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）SO2+H2O⇌H2SO3 2H2SO3+O2=2H2SO4（2）2OH-+SO2=SO32-+H2O

（3）①酸；HSO3-存在HSO3-⇌H++SO32-和HSO3-+H2O⇌H2SO3+OH-，HSO3-的电离程度大于水解程度②ab（4）①HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+ ②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

【解析】

试题分析：（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；

（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；

（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；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+；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。

考点：考查污染物的处理，涉及到离子方程式、化学方程式和离子浓度大小的比较等。