题目

题型：不详难度：来源：

（16分）火力发电在我国的能源利用中占较大比重，但是排放出的SO₂会造成一系列环境和生态问题，直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境。
（1）用化学方程式表示SO₂形成硫酸型酸雨的反应：                             。
（2）工业上用Na₂SO₃溶液吸收烟气中的SO₂。将烟气通入1.0 mol·L^-1的Na₂SO₃溶液，溶液pH不断减小。当溶液pH约为6时，吸收SO₂的能力显著下降，应更换吸收剂。
① 此时溶液中c(SO₃^2–)的浓度是0.2 mol·L^-1，则溶液中c(HSO₃^–)是_______mol•L^-1。
② 向pH约为6的吸收剂中通入足量的O₂，可将其中的NaHSO₃转化为两种物质，反应的化学方程式是                                       。
③ 某研究小组为探究提高含硫烟气中SO₂的
吸收效率的措施，模拟实验吸收含硫烟气，实验结果如图所示。则：                                                               ，
有利于提高SO₂的吸收效率。

（3）工厂仓库存放的Na₂SO₃药品已部分被空气
氧化，该化学小组想用已知浓度的酸性KMnO₄
溶液来确定其含量，具体步骤如下：
步骤i　称取样品1.000 g。
步骤ii　将样品溶解后，完全转移到250 mL容量瓶中，定容，充分摇匀。
步骤iii　移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中，用0.01000 mol·L^－1 KMnO₄标准溶液滴定至终点。
按上述操作方法再重复2次。
① 写出步骤iii所发生反应的离子方程式___________________________________；
② 在配制0.01000 mol·L^－1 KMnO₄溶液时若仰视定容，则最终测得药品中Na₂SO₃的含量________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③ 某同学设计用下列仪器进行滴定实验(夹持部分略去)，最合理的组合是_     (填字母)。
  
A               B               C                 D            E
④ 滴定结果如下表所示：

滴定次数	待测溶液 的体积/mL	标准溶液的体积
		滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	25.00	1.02	21.03
2	25.00	2.00	21.99
3	25.00	2.20	20.20

则该药品中Na₂SO₃的质量分数为_________。

答案

（16分）
（1）SO₂＋H₂OH₂SO₃；2H₂SO₃＋O₂＝2H₂SO₄            （2分）
（或2SO₂＋O₂ 2SO₃；SO₃＋H₂O＝H₂SO₄  或2SO₂＋O₂＋2H₂O＝2H₂SO₄）
（2）① 1.6                                             （2分）
② 2NaHSO₃＋O₂＝Na₂SO₄＋H₂SO₄                    （2分）
③ 降低含硫烟气的温度（或减小含硫烟气的流速）      （2分）
（3）① 2MnO＋5SO＋6H^＋＝2Mn^2＋＋5SO＋3H₂O　      （2分）
② 偏大　 （2分）    ③ AC （2分，漏选得1分，错选0分）
④ 63.00% 或63.0% （2分，写“63%”得1分）

解析

试题分析：（1）二氧化硫溶于水生成亚硫酸，亚硫酸与空气中的氧气反应生成硫酸，该过程的化学方程式为SO₂＋H₂OH₂SO₃；2H₂SO₃＋O₂＝2H₂SO₄ 
（2）①根据电荷守恒，可得c(H^＋)+ c(Na⁺)= c(OH^－)+2 c(SO₃^2–)+c(HSO₃^–)，所以c(HSO₃^–)= c(H^＋)+ c(Na⁺)- c(OH^－)-2 c(SO₃^2–)=（1.0+10^-6-10^-8-2×0.2）mol·L^-1，所以c(HSO₃^–)近似为1.6mol/L；
②由①可知NaHSO₃的溶液呈酸性，与氧气反应后生成的2种物质应是硫酸钠与硫酸，化学方程式为2NaHSO₃＋O₂＝Na₂SO₄＋H₂SO₄；
③由图可知，二氧化硫的吸收率随温度升高而降低，①曲线的二氧化硫的吸收率最高，烟气的流速最小，所以提高SO₂的吸收效率可以降低含硫烟气的温度（或减小含硫烟气的流速）；
（3）①高锰酸钾溶液与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成硫酸钠、硫酸锰、水，所以步骤iii所发生反应的离子方程式2MnO＋5SO＋6H^＋＝2Mn^2＋＋5SO＋3H₂O；
②配制高锰酸钾溶液时仰视定容，则所配溶液的浓度偏低，滴定时消耗高锰酸钾溶液的体积就偏大，造成最终测得药品中Na₂SO₃的含量偏大；
③根据实验步骤可知，样品溶液放在锥形瓶中，滴定溶液放在滴定管内，高锰酸钾具有强氧化性，所以应使用酸式滴定管，因此最合理的组合是AC；
④由表中数据可知3次使用高锰酸钾溶液的体积分别是20.01mL、19.99mL、18.00mL，第三组数据与前两组差距较大，舍去，用前两组的平均值计算，平均值是20.00mL。根据2MnO～5SO，得样品中亚硫酸钠的质量为0.02L×0.01000 mol·L^－1×2.5×10×126g/mol=0.63g，所以样品中亚硫酸钠的质量分数是0.63g/1.0000g×100%=63.00%。