Question

【題目】吸收工廠煙氣中的SO2，能有效減少SO2對空氣的污染。氨水、ZnO水懸濁液吸收煙氣中SO2后經(jīng)O2催化氧化，可得到硫酸鹽。

已知：室溫下，ZnSO3微溶于水，Zn(HSO3)2易溶于水；溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH的分布如圖-1所示。

(1)氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2，主要反應(yīng)的離子方程式為___________；當(dāng)通入SO2至溶液pH=6時(shí)，溶液中濃度最大的陰離子是_____________(填化學(xué)式)。

(2)ZnO水懸濁液吸收SO2。向ZnO水懸濁液中勻速緩慢通入SO2，在開始吸收的40mim內(nèi)，SO2吸收率、溶液pH均經(jīng)歷了從幾乎不變到迅速降低的變化(見圖-2)。溶液pH幾乎不變階段，主要產(chǎn)物是____________(填化學(xué)式)；SO2吸收率迅速降低階段，主要反應(yīng)的離子方程式為_______________。

(3)O2催化氧化。其他條件相同時(shí)，調(diào)節(jié)吸收SO2得到溶液的pH在4.5~6.5范圍內(nèi)，pH越低SO生成速率越大，其主要原因是__________；隨著氧化的進(jìn)行，溶液的pH將__________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】或 HSO ZnSO3 或 隨著pH降低，HSO濃度增大 減小

【解析】

向氨水中通入少量的SO2，反應(yīng)生成亞硫酸銨，結(jié)合圖像分析pH=6時(shí)溶液中濃度最大的陰離子；通過分析ZnO吸收SO2后產(chǎn)物的溶解性判斷吸收率變化的原因；通過分析與氧氣反應(yīng)的生成物，分析溶液pH的變化情況。

(1)向氨水中通入少量SO2時(shí)，SO2與氨水反應(yīng)生成亞硫酸銨，反應(yīng)的離子方程式為2NH3+H2O+SO2=2+（或2NH3·H2O +SO2=2++H2O）；根據(jù)圖-1所示，pH=6時(shí)，溶液中不含有亞硫酸，僅含有和，根據(jù)微粒物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)曲線可以看出溶液中陰離子濃度最大的是；

(2)反應(yīng)開始時(shí)，懸濁液中的ZnO大量吸收SO2，生成微溶于水的ZnSO3，此時(shí)溶液pH幾乎不變；一旦ZnO完全反應(yīng)生成ZnSO3后，ZnSO3繼續(xù)吸收SO2生成易溶于水的Zn(HSO3)2，此時(shí)溶液pH逐漸變小，SO2的吸收率逐漸降低，這一過程的離子方程式為ZnSO3+SO2+H2O=Zn2++2（或ZnO+2SO2+H2O=Zn2++2）

(3)可以經(jīng)氧氣氧化生成，這一過程中需要調(diào)節(jié)溶液pH在4.5~6.5的范圍內(nèi)，pH越低，溶液中的的濃度越大，使得催化氧化過程中反應(yīng)速率越快；隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，大量的反應(yīng)生成，反應(yīng)的離子方程式為2+O2=2+2H+，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，有大量的氫離子生成，導(dǎo)致氫離子濃度增大，溶液pH減小。