Question

近年来，为提高能源利用率，西方提出共生理念——为提高经济效益，人类生产活动尽可能多功能化。共生工程将会大大促进化学工业的发展。

（1）由于共生工程的应用，利用发电厂产生的SO₂制成自发电池，其电池反应方程式为：2SO₂＋O₂＋2H₂O＝2H₂SO₄，该电池电动势为1.06V。实际过程中，将SO₂通入电池的          极（填“正”或“负”），负极反应式为              ；用这种方法处理SO₂废气的优点是            。

（2）以硫酸工业的SO₂尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料，可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下：

① 生产中，向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质，其目的是                   。

② 下列有关说法正确的是               (填序号)。

A．反应Ⅰ中需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙

B．反应III中发生反应的化学方程式为CaSO₄＋4C CaS＋4CO↑

C．反应IV需控制在60～70℃，目的之一是减少碳酸氢铵的分解

D．反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥

③ 反应V中选用了40%的乙二醇溶液做溶剂，温度控制在25℃，此时硫酸钾的产率

超过90%，选用40%的乙二醇溶液做溶剂的原因是                                 。

④（NH₄)₂SO₃可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式                      。

Answer

（1） 负（2分） SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋ （2分）

利用上述电池，可回收大量有效能，副产品为H2SO4，减少环境污染，实现（能质）共生。（2分）

（2） ①防止亚硫酸铵被氧化（1分） ②ABCD（4分）

③ K2SO4在有机溶剂乙二醇中溶解度小，能充分析出（2分）

④ 4(NH4)2SO3＋2NO2＝4(NH4)2SO4＋N2（2分）

【解析】

试题分析：（1）电池反应方程式为：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，硫元素化合价升高，发生氧化反应，所以应将SO2通入电池的负极，电极反应为：SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋；优点是：利用上述电池，可回收大量有效能，副产品为H2SO4，减少环境污染，实现（能质）共生；

（2）①向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质，其目的是防止亚硫酸根被氧化；②A．由图可知，空气把亚硫酸钙氧化为硫酸钙，反应Ⅰ中需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙，A正确；B．由题意知反应III中发生反应的化学方程式为CaSO4＋4C CaS＋4CO↑，B正确；C．碳酸氢铵受热易分解，反应IV需控制在60～70℃，目的之一是减少碳酸氢铵的分解，C正确；D．反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥，D正确；答案选ABCD；③选用40%的乙二醇溶液做溶剂的原因是K2SO4在有机溶剂乙二醇中溶解度小，能充分析出；④（NH4)2SO3将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统。二氧化氮与亚硫酸铵反应，二氧化氮氧化亚硫酸铵，生成硫酸铵，本身被还原为氮气，化学方程式4(NH4)2SO3＋2NO2＝4(NH4)2SO4＋N2

考点：物质的制备流程分析