Question

某硫酸厂用以下几种方法处理SO₂尾气。

(1)活性炭还原法

反应原理：恒温恒容2C(s)+2SO₂(g)S₂(g)+2CO₂(g)。

反应进行到不同时间测得各物质的浓度如图：

①第一次出现平衡的时间是第__min；

②0～20min反应速率表示为v(SO₂)=__；

③30min时，改变某一条件平衡移动，则改变的条件最有可能是__；40min时，平衡常数值为__。

(2)亚硫酸钠吸收法

常温下，Na₂SO₃溶液吸收SO₂生成NaHSO₃，当吸收至pH=6时，吸收液中相关离子浓度关系一定正确的是__(填序号)。

a.c(Na⁺)+c(H⁺)>c(SO)+c(HSO)+c(OH^-)

b.c(Na⁺)=c(SO)+c(HSO)+c(H₂SO₃)

c.水电离出的c(OH^-)=1×10^-8mol·L^-1

d.c(Na⁺)>c(SO)>c(OH^-)>c(H⁺)

(3)电化学处理法

如图所示，Pt₍₁₎电极的反应式为__；碱性条件下，用Pt₍₂₎电极排出的S₂O溶液吸收NO₂，使其转化为N₂，同时有SO生成。若阳极转移电子6mol，则理论上处理NO₂气体__g。

Answer

20 0.03mol/(L•min) 减小CO2的浓度 0.675 ac SO2＋2H2O−2e−＝＋4H＋ 69

【解析】

(1)①各组分浓度不变，反应达到平衡状态；
②根据反应速率v＝计算；
③30min时，CO2浓度减小，其他物质浓度不变，改变的条件是减小CO2的浓度；根据平衡常数K＝ 计算；
(2)常温下，当吸收至pH＝6时，溶液呈酸性；
(3)Pt(1)电极进入SO2，硫酸浓度增大，SO2失电子，作负极；每1molNO2得电子4mol。

(1)①从图中可看出20min时各组分浓度不变，此时反应达到平衡，故答案为：20；

②0～20min时，SO2浓度变化为1.0mol/L−0.4mol/L＝0.6mol/L，则反应速率表示为v(SO2)＝＝0.03mol/(L•min)，故答案为：0.03mol/(L•min)；

③30min时，CO2浓度减小，其他物质浓度不变，改变的条件是减小CO2的浓度，40min时的平衡常数和20min时相同，20min时，SO2(g)＝0.4mol/L，S2(g)＝0.3mol/L，CO2(g)＝0.6mol/L，则平衡常数K＝＝0.675，故答案为：减小CO2的浓度；0.675；

(2)常温下，当吸收至pH＝6时，

a.根据电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝2c()＋c()＋c(OH−)，所以c(Na＋)＋c(H＋)＞c()＋c()＋c(OH−)，故a正确；

b.根据物料守恒，当溶质完全为NaHSO3时，c(Na＋)＝c()＋c()＋c(H2SO3)，若还存在Na2SO3，则c(Na＋)＞c()＋c()＋c(H2SO3)，故b错误；

c.电离程度大于水解程度，pH＝6，水电离出c(OH−)＝＝l×l0−8 mol/L，故c正确；

d.pH＝6，c(OH−)＜c(H＋)，故d错误；

故答案为：ac；

(3)SO2在Pt(1)电极失电子生成，电极反应式为SO2＋2H2O−2e−＝＋4H＋，NO2中N的化合价为＋4价，转化为0价的N2，每1molNO2得电子4mol，若阳极转移电子6mol，则理论上处理NO2气体为＝1.5mol，m(NO2)=，

故答案为：SO2＋2H2O−2e−＝＋4H＋；69