S是一種重要的非金屬元素,其單質(zhì)及化合物在人類日常生產(chǎn)生活中起著重要的作用。
Ⅰ.探究一定條件下反應(yīng)物濃度對硫代硫酸鈉(Na2S2O3)與硫酸反應(yīng)速率的影響。
【查閱資料】
a.Na2S2O3易溶于水,能與硫酸發(fā)生反應(yīng):Na2S2O3+H2SO4═Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
b.濁度計用于測量渾濁度的變化。產(chǎn)生的沉淀越多,渾濁度(單位為NTU)值越大。
【實驗過程】
用圖1所示裝置進行如下表所示的5個實驗,分別測量混合后溶液達到相同渾濁度的過程中,渾濁度隨時間的變化。實驗①~⑤所得數(shù)據(jù)如圖2曲線①~⑤所示。
實驗編號 |
Na2S2O3溶液 |
H2SO4溶液 |
蒸餾水 |
c/(mol?L-1) |
V/mL |
c/(mol?L-1) |
V/mL |
V/mL |
① |
0.1 |
1.5 |
0.1 |
3.5 |
10 |
② |
0.1 |
2.5 |
0.1 |
3.5 |
9 |
③ |
0.1 |
3.5 |
0.1 |
3.5 |
x |
④ |
0.1 |
3.5 |
0.1 |
2.5 |
9 |
⑤ |
0.1 |
3.5 |
0.1 |
1.5 |
10 |
實驗數(shù)據(jù):
【分析與解釋】
(1)選用濁度計進行測量,原因是Na
2S
2O
3溶液與H
2SO
4溶液反應(yīng)生成了
S沉淀
S沉淀
。
(2)實驗③中,x=
8
8
。
(3)實驗①、②、③的目的是
探究其他條件相同時,Na2S2O3溶液濃度變化對Na2S2O3與H2SO4反應(yīng)速率的影響
探究其他條件相同時,Na2S2O3溶液濃度變化對Na2S2O3與H2SO4反應(yīng)速率的影響
。
(4)通過比較①、②、③與③、④、⑤兩組實驗,可推斷:反應(yīng)物濃度的改變對Na
2S
2O
3與硫酸反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率的影響,Na
2S
2O
3溶液濃度的改變影響更大。該推斷的證據(jù)是
達到相同渾濁度時,實驗①、②、③所需的時間大于實驗⑤、④、③所需的時間
達到相同渾濁度時,實驗①、②、③所需的時間大于實驗⑤、④、③所需的時間
。
Ⅱ.目前,NaClO溶液廣泛地應(yīng)用于脫硫脫硝。
(5)某課外小組同學(xué)設(shè)計了如圖噴淋吸收塔裝置(如圖3),設(shè)計該裝置的優(yōu)點是
增大了氣體與NaClO溶液接觸面積,加快了脫硫脫硝速率
增大了氣體與NaClO溶液接觸面積,加快了脫硫脫硝速率
。
(6)如圖4為NaClO濃度對脫硫脫硝效率(η/%)的影響。當(dāng)溫度為50℃,溶液的pH=10,c(SO
2)=c(NO)=300mg?m
-3,SO
2的脫除效率一直維持在98%以上,而NO脫除效率相對較低,其原因是
SO2易溶于水,可與NaClO溶液充分接觸,而NO難溶于水
SO2易溶于水,可與NaClO溶液充分接觸,而NO難溶于水
。
Ⅲ.研究表明,ZnO水懸濁液能有效地吸收SO
2,然后再經(jīng)O
2催化氧化,可得到硫酸鹽。
已知:室溫下,ZnSO
3微溶于水,Zn(HSO
3)
2易溶于水;溶液中H
2SO
3、
,
的物質(zhì)的量分數(shù)(物質(zhì)的量分數(shù)=
×100%)隨pH的分布如圖5所示。
(7)向ZnO水懸濁液中勻速緩慢通入SO
2,在開始吸收的40min內(nèi),SO
2吸收率、溶液pH均經(jīng)歷了從幾乎不變到迅速降低的變化(如圖6)。溶液pH幾乎不變階段,主要產(chǎn)物是
ZnSO3
ZnSO3
(填化學(xué)式);SO
2吸收率迅速降低階段,主要反應(yīng)的離子方程式為
ZnSO
3+SO
2+H
2O=Zn
2++2
(或ZnO+2SO
2+H
2O=Zn
2++2
)
ZnSO
3+SO
2+H
2O=Zn
2++2
(或ZnO+2SO
2+H
2O=Zn
2++2
)
。
【答案】S沉淀;8;探究其他條件相同時,Na
2S
2O
3溶液濃度變化對Na
2S
2O
3與H
2SO
4反應(yīng)速率的影響;達到相同渾濁度時,實驗①、②、③所需的時間大于實驗⑤、④、③所需的時間;增大了氣體與NaClO溶液接觸面積,加快了脫硫脫硝速率;SO
2易溶于水,可與NaClO溶液充分接觸,而NO難溶于水;ZnSO
3;ZnSO
3+SO
2+H
2O=Zn
2++2
(或ZnO+2SO
2+H
2O=Zn
2++2
)