[过程①]空气中粉尘可能在过程①中起到                作用，收集一定量的酸雨，和自来水$\rm ($含有余氯$\rm )$相混合，酸性将变                $\rm ($填“强”或“弱”$\rm )$，其原因是                $\rm ($用化学方程式表示$\rm )$。含硫气体经常发生化学反应，而氮气却能在空气中稳定存在，原因是：                。

催化；强；${{\\mathrm{H}}_{\\mathrm{2}}}\\mathrm{S}{{\\mathrm{O}}_{\\mathrm{3}}}\\mathrm{+C}{{\\mathrm{l}}_{\\mathrm{2}}}\\mathrm{+}{{\\mathrm{H}}_{\\mathrm{2}}}\\mathrm{O=}{{\\mathrm{H}}_{\\mathrm{2}}}\\mathrm{S}{{\\mathrm{O}}_{\\mathrm{4}}}\\mathrm{+2HCl}$；氮分子中存在氮氮叁键，它的键能很大，所以空气中能够稳定存在

在一些涉及空气中物质反应形成酸雨的过程中，粉尘常作为催化剂加速反应进行。酸雨中含有一定量的$\rm H_{2 }SO_{3}$​，自来水含余氯（$\rm Cl_{2}$​），会发生反应$\rm Cl_{2 }+H_{2} SO_{3} +H_{2} O=H_{2} SO_{4} +2HCl$，生成了更强的酸$\rm H_{2} SO_{4}$，使酸性变强。氮气分子中存在氮氮三键，键能很大，破坏该化学键需要很高的能量，所以氮气化学性质稳定，能在空气中稳定存在。

[过程②]：微生物的厌氧活动可产生${{\text{H}}_{2}}\text{S}$并将其排向大气中，${{\text{H}}_{2}}\text{S}$可在空气中被氧化为$\text{S}{{\text{O}}_{2}}$

实验室产生多余${{\text{H}}_{2}}\text{S}$，可用$\text{NaOH}$溶液进行吸收，当吸收过量${{\text{H}}_{2}}\text{S}$时，其溶质的电离方程式为：                。

$\\rm {NaHS=N}{{{a}}^{+}}{+H}{{{S}}^{-}}$、$\\rm {H}{{{S}}^{-}}\\rightleftharpoons {{{H}}^{+}}+{{{S}}^{{2-}}}$

当$\rm NaOH$吸收过量$\rm H_{2}S$时生成$\rm NaHS$，其电离方程式为$\rm {NaHS=N}{{{a}}^{+}}{+H}{{{S}}^{-}}$、$\rm {H}{{{S}}^{-}}\rightleftharpoons {{{H}}^{+}}+{{{S}}^{{2-}}}$。

$\text{S}{{\text{O}}_{2}}$是工业制硫酸的重要中间物质，它可以通过硫酸厂的沸腾炉中$\text{Fe}{{\text{S}}_{2}}\rm ($过硫化亚铁$\rm )$与氧气的反应得到，用单线桥法标明电子转移：                。

$4\text{Fe}{{\text{S}}_{2}}+11{{\text{O}}_{2}}\begin{matrix} \underline{\underline{高温}} \\ {} \\ \end{matrix}2\text{F}{{\text{e}}_{2}}{{\text{O}}_{3}}+8\text{S}{{\text{O}}_{2}}$

对于反应$4\text{Fe}{{\text{S}}_{2}}+11{{\text{O}}_{2}}\begin{matrix} \underline{\underline{高温}} \\ {} \\ \end{matrix}2\text{F}{{\text{e}}_{2}}{{\text{O}}_{3}}+8\text{S}{{\text{O}}_{2}}$，$\rm FeS_{2}$中$\rm Fe$为$\rm +$ $\rm 2$价，$\rm S$为$\rm -1$价；$\rm Fe_{2}O_{3}$中$\rm Fe$为$\rm +$ $\rm 3$价，$\rm SO_{2}$中$\rm S$为$\rm +$ $\rm 4$价，$\rm O_{2}$中$\rm O$为$\rm 0$价，反应后$\rm O$为$\rm -2$价。$\rm FeS_{2}$中$\rm Fe$和$\rm S$元素失电子，$\rm O_{2}$中$\rm O$元素得电子，用单线桥法表示电子转移：从$\rm FeS_{2}$指向$\rm O_{2}$，转移电子数为$\rm 44e^{-}$，。

$\text{Fe}{{\text{S}}_{2}}$与酸反应时生成$\rm H_{2}S_{2}$，实验室用过量稀硫酸与$\text{Fe}{{\text{S}}_{2}}$颗粒混合，不可能生成的物质是$(\quad\ \ \ \ )$。

${{\\text{H}}_{2}}\\text{S}$

$\\rm S$

$\\text{FeS}$

$\\text{FeS}{{\\text{O}}_{4}}$

$\rm FeS_{2}$与过量稀硫酸反应的化学方程式为$\rm Fe{{S}_{2}}+{{\text{H}}_{2}}S{{O}_{4}}=FeS{{O}_{4}}+{{\text{H}}_{2}}{{\text{S}}_{2}}$，$\rm H_{2}S_{2}$不稳定会分解$\rm {{\text{H}}_{2}}{{\text{S}}_{2}}={{\text{H}}_{2}}\text{S}\uparrow +\text{S}\downarrow $。因为稀硫酸过量，且$\rm FeS$会与稀硫酸反应$\rm FeS+{{\text{H}}_{2}}S{{O}_{4}}=FeS{{O}_{4}}+{{\text{H}}_{2}}\text{S}\uparrow $，所以不可能生成$\rm FeS$；

有学者提出利用$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$、$\text{F}{{\text{e}}^{2+}}$等离子的作用。在常温下将$\text{S}{{\text{O}}_{2}}$氧化成$\text{SO}_{4}^{2-}$而实现$\text{S}{{\text{O}}_{2}}$的回收利用，写出$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$将$\text{S}{{\text{O}}_{2}}$氧化成$\text{SO}_{4}^{2-}$反应的离子方程式                。

$\\rm SO_{2}+2Fe^{3+}+2H_{2}O=2Fe^{2+}+SO_{4}^{2-}\\rm +4H^{+}$

$\rm Fe^{3+}$将$\rm SO_{2}$氧化成$\rm SO_{4}^{2-}$，$\rm Fe^{3+}$被还原为$\rm Fe^{2+}$，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，反应的离子方程式为$\rm SO_{2}+2Fe^{3+}+2H_{2}O=2Fe^{2+}+SO_{4}^{2-}\rm +4H^{+}$。

含有$\text{F}{{\text{e}}^{2+}}$、$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$的硫酸盐混合溶液可用于吸收${{\text{H}}_{2}}\text{S}$回收硫单质，其转化关系如图所示。该图示中总反应的化学方程式为                ，其中催化剂是                。

$\\rm 2H_{2}S+O_{2}\\begin{array}{*{20}{c}}{\\underline{\\underline {催化剂}} }\\\\{}\\end{array}2S↓+2H_{2}O$；$\\rm Fe^{3+}$

由图可知，反应①是 $\rm {{\text{H}}_{2}}\text{S}+2F{{e}^{3+}}=2F{{e}^{2+}}+\text{S}\downarrow +2{{\text{H}}^{+}}$，反应②是$\rm 4F{{e}^{2+}}+{{\text{O}}_{2}}+4{{\text{H}}^{+}}=4F{{e}^{3+}}+2{{\text{H}}_{2}}\text{O}$，将反应①$\rm \times 2$再与反应②相加，消去中间产物$\rm Fe^{2 +}$ 和$\rm H^{+}$，可得总反应的化学方程式为$\rm 2H_{2}S+O_{2}\begin{array}{*{20}{c}}{\underline{\underline {催化剂}} }\\{}\end{array}2S↓+2H_{2}O$。 在整个过程中，$\rm Fe^{3 +}$参与反应后又生成，其质量和化学性质在反应前后不变，所以催化剂是$\rm Fe^{3 +}$。

关于转化器$\rm ($见下图$\rm )$中气体的说法正确的是$(\quad\ \ \ \ )$。

$\\rm a$、$\\rm b$两处气体：成分相同、含量相同，温度不同

$\\rm a$、$\\rm b$两处气体：成分相同、含量不同，温度相同

$\\rm c$、$\\rm d$两处气体：成分相同、含量相同，温度相同

$\\rm c$、$\\rm d$两处气体：成分相同、含量不同，温度不同

$\rm SO_{2}$催化氧化生成$\rm SO_{3}$是可逆反应，

$\rm A$． $\rm a$处气体进入热交换器被加热后从$\rm b$处出来，成分相同、含量相同，但经过热交换温度会升高，$\rm A$ 正确；

$\rm B$． $\rm a$、$\rm b$两处气体成分相同、含量相同，但$\rm b$处气体经过热交换温度会升高，$\rm B$ 错误；

$\rm C$．$\rm c$处气体经过催化剂反应后，含量发生变化，再经过热交换器温度改变，到达$\rm d$处，所以$\rm c$、$\rm d$两处气体成分相同，含量和温度都不同，$\rm C$ 错误；

$\rm D$．由$\rm C$分析可知，$\rm c$、$\rm d$两处气体成分相同、含量不同、温度不同，$\rm D$ 正确；

我国$\text{S}{{\text{O}}_{\text{2}}}$排放标准限值为$\rm 100\;\rm mg\cdot \rm m^{-3}$。硫酸工业废气$\rm ($假设含硫化合物均为$\text{S}{{\text{O}}_{\text{2}}}\rm )$可采用氨水直接吸收$\text{S}{{\text{O}}_{\text{2}}}\rm ($反应生成$\text{N}{{\text{H}}_{\text{4}}}\text{HS}{{\text{O}}_{\text{3}}}\rm )$。若烟气$\text{S}{{\text{O}}_{\text{2}}}$含量为$a\text{ mg}\cdot {{\text{m}}^{-\text{3}}}\left( {a\gt 100} \right)$，试计算要使该烟气中$\text{S}{{\text{O}}_{\text{2}}}$排放值达标，每立方米烟气至少需要浓度为$b \text{ mol}\cdot {{\text{L}}^{-\text{1}}}$氨水的体积                $\rm ($用含$a$、$b$的代数式表示$\rm )$。

$\\rm {S}{{{O}}_{2}}{+N}{{{H}}_{3}}\\cdot {{{H}}_{2}}{O=N}{{{H}}_{{4}}}{HS}{{{O}}_{{3}}}$

${n\\rm (S}{\\rm {{O}}_{2}} )= \\dfrac{{(a-100)}\\times {1}{{{0}}^{{-3}}}\\rm \\;{g}}{{64\\;\\rm g}\\cdot\\rm {mo}{{{l}}^{{-1}}}}$

${n\\rm (S}{\\rm {{O}}_{2}}{)=n(\\rm N}{{\\rm {H}}_{3}}\\cdot \\rm {{{H}}_{2}}{O)}$

$ V= \\dfrac{\\dfrac{{(a-100)}\\times {1}{{{0}}^{{-3}}}\\rm \\;{g}}{{64\\;\\rm g}\\cdot \\rm {mo}{{{l}}^{{-1}}}}}{{b}\\rm \\; {mol}\\cdot {{{L}}^{-{1}}}}=\\dfrac{{(a-100)}\\times {1}{{{0}}^{{-3}}}}{64{b}}\\rm \\;{L}$

首先计算每立方米烟气中需要除去的$\rm SO_{2}$的物质的量： 已知$\rm SO_{2}$排放标准限值为$100\;\rm mg/{{{m}}^{3}}$，烟气中$\rm SO_{2}$为${a\rm \;{mg}\cdot {{{m}}^{-{3}}}}\left( {a\gt 100} \right)$，则每立方米烟气中需要除去的$\rm SO_{2}$的质量为$\left( {a}-100\;\rm mg \right)=\left( {a}-100 \right)\times {{10}^{-3}}\rm \;{g}$。 根据${n}=\dfrac{{m}}{{M}}$（$ M$为$\rm SO_{2}$的摩尔质量，${M}=64\rm \;{g}/mol$），可得需要除去的$\rm SO_{2}$的物质的量为${n}\left(\rm S{{O}_{2}} \right)=\dfrac{\left( {a}-100 \right)\times {{10}^{-3}}}{64}\rm \;mol$。氨水吸收$\rm SO_{2}$生成$\rm NH_{4}HSO_{3}$的化学方程式为$\rm N{{H}_{3}}\cdot {{{H}}_{2}}{O}+S{{O}_{2}}=N{{H}_{4}}HS{{O}_{3}}$，$\rm N{{H}_{3}}\cdot {{{H}}_{2}}{O}$与$\rm SO_{2}$反应的物质的量之比为$\rm 1:1$。 设需要浓度为$b\rm \;mol/{L}$氨水的体积为$ V\;\rm L$，根据${n}=cV$，则${n}\left(\rm N{{H}_{3}}\cdot {{{H}}_{2}}{O} \right)=bV\rm \;mol$。 因为${n}\left(\rm N{{H}_{3}}\cdot {{{H}}_{2}}{O} \right)={n}\left( \rm S{{O}_{2}} \right)$，所以$bV=\dfrac{\left( {a}-100 \right)\times {{10}^{-3}}}{64}$，解得$ V= \dfrac{\dfrac{{(a-100)}\times {1}{{{0}}^{{-3}}}\rm \;{g}}{{64\;\rm g}\cdot\rm {mo}{{{l}}^{{-1}}}}}{{b}\;\rm {mol}\cdot {{{L}}^{-{1}}}}=\dfrac{{(a-100)}\times {1}{{{0}}^{{-3}}}}{64{b}}\rm \;{L}$。

另一种处理方法利用下图所示装置处理硫酸工业尾气中的$\rm \text{S}{{\text{O}}_{\text{2}}}\rm ($电极均为惰性材料$\rm )$进行反应。下列说法正确的是$\rm (\quad\ \ \ \ )\rm ($不定项选择$\rm )$。

$\\rm M$极为正极

该装置总反应为：$\\rm \\text{2S}{{\\text{O}}_{\\text{2}}}+{{\\text{O}}_{\\text{2}}}+\\text{2}{{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{O}=\\text{2}{{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{S}{{\\text{O}}_{\\text{4}}}$

氢离子通过质子交换膜向左侧移动

该装置能提供电能，同时生产硫酸

$\rm A$．$\rm M$极通入$\rm SO_{2}$，$\rm SO_{2}$中$\rm S$元素化合价升高，发生氧化反应，所以$\rm M$极为负极，$\rm A$错误；

$\rm B$．该装置中$\rm SO_{2}$被氧化为$\rm {{\text{H}}_{2}}S{{O}_{4}}$，$\rm O_{2}$被还原，总反应为$\rm 2S{{O}_{2}}+{{\text{O}}_{2}}+2{{\text{H}}_{2}}\text{O}=2{{\text{H}}_{2}}S{{O}_{4}}$，$\rm B$正确；

$\rm C$．原电池中阳离子向正极移动，$\rm N$极为正极，所以氢离子通过质子交换膜向右侧移动，$\rm C$错误；

$\rm D$．该装置是原电池装置，能将化学能转化为电能，同时生成硫酸，$\rm D$正确；

[过程④]某种卤离子也能与$\rm \text{F}{{\text{e}}^{3+}}$在溶液中作用生成亚铁盐与卤素单质，它应该是$\rm (\quad\ \ \ \ )$。

$\\rm {{\\text{F}}^{-}}$

$\\rm \\text{C}{{\\text{l}}^{-}}$

$\\rm \\text{B}{{\\text{r}}^{-}}$

$\\rm \\mathrm{I}^{-}$

在卤离子中，$\rm I^{-}$的还原性较强，能与$\rm Fe^{3+}$发生氧化还原反应$\rm 2F{{e}^{3+}}+2{{\text{I}}^{-}}=2F{{e}^{2+}}+{{\text{I}}_{2}}$，生成亚铁盐与卤素单质$\rm I_{2}$，而$\rm Br^{-}$、$\rm Cl^{-}$、$\rm F^{-}$还原性较弱，一般不与$\rm Fe^{3+}$反应，所以该卤离子应该是$\rm I^{-}$。

[辩证总结]

$\rm SO_{2}$的吸收和利用带来的好处与其环境的污染是事情的两面，$\rm SO_{2}$其实还有许多应用，如在食品领域可用于：                。

添加于红酒中作抗氧剂

$\rm SO_{2}$能抑制微生物的生长繁殖，像在葡萄酒酿造过程中，添加适量的$\rm SO_{2}$可以起到杀菌、抗氧化和防止葡萄酒被氧化变质的作用，延长食品的保质期。