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-的物質的量分數隨pH的分布如圖-1所示。

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

(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，SO2吸收率、溶液pH均經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，主要產物是____________(填化學式)；SO2吸收率迅速降低階段，主要反應的離子方程式為_______________。

(3)O2催化氧化。其他條件相同時，調節吸收SO2得到溶液的pH在4.5~6.5范圍內，pH越低SO生成速率越大，其主要原因是__________；隨著氧化的進行，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，反應生成亞硫酸銨，結合圖像分析pH=6時溶液中濃度最大的陰離子；通過分析ZnO吸收SO2后產物的溶解性判斷吸收率變化的原因；通過分析與氧氣反應的生成物，分析溶液pH的變化情況。

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

(2)反應開始時，懸濁液中的ZnO大量吸收SO2，生成微溶于水的ZnSO3，此時溶液pH幾乎不變；一旦ZnO完全反應生成ZnSO3后，ZnSO3繼續吸收SO2生成易溶于水的Zn(HSO3)2，此時溶液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)可以經氧氣氧化生成，這一過程中需要調節溶液pH在4.5~6.5的范圍內，pH越低，溶液中的的濃度越大，使得催化氧化過程中反應速率越快；隨著反應的不斷進行，大量的反應生成，反應的離子方程式為2+O2=2+2H+，隨著反應的不斷進行，有大量的氫離子生成，導致氫離子濃度增大，溶液pH減小。