Question

9．（1）工業(yè)生產的煙氣中含有大量SO₂，下列處理方案中合理的是bc（填代號）．
a、高空排放  b、用氨水吸收制備氮肥  c、用純堿溶液吸收制Na₂SO₃  d、用濃硫酸吸收
（2）利用原電池原理，用SO₂、O₂和H₂O來制備硫酸，該電池用多孔材料作電極，它能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質溶液充分接觸．該電池負極的電極反應為SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺．
（3）利用Na₂SO₃溶液充分吸收SO₂制得NaHSO₃溶液．已知NaHSO₃顯酸性，以下粒子濃度關系判斷正確的是bd（填標號）．
a．Na₂SO₃溶液中c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（HSO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
b、NaHSO₃溶液中c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃）
c．等物質的量的NaHSO₃與Na₂SO₃溶于水所得溶液中：3c（Na⁺）=2c（HSO₃^-）+2c（H₂SO₃）
d．在反應過程中一定存在c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-）
（4）利用NaHSO₃溶液可制得硫酸，同時吸收液可以再生，原理如圖所示（陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過），則a極連接電源的負極（填“正”或“負”）極，開始時陽極的電極反應式為HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺．

Answer 1

分析 （1）冶煉過程產生大量SO₂，處理方案中合理的分析是二氧化硫是污染性氣體，不能排放到空氣中，可以吸收利用；
（2）依據(jù)原電池原理，負極是失電子發(fā)生氧化反應，二氧化硫失電子生成硫酸的過程；
（3）a．Na₂SO₃溶液中，氫氧根離子來自水的電離和亞硫酸根離子的水解，則c（OH^-）＞c（HSO₃^-）；
b．NaHSO₃溶液顯示酸性，則亞硫酸氫根離子的電離程度大于其水解程度，則c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃）；
c．根據(jù)等物質的量的NaHSO₃與Na₂SO₃溶于水所得溶液中的物料守恒判斷；
d．根據(jù)混合液中的電荷守恒分析；
（4）a極氫離子變成氫氣，發(fā)生還原反應，則a為陰極，連接的是電源的負極；根據(jù)化合價變化判斷陽極反應物質，寫出陽極反應式．

解答 解：（1）a．二氧化硫是污染性氣體，高空排放會污染空氣，處理不合理，故a錯誤； 
b．氨水與二氧化硫反應生成亞硫酸銨，可以用氨水吸收制備氮肥，故b正確；
c．用純堿溶液吸收二氧化硫可以制Na₂SO₃，故c正確；
d．用濃硫酸不能吸收二氧化硫，故d錯誤；
故答案為：bc；
（2）該原電池中，負極上失電子被氧化，二氧化硫到硫酸，硫的化合價升高，所以負極上投放的氣體是二氧化硫，二氧化硫失電子和水反應生成硫酸根離子和氫離子，所以負極上的電極反應式為：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺；
（3）a．Na₂SO₃溶液中，亞硫酸根離子部分水解，溶液顯示堿性，由于氫氧根離子來自水的電離和亞硫酸根離子的水解，則c（OH^-）＞c（HSO₃^-），溶液中離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺），故a錯誤；
b．NaHSO₃溶液呈酸性，由于HSO₃^-的電離程度大于其水解程度，則c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃），故b正確；
c．等物質的量的NaHSO₃與Na₂SO₃溶于水所得溶液中，根據(jù)物料守恒可得：2c（Na⁺）=3c（HSO₃^-）+3c（H₂SO₃）+3c（SO₃^2-），故c錯誤；
d．溶液中一定滿足電荷守恒，根據(jù)電荷守恒可得：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-），故d正確；
故答案為：bd；
（4）根據(jù)圖示可知，a極氫離子得到電子變成氫氣，發(fā)生還原反應，則a為陰極，a連接的為電源的負極；
電解池中陽極和電源正極相連，失去電子，發(fā)生氧化反應，電解NaHSO₃溶液可制得硫酸，硫的化合價升高，所以陽極是HSO₃^-溶液失去電子被氧化生成SO₄^2-，則陽極電極反應式是：HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺，
故答案為：負極；HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺．

點評 本題考查了離子濃度大小比較、電解原理、原電池原理及其應用等知識，題目難度中等，注意掌握電解原理和原電池原理，明確電荷守恒、物料守恒及鹽的水解原理在判斷離子濃度大小中的應用．