Question

2013年全國各地連續(xù)出現(xiàn)了嚴(yán)重的霧霾天氣，給人們的出行及身體造成了極大的危害，因此研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
I．脫硫技術(shù)能有效控制SO₂對空氣的污染．
（1）海水呈弱堿性，主要含有Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、CI^-、SO₄^2-、Br^-、HCO₃^-等離子．含SO₂的煙氣可利用海水脫硫，其工藝流程如圖1所示：

①向曝氣池中通入空氣的目的是

 

②通入空氣后曝氣池中海水與天然海水相比，濃度沒有明顯變化的離子是

 

．
a．Cl^-    b．SO₄^2-    c．HCO₃^-
（2）用NaOH溶液吸收煙氣中的SO₂，將所得的Na₂SO₃溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時(shí)得到H₂SO₄，其原理如圖2所示．（電極材料為石墨）

①圖中b極要連接電的（填“正”或“負(fù)”）

 

極，C口流出的物質(zhì)是

 

．
②SO₃^2-放電的電極反應(yīng)式為

 

③電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強(qiáng)，用平衡移動(dòng)原理解釋原因

 

．
II．我國的能消費(fèi)結(jié)構(gòu)以燃煤為主，將煤氣化可減少環(huán)境污染，但煤氣化過程中能產(chǎn)生有害氣體H₂S，用足量的Na₂CO₃溶液可吸收，該反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（已知：H₂S  K_al=9.1×10^-8；K_a2=1.1×10^-12；H₂CO₃  K_al=4.30×10^-7；K_a2=5.61×10^-11）

Answer 1

考點(diǎn)：常見的生活環(huán)境的污染及治理,氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目計(jì)算,電解原理

專題：

分析：（1）①含SO₂的煙氣可利用海水脫硫，向曝氣池中通入空氣的目的是把H₂SO₃、HSO₃^-等氧化為SO₄^2-；
②由上一問可知硫酸根濃度肯定增大，天然海水呈弱堿性，通入空氣后曝氣池中的海水會(huì)生成酸性物質(zhì)會(huì)消耗HCO₃^-，HCO₃^-會(huì)減少；
（2）①根據(jù)電解池中陰陽離子的移動(dòng)方向：陽離子移向陰極可以判斷①圖中a極要連接電源的負(fù)極，SO₃^2-在陽極失去電子變成SO₄^2-，所以C口流出的物質(zhì)是H₂SO₄；
②SO₃^2-失去電子被氧化成SO₄^2-；
③在陰極H⁺放電生成H₂，c（H⁺）減小，水的電離平衡H₂O?H⁺+OH^-正向移動(dòng)，所以堿性增強(qiáng)；
（3）根據(jù)碳酸和氫硫酸的兩步電離平衡常數(shù)進(jìn)行比較氫硫酸與碳酸、碳酸氫根離子離子酸性大小，從而得出反應(yīng)產(chǎn)物，寫出反應(yīng)的離子方程式．

解答： 解：（1）①含SO₂的煙氣可利用海水脫硫，向曝氣池中通入空氣的目的是把H₂SO₃、HSO₃^-等氧化為SO₄^2-，故答案為：將H₂SO₃、HSO₃^-等氧化為SO₄^2-；
②由上一問可知硫酸根濃度肯定增大，天然海水呈弱堿性，通入空氣后曝氣池中的海水會(huì)生成酸性物質(zhì)會(huì)消耗HCO₃^-，HCO₃^-會(huì)減少，故答案為：a；
（3）①根據(jù)電解池中陰陽離子的移動(dòng)方向：陽離子移向陰極可以判斷①圖中a極要連接電源的負(fù)極，SO₃^2-在陽極失去電子變成SO₄^2-，所以C口流出的物質(zhì)是H₂SO₄，
故答案為：負(fù)；硫酸；
②SO₃^2-失去電子被氧化成SO₄^2-，電極反應(yīng)式為：SO₃^2--2e^-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺，故答案為：SO₃^2--2e^-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺；
③在陰極H⁺放電生成H₂，c（H⁺）減小，水的電離平衡H₂O?H⁺+OH^-正向移動(dòng)，所以堿性增強(qiáng)，
故答案為：H₂O?H⁺+OH^-，在陰極H⁺放電生成H₂，c（H⁺）減小，水的電離平衡正向移動(dòng)，堿性增強(qiáng)；
（3）由于K_a2=5.61×10^-11＜K_a1=9.1×10^-8＜K_a1=4.30×10^-7、K_a2=5.61×10^-11＞K_a2=1.1×10^-12，所以氫硫酸能夠與碳酸鈉溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉和硫氫化鈉，反應(yīng)的離子方程式為：CO₃^2-+H₂S=HCO₃^-+HS^-，
故答案為：CO₃^2-+H₂S=HCO₃^-+HS^-．

點(diǎn)評：本題是一道化學(xué)與技術(shù)題目，仔細(xì)分析生產(chǎn)工藝流程，可以看到都是小知識(shí)點(diǎn)：電解池陰極陽極的判斷，電極反應(yīng)式、化學(xué)方程式的書寫，氧化還原反應(yīng)，注意知識(shí)的靈活運(yùn)用．