Question

硫及其化合物在自然界中廣泛存在，運(yùn)用相關(guān)
原理回答下列問(wèn)題：
（1）如圖表示一定溫度下，向體積為10L的密閉容器中充入1molO₂和一定量的SO₂后，SO₂和SO₃(g)的濃度隨時(shí)間變化的情況。
①該溫度下，從反應(yīng)開(kāi)始至平衡時(shí)氧氣的平均反應(yīng)速率是      ；
②該溫度下，反應(yīng)2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)的平衡常數(shù)為              。
（2）以黃銅礦（主要成分CuFeS₂）為原料，經(jīng)焙燒、熔煉等使鐵元素及其他有關(guān)雜質(zhì)進(jìn)入爐渣，將銅元素還原為銅。發(fā)生的主要反應(yīng)為：
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“焙燒”時(shí)，通入少量空氣使黃銅礦部分脫硫生成焙砂（主要成分是Cu₂S和FeS，其物質(zhì)的量比為1:2）和SO₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：              。
②在熔煉中，Cu₂S與等物質(zhì)的量的O₂反應(yīng)生成Cu的熱化學(xué)方程式為：      。

（3）用電解的方法將硫化鈉溶液氧化為多硫化物的研究具有重要的實(shí)際意義，將硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗔蚧�物是電解法處理硫化氫廢氣的一個(gè)重要內(nèi)容。
如圖，是電解產(chǎn)生多硫化物的實(shí)驗(yàn)裝置：
①已知陽(yáng)極的反應(yīng)為：(x+1)S^2－=S_xS^2－+2xe^－，則陰極的電極反應(yīng)式是：                  。
當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移xmol電子時(shí)，產(chǎn)生的氣體體積為        （標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。
②將Na₂S·9H₂O溶于水中配制硫化物溶液時(shí)，通常是在氮?dú)鈿夥障氯芙�。其原因是（用離子反應(yīng)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^－ ；

試題分析：
（1）①根據(jù)速率計(jì)算公式，可以求出速率為9×10^-3mol?L?¹?min?¹； ② K=C²(SO₃)/C²(SO₂)*C(O₂)= 8.1×10³ L?mol?¹;
（2）①根據(jù)題目信息“焙燒”時(shí)，通入少量空氣使黃銅礦部分脫硫生成焙砂（主要成分是Cu₂S和FeS，其物質(zhì)的量比為1:2）和SO₂，所以確定出反應(yīng)物為CuFeS₂ + O₂產(chǎn)物應(yīng)該是Cu₂S+ 2FeS+ SO₂且要滿(mǎn)足2：1，然后據(jù)原子守恒可求得。
②Cu₂S與等物質(zhì)的量的O₂反應(yīng)生成Cu很顯然這是個(gè)氧化還原反應(yīng)，根據(jù)化合價(jià)有升有降和蓋斯定律可以得出熱化學(xué)方程式為Cu₂S(s) + O₂(g) =" 2Cu(s)" + SO₂(g) △H ="-217.4" kJ·mol-1。
（3）①由于溶液中的在陽(yáng)極得電子的離子只能是陽(yáng)離子且陽(yáng)離子只有Na+和H+,所以只能有H+得電子，考慮到是堿性電解質(zhì)溶液，所以反應(yīng)式為2H₂O+2e^－=2OH^－+H₂；根據(jù)電子守恒，當(dāng)有當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移xmol電子時(shí)，產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量為x/2mol，所以其體積為11.2x L。②由于S2-有強(qiáng)的還原性易被空氣中氧氣氧化，再考慮到硫化鈉溶液呈堿性，所以其離子方程式為2S^2－＋O₂＋2H₂O=2S↓＋4OH^－ ；