Question

吸收工厂烟气中的SO₂，能有效减少SO₂对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO₂后经O₂催化氧化，可得到硫酸盐。

已知：室温下，ZnSO₃微溶于水，Zn(HSO₃)₂易溶于水；溶液中H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-的物质的量分数随pH的分布如图-1所示。

(1)氨水吸收SO₂。向氨水中通入少量SO₂，主要反应的离子方程式为___________；当通入SO₂至溶液pH=6时，溶液中浓度最大的阴离子是_____________(填化学式)。

(2)ZnO水悬浊液吸收SO₂。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO₂，在开始吸收的40mim内，SO₂吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(见图-2)。溶液pH几乎不变阶段，主要产物是____________(填化学式)；SO₂吸收率迅速降低阶段，主要反应的离子方程式为_______________。

(3)O₂催化氧化。其他条件相同时，调节吸收SO₂得到溶液的pH在4.5~6.5范围内，pH越低SO生成速率越大，其主要原因是__________；随着氧化的进行，溶液的pH将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

Answer

或 HSO ZnSO3 或 随着pH降低，HSO浓度增大 减小

【解析】

向氨水中通入少量的SO2，反应生成亚硫酸铵，结合图像分析pH=6时溶液中浓度最大的阴离子；通过分析ZnO吸收SO2后产物的溶解性判断吸收率变化的原因；通过分析与氧气反应的生成物，分析溶液pH的变化情况。

(1)向氨水中通入少量SO2时，SO2与氨水反应生成亚硫酸铵，反应的离子方程式为2NH3+H2O+SO2=2+（或2NH3·H2O +SO2=2++H2O）；根据图-1所示，pH=6时，溶液中不含有亚硫酸，仅含有和，根据微粒物质的量分数曲线可以看出溶液中阴离子浓度最大的是；

(2)反应开始时，悬浊液中的ZnO大量吸收SO2，生成微溶于水的ZnSO3，此时溶液pH几乎不变；一旦ZnO完全反应生成ZnSO3后，ZnSO3继续吸收SO2生成易溶于水的Zn(HSO3)2，此时溶液pH逐渐变小，SO2的吸收率逐渐降低，这一过程的离子方程式为ZnSO3+SO2+H2O=Zn2++2（或ZnO+2SO2+H2O=Zn2++2）

(3)可以经氧气氧化生成，这一过程中需要调节溶液pH在4.5~6.5的范围内，pH越低，溶液中的的浓度越大，使得催化氧化过程中反应速率越快；随着反应的不断进行，大量的反应生成，反应的离子方程式为2+O2=2+2H+，随着反应的不断进行，有大量的氢离子生成，导致氢离子浓度增大，溶液pH减小。