Question

【題目】碳和硫單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用，CO2的過(guò)渡排放會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)，而SO2 直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。

I．有科學(xué)家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：

① 6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △Hl＝-76.0kJ/mol

② C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g）△H2=+113.4kJ/mol

則反應(yīng)：3FeO(s)+H2O(g)=Fe3O4(s)+H2(g)的△H=_______。

II. SO2的尾氣處理通常有以下幾種方法：

（l）活性炭還原法

反應(yīng)原理：恒溫恒容時(shí)，2C(s)+2SO2(g)===S2(g)+2CO2(g)。反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如圖:

①0～20min反應(yīng)速率表示為v(SO2)=_________；

②30min時(shí)，改變某一條件平衡發(fā)生移動(dòng)，則改變的條件最有可能是________；

③4Omin時(shí)，平衡常數(shù)K=__________。

（2）亞硫酸鈉吸收法

① Na2SO4溶液吸收SO2的化學(xué)方程式為______________；

② 常溫下，當(dāng)吸收至NaHSO3時(shí)，吸收液中相關(guān)離子濃度關(guān)系一定不正確的是_____（填序號(hào)）。

a. c(Na+)+c(H+)>c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)

b. c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)

c. c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)

d．水電離出c(H+)=1×10-5mol/L

（3）電化學(xué)處理法

① 如圖所示，Pt(II)電極的反應(yīng)式為__________；

② 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.04mole-時(shí)（較濃H2SO4尚未排出），交換膜左側(cè)溶液中約增加____mol離子。

Answer 1

【答案】 +18.7kJ/mol 0.03mol/(L·min) 減小CO2的濃度 0.675 Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 d 2HSO+2e－+2H＋=S2O+2H2O 0.06

【解析】（1）由蓋斯定律：此反應(yīng)△H=（①+②）÷2=（76.0kJ/mol+113.4kJ/mol）= +18.7kJ/mol；

II. ①0～20min時(shí)，SO2濃度變化為1.0mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L，則反應(yīng)速率表示為V（SO2）==0.03mol/（L·min），故答案為：0.03mol/（L·min）；②30min時(shí)，CO2濃度減小，其他物質(zhì)濃度不變，改變的條件是減小CO2的濃度，③40min時(shí)平衡常數(shù)和20min時(shí)相同，20min時(shí)，SO2（g）=0.4mol/L，S2（g）=0.3mol/L，CO2（g）=0.6mol/L，則平衡常數(shù)K=（0.3×0.62）/0.42=0.675。

（2）亞硫酸鈉吸收法, ① Na2SO4溶液吸收SO2達(dá)最大量時(shí)的化學(xué)方程式為Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 ；② 常溫下，當(dāng)吸收至NaHSO3時(shí)，電離大于水解，溶液呈酸性，a. c(Na+)+c(H+)>c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)正確，b. (Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)電荷守恒正確，又HSO3—的電離大于水解，c. c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)正確，d．水電離出c(H+)肯定小于1×10-7mol/L，d錯(cuò)誤。

（3）電化學(xué)處理法，① Pt(II)電極上發(fā)生還原反應(yīng)，酸性介質(zhì)，其反應(yīng)式為：2HSO+2e－+2H＋=S2O+2H2O； ②當(dāng)電路中0.04mole-時(shí)（較濃H2SO4尚未排出），由SO2+2H2O-2e-═SO42-+4H+，則交換膜左側(cè)溶液中約增加0.06mol離子，故答案為：0.06。