Question

直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境．利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO₂．
（1）用化学方程式表示SO₂形成硫酸型酸雨的反应：______．
（2）在钠碱循环法中，Na₂SO₃溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式是______．
（3）吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）变化关系如下表：

n（SO3^2-）：n（HSO3^-）	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

①上表判断NaHSO₃溶液显______性，用化学平衡原理解释：______．
②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是（选填字母）：______．
a．c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）
b．c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-）
c．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）
（4）当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生．再生示意图如下：
①HSO₃^-在阳极放电的电极反应式是______．
②当阴极室中溶液PH升至8以上时，吸收液再生并循环利用．简述再生原理：______．

Answer

（1）根据SO2和先水反应生成H2SO3，然后H2SO3不稳定能被空气中的氧气氧化生成H2SO4；
（2）根据酸性氧化物和碱反应生成盐和水，注意弱电解质写化学式；
（3）①根据溶液中HSO3-浓度和SO32-浓度的相对大小确定溶液的酸碱性；
②根据溶液中电荷守恒和物料守恒确定溶液中各种离子浓度的关系；
（4）①阳极上阴离子放电发生氧化反应；
②阴极上氢离子得电子发生还原反应，同时生成亚硫酸根离子，溶液中钠离子向阴极移动，导致生成吸收液；
【解析】
（1）SO2和先水反应生成H2SO3，反应方程式为：SO2+H2O⇌H2SO3；H2SO3不稳定能被空气中的氧气氧化生成H2SO4，反应方程式为2H2SO3+O2=2H2SO4；
故答案为：SO2+H2O⇌H2SO3；2H2SO3+O2=2H2SO4．
（2）SO2和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，反应方程式为：2OH-+SO2=SO32-+H2O；
故答案为：2OH-+SO2=SO32-+H2O．
（3）①在溶液中主要以HSO3-存在，HSO3-的电离很微弱，所以n（SO32-）：n（HSO3-）＜1：1，根据表格知，当亚硫酸氢根离子的物质的量大于亚硫酸根离子的物质的量时，亚硫酸氢钠溶液呈酸性；亚硫酸氢根离子既能水解又能电离，亚硫酸氢钠溶液呈酸性同时说明HSO3-的电离程度大于水解程度．
故答案为：酸；HSO3-存在HSO3-⇌H++SO32-和HSO3-+H2O⇌H2SO3+OH-，HSO3-的电离程度大于水解程度．
②当溶液呈中性时，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，亚硫酸氢根离子浓度大于亚硫酸根离子浓度．
a、溶液呈电中性，溶液中阴阳离子所带电荷相等，溶液呈中性时，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，所以c（Na+）=2c（SO32-）+c（HSO3-），故a正确．
b、溶液呈中性时，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，亚硫酸氢根离子浓度大于亚硫酸根离子浓度，溶液中阴阳离子所带电荷相等，所以得c（Na+）＞c（HSO3-）＞c（SO32-）＞c（H-）=c（OH-），故b正确．
c、溶液呈电中性，溶液中阴阳离子所带电荷相等，得c（Na+）+c（H-）=2c（SO32-）+c（HSO3-）+c（OH-），故c错误．
故选：ab．
（4）①当吸收液的pH降至约为6时，吸收液中阴离子主要是亚硫酸氢根离子，亚硫酸氢根离子在阳极上失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为：HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+．
故答案为：HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+．
②电解时，溶液中阳离子向阴极移动，氢离子在阴极得电子生成氢气，溶液中氢离子浓度降低，导致加速HSO3-电离生成SO32-，钠离子进入阴极室，吸收液就可以再生．
故答案为：氢离子在阴极得电子生成氢气，溶液中氢离子浓度降低，促使HSO3-电离生成SO32-，且钠离子进入阴极室，吸收液就可以再生；