Question

【题目】锌及其化合物用途广泛。火法炼锌以闪锌矿(主要成分是ZnS)为主要原料，涉及的主要反应有：

2ZnS(s)+3O2 (g)=2ZnO(s)+2SO2(g) △H=-930 kJ·mol-l

C(s)+O2 (g)=CO2 (g) △H=-393.5 kJ·mol-l

C(s)+CO2 (g)2CO(g) △H=+172.5 kJ·mol-l

ZnO(s)+CO(g)=Zn(g)+CO2(g)△H=+198 kJ·mol-l

回答下列问题：

（1）反应ZnS(s)+C(s)+2O2(g)=Zn(g)+CO2(g)+SO2(g)的 △H=_______ kJ·mol-l。

（2）硫酸锌可广泛用作印染媒染剂和木材防腐剂。ZnSO4受热分解过程中各物质的物质的量随温度变化关系如图所示。

①写出700～980℃时发生反应的化学方程式：___________，物质B的化学式是_________。

②硫酸锌分解生成的SO2经下图中的两个循环可分别得到S和H2SO4。写出循环I中反应2的化学方程式：_________；循环Ⅱ中电解过程阳极反应式是_________。

Answer 1

【答案】 -377.5 2ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑ SO3 4ZnFeO3.5+SO24ZnFeO4 +S Mn2+-2e-+2 H2O =MnO2↓+4H+

【解析】（1）将4个热化学方程式编号为①2ZnS(s)+3O2 (g)=2ZnO(s)+2SO2(g) △H=-930 kJmol-l②C(s)+O2 (g)=CO2 (g) △H=-393.5 kJmol-l③C(s)+CO2 (g)2CO(g) △H=+172.5 kJmol-l④ZnO(s)+CO(g)=Zn(g)+CO2 (g) △H=+198 kJmol-l。由①+②+③+④可得ZnS(s)+C(s)+2O2(g)=Zn(g)+CO2(g)+SO2(g)，所以△H=（-930 kJmol-l）+（-393.5 kJmol-l）+（+172.5 kJmol-l）+（+198 kJmol-l）= -377.5 kJmol-l。

（2）①由图像可知，700～980℃时，生成物A与ZnO的物质的量相同，同时还生成O2，所以A为SO2，发生反应的化学方程式：2ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑，当温度高于980℃时，物质A的物质的量小于ZnO，由S守恒可知，物质B的化学式是SO3 。

②硫酸锌分解生成的SO2经下图中的两个循环可分别得到S和H2SO4。由图可知，循环I中反应1中 ZnFeO4被氢气还原（2ZnFeO4+H2=2ZnFeO3.5+H2O），反应2中 ZnFeO3.5被SO2氧化，化学方程式为4ZnFeO3.5+SO24ZnFeO4 +S；循环Ⅱ中电解过程阳极反应式是Mn2+-2e-+2 H2O =MnO2↓+4H+。