Question

【題目】硫酸工業尾氣中的SOj是常見的大氣污染物，可通過以下幾種方式變廢為寶：

(1)電化學處理法:硫酸工業尾氣中的SO2經分離后，可用于制備硫酸，同時獲得電能，裝置如圖所示（電極均為惰性材料）寫出N極發生的電極反應式________________________；溶液中的陽離子向______極(M或N)移動，標準狀況下，當有22.4LSO2參加反應時，溶液中有________mol陽離子向該極移動。

（2）鈉堿循環法：用Na2SO3溶液作為吸收液來吸收SO2，尾氣通入1mol/L的Na2SO3溶液中，①當溶液的PH約為6時，Na2SO3溶液吸收SO2的能力顯著下降，此時溶液中c (SO32-)的濃度是0.2mol/L，則此時溶液中離子濃度由大到小的順序為_______________。

②當溶液的PH降至約為6時，需送至電解槽再生，再生示意圖如下：

HSO3-在陽極放電的電極反應式是______________________________。

當陰極室中溶液pH升至8以上時，吸收液再生并循環利用。簡述再生原理：___________。

Answer 1

【答案】 O2+4H++4e- ==2H2O N 2 c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(SO32-)＞c(H+)＞c(OH-) HSO3-+H2O-2e- ==SO42-+3H+ 或SO32-+H2O-2e- ==SO42-+2H+ H+在陰極得電子生成H2，溶液中C(H+)降低，促使HSO3-電離生成SO32-，且Na+進入陰極室，使吸收液再生

【解析】(1)N電極通入氧氣，是原電池的正極，電解質溶液顯酸性，則N極發生的電極反應式為O2+4H++4e-==2H2O；溶液中的陽離子向正極，即向N極(M或N)移動；標準狀況下，當有22.4LSO2即1mol二氧化硫參加反應時轉移2mol電子，根據電荷守恒可知溶液中有2mol陽離子向該極移動。（2）①當溶液的pH約為6時，Na2SO3溶液吸收SO2的能力顯著下降，說明大部分轉化為亞硫酸氫鈉，此時溶液中c (SO32-)的濃度是0.2mol/L，則此時溶液中離子濃度由大到小的順序為c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(SO32-)＞c(H+)＞c(OH－)。②HSO3-在陽極發生失去電子的氧化反應，則放電的電極反應式是HSO3-+H2O-2e-==SO42-+3H+。由于H+在陰極得電子生成H2，溶液中c(H+)降低，促使HSO3-電離生成SO32-，且Na+進入陰極室，從而使吸收液再生。