（3）SO₂的利用。生产焦亚硫酸钠(Na₂S₂O₅)，通常是由NaHSO₃过饱和溶液经结晶脱水制得。利用烟道气中的SO₂生产Na₂S₂O₅的工艺如下：

①Ⅰ中反应的化学方程式为___________。 

②若Ⅲ中通入SO₂不足，结晶脱水得到的Na₂S₂O₅中混有的主要杂质是_______（填化学式）。

③工艺中加入Na₂CO₃固体，并再次充入SO₂的目的是_________。

Answer

2OH－＋SO2=SO32-＋H2O 用CaO可使NaOH再生 减小 2 Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2 Na2SO3 得到NaHSO3过饱和溶液

【解析】

（1）①SO2与NaOH反应，生成Na2SO3和H2O，据此写出离子方程式；

②双碱法洗除SO2的优点为CaO可使NaOH再生；

（2）①吸收剂溶液发生的反应为ClO2-+2SO2+2H2O=Cl-+2SO42-+4H+，反应产生氢离子，所以溶液的pH逐渐减小；

②根据ClO2-+2SO2+2H2O=Cl-+2SO42-+4H+和ClO-+SO2+H2O=Cl-+SO42-+2H+进行分析；

（3）①Ⅰ中，pH=4.1，说明反应生成酸性物质，只能为NaHSO3，据此条件写出化学方程式；

②若Ⅲ中通入SO2不足，则溶液为Na2SO3和NaHSO3的混合物，结晶脱水得到的Na2S2O5中混有的主要杂质是Na2SO3；

③通过题干信息可知“生产焦亚硫酸钠(Na2S2O5)，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得”，据此进行分析。

（1）①SO2与NaOH反应，生成Na2SO3和H2O，反应的离子方程式为2OH－＋SO2=SO32-＋H2O；

答案为：2OH－＋SO2=SO32-＋H2O；

②双碱法洗除SO2的优点为CaO可使NaOH再生；

答案为：CaO可使NaOH再生；

（2）①随着吸收反应的进行，吸收剂溶液发生的反应为ClO2-+2SO2+2H2O=Cl-+2SO42-+4H+，所以溶液的pH逐渐减小；

答案为：减小；

②如果采用NaClO替代NaClO2，反应的离子方程式为ClO-+SO2+H2O=Cl-+SO42-+2H+；根据ClO2-+2SO2+2H2O=Cl-+2SO42-+4H+反应可知，吸收等量的SO2，所需NaClO的物质的量是NaClO2的2倍；

答案为：2；

（3）①Ⅰ中，pH=4.1，说明反应生成酸性物质，只能为NaHSO3，反应的化学方程式为Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2；

答案为：Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2 ；

②若Ⅲ中通入SO2不足，则溶液为Na2SO3和NaHSO3的混合物，结晶脱水得到的Na2S2O5中混有的主要杂质是Na2SO3；

答案为：Na2SO3；

③题干信息告诉我们“生产焦亚硫酸钠(Na2S2O5)，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得”。工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的，显然是为了最终获得NaHSO3过饱和溶液；

故答案为：得到NaHSO3过饱和溶液。