Question

硫及其化合物在自然界中广泛存在，运用相关
原理回答下列问题：
（1）如图表示一定温度下，向体积为10L的密闭容器中充入1molO₂和一定量的SO₂后，SO₂和SO₃(g)的浓度随时间变化的情况。
①该温度下，从反应开始至平衡时氧气的平均反应速率是      ；
②该温度下，反应2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)的平衡常数为              。
（2）以黄铜矿（主要成分CuFeS₂）为原料，经焙烧、熔炼等使铁元素及其他有关杂质进入炉渣，将铜元素还原为铜。发生的主要反应为：
2Cu₂S(s)+3O₂(g) = 2Cu₂O(s)+2SO₂(g) △H ="-768.2" kJ·mol^－1
2Cu₂O(s)+ Cu₂S (s) = 6Cu(s)+SO₂(g) △H ="+116.0" kJ·mol^－1
①“焙烧”时，通入少量空气使黄铜矿部分脱硫生成焙砂（主要成分是Cu₂S和FeS，其物质的量比为1:2）和SO₂，该反应的化学方程式为：              。
②在熔炼中，Cu₂S与等物质的量的O₂反应生成Cu的热化学方程式为：      。

（3）用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义，将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。
如图，是电解产生多硫化物的实验装置：
①已知阳极的反应为：(x+1)S^2－=S_xS^2－+2xe^－，则阴极的电极反应式是：                  。
当反应转移xmol电子时，产生的气体体积为        （标准状况下）。
②将Na₂S·9H₂O溶于水中配制硫化物溶液时，通常是在氮气气氛下溶解。其原因是（用离子反应方程式表示）：             。

Answer 1

（14分，每空2分）
（1）①9×10^-3mol?L?¹?min?¹  ②8.1×10³ L?mol?¹
（2）①2CuFeS₂ + O₂Cu₂S+ 2FeS+ SO₂
②Cu₂S(s) + O₂(g) =" 2Cu(s)" + SO₂(g) △H ="-217.4" kJ·mol^-1
（3）①2H₂O+2e^－=2OH^－+H₂　11.2x L
②2S^2－＋O₂＋2H₂O=2S↓＋4OH^－ ；

试题分析：
（1）①根据速率计算公式，可以求出速率为9×10^-3mol?L?¹?min?¹； ② K=C²(SO₃)/C²(SO₂)*C(O₂)= 8.1×10³ L?mol?¹;
（2）①根据题目信息“焙烧”时，通入少量空气使黄铜矿部分脱硫生成焙砂（主要成分是Cu₂S和FeS，其物质的量比为1:2）和SO₂，所以确定出反应物为CuFeS₂ + O₂产物应该是Cu₂S+ 2FeS+ SO₂且要满足2：1，然后据原子守恒可求得。
②Cu₂S与等物质的量的O₂反应生成Cu很显然这是个氧化还原反应，根据化合价有升有降和盖斯定律可以得出热化学方程式为Cu₂S(s) + O₂(g) =" 2Cu(s)" + SO₂(g) △H ="-217.4" kJ·mol-1。
（3）①由于溶液中的在阳极得电子的离子只能是阳离子且阳离子只有Na+和H+,所以只能有H+得电子，考虑到是碱性电解质溶液，所以反应式为2H₂O+2e^－=2OH^－+H₂；根据电子守恒，当有当反应转移xmol电子时，产生的气体物质的量为x/2mol，所以其体积为11.2x L。②由于S2-有强的还原性易被空气中氧气氧化，再考虑到硫化钠溶液呈碱性，所以其离子方程式为2S^2－＋O₂＋2H₂O=2S↓＋4OH^－ ；