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

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

题型:不详难度:来源:
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)S2=SxS2+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):             
答案
(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
②2S2+O2+2H2O=2S↓+4OH- 
解析

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2S2+O2+2H2O=2S↓+4OH- 
举一反三
下列关于各图的叙述中,正确的是

A.图甲表示1mol H2 (g)完全燃烧生成水蒸气吸收241.8 kJ热量
B.图甲表示2 mol H2(g)所具有的能量比2 molH2O(g)所具有的能量多483.6 kJ
C.图乙表示常温下稀释HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,则同温、同浓度的NaA溶液的pH小于NaB溶液的pH
D.图乙中起始时HA的物质的量浓度大于HB
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碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一种理想,更是一种值得期待的新的生活方式。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
①已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)  ΔH1= +489.0 kJ/mol
C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)   ΔH2=+172.5 kJ/mol
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为                                        
②氯化钯(PdCl2)溶液常被应用于检测空气中微量CO。PdCl2被还原成单质,反应的化学方程式为                                                
(2)将两个石墨电极插入KOH溶液中,向两极分别通入C3H8和O2构成丙烷燃料电池。
①负极电极反应式是:                                            
②某同学利用丙烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是          (填序号)

A.电源中的a一定为正极,b一定为负极
B.可以用NaCl溶液作为电解液
C.A、B两端都必须用铁作电极
D.阴极发生的反应是:2H++2e=H2
(3)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
CO2
1
650
2
4
1.6
5
2
900
1
2
0.4
3
3
900
1
2
0.4
1
 
①该反应的正反应为          (填“吸”或“放”)热反应;
②实验2中,平衡常数K=          
③实验3跟实验2相比,改变的条件可能是                (答一种情况即可);
(4)将2.4g碳在足量氧气中燃烧,所得气体通入100mL 3.0mol/L的氢氧化钠溶液中,完全吸收后,溶液中所含离子的物质的量浓度由大到小的顺序                   
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研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此时反应的化学方程式是 _____;
②由MgO可制成“镁——次氯酸盐”电池,其装置示意图如图1,该电池正极的电极反应式为_________;

(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) △H=QkJ/mol
①该反应的平衡常数表达式为K=_______。
②取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中发生上述反应,反应相同时间后测得甲醇的体积分数( CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示,则上述反应的Q_____0(填“>”“<”或“=”);
③在其中两个容器中,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示,曲线I、II对应的平衡常数大小关系为K1_________K11(填“>”“<”或“=”)。
(3)用H2或CO催化还原NO可以达到消除污染的目的。
已知:2NO(g)=N2(g)+O2(g) △H=-180.5kJ/mol
2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+571.6kJ/mol
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是________。
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电离平衡常数(用Ka表示)的大小可以判断电解质的相对强弱。25℃时,有关物质的电离平衡常数如下表所示:
化学式
HF
H2CO3
HClO
电离平衡常数
(Ka)
7.2×10-4
K1=4.4×10-7
K2=4.7×10-11
3.0×10-8
 
(1)已知25℃时,①HF(aq)+OH(aq)=F(aq)+H2O(l)  ΔH=-67.7kJ/mol,
②H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)        ΔH=-57.3kJ/mol
氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为________________________。
(2)将浓度为0.1 mol/LHF溶液加水稀释一倍(假设温度不变),下列各量增大的是____。
A.c(H+)       B.c(H+)·c(OH)     C.   D.
(3)25℃时,在20mL0.1mol/L氢氟酸中加入VmL0.1mol/LNaOH溶液,测得混合溶液的pH变化曲线如图所示,下列说法正确的是_____。

A.pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中, 由水电离出的c(H+)相等
B.①点时pH=6,此时溶液中,c(F)-c(Na+)=9.9×10-7mol/L
C.②点时,溶液中的c(F)=c(Na+)
D.③点时V=20mL,此时溶液中c(F)< c(Na+)=0.1mol/L
(4)物质的量浓度均为0.1mol/L的下列四种溶液: ① Na2CO3溶液 ② NaHCO3溶液③ NaF溶液 ④NaClO溶液。依据数据判断pH由大到小的顺序是______________。
(5)Na2CO3溶液显碱性是因为CO32—水解的缘故,请设计简单的实验事实证明之
___________________________________________________________。
(6)长期以来,一直认为氟的含氧酸不存在。1971年美国科学家用氟气通过细冰末时获得HFO,其结构式为H—O—F。HFO与水反应得到HF和化合物A,每生成1molHF转移     mol电子。
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工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl和SO42—等杂质,提纯工艺线路如图所示:

Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示:

Ⅱ.有关物质的溶度积如下
物质
CaCO3
MgCO3
Ca(0H)2
Mg(OH)2
Fe(OH)3
Ksp
4.96×109
6.82×106
4.68×106
5.61×10-12
2.64×1039
 
回答下列问题:
(1)加入NaOH溶液时,反应的离子方程式为             。向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2+):c(Fe3+)=      
(2)“母液”中除了含有Na+、CO32—外,还含有           等离子。
(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线进行循环使用。请你分析在实际工业生产中是否可行:       (填“可行”或“不可行”),并说明理由:            。
(4)已知:Na2CO3·10H2O(s)Na2CO3(s)+10H2O(g)="+532.36" kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)   ="+473.63" kJ·mol-1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式:                             
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