Question

研究大气中含硫化合物(主要是SO₂和H₂S)的转化具有重要意义。

（1）高湿条件下，写出大气中SO₂转化为HSO₃^-的方程式：_________________。

（2）土壤中的微生物可将大气中H₂S经两步反应氧化成SO₄^2-，两步反应的能量变化示意图如下：

1mol H₂S(g)全部氧化成SO₄^2-(aq)的热化学方程式为___________________。

（3）二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO₂快速启动，其装置示意图如下：

① 质子的流动方向为_____________（“从A到B”或“从B到A”）。

② 负极的电极反应式为________。

（4）燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。SO₂烟气脱除的一种工业流程如下：

① 用纯碱溶液吸收SO₂将其转化为HSO₃^-，反应的离子方程式是__________________。

② 若石灰乳过量，将其产物再排回吸收池，其中可用于吸收SO₂的物质的化学式是______________。

Answer

SO2+H2OH2SO3；H2SO3H++HSO3- H2S(g)+2O2(g)=SO42-(aq)+2H+(aq)ΔH=－806.39kJ·mol－1 从A到B SO2–2e-+2H2O==SO42-+4H+ H2O+2SO2+CO32-＝2HSO3-+CO2↑ NaOH

【解析】

（1）二氧化硫为酸性氧化物与水生成亚硫酸，亚硫酸为弱电解质，部分电离产生氢离子与亚硫酸氢根离子，离子方程式：SO2+H2OH2SO3，H2SO3H++HSO3-；

（2）由图可知，第一步热化学反应为：H2S（g）+0.5O2（g）=S（s）+H2O（g）△H=-221.19 kJ•mol-1；第二步反应为：S（s）+1.5O2（g）+H2O（g）=2H+（aq）+SO42-（aq））△H=-585.20 kJ•mol-1；依据盖斯定律，第一步与第二步方程式相加得：H2S（g）+2O2（g）=SO42-（aq）+2H+（aq）△H=-806.39 kJ•mol-1；

（3）①二氧化硫发生氧化反应，氧气发生还原反应，所以二氧化硫所在电极为负极，氧气所在电极为正极，原电池中阳离子移向正极，所以质子移动方向为：从A到B；

②二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应，电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+；

（4）①亚硫酸的酸性大于碳酸，碳酸钠溶液中通入过量的二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳，离子方程式：H2O+2SO2+CO32-=2HSO3-+CO2；

②再生池中，亚硫酸氢钠可以与石灰乳反应生成亚硫酸钙沉淀和氢氧化钠，二氧化硫为酸性氧化物，能够与碱液反应，故NaOH和过量的Ca(OH)2可以用于吸收二氧化硫。