Question

硫酸的工业制备是一个重要的化工生产过程，但在生产过程中会产生大量污染，需要在生产工艺中考虑到绿色工艺．以硫酸工业产生的二氧化硫尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵为原料可以合成硫化钙、硫酸铵、亚硫酸铵等物质．合成路线如下：

（1）写出反应Ⅰ的化学方程式________________________．

（2）反应Ⅲ中每生成lmol硫化钙理论上转移电子数________；为充分利用副产品CO，有人提出以熔融的K₂C0₃为电解质，设计燃料电池，请写出此电池的负极反应_____________．

（3）为检验反应Ⅱ得到的产品是否因部分被氧化而变质，需选择的化学试剂有__________________．

（4）根据合成流程，可以循环利用的是____________．

（5）（NH₄）₂SO₃溶液可用于电厂产生的烟道气的脱氮，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离子方程式___________________．

Answer

2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO28NACO+CO32﹣﹣2e﹣=2CO2稀盐酸、BaCl2溶液CaCO32NO2+4SO32﹣=N2+4SO42﹣

【解析】本题是化学工艺流程题。以工业上处理二氧化硫的工艺（钙基固硫和氨水吸收）为主线生产相关产品，变废为宝。

(1). 钙基固硫的反应。因为亚硫酸酸性比碳酸强，所以将向碳酸钙浆液中通入二氧化硫可以生成亚硫酸钙和二氧化碳，亚硫酸钙再被氧气氧化为硫酸钙，总反应为：2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2

(2). 反应Ⅲ的化学方程式为：CaSO4+4C = CaS+4CO↑，反应中硫的化合价从+6降到-2，共转移8个电子，所以每生成1molCaS理论上要转移的电子数为 8NA 。

(3). 根据CO的燃烧生成CO2，CO发发生了氧化反应，根据原电池原理，负极上还原剂发生氧化反应，由于电解质为熔融的碳酸钾，所以由提供氧原子与CO形成CO2分子，CO中C的化合价从+2升高到+4，要失去2个电子，所以电极反应式为：CO+CO32﹣﹣2e﹣=2CO2

(4). 反应Ⅱ得到的产品为亚硫酸铵易被空气中的氧气氧化生成硫酸铵，所以要检验产品是否变质可以检验硫酸根离子，实验室检验硫酸根离子的常用试剂为稀盐酸和BaCl2溶液

(5). 分析上述流程图可发现，反应I用到原料中有CaCO3 ，反应IV有副产品CaCO3生成，所以CaCO3可以循环利用。

(6). 二氧化氮有很强的氧化性，而亚硫酸根有很强的还原性，根据化合价通常邻位转化规律，二氧化氮可以将亚硫酸根氧化为硫酸根，所以离子方程式为：2NO2+4SO32﹣=N2+4SO42﹣