Question

【題目】SO2和H2S會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康帶來(lái)極大的危害，工業(yè)上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，回答下列方法中的問(wèn)題。

（1）用氨水除去SO2：

已知 25℃，H2SO3的Ka1=1.3×10-2，Ka2=6.2×10-8，NH3·H2O的 Kb=1.8×l0-5。

①試寫(xiě)出H2SO3在水溶液中的電離方程式__________________，從電離平衡的角度解釋Ka1、Ka2差別很大的原因_________________。

②若氨水的濃度為0.02 mol·L-1，溶液中的c（OH-）=____________mol·L-1、將SO2通入該氨水中，當(dāng)溶液中的c（SO32-）/ c（HSO3-）=6.2時(shí)，溶液的pH=_____________。

（2）生物脫H2S：

原理為：H2S+Fe2（SO4）3=S↓+2FeSO4+H2SO4

4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2（SO4）3+2H2O

①硫桿菌存在時(shí)，FeSO4被氧化的速率是無(wú)菌時(shí)的5×105倍，該菌的作用是_______________ 。

②由圖1和圖2判斷使用硫桿菌的最佳條件為________________ ，若反應(yīng)溫度過(guò)高，反應(yīng)速率下降，其原因是__________________________ 。

Answer 1

【答案】 H2SO3HSO3-+H+ 第一步電離的H+抑制了第二步的電離 6.0×10-4 8.0 降低反應(yīng)活化能（或作催化劑） 30 °C、pH=2.0 蛋白質(zhì)變性（或硫桿菌失去活性）

【解析】試題分析：本題考查電離方程式的書(shū)寫(xiě)，電離平衡常數(shù)的計(jì)算，外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，圖像的分析。

（1）①H2SO3屬于弱酸，在水溶液中的電離方程式為：H2SO3HSO3-+H+、HSO3-H++SO32-。Ka1Ka2的原因是：第一步電離的H+抑制了第二步的電離。

②在氨水中存在電離平衡：NH3·H2ONH4++OH-，溶液中c（NH4+）c（OH-），c（NH3·H2O）=0.02mol/L-c（NH4+），由于弱堿的電離微弱，則溶液中c（NH3·H2O）0.02mol/L，Kb=1.810-5=，c（OH-）==610-4mol/L。H2SO3的Ka2=[c(H+)·c(SO32-)]/c(HSO3-)=6.210-8，當(dāng)溶液中的c（SO32-）/ c（HSO3-）=6.2時(shí)，c（H+）=10-8mol/L，溶液的pH=-lg c（H+）=8。

（2）①硫桿菌存在時(shí)，FeSO4被氧化的速率是無(wú)菌時(shí)的5×105倍，該菌的作用作催化劑，降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率。

②由圖①判斷最佳溫度為30℃，由圖②判斷最佳pH為2.0，最佳條件為30℃、pH=2.0。若反應(yīng)溫度過(guò)高，反應(yīng)速率下降的原因是：溫度過(guò)高，蛋白質(zhì)（或硫桿菌）發(fā)生變性，失去活性。