Question

【题目】硫单质及其化合物在化工生成等领域应用广泛。

（1）工业尾气中的SO2一直是环境污染的主要原因之一，工业上常采用如下方法降低尾气中的含硫量：

①方法1：燃煤中加入生石灰，将SO2转化为CaSO3，再氧化为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

写出CaO(s)与SO2(g)反应生成CaSO3(s)的热化学方程式：_________________________________。

②方法2：用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化为( NH4)2SO4。

实验测得NH4HSO3溶液中= 1500，则溶液的pH为______________（已知：H2SO3的Ka1=1.5×10-2，Ka2=1.0×10-7）。

（2）煤制得的化工原料气中含有羰基硫(0=C=S)，该物质可转化为H2S，反应为COS(g) +H2(g)H2S (g)+CO(g) ΔH>0。

①恒温恒容条件下，密闭容器中发生上述反应，下列事实不能说明反应达到平衡状态的是__________

(填字母)。

a.COS的浓度保持不变 b.化学平衡常数不再改变

c.混合气体的密度不再改变 d.形成2molH-S键的同时形成1mol H-H键

②T1℃时，在恒容的密闭容器中，将定量的CO和H2S混合加热并达到下列平衡：H2S(g)+ CO(s) COS(g)+H2(g)，K=0 25，则该温度下反应COS(g)+H2(g)=H2S(g)+ CO(s)的平衡常数K=__________。

T1℃时，向容积为10 L的恒容密闭容器中充入1mol COS(g)和1molH2(g)，达到平衡时COS的转化率为______________________。

（3）过二硫酸(H2S2O8)是一种强氧化性酸，其结构式为。

①在Ag+催化作用下，S2O82-能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42-和MnO4-，1mol S2O82-能氧化的Mn2+的物质的量为_________mol。

②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液制备过二硫酸铵。则阳极的电极反应式为______________________。

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)与SO2(g)反应生成CaSO3(s)的热化学方程式：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为6。

（2）COS(g) +H2(g)H2S (g)+CO(g) ΔH>0。①恒温恒容条件下，密闭容器中发生上述反应，a.COS的浓度保持不变 说明化学反应达到平衡状态了； b.化学平衡常数只和温度有关，不受浓度影响，所以不能作为判断平衡的依据； c.混合气体的密度=m/V, 恒容V定值，都是气体所以m不变。故c不能；d.形成2molH-S键的同时形成1mol H-H键说明正逆反应速率相等，故可以作为判断平衡的标志。答案：b c。

②T1℃时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℃时，COS(g) + H2(g) = H2S(g)+ CO(s)

初始量 0.1 0.1 0 0

变化量 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的转化率为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用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液制备过二硫酸铵。根据氧化还原原理知SO42-失电子做阳极，阳极的电极反应式为2SO42--2e-=S2O82-。