Question

【題目】硫單質及其化合物在化工生成等領域應用廣泛。

（1）工業(yè)尾氣中的SO2一直是環(huán)境污染的主要原因之一，工業(yè)上常采用如下方法降低尾氣中的含硫量：

①方法1：燃煤中加入生石灰，將SO2轉化為CaSO3，再氧化為CaSO4

已知：a. CaO(s)+CO(g) =CaCO3(s) ΔH=-178.3kJ·mol-1

b.2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH=-2762.2kJ·mol-1

c.2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) ΔH=-2314.8kJ·mol-1

寫出CaO(s)與SO2(g)反應生成CaSO3(s)的熱化學方程式：_________________________________。

②方法2：用氨水將SO2轉化為NH4HSO3，再氧化為( NH4)2SO4。

實驗測得NH4HSO3溶液中= 1500，則溶液的pH為______________（已知：H2SO3的Ka1=1.5×10-2，Ka2=1.0×10-7）。

（2）煤制得的化工原料氣中含有羰基硫(0=C=S)，該物質可轉化為H2S，反應為COS(g) +H2(g)H2S (g)+CO(g) ΔH>0。

①恒溫恒容條件下，密閉容器中發(fā)生上述反應，下列事實不能說明反應達到平衡狀態(tài)的是__________

(填字母)。

a.COS的濃度保持不變 b.化學平衡常數(shù)不再改變

c.混合氣體的密度不再改變 d.形成2molH-S鍵的同時形成1mol H-H鍵

②T1℃時，在恒容的密閉容器中，將定量的CO和H2S混合加熱并達到下列平衡：H2S(g)+ CO(s) COS(g)+H2(g)，K=0 25，則該溫度下反應COS(g)+H2(g)=H2S(g)+ CO(s)的平衡常數(shù)K=__________。

T1℃時，向容積為10 L的恒容密閉容器中充入1mol COS(g)和1molH2(g)，達到平衡時COS的轉化率為______________________。

（3）過二硫酸(H2S2O8)是一種強氧化性酸，其結構式為。

①在Ag+催化作用下，S2O82-能與Mn2+在水溶液中發(fā)生反應生成SO42-和MnO4-，1mol S2O82-能氧化的Mn2+的物質的量為_________mol。

②工業(yè)上可用惰性電極電解硫酸和硫酸銨混合溶液制備過二硫酸銨。則陽極的電極反應式為______________________。

Answer 1

【答案】 CaO(s)+SO2(g)==CaSO3(s) ΔH=-402.0kJ·mol-1 6 bc 4 66.7% 0.4 2SO42--2e-=S2O82-

【解析】（1）①(b-c)/2+a CaO(s)+SO2(g)==CaSO3(s) ΔH=-402.0kJ·mol-1

CaO(s)與SO2(g)反應生成CaSO3(s)的熱化學方程式：CaO(s)+SO2(g)==CaSO3(s) ΔH=-402.0kJ·mol-1。

②Ka1=（C(H+).C(HSO3-)）/C(H2SO3) Ka2=( C(H+). C(SO32-)/ C(HSO3- Ka1Ka2= C2(H+).=1.5×10-2×1.0×10-7 C(H+)=1×10-6 溶液的pH為6。

（2）COS(g) +H2(g)H2S (g)+CO(g) ΔH>0。①恒溫恒容條件下，密閉容器中發(fā)生上述反應，a.COS的濃度保持不變 說明化學反應達到平衡狀態(tài)了； b.化學平衡常數(shù)只和溫度有關，不受濃度影響，所以不能作為判斷平衡的依據(jù)； c.混合氣體的密度=m/V, 恒容V定值，都是氣體所以m不變。故c不能；d.形成2molH-S鍵的同時形成1mol H-H鍵說明正逆反應速率相等，故可以作為判斷平衡的標志。答案：b c。

②T1℃時H2S(g)+ CO(s) COS(g)+H2(g)K=(C(COS).C(H2))/C(H2S)= 0 25

，COS(g)+H2(g)=H2S(g)+ CO(s) K= C(H2S)/ (C(COS).C(H2))=1/0 25=4

T1℃時，COS(g) + H2(g) = H2S(g)+ CO(s)

初始量 0.1 0.1 0 0

變化量 X X X X

平衡量 0.1-X 0.1-X X X

（3）K=X/(0.1-X)2=4 X=0.0667 COS的轉化率為0.0667/0.1×100%= 66.7% ，答案：66.7%

① 5S2O82-+ 2Mn2+ +8H2O= 10SO42-+2MnO4-+16H+，

5mol 2mol

1mol X X=0.4mol

②用惰性電極電解硫酸和硫酸銨混合溶液制備過二硫酸銨。根據(jù)氧化還原原理知SO42-失電子做陽極，陽極的電極反應式為2SO42--2e-=S2O82-。