強(qiáng)氧化劑 0 +4 +6 S S S 強(qiáng)還原劑 【查看更多】

 

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利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的關(guān)鍵步驟．T℃時(shí)反應(yīng)2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）過(guò)程中的能量變化如圖所示，回答下列問(wèn)題．
（1）寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式（用E1、E2或E3表示，下同）
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-E3kJ/mol　或△H=-（E2-E1）kJ/mol
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-E3kJ/mol　或△H=-（E2-E1）kJ/mol
．
（2）T℃時(shí)將3mol SO2和1mol O2通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)．2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)測(cè)得反應(yīng)物O2還剩余0.1mol，則達(dá)到平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率為
60%
60%
，反應(yīng)
放出
放出
（填“放出”或“吸收”）
0.9E3
0.9E3
熱量．（用E1、E2或E3表示）
（3）下列敘述能證明該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是
①②④
①②④
（填序號(hào)）
①SO2的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化    ②容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化   ③容器內(nèi)氣體原子總數(shù)不再發(fā)生變化   ④相同時(shí)間內(nèi)消耗2n mol SO2的同時(shí)生成n mol O2   ⑤相同時(shí)間內(nèi)消耗2n mol SO2的同時(shí)生成2n mol SO3
（4）在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E1、E2和E3的變化是：E1
減小
減小
，E2
減小
減小
，E3
不變
不變
（填“增大”“減小”或“不變”）．
（5）若以如圖所示裝置，用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫酸，將SO2、O2以一定壓強(qiáng)噴到活性電極上反應(yīng)．寫出兩電極的電極反應(yīng)式：
+：O2+4e-+4H+═2H2O
-：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
+：O2+4e-+4H+═2H2O
-：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
，為穩(wěn)定持續(xù)生產(chǎn)，硫酸溶液的濃度應(yīng)維持不變，則通入SO2和水的質(zhì)量比為
16：29
16：29
．
（6）SOCl2是一種無(wú)色液體，可與碳共同構(gòu)成鋰電池的正極材料，且其放電時(shí)也有SO2氣體產(chǎn)生．寫出SOCl2在電池中放電時(shí)的電極反應(yīng)式
2SOCl2+4e-═S+SO2↑+4Cl-
2SOCl2+4e-═S+SO2↑+4Cl-
．

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（16分）最近全國(guó)各地持續(xù)出現(xiàn)霧霾天氣，其首要污染物是可吸入顆粒物PM2.5和氮、硫的氧化物(PM2.5直徑接近2.5×10-6m，1納米=10-9m)，主要來(lái)源為工業(yè)廢氣、機(jī)動(dòng)車尾氣等。因此對(duì)PM2.5、SO2、NOx進(jìn)行研究、處理意義重大。
(1) 下列關(guān)于PM2.5說(shuō)法正確的是       
a.PM2.5在空氣中形成了膠體；
b.PM2.5表面積大，能吸附大量有毒、有害物質(zhì)；
c.少開私家車，盡量選擇公交、地鐵出行，某種程度可以減少PM2.5污染
(2) 取PM2.5樣本用蒸餾水處理制得試樣，若測(cè)得該試樣所含水溶性無(wú)機(jī)離子及其平均
濃度如下表

離子
K+
Na+
NH4+
SO42-
NO3-
Cl-
濃度/ mol/L
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
根據(jù)表中的數(shù)據(jù)判斷該試樣的酸堿性為       ，其pH=      。
（3）對(duì)汽車尾氣中的NOx進(jìn)行研究
①NOx能形成酸雨，寫出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式           。
②汽車尾氣系統(tǒng)中裝有催化轉(zhuǎn)化器，可將NOx還原成N2排出，已知下列熱化學(xué)方程式：
ⅰ N2(g) +O2(g) 2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1 
ⅱ  2C(s)+ O2(g)2CO(g) △H ="-" 221.0 kJ·mol-1
ⅲ C(s)+ O2(g) CO2( g) △H ="-" 393.5 kJ·mol-1
溫度升高，反應(yīng)ⅲ化學(xué)平衡常數(shù)         。（填“增大”或“減小”或“不變”）
寫出NO(g)和CO(g) 反應(yīng)生成N2(g) CO2(g)的熱化學(xué)方程式               。
（4）將工廠廢氣中產(chǎn)生的SO2通過(guò)下列流程，可以轉(zhuǎn)化為有應(yīng)用價(jià)值的硫酸鈣等

①寫出反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式：                。
②生產(chǎn)中，向反應(yīng)Ⅱ的溶液中加入強(qiáng)還原性的對(duì)苯二酚等物質(zhì)，目的是           。
③檢驗(yàn)經(jīng)過(guò)反應(yīng)Ⅲ得到的氨態(tài)氮肥中SO42-所用試劑是                。

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（本題共12分）
硫在自然界中以游離態(tài)和多種化合態(tài)形成出現(xiàn)。硫的化合物大多具有氧化性或還原性。許多金屬硫化物難溶于水。
完成下列填空：
(1)硫化氫具有還原性，可以和許多氧化劑反應(yīng)。在酸性條件下，H2S和KMnO4反應(yīng)生成S、MnSO4、K2SO4和H2O，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。_________________________________
(2)石油化工的廢氣中有H2S。寫出從廢氣中回收單質(zhì)硫的兩種方法（除空氣外，不使用其他原料），以化學(xué)方程式表示。_____________________、______________________
(3)室溫下，0.1mol/L的硫化鈉溶液和0.1mol.L的碳酸鈉溶液，堿性更強(qiáng)的是_______，其原因是________。
已知：H2S：Ki1＝1.3×10－7   Ki2＝7.1×10－15
H2CO3：Ki1＝4.3×10－7   Ki2＝5.6×10－11
(4)向ZnSO4溶液中滴加飽和H2S溶液，沒(méi)有沉淀生成，繼續(xù)滴加一定量的氨水后，生成ZnS沉淀。用電離平衡原理解釋上述現(xiàn)象。__________________________
(5)將黑色的Fe2S3固體加入足量鹽酸中，溶液中有淡黃色固體生成，產(chǎn)物還有____、______。過(guò)濾，微熱濾液，然后加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，可觀察到的現(xiàn)象是______________。

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(1)SO2是一種________色、有________氣味的有毒氣體，密度比空氣________，容易液化，易溶于水(1∶40)．

(2)SO2的化學(xué)性質(zhì)豐富多彩．SO2是一種________氧化物，可以與水、堿、堿性氧化物反應(yīng)．由于SO2分子中硫元素的化合價(jià)為＋4，處于S的中間價(jià)態(tài)，所以SO2既可作還原劑(主要)，也可作氧化劑(次要)．當(dāng)SO2遇到強(qiáng)氧化劑時(shí)，＋4價(jià)的S可以被氧化為＋6價(jià)的S，SO2作為還原劑．例如，SO2能與O2反應(yīng)生成SO3(寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式，下同)：________；SO2還能使溴水褪色：________．當(dāng)SO2遇到強(qiáng)還原劑時(shí)，＋4價(jià)的S可以被還原為0價(jià)的S，SO2作為氧化劑．例如，SO2可以與H2S反應(yīng)生成單質(zhì)硫：________．除此之外，SO2能使________褪色，這是因?yàn)?/FONT>SO2具有漂白性，能與有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無(wú)色化合物．

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（2012?廣州一模）綠礬（FeSO4?7H2O）的一種綜合利用工藝如下：

（1）綠礬與NH4HCO3在溶液中按物質(zhì)的量之比1：2反應(yīng)，有CO2生成，反應(yīng)的離子方程式為
Fe2++2HCO3-=CO2↑+FeCO3↓+H2O
Fe2++2HCO3-=CO2↑+FeCO3↓+H2O
．
（2）隔絕空氣進(jìn)行“焙燒”，鐵元素的轉(zhuǎn)化途徑是FeCO3  
分解
  FeO  
還原
 Fe，實(shí)際作還原劑的是CO．寫出“焙燒”過(guò)程中各步反應(yīng)的化學(xué)方程式
FeCO3
  △  
.
 
FeO+CO2↑；C+CO2
  △  
.
 
2CO；CO+FeO
  △  
.
 
Fe+CO2
FeCO3
  △  
.
 
FeO+CO2↑；C+CO2
  △  
.
 
2CO；CO+FeO
  △  
.
 
Fe+CO2
．
（3）“除雜”步驟為：向母液中通入含臭氧的空氣、調(diào)節(jié)pH、過(guò)濾，除去的雜質(zhì)離子是
Fe2+
Fe2+
．
（4）母液“除雜”后，欲得到（NH4）2SO4粗產(chǎn)品，操作步驟依次為真空蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、
過(guò)濾
過(guò)濾
．濃縮時(shí)若溫度過(guò)高，產(chǎn)品中將混有NH4HSO4，運(yùn)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋其原因
NH4++H2O?NH3?H2O+H+，溫度過(guò)高一水合氨分解氨氣揮發(fā)，平衡正向進(jìn)行，酸性增強(qiáng)生成硫酸氫銨
NH4++H2O?NH3?H2O+H+，溫度過(guò)高一水合氨分解氨氣揮發(fā)，平衡正向進(jìn)行，酸性增強(qiáng)生成硫酸氫銨
．
（5）綠礬的另一種綜合利用方法是：綠礬脫水后在有氧條件下焙燒，F(xiàn)eSO4轉(zhuǎn)化為Fe2O3和硫的氧化物．分析下表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為了提高SO3的含量，可采取的措施是
增大空氣通入量
增大空氣通入量
．
空氣通入量/L?s-1 溫度/℃ SO2含量/% SO3含量/%
0.02 850 45.4 54.6
0.06 850 30.5 69.5
0.10 850 11.1 88.9
0.10 810 11.1 88.9
0.10 890 11.2 88.8

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