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4.空气质量日报中有一项重要检测指标是SO2的含量,结合所学知识回答下列问题.工业制硫酸的过程中,SO2催化氧化的原理为:
2SO2(g)+O2(g)?△催化剂 2SO3(g)+Q
某温度下,测得SO2(g)的平衡转化率(a)与体系总压强( p )的关系如图所示.
(1)a、b两点对应的平衡常数K(a)= K(b) (填“>”、“<”或“=”,下同),SO3浓度c(a)<c(b).c点时,反应速率υ(正)<υ(逆).将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,在不同温度下进行反应得到如表中的两组数据:
实验编号温度/℃起始量/mol平衡量/mol
SO2O2SO2O2
1T142x0.8
2T2420.4y
(2)实验1从开始到反应达到化学平衡时,用去时间t 分钟,则υ(SO2)表示的反应速率为$\frac{1.2}{t}$mol•L-1•min-1,温度T1大于T2的理由是反应放热,温度升高,平衡向左移动,反应物转化率低.
(3)制取SO2的尾气用NaOH溶液吸收,可得到Na2SO3和NaHSO3两种盐.
①0.1mol/L的NaHSO3溶液中c(H+)>c(OH-),用水解和电离理论的角度解释其原因HSO3-的电离程度大于水解程度,若往溶液中加入氨水至中性,则c(Na+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3) (填“>”、“<”或“=”).
②往0.1mol/L 的Na2SO3溶液加入少量NaOH固体,完全溶解后溶液中c(Na+):c(SO32-)的比值变大(填“变大”、“变小”或“保持不变”).

分析 (1)温度相同,平衡常数相同,反应2SO2(g)+O2(g) $\frac{\underline{催化剂}}{△}$2SO3(g),正反应是气体体积减少的反应,所以增大压强,平衡正向移动,三氧化硫的浓度变大;c点在对应的压强下最终要达平衡状态,所以二氧化硫的转化率减小,反应逆向进行;
(2)先求出O2的化学平衡时,再求出v(SO2)的反应速率,反应速率之比等于化学计量数之比;根据平衡移动原理以及生成物的浓度可知:T1>T2
(3)①NaHSO3溶液中存在反应:HSO3-?H++SO32-、HSO3-+H2O?OH-+H2SO3,且电离程度大于水解,若往溶液中加入氨水至中性依据溶液中物料守恒分析离子浓度关系;
②往0.1mol/L 的Na2SO3溶液加入少量NaOH固体,氢氧化钠溶解电离出的氢氧根离子抑制亚硫酸钠的水解,溶液中钠离子浓度增大.

解答 解:(1)温度相同,平衡常数相同,反应2SO2(g)+O2(g) $\frac{\underline{催化剂}}{△}$2SO3(g),正反应是气体体积减少的反应,所以增大压强,平衡正向移动,三氧化硫的浓度变大,所以c(a)小于 (b);c点在对应的压强下最终要达平衡状态,所以二氧化硫的转化率减小,反应逆向进行,所以υ(正)<υ(逆),
故答案为:=;<;<;
(2)①由表中数据,v(O2)=$\frac{\frac{2mol-0.8mol}{2L}}{tmin}$=$\frac{1.2}{2t}$mol•L-1•min-1;     
根据反应速率之比等于化学计量数之比,则v(SO2)=2v(O2)=2×$\frac{1.2}{2t}$mol•L-1•min-1=$\frac{1.2}{t}$mol•L-1•min-1
故答案为:$\frac{1.2}{t}$mol•L-1•min-1
②实验2中,n(SO2参加?(4-0.4)mol=3.6mol     
 n(O2消耗=0.5n(SO2)=1.8mol     
平衡时n(O2)=(2-1.8)mol=0.2mol,而实验1中n(O2)=0.8mol 而开始时反应物的起始量相等,实验1到实验2的过程,相当于平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理,降温能使平衡向正反应方向移动,即T1>T2
故答案为:反应放热,温度升高,平衡向左移动,反应物转化率低.
(3)①由于NaHSO3溶液中既存在电离平衡又存在水解平衡:HSO3-?H++SO32-、HSO3-+H2O?OH-+H2SO3,HSO3-的电离平衡程度大于其水解平衡程度,溶液中c(H+)>c(OH-),故溶液显酸性,若往溶液中加入氨水至中性,溶液中存在物料守恒,则c(Na+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3),
故答案为:HSO3-的电离程度大于水解程度;=;
②亚硫酸钠溶液中亚硫酸根离子水解,溶液显碱性,往0.1mol/L 的Na2SO3溶液加入少量NaOH固体,氢氧化钠溶解电离出的氢氧根离子抑制亚硫酸钠的水解,溶液中钠离子浓度增大,完全溶解后溶液中c(Na+):c(SO32-)的比值变大,
故答案为:变大.

点评 本题涉及的知识点较多,关键要掌握有关可逆反应的计算、化学平衡移动原理以及图象的分析和解答等,题目难度中等.

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(2)如果胃酸过多,可服用Al(OH)3、NaHCO3(填写化学式)缓解症状,但如果患有胃溃疡,则不能服用NaHCO3,以防止胃穿孔.
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(4)刻制印刷电路时,要用FeCl3作为“腐蚀液”将铜箔腐蚀,原理是(写离子方程式)Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
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②向溶液甲中通过量的二氧化碳气体,生成白色沉淀,沉淀经过滤,洗涤灼烧后,得到1.02g固体.
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B.实验③中的沉淀中一定有BaSO4,可能有Mg(OH)2
C.若要判断原溶液中是否有Cl-,无需另外设计实验验证
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