Question

【題目】消除氮氧化物、二氧化硫等物質(zhì)造成的污染是目前研究的重要課題。

（1）燃煤煙氣脫硫常用如下方法。

①用生物質(zhì)熱解氣(主要成分CO、CH4、H2)將SO2在高溫下還原成單質(zhì)硫。涉及的部分反應(yīng)如下：2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) △H1= + 8.0 kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=－566.0kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=－483.6 kJ·mol-1

則H2(g)還原SO2(g)生成S(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式為______________________。

②一氧化碳還原法：在絕熱恒容的密閉容器中，反應(yīng)2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g)達(dá)到平衡時(shí)，下列說法正確的是____(填序號(hào))。

a．容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)保持不變 b．分離出S，正反應(yīng)速率減小

若再充入一定量的CO2，反應(yīng)的平衡常數(shù)不變

③用氨水將SO2轉(zhuǎn)化為NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4。實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH4HSO3溶液中=15，則溶液的pH為________。 (已知：H2SO3的Ka1=1.5×10-2，Ka2=1.0×10-7)

（2）電解NO可以制備NH4NO3,其工作原理如下圖所示，陽極的電極反應(yīng)式為：____________，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補(bǔ)充物質(zhì)A，A是___________ 。

（3）Na2S是常用的沉淀劑。某工業(yè)污水中含有等濃度的Cu2+、Fe2+、Pb2+，滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是________。當(dāng)最后一種離子沉淀完全時(shí)(該離子濃度為10-5 mol·L-1),此時(shí)S2-的濃度為_________________________

（已知: Ksp(FeS)=6.3×10-18 ；Ksp(CuS)=6×10-36 ；Ksp(PbS)=2.4×10-28）

Answer 1

【答案】 2H2(g) + SO2(g)＝S(s) + 2H2O (g) ΔH1 =+90.4 kJ·mol-1 a 5 NO -3e- +2H2O = NO3- + 4H+ NH3 CuS 6.3×10-13 mol·L-1

【解析】（1）①已知：ⅰ、2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) △H1= + 8.0 kJ·mol-1

ⅱ、2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=－566.0kJ·mol-1

ⅲ、2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=－483.6 kJ·mol-1

則根據(jù)蓋斯定律可知ⅰ+ⅲ－ⅱ即得到H2(g)還原SO2(g)生成S(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式為2H2(g) + SO2(g)＝S(s) + 2H2O (g) ΔH1 =+90.4 kJ·mol-1。②a．正反應(yīng)體積減小，平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)保持不變，a正確；b．硫是固體，分離出S，正反應(yīng)速率不變，b錯(cuò)誤；c．若再充入一定量的CO2，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，反應(yīng)放熱，溫度升高反應(yīng)的平衡常數(shù)改變，c錯(cuò)誤，答案選a；③Ka1×Ka2=c(H+)2=1.5×10-2×1.0×10-7，c(H+)=10-5mol/L；則溶液的pH=5；（2）由圖可知，陽極是NO放電，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成硝酸根離子，陰極也是NO放電，發(fā)生還原反應(yīng)生成銨根離子，所以陽極反應(yīng)是NO－3e－＋2H2O＝NO3－＋4H＋，陰極反應(yīng)是NO+5e－＋6 H＋＝NH4+＋H2O；總反應(yīng)方程式為8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，所以產(chǎn)生的硝酸銨中含有硝酸，使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，所以需補(bǔ)充氨氣，則A是NH3。（3）等濃度的Cu2＋、Fe2＋、Pb2＋離子，滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是Ksp最小的，即為CuS；當(dāng)最后一種離子沉淀完全時(shí)，有Ksp(FeS)=6.3×10-18=c(Fe2+)c(S2-)=10-5c(S2-)，解得

c(S2-)==6.3×10-13mol/L。