Question

SO₂是一种重要的氧化物,可用于生产三氧化硫、硫酸、亚硫酸盐、硫代硫酸盐,也可用作熏蒸剂、防腐剂、消毒剂、还原剂等。

(1)SO₂性质多变,若将SO₂气体通入氢硫酸中,能看到的现象为:__________,该反应中SO₂表现出______性;若将SO₂气体通入酸性高锰酸钾溶液中,离子反应方程式为_________,该反应中SO₂表现出__________性。

(2)SO₂有毒,且能形成酸雨,是大气主要污染物之一。石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收原理:‍①SO₂+Ca(OH)₂=CaSO₃↓+H₂O②2CaSO₃+O₂+4H₂O=2CaSO₄·2H₂O碱法的吸收原理:将含SO₂的尾气通入足量的烧碱溶液中,请写出对应的化学反应方程式__________;

已知:

试剂	Ca(OH)2	NaOH
价格(元/kg)	0.36	2.9

余石灰-石膏法相比,碱法的优点是吸收快、效率高,缺点是__________;

(3)在石灰-石膏法和碱法的基础上,设计了双碱法,能实现物料循环利用。

上述方法中,实现循环利用的物质是__________,请用化学方程式表示在Na₂SO₃溶液中加入CaO后的反应原理__________。

Answer

溶液中生成黄色沉淀 氧化性 2MnO4-+5SO2+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+ 还原性 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 成本较高 NaOH CaO+H2O=Ca(OH)2   Ca(OH)2+Na2SO3=CaSO3↓+2NaOH

【解析】

（1）将SO2气体通入氢硫酸中，发生反应SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O；将SO2气体通入酸性高锰酸钾溶液中，发生反应：5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+；

（2）二氧化硫和氢氧化钠的反应方程式为：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O，参照价格表，NaOH成本高；

（3）向Na2SO3溶液中加入CaO后，生成NaOH，故NaOH为循环利用的物质；CaO加入溶液中会先和水反应，即CaO+H2O=Ca(OH)2，生成的Ca(OH)2再和Na2SO3溶液反应，据此答题。

（1）二氧化硫具有弱氧化性，将SO2气体通入氢硫酸中，发生反应SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O，看到的现象为溶液中生成黄色沉淀，二氧化硫中S化合价由+4价→0价，化合价降低的反应物作氧化剂，体现氧化性；将SO2气体通入酸性高锰酸钾溶液中，高锰酸钾具有强氧化性，将二氧化硫溶于水后生成的亚硫酸氧化为硫酸，二氧化硫遇到强氧化剂时体现还原性，将MnO4-还原为Mn2+，S元素的化合价升高2价，锰元素的化合价降低5价，则高锰酸根系数为2，二氧化硫系数为5，根据原子守恒，硫酸根系数为5，Mn2+系数为2，根据电荷守恒，右侧补4个氢原子，最终根据H原子守恒，左侧补2个水，即方程式为：

5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+，二氧化硫中S元素的化合价由+4价→+6价，化合价升高的反应物作还原剂，体现还原性，故答案为溶液中生成黄色沉淀，氧化性，2MnO4-+5SO2+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+，还原性。

（2）二氧化硫作为酸性氧化物，可以和氢氧化钠反应盐和水，参照二氧化碳和氢氧化钠反应的方程式，写出二氧化硫和氢氧化钠的反应方程式为：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O，由于石灰价格低，吸收成本比氢氧化钠低的多，故答案为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O，成本较高。

（3）从流程图中可以看出，向Na2SO3溶液中加入CaO后，生成NaOH，生成的NaOH可以作为二氧化硫的吸收剂，故NaOH为循环利用的物质；CaO加入溶液中会先和水反应，即CaO+H2O=Ca(OH)2，生成的Ca(OH)2再和Na2SO3溶液反应，根据流程图，反应物之一为NaOH，再根据复分解反应原理，另一生成物为CaSO3，故反应方程式为：Ca(OH)2+Na2SO3=CaSO3↓+2NaOH，故答案为NaOH，CaO+H2O=Ca(OH)2、Ca(OH)2+Na2SO3=CaSO3↓+2NaOH。