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）=         ；

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

（2）亚硫酸钠吸牧法

①Na₂SO₃溶液吸收SO₂的离子方程式为                        ；

②常温下，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（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+ c（OH^-）

b.c（Na⁺） = c（SO₃^2-） + c（HSO₃^-）+ C（H₂SO₃）

c.c（Na⁺）> c（SO₃^2-）> c（OH^-）>c（H⁺）

d.水电离出c（OH^一）=l×l0^-8 mol/L，

（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S₂O₄^2-溶液吸收NO₂，使其转化为N₂，同时有SO₃^2-生成。若阳极转移电子6mol，则理论上处理NO₂气体    mol。

Answer

（1）①20（1分） ； ②0.03mol/（L·min）； ③减小CO2的浓度； 0.675

（2） ①SO32-+SO2+H2O=2HSO3- ；②ad

（3）SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H ； 1.5

【解析】

试题分析：：（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；

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）=0.6/20=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=（0.3 x 0.62）/0.42=0.675，故答案为：减小CO2的浓度；0.675；

（2）①Na2SO3溶液吸收SO2的离子方程式为SO32-+SO2+H2O=2HSO3-，故答案为：SO32-+SO2+H2O=2HSO3-；

②常温下，当吸收至pH=6时，

a．根据电荷守恒，c（Na+）+c（H+）=2c（SO32-）+c（HSO3-）+c（OH-），所以c（Na+）+c（H+）＞c（SO32-）+c（HSO3-）+c（OH-），故a正确；

b．根据物料守恒，当溶质完全为NaHSO3时，c（Na+）=c（SO32-）+c（HSO3-）+c（H2SO3），若还存在Na2SO3，则c（Na+）＞c（SO32-）+c（HSO3-）+c（H2SO3），故b错误；

c．pH=6，c（OH-）＜c（H+），故c错误；

d．HSO3-电离程度大于水解程度，pH=6，水电离出c（OH-）=10-14/10-6=l×l0-8 mol/L，故d正确；

故答案为：ad；

（3）SO2在Pt（1）电极失电子生成SO42-，电极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，NO2中N的化合价为+4价，转化为0价的N2，每molNO2得电子4mol，若阳极转移电子6mol，则理论上处理NO2气体为6/4=1.5mol．

考点：考查了物质的量或浓度随时间的变化曲线、化学平衡的计算、电解原理、离子浓度大小的比较的相关知识。