Question

【题目】硫单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用，而SO2直接排放会对环境造成危害。

Ⅰ.已知：重晶石(BaSO4)高温煅烧可发生一系列反应，其中部分反应如下：

BaSO4(s)+4C(s) BaS(s)+4CO(g) ΔH=+571.2 kJ·mol1

BaS(s) Ba(s)+S(s) ΔH=+460 kJ·mol1

已知：2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH=221 kJ·mol1

则：Ba(s)+S(s)+2O2(g) BaSO4(s) ΔH=_____________。

Ⅱ.SO2的尾气处理通常有以下几种方法：

（1）活性炭还原法

反应原理：恒温恒容时2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)。

反应进行到不同时间测得各物质的浓度部分图象如图：

①0～20 min反应速率表示为v(SO2)=________；

②30 min时，改变某一条件平衡发生移动，则改变的条件最有可能是________；

③40 min时，平衡常数K=________。

（2）亚硫酸钠吸收法

①Na2SO3溶液吸收SO2的离子方程式为__________________；

②常温下，当吸收至NaHSO3时，吸收液中相关离子浓度关系一定正确的是________(填序号)。

a．c(Na+)+c(H+)>c()+c()+c(OH)

b．水电离出c(H+)=1×108 mol/L

c．c(Na+)>c()>c(H+)>c()

（3）电化学处理法

①如图所示，Pt(Ⅰ)电极的反应式为__________________；

②当电路中转移0.02 mol e时(较浓H2SO4尚未排出)，交换膜左侧溶液中约增加____mol离子。

Answer 1

【答案】Ⅰ.1473.2 kJ·mol1

Ⅱ.（1）①0.03 mol/(L·min) ②减少CO2的浓度 ③0.675

（2）①+SO2+H2O2 ②ac

（3）①SO22e+2H2O+4H+ ②0.03

【解析】Ⅰ.已知：①BaSO4(s) +4C(s) BaS(s) +4CO(g) ΔH=+571.2 kJ·mol1

②BaS(s) Ba(s)+S(s) ΔH=+460 kJ·mol1

③2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH=221 kJ·mol1，根据盖斯定律分析，反应③×2反应①反应②可得热化学方程式为Ba(s)+S(s)+2O2(g) BaSO4(s) ΔH=221 kJ·mol1×2460 kJ·mol1571.2 kJ·mol1=

1473.2 kJ·mol1。

Ⅱ.（1）①由图可知，0～20分钟内二氧化硫浓度变化量为1 mol/L0.4 mol/L=0.6 mol/L，故二氧化硫的反应速率=0.6 mol/L÷20 min=0.03 mol/(L·min)。

②30分钟时瞬间，二氧化碳的浓度降低，S2的浓度不变，而后二氧化碳和S2的浓度均增大，应是减小二氧化碳的浓度。

③其平衡常数为生成物的浓度幂之积/反应物浓度的幂之积，由于平衡常数只与温度有关系，则K===0.675。

（2）①亚硫酸钠溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠，反应离子方程式为+SO2+H2O2。

②a．根据电荷守恒，c(Na+)+c(H+)=2c()+c()+c(OH)，所以c(Na+)+c(H+)>c()+c()+

c(OH)，a正确。b．水电离出的氢离子浓度等于水电离出的氢氧根离子浓度，由于亚硫酸氢钠溶液的pH未知，所以不能计算水电离出c(H+)浓度，b错误。c．在亚硫酸氢钠溶液中亚硫酸氢根的电离大于水解，所以离子浓度关系为c(Na+)>c()>c(H+)>c()，c正确。所以选ac。

（3）①由图可知，Pt(Ⅰ)电极上二氧化硫氧化成硫酸，电极反应为SO22e+2H2O+4H+。

②左侧电解反应SO22e+2H2O+4H+，根据电子守恒，生成硫酸根的物质的量为0.02 mol/2=0.01 mol，生成氢离子物质的量为0.04 mol，为保持溶液电中性，0.01 mol的硫酸根需要0.02 mol的氢离子，多余的氢离子通过阳离子交换膜移动到右侧，即有0.02 mol氢离子移动到右侧，故左侧溶液中增加的离子为0.01 mol+0.02 mol=0.03 mol。