《2025年三维随堂精练高中化学必修第二册人教版》

12.$SO_{2}$是常见的大气污染物，燃煤是产生$SO_{2}$的主要原因。工业上有多种方法可以减少$SO_{2}$的排放。
(1)往煤中添加一些石灰石，可使燃煤过程中产生的$SO_{2}$转化成硫酸钙。该反应的化学方程式是______。
(2)可用多种溶液作燃煤烟气中$SO_{2}$的吸收液。
①分别用等物质的量浓度的$Na_{2}SO_{3}$溶液和NaOH溶液作吸收液，当生成等物质的量$NaHSO_{3}$时，两种吸收液体积比$V(Na_{2}SO_{3}):V(NaOH)=$______。
②NaOH溶液吸收了足量的$SO_{2}$后会失效，可将这种失效的溶液与一定量的石灰水充分反应后过滤，使NaOH溶液再生，再生过程的离子方程式是______。
(3)甲同学认为$BaCl_{2}$溶液可以作$SO_{2}$的吸收液。为此甲同学设计如下实验(夹持装置和加热装置略，气密性已检验)：

反应开始后，A中$Na_{2}SO_{3}$固体表面有气泡产生同时有白雾生成；B中有白色沉淀生成。甲认为B中白色沉淀是$SO_{2}$与$BaCl_{2}$溶液反应生成的$BaSO_{3}$，所以$BaCl_{2}$溶液可作$SO_{2}$吸收液。
乙同学认为B中的白色沉淀是$BaSO_{4}$，产生$BaSO_{4}$的原因是：
①A中产生的白雾是浓硫酸的酸雾，进入B中与$BaCl_{2}$溶液反应生成$BaSO_{4}$沉淀。
②______。
为证明$SO_{2}$与$BaCl_{2}$溶液不能得到$BaSO_{3}$沉淀，乙同学对甲同学的实验装置做了如下改动并验证(夹持装置和加热装置略，气密性已检查)：
||反应开始后，D中$Na_{2}SO_{3}$固体表面有气泡产生同时有白雾生成；E、F试管中除了有气泡产生外，未见其他现象；G中红色褪去。
③试管E中试剂是______溶液；滴加浓硫酸之前的操作是______。
④通过甲、乙两位同学的实验，得出的结论是______。|

答案： 解析 （1）根据题意，碳酸钙与二氧化硫、氧气在高温条件下反应生成硫酸钙，同时生成二氧化碳，所以反应的化学方程式为$2CaCO_3 + 2SO_2 + O_2 \stackrel{高温}{=} 2CaSO_4 + 2CO_2$。（2）①假设生成的$NaHSO_3$物质的量都为$2mol$，$Na_2SO_3 + SO_2 + H_2O = 2NaHSO_3$，吸收的二氧化硫的物质的量为$1mol$，需$1mol Na_2SO_3$；$NaOH + SO_2 = NaHSO_3$，吸收的二氧化硫的物质的量为$2mol$，需$2mol NaOH$，假设$Na_2SO_3$溶液和$NaOH$溶液的物质的量浓度都为$c mol·L^{-1}$，两种吸收液体积比$V(Na_2SO_3) : V(NaOH) = \frac{1}{c} : \frac{2}{c} = 1 : 2$。②$NaOH$溶液吸收了足量的$SO_2$发生反应：$NaOH + SO_2 = NaHSO_3$，与一定量的石灰水充分反应的方程式为$NaHSO_3 + Ca(OH)_2 = CaSO_3↓ + NaOH + H_2O$，离子反应为$Ca^{2 + } + OH^- + HSO_3^- = CaSO_3↓ + H_2O$，使$NaOH$溶液再生。（3）②二氧化硫具有还原性，易被氧气氧化成三氧化硫，三氧化硫与水反应生成硫酸，与$BaCl_2$溶液反应，$H_2SO_4 + BaCl_2 = BaSO_4↓ + 2HCl$。③滴加浓硫酸之前打开弹簧夹，通入$N_2$，排出装置中的氧气，然后滴加浓硫酸，$Na_2SO_3 + H_2SO_4(浓) = Na_2SO_4 + SO_2↑ + H_2O$，D中产生的白雾是浓硫酸的酸雾，所以E中的试剂是饱和$NaHSO_3$溶液，除去白雾。④通过甲、乙两位同学的实验，得出的结论是$SO_2$与$BaCl_2$溶液不能得到$BaSO_3$沉淀；不能用$BaCl_2$溶液作吸收$SO_2$的吸收液。 答案 （1）$2CaCO_3 + 2SO_2 + O_2 \stackrel{高温}{=} 2CaSO_4 + 2CO_2$ （2）①$1 : 2$ ②$Ca^{2 + } + OH^- + HSO_3^- = CaSO_3↓ + H_2O$ （3）②A中产生的$SO_2$与装置内空气中的$O_2$进入B中与$BaCl_2$溶液反应生成$BaSO_4$沉淀 ③饱和$NaHSO_3$ 打开弹簧夹，通入$N_2$，一段时间后关闭弹簧夹 ④$SO_2$与$BaCl_2$溶液不能得到$BaSO_3$沉淀；不能用$BaCl_2$溶液作吸收$SO_2$的吸收液