综合题11.0分
化学

16. 研究大气中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的转化具有重要意义。

(1)高湿条件下,写出大气中SO2转化为HSO3-的方程式:_____________。

(2)土壤中的微生物可将大气中H2S经两步反应氧化成SO42-,两步反应的能量变化示意图如下:

1mol H2S(g)全部氧化成SO42-(aq)的热化学方程式为______________________。

(3)二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO2快速启动,其装置示意图如下:

①质子的流动方向为___________(“从A到B”或“从B到A”)。

②负极的电极反应式为______________________ 。

(4)燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。SO2烟气脱除的一种工业流程如下:

①用纯碱溶液吸收SO2将其转化为HSO3-,反应的离子方程式是______________________。

②若石灰乳过量,将其产物再排回吸收池,其中可用于吸收SO2的物质的化学式是___________。

正确答案及相关解析

正确答案

(1)SO2 + H2O H2SO3;H2SO3 H+ + HSO3-

解析

(1)高湿条件下SO2转化为HSO3-的过程即为SO2与水反应生成H2SO3;SO2 + H2O H2SO3,然后再发生电离(注意分步电离);H2SO3 H+ + HSO3-

由两步反应的能量变化示意可以看出,H2S先被氧化为S(g)释放能量,H2S(g)+0.5O2(g)===S(g)+H2O(g) ΔH = -221.19 kJ·mol-1,然后再S被进一步氧化为 SO42-(aq)释放能量:S(g)+1.5O2(g)+H2O(g)===SO42-(aq) + 2H+(aq)  ΔH = -585.20 kJ·mol-1,所以1mo

考查方向

通过大气中含硫化合物的转化过程,考查弱电解质的电离平衡、热方程式的书写、电极反应、离子方程式的书写、尾气的处理等中学化学主干知识。

解题思路

(1)高湿条件下SO2转化为HSO3-的过程即为SO2与水反应生成H2SO3,然后再发生电离;

由两步反应的能量变化示意可以看出,H2S(g)先被氧化为S(g)释放能量,

(2)然后再被进一步氧化为 SO42-(aq)释放能量,所以1mol H2S(g)全部氧化成SO42-(aq)的热化学方程式就可以根据盖斯定律完成;

(3)由于该装置为原电池,且SO2为还原剂失去电子作负极,O2氧化剂得到电子作正极,而质子带正电荷,在原电池中带正电荷的阳离子向正极移动;由于SO2作负极失去电子,在溶液中一定会生成SO42-

(4)由于H2SO3酸性比H2CO3酸性强,所以用纯碱溶液吸收SO2,H2SO3可以将纯碱转化为 CO2,若石灰乳过量,则其产物中有生成的NaOH ,所以再排回吸收池,其中可用于吸收SO2的物质的物质就为NaOH。

易错点

多元弱酸的分步电离;书写热方程式要注意物质状态以及焓变值要与系数对应;电极反应、离子方程式的书写都要遵循守恒规律。

知识点

化学反应的基本原理 硫化氢