Question

【題目】黃鐵礦（主要成分為FeS2）的利用對資源和環(huán)境具有重要意義。

（1）工業(yè)上煅燒黃鐵礦可制取SO2。已知下列熱化學(xué)方程式

4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g) △H=akJ/mol

S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=bkJ/mol

Fe(s)+2S(s)=FeS2(s) △H=ckJ/mol

則4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=_____kJ/mol

（2）一種酸性條件下催化氧化黃鐵礦的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖I所示。

（1）寫出如圖中Fe3+與FeS2反應(yīng)的離子方程式：______________。

（2）硝酸也可將FeS2氧化為Fe3+和SO42-，使用濃硝酸比使用稀硝酸反應(yīng)速率慢，其原因是______________。

（3）控制Fe2+的濃度、溶液體積和通入O2的速率一定，圖II所示為改變其他條件時(shí)Fe2+被氧化的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化。

① 加入NaNO2發(fā)生反應(yīng)：2H++3NO2-=NO3-+2NO+H2O。若1mol NaNO2完全反應(yīng)則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為______mol。

② 加入NaNO2、KI發(fā)生反應(yīng)：4H++2NO2-＋2I-=2NO+I2+2H2O。解釋圖II中該條件下能進(jìn)一步提高單位時(shí)間內(nèi)Fe2+轉(zhuǎn)化率的原因：______________。

（4）為研究FeS2作電極時(shí)的放電規(guī)律，以FeS2作陽極進(jìn)行電解,由FeS2放電產(chǎn)生粒子的含量與時(shí)間、電壓（U）的關(guān)系如圖III所示。

①寫出t1至t2間FeS2所發(fā)生的電極反應(yīng)式：__________。

②當(dāng)電壓的值介于3U～4U之間，F(xiàn)eS2放電所得主要粒子為___________。

Answer 1

【答案】 a+4c-8b 14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+ 稀硝酸反應(yīng)后被還原為NO，濃硝酸被還原為NO2，NO可作催化劑，NO2不能 2/3 生成的催化劑NO更多，加快了反應(yīng)速率 FeS2-2e-=Fe2++2S Fe3+、SO42-

【解析】（1）①4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g) △H=akJ/mol，②S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=bkJ/mol，③Fe(s)+2S(s)=FeS2(s) △H=ckJ/mol，將①×1-②×8+③×4，則4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=（a+4c-8b）kJ/mol；（2）硝酸也可將FeS2氧化為Fe3+和SO42-，使用濃硝酸比使用稀硝酸反應(yīng)速率慢，其原因是稀硝酸反應(yīng)后被還原為NO，濃硝酸被還原為NO2，NO可作催化劑，NO2不能。（3）① 加入NaNO2發(fā)生反應(yīng)：2H＋+3NO2－=NO3－+2NO+H2O。每3molNO2―反應(yīng)，有1moLNO2―作氧化劑，則有2mol作還原劑，若1mol NaNO2完全反應(yīng)則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為2/3mol。② 加入NaNO2、KI發(fā)生反應(yīng)：4H++2NO2-＋2I-=2NO+I2+2H2O。該條件下能進(jìn)一步提高單位時(shí)間內(nèi)Fe2+轉(zhuǎn)化率的原因：生成的催化劑NO更多，加快了反應(yīng)速率；（4）由圖① t1至t2間Fe2+和2S的是增加，FeS2所發(fā)生的電極反應(yīng)式：FeS2-2e-=Fe2++2S ，②當(dāng)電壓的值介于3U～4U之間，F(xiàn)e3+、SO42-濃度增加，FeS2放電所得主要粒子為Fe3+、SO42-。