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10. 提升题 采用“双碱法”使烟气（含$\mathrm{SO}_2$）脱硫，是我国目前环保领域经济、实用、高效的一种环保方法，其工业流程如下图所示。
(1)将$\mathrm{SO}_2$排放到空气中容易造成危害。
(2)“双碱法”中的“双碱”指的是和。（填化学式）
(3)吸收塔中用$\mathrm{NaOH}$溶液来吸收$\mathrm{SO}_2$，类似$\mathrm{CO}_2$与碱的反应，产物中有$\mathrm{Na}_2\mathrm{SO}_3$，其反应的化学方程式为。$\mathrm{NaOH}$溶液被喷成雾状的目的是。
(4)已知部分原料的价格如下表所示。处理相同质量的$\mathrm{SO}_2$，与只用$\mathrm{NaOH}$溶液直接吸收相比，使用“双碱法”的优势除了实现$\mathrm{NaOH}$的循环利用外，还有。
| 试剂 | $\mathrm{Ca(OH)}_2$ | $\mathrm{NaOH}$ |
| --- | --- | --- |
| 价格/(元·$\mathrm{kg}^{-1}$) | 0.36 | 2.90 |
(1)将$\mathrm{SO}_2$排放到空气中容易造成危害。
(2)“双碱法”中的“双碱”指的是和。（填化学式）
(3)吸收塔中用$\mathrm{NaOH}$溶液来吸收$\mathrm{SO}_2$，类似$\mathrm{CO}_2$与碱的反应，产物中有$\mathrm{Na}_2\mathrm{SO}_3$，其反应的化学方程式为。$\mathrm{NaOH}$溶液被喷成雾状的目的是。
(4)已知部分原料的价格如下表所示。处理相同质量的$\mathrm{SO}_2$，与只用$\mathrm{NaOH}$溶液直接吸收相比，使用“双碱法”的优势除了实现$\mathrm{NaOH}$的循环利用外，还有。
| 试剂 | $\mathrm{Ca(OH)}_2$ | $\mathrm{NaOH}$ |
| --- | --- | --- |
| 价格/(元·$\mathrm{kg}^{-1}$) | 0.36 | 2.90 |
答案
解：
(1) 酸雨
(2) $\mathrm{NaOH}$；$\mathrm{Ca(OH)_2}$
(3) $\ce{2NaOH + SO_{2} = Na_{2}SO_{3} + H_{2}O}$；增大$\mathrm{NaOH}$溶液与$\mathrm{SO_2}$的接触面积，使二者充分反应，提高$\mathrm{SO_2}$的吸收效率
(4) 消耗的$\mathrm{Ca(OH)_2}$价格远低于$\mathrm{NaOH}$，可以大幅降低处理成本，经济性更好
(1) 酸雨
(2) $\mathrm{NaOH}$；$\mathrm{Ca(OH)_2}$
(3) $\ce{2NaOH + SO_{2} = Na_{2}SO_{3} + H_{2}O}$；增大$\mathrm{NaOH}$溶液与$\mathrm{SO_2}$的接触面积，使二者充分反应，提高$\mathrm{SO_2}$的吸收效率
(4) 消耗的$\mathrm{Ca(OH)_2}$价格远低于$\mathrm{NaOH}$，可以大幅降低处理成本，经济性更好
解析
【分析】
本题围绕“双碱法”脱硫的化工流程展开，需结合化学基础知识和题目信息逐一分析各小问：
1. 第(1)问：回忆SO₂的环境危害，酸性气体SO₂排放到空气中会引发酸雨；
2. 第(2)问：结合“双碱法”的原理，两种碱循环使用，从流程中吸收塔用NaOH、再生环节用Ca(OH)₂，确定双碱的化学式；
3. 第(3)问：类比CO₂与碱的反应，推导SO₂与NaOH的反应方程式；化工操作中喷成雾状的目的是增大接触面积，提升反应效率；
4. 第(4)问：对比表格中两种试剂的价格，分析双碱法除NaOH循环外的成本优势。
【解析】
(1) SO₂是酸性氧化物，排放到空气中会与水、氧气反应生成硫酸等酸性物质，形成酸雨，故危害为酸雨；
(2) “双碱法”中，NaOH用于吸收SO₂，后续用Ca(OH)₂再生NaOH，实现循环，因此双碱为NaOH和Ca(OH)₂；
(3) 类比CO₂与NaOH的反应（2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O），SO₂与NaOH反应生成Na₂SO₃和H₂O，配平后方程式为$\ce{2NaOH + SO_{2} = Na_{2}SO_{3} + H_{2}O}$；将NaOH溶液喷成雾状，可增大NaOH与SO₂的接触面积，使二者充分反应，提高SO₂的吸收效率；
(4) 由表格可知，Ca(OH)₂价格远低于NaOH，因此双碱法除NaOH循环利用外，还能大幅降低处理成本，经济性更好。
【答案】
(1) 酸雨
(2) $\mathrm{NaOH}$；$\mathrm{Ca(OH)_2}$
(3) $\ce{2NaOH + SO_{2} = Na_{2}SO_{3} + H_{2}O}$；增大$\mathrm{NaOH}$溶液与$\mathrm{SO_2}$的接触面积，使二者充分反应，提高$\mathrm{SO_2}$的吸收效率
(4) 消耗的$\mathrm{Ca(OH)_2}$价格远低于$\mathrm{NaOH}$，可以大幅降低处理成本，经济性更好
【知识点】
酸雨的危害；碱的化学性质；化学方程式书写
【点评】
本题结合环保化工实际，考查基础化学知识的应用，需要学生结合流程和表格信息分析问题，难度适中，体现了化学在环保领域的实用价值。
【难度系数】
0.6
本题围绕“双碱法”脱硫的化工流程展开，需结合化学基础知识和题目信息逐一分析各小问：
1. 第(1)问：回忆SO₂的环境危害，酸性气体SO₂排放到空气中会引发酸雨；
2. 第(2)问：结合“双碱法”的原理，两种碱循环使用，从流程中吸收塔用NaOH、再生环节用Ca(OH)₂，确定双碱的化学式；
3. 第(3)问：类比CO₂与碱的反应，推导SO₂与NaOH的反应方程式；化工操作中喷成雾状的目的是增大接触面积，提升反应效率；
4. 第(4)问：对比表格中两种试剂的价格，分析双碱法除NaOH循环外的成本优势。
【解析】
(1) SO₂是酸性氧化物，排放到空气中会与水、氧气反应生成硫酸等酸性物质，形成酸雨，故危害为酸雨；
(2) “双碱法”中，NaOH用于吸收SO₂，后续用Ca(OH)₂再生NaOH，实现循环，因此双碱为NaOH和Ca(OH)₂；
(3) 类比CO₂与NaOH的反应（2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O），SO₂与NaOH反应生成Na₂SO₃和H₂O，配平后方程式为$\ce{2NaOH + SO_{2} = Na_{2}SO_{3} + H_{2}O}$；将NaOH溶液喷成雾状，可增大NaOH与SO₂的接触面积，使二者充分反应，提高SO₂的吸收效率；
(4) 由表格可知，Ca(OH)₂价格远低于NaOH，因此双碱法除NaOH循环利用外，还能大幅降低处理成本，经济性更好。
【答案】
(1) 酸雨
(2) $\mathrm{NaOH}$；$\mathrm{Ca(OH)_2}$
(3) $\ce{2NaOH + SO_{2} = Na_{2}SO_{3} + H_{2}O}$；增大$\mathrm{NaOH}$溶液与$\mathrm{SO_2}$的接触面积，使二者充分反应，提高$\mathrm{SO_2}$的吸收效率
(4) 消耗的$\mathrm{Ca(OH)_2}$价格远低于$\mathrm{NaOH}$，可以大幅降低处理成本，经济性更好
【知识点】
酸雨的危害；碱的化学性质；化学方程式书写
【点评】
本题结合环保化工实际，考查基础化学知识的应用，需要学生结合流程和表格信息分析问题，难度适中，体现了化学在环保领域的实用价值。
【难度系数】
0.6
三、探究题
11. 提升题 生活中常见的强力管道疏通剂，主要成分中含有氢氧化钠固体和铝粉，能快速疏通厨房中堵塞的管道。化学兴趣小组对某品牌疏通剂进行了如下探究。
【查阅资料】Ⅰ.铝能与氢氧化钠溶液反应，该反应放热，使温度升高，管道疏通效果更好；且该反应产生氢气，使管道内气压增大，加快管道疏通。
Ⅱ.该管道疏通剂使用注意事项：①不能直接接触皮肤和衣服；②不能与洁厕灵（主要成分为盐酸）混用；③须密封、干燥保存。
Ⅲ.碳酸钠溶液呈碱性，氯化钙溶液呈中性。
活动一 了解该疏通剂
(1)该疏通剂不能直接接触皮肤，原因。
(2)该疏通剂不能与洁厕灵混用，原因（用化学方程式表示，写一个）。
(3)疏通剂能疏通厨房中堵塞的管道，原因之一是NaOH还能与发生反应。
活动二 探究该疏通剂长期敞口放置为何会失效
(4)若只考虑NaOH与空气的反应，则疏通剂长期敞口放置而失效的原因是（用化学方程式表示）。
【提出问题】现有一瓶敞口放置一段时间的疏通剂，它是否依然有效呢？
【猜想与假设】
(5)猜想一：有效，疏通剂中依然有成分。
猜想二：无效，疏通剂中只有成分。
化学兴趣小组在老师指导下进行了以下实验探究。
【实验探究】(6)请完成下表中的填空。
【分析与反思】
(7)步骤①中加入过量氯化钙溶液的目的是。
(8)实验中不能用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液，原因是。
11. 提升题 生活中常见的强力管道疏通剂，主要成分中含有氢氧化钠固体和铝粉，能快速疏通厨房中堵塞的管道。化学兴趣小组对某品牌疏通剂进行了如下探究。
【查阅资料】Ⅰ.铝能与氢氧化钠溶液反应，该反应放热，使温度升高，管道疏通效果更好；且该反应产生氢气，使管道内气压增大，加快管道疏通。
Ⅱ.该管道疏通剂使用注意事项：①不能直接接触皮肤和衣服；②不能与洁厕灵（主要成分为盐酸）混用；③须密封、干燥保存。
Ⅲ.碳酸钠溶液呈碱性，氯化钙溶液呈中性。
活动一 了解该疏通剂
(1)该疏通剂不能直接接触皮肤，原因。
(2)该疏通剂不能与洁厕灵混用，原因（用化学方程式表示，写一个）。
(3)疏通剂能疏通厨房中堵塞的管道，原因之一是NaOH还能与发生反应。
活动二 探究该疏通剂长期敞口放置为何会失效
(4)若只考虑NaOH与空气的反应，则疏通剂长期敞口放置而失效的原因是（用化学方程式表示）。
【提出问题】现有一瓶敞口放置一段时间的疏通剂，它是否依然有效呢？
【猜想与假设】
(5)猜想一：有效，疏通剂中依然有成分。
猜想二：无效，疏通剂中只有成分。
化学兴趣小组在老师指导下进行了以下实验探究。
【实验探究】(6)请完成下表中的填空。
【分析与反思】
(7)步骤①中加入过量氯化钙溶液的目的是。
(8)实验中不能用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液，原因是。
答案
解：
(1) 疏通剂中的氢氧化钠具有强烈的腐蚀性，会腐蚀皮肤
(2) $\ce{NaOH + HCl = NaCl + H_{2}O}$（或$\ce{2Al + 6HCl = 2AlCl_{3} + 3H_{2}\uparrow}$，任写一个即可）
(3) 油脂（或油污）
(4) $\ce{2NaOH + CO_{2} = Na_{2}CO_{3} + H_{2}O}$
(5) 氢氧化钠和铝（或$\ce{NaOH}$、$\ce{Al}$）；碳酸钠（或$\ce{Na_{2}CO_{3}}$）
(6) ① $\ce{Na_{2}CO_{3} + CaCl_{2} = CaCO_{3}\downarrow + 2NaCl}$
② 溶液由无色变为红色
(7) 完全除去溶液中的碳酸钠，防止碳酸钠溶液呈碱性，干扰后续对氢氧化钠的检验
(8) 氢氧化钙会与碳酸钠反应生成氢氧化钠，引入氢氧根离子，干扰原样品中氢氧化钠的检验，无法验证原样品中是否存在氢氧化钠
(1) 疏通剂中的氢氧化钠具有强烈的腐蚀性，会腐蚀皮肤
(2) $\ce{NaOH + HCl = NaCl + H_{2}O}$（或$\ce{2Al + 6HCl = 2AlCl_{3} + 3H_{2}\uparrow}$，任写一个即可）
(3) 油脂（或油污）
(4) $\ce{2NaOH + CO_{2} = Na_{2}CO_{3} + H_{2}O}$
(5) 氢氧化钠和铝（或$\ce{NaOH}$、$\ce{Al}$）；碳酸钠（或$\ce{Na_{2}CO_{3}}$）
(6) ① $\ce{Na_{2}CO_{3} + CaCl_{2} = CaCO_{3}\downarrow + 2NaCl}$
② 溶液由无色变为红色
(7) 完全除去溶液中的碳酸钠，防止碳酸钠溶液呈碱性，干扰后续对氢氧化钠的检验
(8) 氢氧化钙会与碳酸钠反应生成氢氧化钠，引入氢氧根离子，干扰原样品中氢氧化钠的检验，无法验证原样品中是否存在氢氧化钠
解析
【分析】
要解决本题，需结合疏通剂的成分（NaOH和Al）及变质规律分析：NaOH具有强腐蚀性，能与油脂、酸反应；敞口放置时NaOH会与空气中CO₂反应生成Na₂CO₃导致失效。探究疏通剂是否有效，核心是检验是否仍有NaOH和Al：实验步骤①加足量氯化钙，利用Na₂CO₃与CaCl₂反应生成白色沉淀，同时完全除去Na₂CO₃（因其溶液呈碱性，会干扰后续NaOH的检验）；步骤②取上层清液加酚酞，若溶液变红则说明有NaOH，即猜想一成立（疏通剂仍有效）。
【解析】
(1) 疏通剂中的氢氧化钠具有强烈的腐蚀性，会腐蚀皮肤，因此不能直接接触皮肤。
(2) 洁厕灵主要成分为盐酸，NaOH与盐酸反应生成氯化钠和水，化学方程式为$\ce{NaOH + HCl = NaCl + H_{2}O}$（或铝与盐酸反应，任写一个即可）。
(3) NaOH能与厨房中的油脂（油污）发生反应，从而疏通管道。
(4) 敞口放置时，NaOH与空气中的CO₂反应变质，化学方程式为$\ce{2NaOH + CO_{2} = Na_{2}CO_{3} + H_{2}O}$。
(5) 猜想一：疏通剂仍有效，说明还有有效成分氢氧化钠和铝；猜想二：无效，说明只有变质后的碳酸钠成分。
(6) ① 步骤中Na₂CO₃与CaCl₂反应，化学方程式为$\ce{Na_{2}CO_{3} + CaCl_{2} = CaCO_{3}\downarrow + 2NaCl}$；② 若猜想一成立（仍有NaOH），上层清液呈碱性，滴加无色酚酞溶液后，溶液由无色变为红色。
(7) 加入过量氯化钙溶液的目的是完全除去溶液中的碳酸钠，防止碳酸钠溶液呈碱性，干扰后续对氢氧化钠的检验。
(8) 若用氢氧化钙代替氯化钙，氢氧化钙会与碳酸钠反应生成氢氧化钠，引入氢氧根离子，无法验证原样品中是否存在氢氧化钠，干扰检验结果。
【答案】
(1) 氢氧化钠具有强烈的腐蚀性
(2) $\ce{NaOH + HCl = NaCl + H_{2}O}$（或$\ce{2Al + 6HCl = 2AlCl_{3} + 3H_{2}\uparrow}$）
(3) 油脂（或油污）
(4) $\ce{2NaOH + CO_{2} = Na_{2}CO_{3} + H_{2}O}$
(5) 氢氧化钠和铝（或$\ce{NaOH}$、$\ce{Al}$）；碳酸钠（或$\ce{Na_{2}CO_{3}}$）
(6) ① $\ce{Na_{2}CO_{3} + CaCl_{2} = CaCO_{3}\downarrow + 2NaCl}$；② 溶液由无色变为红色
(7) 完全除去溶液中的碳酸钠，防止其碱性干扰氢氧化钠的检验
(8) 氢氧化钙与碳酸钠反应会生成氢氧化钠，干扰原样品中氢氧化钠的检验
【知识点】
碱的化学性质、盐的化学性质、实验探究设计
【点评】
本题结合生活中的管道疏通剂，将化学知识与实际应用结合，考查碱的性质、物质检验的实验设计，需学生掌握物质间的反应规律及实验干扰的排除方法，是一道综合性较强的探究题。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合疏通剂的成分（NaOH和Al）及变质规律分析：NaOH具有强腐蚀性，能与油脂、酸反应；敞口放置时NaOH会与空气中CO₂反应生成Na₂CO₃导致失效。探究疏通剂是否有效，核心是检验是否仍有NaOH和Al：实验步骤①加足量氯化钙，利用Na₂CO₃与CaCl₂反应生成白色沉淀，同时完全除去Na₂CO₃（因其溶液呈碱性，会干扰后续NaOH的检验）；步骤②取上层清液加酚酞，若溶液变红则说明有NaOH，即猜想一成立（疏通剂仍有效）。
【解析】
(1) 疏通剂中的氢氧化钠具有强烈的腐蚀性，会腐蚀皮肤，因此不能直接接触皮肤。
(2) 洁厕灵主要成分为盐酸，NaOH与盐酸反应生成氯化钠和水，化学方程式为$\ce{NaOH + HCl = NaCl + H_{2}O}$（或铝与盐酸反应，任写一个即可）。
(3) NaOH能与厨房中的油脂（油污）发生反应，从而疏通管道。
(4) 敞口放置时，NaOH与空气中的CO₂反应变质，化学方程式为$\ce{2NaOH + CO_{2} = Na_{2}CO_{3} + H_{2}O}$。
(5) 猜想一：疏通剂仍有效，说明还有有效成分氢氧化钠和铝；猜想二：无效，说明只有变质后的碳酸钠成分。
(6) ① 步骤中Na₂CO₃与CaCl₂反应，化学方程式为$\ce{Na_{2}CO_{3} + CaCl_{2} = CaCO_{3}\downarrow + 2NaCl}$；② 若猜想一成立（仍有NaOH），上层清液呈碱性，滴加无色酚酞溶液后，溶液由无色变为红色。
(7) 加入过量氯化钙溶液的目的是完全除去溶液中的碳酸钠，防止碳酸钠溶液呈碱性，干扰后续对氢氧化钠的检验。
(8) 若用氢氧化钙代替氯化钙，氢氧化钙会与碳酸钠反应生成氢氧化钠，引入氢氧根离子，无法验证原样品中是否存在氢氧化钠，干扰检验结果。
【答案】
(1) 氢氧化钠具有强烈的腐蚀性
(2) $\ce{NaOH + HCl = NaCl + H_{2}O}$（或$\ce{2Al + 6HCl = 2AlCl_{3} + 3H_{2}\uparrow}$）
(3) 油脂（或油污）
(4) $\ce{2NaOH + CO_{2} = Na_{2}CO_{3} + H_{2}O}$
(5) 氢氧化钠和铝（或$\ce{NaOH}$、$\ce{Al}$）；碳酸钠（或$\ce{Na_{2}CO_{3}}$）
(6) ① $\ce{Na_{2}CO_{3} + CaCl_{2} = CaCO_{3}\downarrow + 2NaCl}$；② 溶液由无色变为红色
(7) 完全除去溶液中的碳酸钠，防止其碱性干扰氢氧化钠的检验
(8) 氢氧化钙与碳酸钠反应会生成氢氧化钠，干扰原样品中氢氧化钠的检验
【知识点】
碱的化学性质、盐的化学性质、实验探究设计
【点评】
本题结合生活中的管道疏通剂，将化学知识与实际应用结合，考查碱的性质、物质检验的实验设计，需学生掌握物质间的反应规律及实验干扰的排除方法，是一道综合性较强的探究题。
【难度系数】
0.5
