Question

（15分）（化學與技術）某硫酸廠以含有SO2的尾氣、氨氣等為原料，合成有重要應用價值的硫化鈣、硫酸鉀、亞硫酸銨等物質。合成路線如下：

（1）寫出反應Ⅲ的化學方程式： 。

（2）下列有關說法正確的是 （填字母）

A．反應Ⅰ中需鼓入足量空氣，以保證二氧化硫充分氧化生成硫酸鈣

B．反應Ⅱ和反應Ⅲ的基本反應類型相同

C．反應Ⅳ需控制在60---70，目的之一是減少碳酸氫銨的分解

D．反應Ⅴ中的副產(chǎn)物氯化銨可用作氮肥

（3）（NH4）2SO3可用于電廠等煙道氣中脫氮，將氮氧化物轉化為氮氣，同時生成一種氮肥，形成共生系統(tǒng)。寫出二氧化氮與亞硫酸銨反應的化學方程式： 。

（4）很多硫酸廠為回收利用SO2，直接用氨水吸收法處理尾氣。

① 用15.0 mL 2.0 mol/L氨水吸收標準狀況下448 mL SO2，吸收液中的溶質為

。

② 某同學用酸性KMnO4溶液滴定上述吸收液，當達到滴定終點時，消耗KMnO4溶液25.00 mL，則酸性KMnO4，溶液中c(KMnO4) = 。

（5）氨氣用途廣泛，可以直接用于燃料電池，下圖是用氨水作原料的燃料電池的工作原理。

氨氣燃料電池的電解質溶液最好選擇 （填“酸性”、“堿性”或“中性”）溶液，氨氣燃料電池的反應是氨氣與氧氣生成一種常見的無毒氣體和水，該電池總反應的化學方程式是 ，負極的電極反應式是

。

 

Answer 1

（1）CaSO4+4CCaS+4CO↑;

（2）ACD；

（3）4（NH4）2SO3+2NO2=4（NH4）2SO4+N2;

（4）①（NH4）2SO3，（NH4）HSO3；

②0.32mol/L

（5）堿性；4NH3+3O2=2N2+6H2O；2 NH3-6e-+6OH-=N2+6 H2O.

【解析】

試題分析：（1）由流程圖可知反應III是硫酸鈣與焦炭在高溫條件下反應生成CaS和CO，化學方程式為CaSO4+4CCaS+4CO↑;

(2)A、反應I中鼓入足量的空氣目的就是使二氧化硫充分被氧化為硫酸鈣，正確；B、反應II是二氧化硫與氨水的化合反應，而反應III不屬于基本反應類型，二者的基本反應類型不同，錯誤；C、反應Ⅳ需控制在60～70℃，防止碳酸氫銨在溫度過高時分解得不到需要的目標產(chǎn)物，正確；D、反應V的產(chǎn)物之一是氯化銨，含有N元素，可用作氮肥，正確，答案選ACD；

（3）二氧化氮與亞硫酸銨反應，二氧化氮具有強氧化性能氧化亞硫酸銨反應，生成硫酸銨，本身被還原為氮氣，由原子守恒可知化學方程式為4（NH4）2SO3+2NO2=4（NH4）2SO4+N2;

（4）①標準狀況下448 mL SO2的物質的量是0.02mol，氨氣的物質的量是0.015L×2.0mol/L=0.03mol，二氧化硫與氨氣的物質的量之比1/2<2/3<1，所以吸收液中的溶質既有（NH4）2SO3，也有（NH4）HSO3；

②用KMnO4溶液去滴定吸收液，實質是高錳酸鉀與二氧化硫反應，根據(jù)得失電子守恒，0.02mol二氧化硫失去電子的物質的量是0.02mol×2=0.04mol，高錳酸鉀中Mn元素化合價降低為+2價，則0.025L×5×c=0.04，所以高錳酸鉀的濃度c=0.32mol/L；

（5）氨氣燃料電池中的電解質溶液最好選擇堿性溶液，因為該反應的實質是氨氣與氧氣反應，所以盡量減少氨氣在溶液中的溶解度，氨氣溶于水顯堿性，所以氨氣在堿性溶液中的溶解度最小，所以選擇堿性溶液；氨氣與氧氣生成一種常見的無毒氣體和水，則無毒氣體是氮氣，所以總反應的方程式為4NH3+3O2=2N2+6H2O，負極發(fā)生氧化反應，從總反應方程式中可看出，N元素的化合價升高，所以氨氣發(fā)生氧化反應，結合電解質溶液，則負極的反應式為2 NH3-6e-+6OH-=N2+6 H2O.

考點：考查對反應流程的分析，二氧化硫的化學性質，氧化還原反應的計算，原電池反應原理的應用