【題目】研究大氣中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的轉(zhuǎn)化對(duì)環(huán)境保護(hù)具有重要意義.
(1)SO2的大量排放會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題是 , 潮濕條件下,寫出大氣中SO2轉(zhuǎn)化為HSO3的方程式
(2)土壤中的微生物可將大氣中H2S經(jīng)兩步反應(yīng)氧化成SO42 , 兩步反應(yīng)的能量變化示意圖1如下:
1mol H2S(g)全部氧化成SO42(aq)的熱化學(xué)方程式為
(3)SO2是工業(yè)制硫酸的原料氣體之一,一定溫度下,向容積為2L的密閉容器中充入一定量的SO2和O2 , 發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),過(guò)程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見表:

時(shí)間/min

n(SO2)/mol

n(O2)/mol

0

0.10

0.050

4

0.050

0.025

5

0.040

8

0.020

①反應(yīng)在0~4min內(nèi)的平均速率為v(SO2)=;
②此溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=
③8min時(shí),維持溫度不變,往反應(yīng)容器中再通入0.020mol SO2(g),0.010mol O2(g),重新達(dá)到平衡時(shí)混合氣體中SO2的百分含量將(填“減小”,“增大”或“不變”).(4)將H2S 和空氣的混合氣體通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反應(yīng)回收S,其物質(zhì)轉(zhuǎn)化如圖2所示:
①在溫度一定和不補(bǔ)加溶液的條件下,緩慢通入混合氣體,并充分?jǐn)嚢瑁股傻牧騿钨|(zhì)中不含CuS,可采取的措施有
②一般來(lái)說(shuō),如果一個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)大于105 , 通常認(rèn)為反應(yīng)進(jìn)行得較完全;相反,如果一個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)小于105 , 則認(rèn)為這個(gè)反應(yīng)很難進(jìn)行.已知常溫下各物質(zhì)的溶度積及電離平衡常數(shù):
CuS:Ksp=6.3×1036;H2S:K a1=1.3×107 , K a2=7.1×1015 ,
通過(guò)計(jì)算說(shuō)明反應(yīng)CuS(s)+2H+ (aq)=Cu2+(aq)+H2S(aq)進(jìn)行的程度

【答案】
(1)酸雨;SO2+H2O?H2SO3;H2SO3?H++HSO3
(2)H2S(g)+2O2(g)=SO42(aq)+2H+(aq)△H=﹣806.39kJ?mol1
(3)6.25×103mol/(L?min);225(mol/L);減;通入足量的空氣;反應(yīng)很難進(jìn)行
【解析】解:(1)SO2的大量排放會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題是形成酸雨,二氧化硫?yàn)樗嵝匝趸锱c水生成亞硫酸,亞硫酸為弱電解質(zhì),部分電離產(chǎn)生氫離子與亞硫酸氫根離子,離子方程式:SO2+H2OH2SO3;H2SO3H++HSO3 ,
所以答案是:酸雨;SO2+H2OH2SO3;H2SO3H++HSO3;(2)由圖可知,第一步熱化學(xué)反應(yīng)為:H2S(g)+0.5O2(g)=S(s)+H2O(g)△H=﹣221.19 kJmol1;
第二步反應(yīng)為:S(s)+1.5O2(g)+H2O(g)=2H+(aq)+SO42(aq))△H=﹣585.20 kJmol1;
依據(jù)蓋斯定律,第一步與第二步方程式相加得:H2S(g)+2O2(g)=SO42(aq)+2H+(aq)△H=﹣806.39 kJmol1
所以答案是:H2S(g)+2O2(g)=SO42(aq)+2H+(aq)△H=﹣806.39 kJmol1 ;(3)①0﹣4min二氧化硫物質(zhì)的量變化為0.10mol﹣0.050mol=0.050mol,反應(yīng)速率v= =6.25×103mol/(Lmin),所以答案是:6.25×103mol/(Lmin);
②結(jié)合圖表數(shù)據(jù),5min時(shí)n(O2)= =0.03mol,剩余氧氣物質(zhì)的量=0.05mol﹣0.03mol=0.02mol,6min時(shí)氧氣物質(zhì)的量為0.02mol,說(shuō)明5分鐘反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),結(jié)合化學(xué)平衡三行計(jì)算列式計(jì)算平衡濃度,5min時(shí),

2SO2(g)+

O2(g)

2SO3(g)

起始量(mol)

0.1

0.05

0

變化量(mol)

0.06

0.03

0.06

平衡量(mol)

0.04

0.02

0.06

平衡常數(shù)= = =225(mol/L)
所以答案是:225(mol/L);
③8min時(shí),維持溫度不變,往反應(yīng)容器中再通入0.020mol SO2(g),0.010mol O2(g),Qc= = =66.67<K,反應(yīng)正向進(jìn)行,平衡移動(dòng)程度小重新達(dá)到平衡時(shí)混合氣體中SO2的百分含量將減小,所以答案是:減。唬4)①使生成的硫單質(zhì)中不含CuS,則硫離子不能有剩余,硫離子完全被氧化為硫單質(zhì),所以氧氣必須過(guò)量,采取的措施是:增大混合氣體中空氣的比例,通入足量的空氣,
所以答案是:通入足量的空氣;②反應(yīng)CuS(s)+2H+ (aq)=Cu2+(aq)+H2S(aq),反應(yīng)的平衡常數(shù)K= = = = =6.83×1015<105 , 反應(yīng)很難進(jìn)行,
所以答案是:反應(yīng)很難進(jìn)行;

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(3)寫出通入CH3OH的電極的電極反應(yīng)式
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(2)取用25.00 mL待測(cè)NaOH溶液應(yīng)用以下(選填:“甲”、“乙”)裝置,若取用NaOH溶液開始平視讀數(shù)、結(jié)束時(shí)俯視讀數(shù),會(huì)導(dǎo)致所測(cè)氫氧化鈉溶液濃度(填“偏大““偏小“或“不變“)
(3)若滴定開始前滴定管尖嘴中有一氣泡,滴定結(jié)束后氣泡消失, 則會(huì)導(dǎo)致所測(cè)氫氧化鈉溶液濃度(填“偏大““偏小“或“不變“)
(4)若平行實(shí)驗(yàn)三次,記錄的數(shù)據(jù)如下表

滴定次數(shù)

待測(cè)溶液的體積(/mL)

標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液的體積

滴定前讀數(shù)(/mL)

滴定后讀數(shù)(/mL)

1

25.00

1.02

21.04

2

25.00

2.00

22.98

3

25.00

0.20

20.18

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