Question

（14分）湿法炼锌的冶炼过程可用下图简略表示：

请回答下列问题：

（1）已知:N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l) ΔH＝a kJ·mol－1，该反应不能自发进行，则a 0(填“＞”、“＜”或“＝”).

（2）ZnS焙烧的反应2ZnS＋3O22SO2＋2ZnO所涉及的物质中，发生氧化反应的物质是 ，不含离子键的化合物是 .

（3）电解过程中析出锌的电极反应式为___________________________.

（4）产生的SO2可用Ba(NO3)2溶液吸收，部分产物可作为工业原料，其反应的离子方程式为 .

（5）锌-空气电池与锂电池相比，具有储存电量高、成本低、没有安全隐患等优点。该电池的总反应为2Zn＋O2===2ZnO，电解质溶液为KOH溶液，则负极的电极反应式为 。25℃时，以该电池为电源，用两个等质量的铜棒作电极电解500 mL 0.1mol/L CuSO4溶液，一段时间后切断电源，对电极干燥并称量，测得两电极的质量差为9.6 g，则至少需要________L空气(折算成标准状况)进入该电池。

 

Answer 1

（1）＞；（2）ZnS，SO2；（3）Zn[（NH3）4]2++2e-=Zn+4NH3↑；

（4）3SO2+3Ba2++2H2O+2NO3-=3BaSO4↓+2NO↑+4H+；（5）Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O， 4.2L。

【解析】

试题分析：（1）根据化学反应方向的判据ΔH—TΔS分析，吸热的熵减少的反应在任何条件下都不能自发进行，该反应是一个熵减小的反应，所以当该反应为吸热反应即a＞0时，该反应在任何条件下都不能自发进行；（2）在氧化还原反应中，ZnS中硫元素的化合价由—2价升高到0价，发生氧化反应；活泼金属和非金属元素之间形成的化学键是离子键，如ZnS、ZnO，SO2属于共价化合物，只含有共价键；（3）电解池中，阳离子Zn[（NH3）4]2+在阴极上发生得电子的还原反应，电解反应式为：Zn[（NH3）4]2++2e-=Zn+4NH3↑；（4）二氧化硫酸性气体可以和硝酸钡溶液之间发生氧化还原反应，得到白色沉淀硫酸钡和NO气体，离子方程式为3SO2+3Ba2++2H2O+2NO3-=3BaSO4↓+2NO↑+4H+；（5）在锌-空气电池原电池的负极上是金属锌发生失电子的氧化反应，在碱性环境下，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，以该电池为电源，用两个等质量的铜棒作电极电解500mL 0.1mol/L CuSO4溶液，阳极上是Cu-2e-=Cu2+，阴极上是Cu2++2e-=Cu，对电极干燥并称量，测得两电极的质量差为9.6g，则减少的铜和生成的铜各是4.8g即0.075mol，转移电子是0.15mol，根据反应2Zn+O2═2ZnO，当转移电子是4mol时，消耗氧气是1moL，所以转移电子是0.15mol时，消耗氧气是0.0375moL，氧气体积是空气提及的五分之一，所以消耗空气的体积是0.0375moL×5×22.4L/mol=4.2L。

考点：考查化学反应方向的判断，氧化还原反应、离子化合物和共价化合物的概念，电化学原理的应用，离子方程式和电极反应式的书写。