拉分题6 工业脱硫（含解析）高一化学苏教版（2019）必修1 复习教案
文档属性
| 名称 | 拉分题6 工业脱硫（含解析）高一化学苏教版（2019）必修1 复习教案 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-08-15 10:34:37 | ||
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文档简介
eq \o(\s\up7(拉分点1 脱硫原理),\s\do5())
得分策略
1. 熟悉SO2的性质。SO2为酸性氧化物，易溶于水和碱性溶液；SO2中硫元素为＋4价，可以升高至＋6价，也可以降低至0价或其他价态，所以既具有氧化性又具有还原性，但以还原性为主。正因为具有强还原性和易溶于水的性质，所以脱硫比较容易，但也经常在此设问出题。
2. 明确采用的脱硫方式和目的。若用碱性溶液吸收，利用其酸性氧化物性质；若要循环使用其产物有正盐和酸式盐之分；若要除去或得到硫酸盐则进一步氧化；若加入还原剂则考虑被还原为硫单质而除去。
(1) 酸雨的理解
正常雨水的pH＝5.6(CO2溶于水的缘故)，因此酸雨(pH＜5.6)不是CO2溶于水形成的。
(2) 消除SO2对环境污染的“三方法”
【方法一】石灰石石膏法
工艺原理：将石灰石粉末加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔，与烟气充分接触混合并氧化，最终生成石膏(CaSO4·2H2O)。其化学方程式为CaCO3＋SO2===CaSO3＋CO2，2CaSO3＋O2===2CaSO4，总反应方程式为2CaCO3＋2SO2＋O2===2CaSO4＋2CO2。
【方法二】氨脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触从而吸收SO2，其反应的化学方程式为NH3＋SO2(过量)＋H2O===NH4HSO3，2NH3＋SO2(少量)＋H2O===(NH4)2SO3、O2＋2(NH4)2SO3===2(NH4)2SO4。
【方法三】钠、碱脱硫法
钠、碱脱硫法是用NaOH或Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O或Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。
常用氨水将燃煤烟气中SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4。
(1) 氨水吸收燃煤烟气中足量SO2的化学反应为NH3·H2O＋SO2===NH4HSO3。
(2) 室温下，能提高一定流速的燃煤烟气中SO2去除率的措施有增大氨水浓度、使燃煤烟气与氨水充分接触。
(3) 采用本方法脱硫，并不需要预先除去燃煤烟气中大量的CO2，原因是HCO＋SO2===HSO＋CO2_(用离子方程式表示)。
(4) 该脱硫的总反应化学方程式为4NH3·H2O＋2SO2＋O2===2(NH4)2SO4＋2H2O。
eq \o(\s\up7(拉分点2 脱硫率变化的因果分析),\s\do5())
得分策略 脱硫率的变化主要由温度、浓度等外界因素对反应速率影响所致。对于一个反应，温度越高、反应物浓度越大、使用催化剂，反应速率越快，脱硫率越高；若出现相反的结果，则考虑变化的因素影响了其他条件因素，从而导致反应速率下降，脱硫率降低。
吸收工厂烟气中的SO2，能有效减少SO2对空气的污染。
氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化，可得到硫酸盐。
已知：室温下，ZnSO3微溶于水，Zn(HSO3)2易溶于水；溶液中H2SO3、HSO、SO的物质的量分数随pH的分布如图所示。
(1) 氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2，主要反应的离子方程式为2NH3·H2O＋SO2===2NH＋SO＋H2O；当通入SO2至溶液pH＝6时，溶液中浓度最大 图1
的阴离子是HSO(填化学式)。
(2) ZnO水悬浊液吸收SO2。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2，在开始吸收的40 min内，SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(见图2)。溶液pH几乎不变阶段，主要产物是ZnSO3(填化学式)；SO2吸收率迅速降低阶段，主要反应的离子方程式为ZnSO3＋SO2＋H2O===Zn2+＋2HSO或ZnO＋2SO2＋H2O 图2
===Zn2+＋2HSO。
(3) O2催化氧化。其他条件相同时，调节吸收SO2得到溶液的pH在4.5～6.5范围内，pH越低SO生成速率越大，其主要原因是随着pH降低，HSO浓度增大；随着氧化的进行，溶液的pH将_减小(填“增大”“减小”或“不变”)。
【深度剖析】(1) 向氨水中通入SO2，少量SO2生成亚硫酸铵、足量生成亚硫酸氢铵；根据图1，当pH＝6时，溶液中不含有亚硫酸，仅含有HSO和SO，根据微粒物质的量分数曲线可以看出溶液中浓度最大的阴离子是HSO。(2) 反应开始时，悬浊液中的ZnO大量吸收SO2，生成微溶于水的ZnSO3，此时溶液pH几乎不变；当ZnO完全生成ZnSO3后，ZnSO3继续吸收SO2生成易溶于水的Zn(HSO3)2，此时溶液pH逐渐变小，SO2的吸收率逐渐降低。(3) HSO可以经氧气氧化生成SO，这一过程中需要调节溶液pH在4.5～6.5的范围内，pH越低，溶液中的HSO浓度越大，使得催化氧化过程中反应速率越快。该过程反应的离子方程式为2HSO＋O2===2SO＋2H＋，随着反应的不断进行，有大量的氢离子生成，导致H＋浓度增大，溶液pH减小。
1 能减缓酸雨产生的有效措施是( )
①少用煤炭作燃料 ②把工厂的烟囱建高 ③化石燃料脱硫 ④在已经酸化的土壤中加石灰 ⑤利用新能源
A. ①②③⑤ B. ①③⑤
C. ②③④ D. ③④⑤
2 如图所示是一种综合处理SO2废气的工艺流程，若每步都完全反应。下列说法正确的是( )
A. 溶液B中发生的反应为2SO2＋O2===2SO3
B. 可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3+
C. 由以上流程可推知氧化性：O2＞SO＞Fe3+
D. 该工艺的优点之一是物质能循环利用
3 处理废气的装置示意图如图所示，下列说法错误的是( )
A. 使用此装置可以减少形成酸雨的气体的排放
B. 该装置内既发生了化合反应，也发生了分解反应
C. 总反应可表示为2SO2＋2CaCO3＋O2===2CaSO4＋2CO2
D. 若排放的气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该气体中含有SO2
4 [2024镇江期末]工业上用生物法处理H2S的原理如下：
反应1：H2S＋Fe2(SO4)3===S↓＋2FeSO4＋H2SO4
反应2：4Fe2SO4＋2H2SO4＋O22Fe2(SO4)3＋2H2O
以硫杆菌作催化剂时，反应温度及溶液pH对Fe2+氧化速率的影响分别如图1、图2所示，下列说法不正确的是( )
图1 图2
A. 上述总反应方程式为2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，Fe2(SO4)3是该反应的催化剂
B. 当反应温度过高时，Fe2+氧化速率下降的原因可能是硫杆菌失去活性
C. 由图1、图2可得出结论：使用硫杆菌作催化剂的最佳条件为30 ℃、pH＝2.0
D. 当反应1中转移0.1 mol电子时，反应1中消耗的H2S在标准状况下的体积为2.24 L
5 [2024连云港期末]下表列出了五种燃煤烟气脱硫的方法。
方法Ⅰ 用Na2SO3溶液吸收SO2
方法Ⅱ 用生物质热解气(主要成分为CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成S
方法Ⅲ 用H2O2溶液吸收SO2
方法Ⅳ 用NaClO碱性溶液吸收SO2
方法Ⅴ 石灰-石膏法吸收SO2
(1) 方法Ⅰ中吸收SO2后的溶液通过________(填字母)可使吸收液再生。
a. 加热
b. 加入适量NaOH
c. 通入O2
(2) 方法Ⅱ中CO还原SO2反应的化学方程式为______________________。
(3) 方法Ⅲ在脱硫塔中进行，在脱硫的同时可得到产品硫酸。由于H2O2对热不稳定，且硫酸浓度过大也会导致其分解产生O2，需定时向脱硫塔中补充_______。
(4) 方法Ⅳ按如图所示方式，将含有SO2烟气和NaClO碱性溶液通入反应釜。
①该反应中的离子方程式为____________________________________。
②反应釜中采用“气液逆流”接触吸收法的优点是______________________。
(5) 工业上方法Ⅴ的转化流程如下：
①氧化塔内发生反应的化学方程式为__________________________________。
②若用NaOH溶液代替Ca(OH)2悬浊液，增加了生产成本，但可以防止______
___________________。
6 [2024扬州期末]自然界中含硫物质不断发生转化和转移，形成了硫元素的循环。利用这些转化可以制备重要的化工产品，过程中产生的H2S、SO2等会污染环境，需要加以治理。
(1) 火山喷发是硫元素在自然界中转化的一种途径，反应过程如图所示。
H2S的结构式为________。1 mol FeS2与O2和Ca(OH)2溶液反应转化为CaSO4·2H2O和Fe2O3，理论上转移电子的物质的量为________mol。
(2) 工业上利用SO2SO3H2SO4的转化制备硫酸，其模拟实验的部分装置如图所示。
①装置Ⅰ的作用是__________________________________________________
___________________________________________________________(写出两点)。
②装置Ⅲ用于吸收SO3制备硫酸，适宜的吸收剂是________(填字母)。
A. NaOH溶液 B. 水 C. 98.3%浓硫酸
③装置Ⅱ中待反应进行后撤走酒精灯，无需持续加热，原因是______________。若用O2、水在催化剂存在时吸收尾气中的SO2，吸收完成后，随着氧化的进行，溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3) Fe2O3可用作脱除H2S气体的脱硫剂。Fe2O3脱硫和Fe2O3再生的反应机理如图所示。
写出“脱硫”时发生反应的化学方程式：_______________________________。
(4) Fe2O3“再生”是在600 ℃时，用一定浓度的O2与FeS反应实现(如上图所示)。温度略低于400 ℃时，“再生”所得固体质量增加，原因是______________
_________。
7 酸雨被人们称为“天堂的眼泪”或“空中死神”，具有很大破坏力。目前，我国酸雨的主要分布地区是长江以南的四川盆地、贵州、湖南、江西以及沿海的福建、广东等地，占我国国土面积的30%以上。
被酸雨危害的树林 酸雨监测站
现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：
测试时间/h 0 1 2 3 4
雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55
分析数据，回答下列问题。
(1) ①雨水样品的pH变化的原因是什么？
②如何用实验验证①中变化的原因？
③如果将刚取样的上述雨水和残留消毒剂的自来水混合，pH将如何变化？原因是什么？
(2) 减少酸雨产生的途径有哪些？
8 以锌灰(含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2)和Fe2(SO4)3为原料制备的ZnFe2O4脱硫剂，可用于脱除煤气中的H2S。脱硫剂的制备、硫化、再生过程可表示为
(1) “除杂”包括加足量锌粉、过滤加H2O2氧化等步骤。除Pb2+和Cu2+外，与锌粉反应的离子还有________(填化学式)。
(2) 400 ℃时，将一定比例H2、CO、CO2和H2S的混合气体以一定流速通过装有ZnFe2O4脱硫剂的硫化反应器。
①硫化过程中ZnFe2O4与H2、H2S反应生成ZnS和FeS，其化学方程式为__________________________________________。
②硫化一段时间后，出口处检测到COS。研究表明ZnS参与了H2S与CO2生成COS的反应，反应前后ZnS的质量不变，该反应过程反应为__________________、ZnO＋H2S===ZnS＋H2O。
(3) 将硫化后的固体在N2∶O2＝95∶5(体积比)的混合气体中加热再生，固体质量随温度变化的曲线如图所示。在280～400 ℃范围内，固体质量增加的主要原因是__________________________________。
【巩固强化】
1 B ①少用煤炭作燃料可以减少SO2的产生，可以减缓酸雨产生；②把工厂烟囱建高，不能减少SO2、氮氧化物的产生，即不能减缓酸雨产生；③化石燃料脱硫后可以减少SO2的产生，可以减缓酸雨产生；④在已经酸化的土壤中加石灰，可以改良土壤，但不能减缓酸雨产生；⑤开发太阳能、风能等新能源可以减少化石燃料的使用，从而可以减缓酸雨产生。
2 D 酸性Fe2(SO4)3溶液能吸收SO2，反应的离子方程式为2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO＋4H＋，溶液B中通入空气发生反应4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O，则氧化性O2＞Fe3+＞SO，A、C错误；溶液C中是否含有Fe3+，可用KSCN溶液检验，B错误；Fe2(SO4)3可循环利用，D正确。
3 D SO2是形成酸雨的主要物质，经过该装置处理后能减少SO2的排放，A正确；碳酸钙受热生成CaO和CO2的反应属于分解反应，SO2与CaO反应生成CaSO3是化合反应，B正确；能使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是SO2，也有可能是CO2，D错误。
4 D 根据反应1和2可得，上述总反应方程式为2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，Fe2(SO4)3是该反应的催化剂，A正确；温度过高，能使蛋白质变性，催化剂的活性降低，因此当反应温度过高时，Fe2+氧化速率下降的原因可能是硫杆菌失去活性，B正确；根据图像可知，催化剂活性最大的最佳条件是30 ℃，pH＝2.0左右，C正确；反应1中，消耗1 mol H2S，转移电子物质的量为2 mol，因此转移0.1 mol电子时，消耗H2S在标准状况下体积为1.12 L，D错误。
5 (1) a、b (2) 2CO＋SO2S＋2CO2 (3) 冷水(或水) (4) ①ClO－＋SO2＋2OH－===Cl－＋SO＋H2O ②让烟气和吸收液充分接触，提高SO2的吸收效率 (5) ①2CaSO3＋O2＋4H2O===2CaSO4·2H2O ②亚硫酸钙在输送中容易造成管道堵塞
【解析】(1) 用Na2SO3溶液吸收SO2转化为亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠受热易分解生成二氧化硫和Na2SO3，且亚硫酸氢钠和氢氧化钠反应转化为亚硫酸钠，故通过加热或加入适量NaOH，可使其吸收液再生。(3) 过氧化氢氧化二氧化硫生成硫酸，反应为SO2＋H2O2===H2SO4，由于H2O2对热不稳定，且硫酸浓度过大也会导致其分解产生O2，需定时向脱硫塔中补充(冷)水，以降温和稀释生成的硫酸。(5) ②反应中生成的亚硫酸钙溶解度较小，在输送中容易造成管道堵塞，故用NaOH溶液代替Ca(OH)2悬浊液，增加了生产成本，但可以防止亚硫酸钙在输送中造成管道堵塞。
6 (1) ① ②15
(2) ①干燥气体、使气体充分混合、可通过观察气泡产生速率来控制气体流速或混合比例 ②C ③反应放出大量的热 减小
(3) 3H2S＋Fe2O3===2FeS＋S＋3H2O (4) 部分FeS被氧化为硫酸盐
【解析】(1) 1 mol FeS2与O2和Ca(OH)2溶液反应转化为CaSO4·2H2O和Fe2O3, 1 mol FeS2含有1 mol Fe、2 mol S。该反应中1 mol Fe化合价从＋2价升高到＋3价，失去1 mol电子；2 mol S化合价从－1价升高到＋6价，失去14 mol电子。1 mol FeS2参加反应共失去15 mol电子，理论上转移电子的物质的量为15 mol。(2) ①装置Ⅰ中将SO2和O2通入浓硫酸中，浓硫酸可干燥气体、使气体充分混合、可通过观察气泡产生速率来控制气体流速或混合比例。②装置Ⅲ中吸收SO3制备硫酸。SO3不能用水进行吸收，否则将形成大量酸雾，应采用98.3%硫酸作吸收剂。③SO2和O2生成SO3的反应为放热反应，所以装置Ⅱ中待反应进行后撤走酒精灯，无需持续加热。用水在催化剂存在时吸收尾气中的SO2，发生反应SO2＋H2O H2SO3，吸收完成后，随着氧化的进行2H2SO3＋O2===2H2SO4，溶液的pH将减小。(3) 分析机理图可知脱硫时，部分Fe2O3转化成FeS，H2S被氧化成S。(4) 400 ℃条件下，O2将FeS中的S元素氧化成＋6价，脱硫剂中除Fe、O元素外，引入了S元素，即O2将FeS氧化生成硫酸盐，“再生”所得固体质量增加。
7 (1) ①酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中的氧气氧化：SO2＋H2O H2SO3，2H2SO3＋O2===2H2SO4。
②可以通过检验不同时间的雨水中SO的浓度大小确定反应2H2SO3＋O2===2H2SO4的发生。分别取2 mL 0 h和2 mL 3 h的雨水于试管中，加入等量盐酸酸化，再加入等量且足量的BaCl2溶液，盛有3 h的雨水的试管中溶液更浑浊，说明其SO浓度大，从而验证了2H2SO3＋O2===2H2SO4的发生。③雨水和自来水混合，应考虑H2SO3与HClO(或Cl2)的反应：H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl(或SO2＋2H2O＋Cl2===H2SO4＋2HCl)。因此雨水与自来水混合后溶液pH将变小。
(2) 减少酸雨产生的关键在于减少SO2的排放，一种途径是将煤转化为清洁能源(如煤的气化和液化)，燃料脱硫、固硫等；另一种途径是开发不含硫的新能源(如氢能、核能等)。
8 (1) Fe3+、H＋ (2) ①ZnFe2O4＋3H2S＋H2ZnS＋2FeS＋4H2O ②ZnS＋CO2===ZnO＋COS (3) ZnS和FeS部分被氧化为硫酸盐
【解析】(1) “除杂”加足量锌粉，硫酸铜、硫酸铁、硫酸都能与锌反应，除Pb2+和Cu2+外，则与锌粉反应的离子还有Fe3+、H＋。(2) ①硫化过程中ZnFe2O4与H2、H2S反应生成ZnS和FeS，铁元素化合价由＋3价降低为＋2价、氢气中氢元素化合价由0价升高为＋1价，根据得失电子守恒，其化学方程式为ZnFe2O4＋3H2S＋H2ZnS＋2FeS＋4H2O。②硫化一段时间后，出口处检测到COS。研究表明ZnS参与了H2S与CO2生成COS的反应，反应前后ZnS的质量不变，应为催化剂，该反应为催化反应，过程可描述为ZnS＋CO2===ZnO＋COS，ZnO＋H2S===ZnS＋H2O。(3) 在灼烧过程中固体质量增加，则应该有混合气体中成分参加反应，因含有的－2价硫有还原性，故可能被氧气氧化为硫酸盐。
得分策略
1. 熟悉SO2的性质。SO2为酸性氧化物，易溶于水和碱性溶液；SO2中硫元素为＋4价，可以升高至＋6价，也可以降低至0价或其他价态，所以既具有氧化性又具有还原性，但以还原性为主。正因为具有强还原性和易溶于水的性质，所以脱硫比较容易，但也经常在此设问出题。
2. 明确采用的脱硫方式和目的。若用碱性溶液吸收，利用其酸性氧化物性质；若要循环使用其产物有正盐和酸式盐之分；若要除去或得到硫酸盐则进一步氧化；若加入还原剂则考虑被还原为硫单质而除去。
(1) 酸雨的理解
正常雨水的pH＝5.6(CO2溶于水的缘故)，因此酸雨(pH＜5.6)不是CO2溶于水形成的。
(2) 消除SO2对环境污染的“三方法”
【方法一】石灰石石膏法
工艺原理：将石灰石粉末加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔，与烟气充分接触混合并氧化，最终生成石膏(CaSO4·2H2O)。其化学方程式为CaCO3＋SO2===CaSO3＋CO2，2CaSO3＋O2===2CaSO4，总反应方程式为2CaCO3＋2SO2＋O2===2CaSO4＋2CO2。
【方法二】氨脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触从而吸收SO2，其反应的化学方程式为NH3＋SO2(过量)＋H2O===NH4HSO3，2NH3＋SO2(少量)＋H2O===(NH4)2SO3、O2＋2(NH4)2SO3===2(NH4)2SO4。
【方法三】钠、碱脱硫法
钠、碱脱硫法是用NaOH或Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O或Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。
常用氨水将燃煤烟气中SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4。
(1) 氨水吸收燃煤烟气中足量SO2的化学反应为NH3·H2O＋SO2===NH4HSO3。
(2) 室温下，能提高一定流速的燃煤烟气中SO2去除率的措施有增大氨水浓度、使燃煤烟气与氨水充分接触。
(3) 采用本方法脱硫，并不需要预先除去燃煤烟气中大量的CO2，原因是HCO＋SO2===HSO＋CO2_(用离子方程式表示)。
(4) 该脱硫的总反应化学方程式为4NH3·H2O＋2SO2＋O2===2(NH4)2SO4＋2H2O。
eq \o(\s\up7(拉分点2 脱硫率变化的因果分析),\s\do5())
得分策略 脱硫率的变化主要由温度、浓度等外界因素对反应速率影响所致。对于一个反应，温度越高、反应物浓度越大、使用催化剂，反应速率越快，脱硫率越高；若出现相反的结果，则考虑变化的因素影响了其他条件因素，从而导致反应速率下降，脱硫率降低。
吸收工厂烟气中的SO2，能有效减少SO2对空气的污染。
氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化，可得到硫酸盐。
已知：室温下，ZnSO3微溶于水，Zn(HSO3)2易溶于水；溶液中H2SO3、HSO、SO的物质的量分数随pH的分布如图所示。
(1) 氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2，主要反应的离子方程式为2NH3·H2O＋SO2===2NH＋SO＋H2O；当通入SO2至溶液pH＝6时，溶液中浓度最大 图1
的阴离子是HSO(填化学式)。
(2) ZnO水悬浊液吸收SO2。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2，在开始吸收的40 min内，SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(见图2)。溶液pH几乎不变阶段，主要产物是ZnSO3(填化学式)；SO2吸收率迅速降低阶段，主要反应的离子方程式为ZnSO3＋SO2＋H2O===Zn2+＋2HSO或ZnO＋2SO2＋H2O 图2
===Zn2+＋2HSO。
(3) O2催化氧化。其他条件相同时，调节吸收SO2得到溶液的pH在4.5～6.5范围内，pH越低SO生成速率越大，其主要原因是随着pH降低，HSO浓度增大；随着氧化的进行，溶液的pH将_减小(填“增大”“减小”或“不变”)。
【深度剖析】(1) 向氨水中通入SO2，少量SO2生成亚硫酸铵、足量生成亚硫酸氢铵；根据图1，当pH＝6时，溶液中不含有亚硫酸，仅含有HSO和SO，根据微粒物质的量分数曲线可以看出溶液中浓度最大的阴离子是HSO。(2) 反应开始时，悬浊液中的ZnO大量吸收SO2，生成微溶于水的ZnSO3，此时溶液pH几乎不变；当ZnO完全生成ZnSO3后，ZnSO3继续吸收SO2生成易溶于水的Zn(HSO3)2，此时溶液pH逐渐变小，SO2的吸收率逐渐降低。(3) HSO可以经氧气氧化生成SO，这一过程中需要调节溶液pH在4.5～6.5的范围内，pH越低，溶液中的HSO浓度越大，使得催化氧化过程中反应速率越快。该过程反应的离子方程式为2HSO＋O2===2SO＋2H＋，随着反应的不断进行，有大量的氢离子生成，导致H＋浓度增大，溶液pH减小。
1 能减缓酸雨产生的有效措施是( )
①少用煤炭作燃料 ②把工厂的烟囱建高 ③化石燃料脱硫 ④在已经酸化的土壤中加石灰 ⑤利用新能源
A. ①②③⑤ B. ①③⑤
C. ②③④ D. ③④⑤
2 如图所示是一种综合处理SO2废气的工艺流程，若每步都完全反应。下列说法正确的是( )
A. 溶液B中发生的反应为2SO2＋O2===2SO3
B. 可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3+
C. 由以上流程可推知氧化性：O2＞SO＞Fe3+
D. 该工艺的优点之一是物质能循环利用
3 处理废气的装置示意图如图所示，下列说法错误的是( )
A. 使用此装置可以减少形成酸雨的气体的排放
B. 该装置内既发生了化合反应，也发生了分解反应
C. 总反应可表示为2SO2＋2CaCO3＋O2===2CaSO4＋2CO2
D. 若排放的气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该气体中含有SO2
4 [2024镇江期末]工业上用生物法处理H2S的原理如下：
反应1：H2S＋Fe2(SO4)3===S↓＋2FeSO4＋H2SO4
反应2：4Fe2SO4＋2H2SO4＋O22Fe2(SO4)3＋2H2O
以硫杆菌作催化剂时，反应温度及溶液pH对Fe2+氧化速率的影响分别如图1、图2所示，下列说法不正确的是( )
图1 图2
A. 上述总反应方程式为2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，Fe2(SO4)3是该反应的催化剂
B. 当反应温度过高时，Fe2+氧化速率下降的原因可能是硫杆菌失去活性
C. 由图1、图2可得出结论：使用硫杆菌作催化剂的最佳条件为30 ℃、pH＝2.0
D. 当反应1中转移0.1 mol电子时，反应1中消耗的H2S在标准状况下的体积为2.24 L
5 [2024连云港期末]下表列出了五种燃煤烟气脱硫的方法。
方法Ⅰ 用Na2SO3溶液吸收SO2
方法Ⅱ 用生物质热解气(主要成分为CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成S
方法Ⅲ 用H2O2溶液吸收SO2
方法Ⅳ 用NaClO碱性溶液吸收SO2
方法Ⅴ 石灰-石膏法吸收SO2
(1) 方法Ⅰ中吸收SO2后的溶液通过________(填字母)可使吸收液再生。
a. 加热
b. 加入适量NaOH
c. 通入O2
(2) 方法Ⅱ中CO还原SO2反应的化学方程式为______________________。
(3) 方法Ⅲ在脱硫塔中进行，在脱硫的同时可得到产品硫酸。由于H2O2对热不稳定，且硫酸浓度过大也会导致其分解产生O2，需定时向脱硫塔中补充_______。
(4) 方法Ⅳ按如图所示方式，将含有SO2烟气和NaClO碱性溶液通入反应釜。
①该反应中的离子方程式为____________________________________。
②反应釜中采用“气液逆流”接触吸收法的优点是______________________。
(5) 工业上方法Ⅴ的转化流程如下：
①氧化塔内发生反应的化学方程式为__________________________________。
②若用NaOH溶液代替Ca(OH)2悬浊液，增加了生产成本，但可以防止______
___________________。
6 [2024扬州期末]自然界中含硫物质不断发生转化和转移，形成了硫元素的循环。利用这些转化可以制备重要的化工产品，过程中产生的H2S、SO2等会污染环境，需要加以治理。
(1) 火山喷发是硫元素在自然界中转化的一种途径，反应过程如图所示。
H2S的结构式为________。1 mol FeS2与O2和Ca(OH)2溶液反应转化为CaSO4·2H2O和Fe2O3，理论上转移电子的物质的量为________mol。
(2) 工业上利用SO2SO3H2SO4的转化制备硫酸，其模拟实验的部分装置如图所示。
①装置Ⅰ的作用是__________________________________________________
___________________________________________________________(写出两点)。
②装置Ⅲ用于吸收SO3制备硫酸，适宜的吸收剂是________(填字母)。
A. NaOH溶液 B. 水 C. 98.3%浓硫酸
③装置Ⅱ中待反应进行后撤走酒精灯，无需持续加热，原因是______________。若用O2、水在催化剂存在时吸收尾气中的SO2，吸收完成后，随着氧化的进行，溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3) Fe2O3可用作脱除H2S气体的脱硫剂。Fe2O3脱硫和Fe2O3再生的反应机理如图所示。
写出“脱硫”时发生反应的化学方程式：_______________________________。
(4) Fe2O3“再生”是在600 ℃时，用一定浓度的O2与FeS反应实现(如上图所示)。温度略低于400 ℃时，“再生”所得固体质量增加，原因是______________
_________。
7 酸雨被人们称为“天堂的眼泪”或“空中死神”，具有很大破坏力。目前，我国酸雨的主要分布地区是长江以南的四川盆地、贵州、湖南、江西以及沿海的福建、广东等地，占我国国土面积的30%以上。
被酸雨危害的树林 酸雨监测站
现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：
测试时间/h 0 1 2 3 4
雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55
分析数据，回答下列问题。
(1) ①雨水样品的pH变化的原因是什么？
②如何用实验验证①中变化的原因？
③如果将刚取样的上述雨水和残留消毒剂的自来水混合，pH将如何变化？原因是什么？
(2) 减少酸雨产生的途径有哪些？
8 以锌灰(含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2)和Fe2(SO4)3为原料制备的ZnFe2O4脱硫剂，可用于脱除煤气中的H2S。脱硫剂的制备、硫化、再生过程可表示为
(1) “除杂”包括加足量锌粉、过滤加H2O2氧化等步骤。除Pb2+和Cu2+外，与锌粉反应的离子还有________(填化学式)。
(2) 400 ℃时，将一定比例H2、CO、CO2和H2S的混合气体以一定流速通过装有ZnFe2O4脱硫剂的硫化反应器。
①硫化过程中ZnFe2O4与H2、H2S反应生成ZnS和FeS，其化学方程式为__________________________________________。
②硫化一段时间后，出口处检测到COS。研究表明ZnS参与了H2S与CO2生成COS的反应，反应前后ZnS的质量不变，该反应过程反应为__________________、ZnO＋H2S===ZnS＋H2O。
(3) 将硫化后的固体在N2∶O2＝95∶5(体积比)的混合气体中加热再生，固体质量随温度变化的曲线如图所示。在280～400 ℃范围内，固体质量增加的主要原因是__________________________________。
【巩固强化】
1 B ①少用煤炭作燃料可以减少SO2的产生，可以减缓酸雨产生；②把工厂烟囱建高，不能减少SO2、氮氧化物的产生，即不能减缓酸雨产生；③化石燃料脱硫后可以减少SO2的产生，可以减缓酸雨产生；④在已经酸化的土壤中加石灰，可以改良土壤，但不能减缓酸雨产生；⑤开发太阳能、风能等新能源可以减少化石燃料的使用，从而可以减缓酸雨产生。
2 D 酸性Fe2(SO4)3溶液能吸收SO2，反应的离子方程式为2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO＋4H＋，溶液B中通入空气发生反应4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O，则氧化性O2＞Fe3+＞SO，A、C错误；溶液C中是否含有Fe3+，可用KSCN溶液检验，B错误；Fe2(SO4)3可循环利用，D正确。
3 D SO2是形成酸雨的主要物质，经过该装置处理后能减少SO2的排放，A正确；碳酸钙受热生成CaO和CO2的反应属于分解反应，SO2与CaO反应生成CaSO3是化合反应，B正确；能使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是SO2，也有可能是CO2，D错误。
4 D 根据反应1和2可得，上述总反应方程式为2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，Fe2(SO4)3是该反应的催化剂，A正确；温度过高，能使蛋白质变性，催化剂的活性降低，因此当反应温度过高时，Fe2+氧化速率下降的原因可能是硫杆菌失去活性，B正确；根据图像可知，催化剂活性最大的最佳条件是30 ℃，pH＝2.0左右，C正确；反应1中，消耗1 mol H2S，转移电子物质的量为2 mol，因此转移0.1 mol电子时，消耗H2S在标准状况下体积为1.12 L，D错误。
5 (1) a、b (2) 2CO＋SO2S＋2CO2 (3) 冷水(或水) (4) ①ClO－＋SO2＋2OH－===Cl－＋SO＋H2O ②让烟气和吸收液充分接触，提高SO2的吸收效率 (5) ①2CaSO3＋O2＋4H2O===2CaSO4·2H2O ②亚硫酸钙在输送中容易造成管道堵塞
【解析】(1) 用Na2SO3溶液吸收SO2转化为亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠受热易分解生成二氧化硫和Na2SO3，且亚硫酸氢钠和氢氧化钠反应转化为亚硫酸钠，故通过加热或加入适量NaOH，可使其吸收液再生。(3) 过氧化氢氧化二氧化硫生成硫酸，反应为SO2＋H2O2===H2SO4，由于H2O2对热不稳定，且硫酸浓度过大也会导致其分解产生O2，需定时向脱硫塔中补充(冷)水，以降温和稀释生成的硫酸。(5) ②反应中生成的亚硫酸钙溶解度较小，在输送中容易造成管道堵塞，故用NaOH溶液代替Ca(OH)2悬浊液，增加了生产成本，但可以防止亚硫酸钙在输送中造成管道堵塞。
6 (1) ① ②15
(2) ①干燥气体、使气体充分混合、可通过观察气泡产生速率来控制气体流速或混合比例 ②C ③反应放出大量的热 减小
(3) 3H2S＋Fe2O3===2FeS＋S＋3H2O (4) 部分FeS被氧化为硫酸盐
【解析】(1) 1 mol FeS2与O2和Ca(OH)2溶液反应转化为CaSO4·2H2O和Fe2O3, 1 mol FeS2含有1 mol Fe、2 mol S。该反应中1 mol Fe化合价从＋2价升高到＋3价，失去1 mol电子；2 mol S化合价从－1价升高到＋6价，失去14 mol电子。1 mol FeS2参加反应共失去15 mol电子，理论上转移电子的物质的量为15 mol。(2) ①装置Ⅰ中将SO2和O2通入浓硫酸中，浓硫酸可干燥气体、使气体充分混合、可通过观察气泡产生速率来控制气体流速或混合比例。②装置Ⅲ中吸收SO3制备硫酸。SO3不能用水进行吸收，否则将形成大量酸雾，应采用98.3%硫酸作吸收剂。③SO2和O2生成SO3的反应为放热反应，所以装置Ⅱ中待反应进行后撤走酒精灯，无需持续加热。用水在催化剂存在时吸收尾气中的SO2，发生反应SO2＋H2O H2SO3，吸收完成后，随着氧化的进行2H2SO3＋O2===2H2SO4，溶液的pH将减小。(3) 分析机理图可知脱硫时，部分Fe2O3转化成FeS，H2S被氧化成S。(4) 400 ℃条件下，O2将FeS中的S元素氧化成＋6价，脱硫剂中除Fe、O元素外，引入了S元素，即O2将FeS氧化生成硫酸盐，“再生”所得固体质量增加。
7 (1) ①酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中的氧气氧化：SO2＋H2O H2SO3，2H2SO3＋O2===2H2SO4。
②可以通过检验不同时间的雨水中SO的浓度大小确定反应2H2SO3＋O2===2H2SO4的发生。分别取2 mL 0 h和2 mL 3 h的雨水于试管中，加入等量盐酸酸化，再加入等量且足量的BaCl2溶液，盛有3 h的雨水的试管中溶液更浑浊，说明其SO浓度大，从而验证了2H2SO3＋O2===2H2SO4的发生。③雨水和自来水混合，应考虑H2SO3与HClO(或Cl2)的反应：H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl(或SO2＋2H2O＋Cl2===H2SO4＋2HCl)。因此雨水与自来水混合后溶液pH将变小。
(2) 减少酸雨产生的关键在于减少SO2的排放，一种途径是将煤转化为清洁能源(如煤的气化和液化)，燃料脱硫、固硫等；另一种途径是开发不含硫的新能源(如氢能、核能等)。
8 (1) Fe3+、H＋ (2) ①ZnFe2O4＋3H2S＋H2ZnS＋2FeS＋4H2O ②ZnS＋CO2===ZnO＋COS (3) ZnS和FeS部分被氧化为硫酸盐
【解析】(1) “除杂”加足量锌粉，硫酸铜、硫酸铁、硫酸都能与锌反应，除Pb2+和Cu2+外，则与锌粉反应的离子还有Fe3+、H＋。(2) ①硫化过程中ZnFe2O4与H2、H2S反应生成ZnS和FeS，铁元素化合价由＋3价降低为＋2价、氢气中氢元素化合价由0价升高为＋1价，根据得失电子守恒，其化学方程式为ZnFe2O4＋3H2S＋H2ZnS＋2FeS＋4H2O。②硫化一段时间后，出口处检测到COS。研究表明ZnS参与了H2S与CO2生成COS的反应，反应前后ZnS的质量不变，应为催化剂，该反应为催化反应，过程可描述为ZnS＋CO2===ZnO＋COS，ZnO＋H2S===ZnS＋H2O。(3) 在灼烧过程中固体质量增加，则应该有混合气体中成分参加反应，因含有的－2价硫有还原性，故可能被氧气氧化为硫酸盐。