Question

黄铁矿（主要成分为FeS₂）是工业制取硫酸的重要原料，其煅烧产物为SO₂和Fe₃O₄．
（1）将0.5molSO₂（g）和0.48molO₂（g）放入容积为1L的密闭容器中，反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）在一定条件下达到平衡，测得c（SO₃）=0.48mol/L．则该条件下SO₂的平衡转化率为

 

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（2）若锻烧12gFeS₂产生的SO₂全部转化为SO₃气体时放出19.66kJ热量，产生的SO₃与水全部化合生成H₂SO₄，放出26.06kJ热量，写出SO₃气体转化为H₂SO₄的热化学方程式：

 

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（3）将黄铁矿的煅烧产物Fe₃O₄溶于稀H₂SO₄后，加入铁粉，可制备FeSO₄．酸溶过程中需保持溶液足够酸性，其目的是

 

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（4）从吸收塔排出的尾气中SO₂先用足量氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO₂和铵盐，写出有关反应的化学方程式：

 

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SO₂既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于海水提溴过程中吸收潮湿空气中的Br₂，则SO₂吸收Br₂的离子方程式是

 

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Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学方程式的书写,热化学方程式,盐类水解的应用

专题：

分析：（1）依据化学平衡三段式列式计算
               2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol/L） 0.5       0.48       0
变化量（mol/L） 0.48      0.24      0.48
平衡量（mol/L）0.02       0.24       0.48
SO₂的平衡转化率=

消耗量

起始量

×100%
（2）依据硫铁矿质量计算物质的量，依据硫元素守恒得到三氧化硫物质的量，计算对应化学方程式中三氧化硫的量放出的热量，标注物质聚集状态和对应反应热写出热化学方程式；
（3）Fe³⁺与Fe²⁺易水解，Fe²⁺易被氧化成Fe³⁺；
（4）二氧化硫和一水合氨反应生成亚硫酸铵和水，亚硫酸铵和硫酸反应生成二氧化硫气体，硫酸铵和水，依据原子守恒书写化学方程，二氧化硫吸收溴单质利用的是二氧化硫的还原性和溴单质的氧化性；根据氧化还原反应书写离子方程式；

解答： 解：（1）依据化学平衡三段式列式计算
               2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol/L） 0.5       0.48       0
变化量（mol/L） 0.48      0.24      0.48
平衡量（mol/L）0.02       0.24       0.48
SO₂的平衡转化率=

消耗量

起始量

×100%=

0.48mol/L

0.5mol/L

×100%=96%；
故答案为：96%；
（2）灼烧12g FeS₂产生的SO₂全部转化为SO₃气体时放出19.66kJ热量，依据硫元素守恒n（S）=2n（FeS₂）=

12g

120g/mol

×2=0.2mol，产生的0.2molSO₃与水全部化合生成H₂SO₄，放出26.06kJ热量，1molSO₃与水全部化合生成H₂SO₄，放出130.3kJ，SO₃气体转化为H₂SO₄的热化学方程式为：SO₃（g）+H₂O（1）═H₂SO₄（1）；△H═-130.3 kJ/mol；
故答案为：SO₃（g）+H₂O（1）═H₂SO₄（1）；△H═-130.3 kJ/mol；
（2）Fe₂O₃（或Fe₃O₄等）溶于H₂SO₄后，生成的Fe³⁺与Fe²⁺易水解，Fe²⁺易被氧化成Fe³⁺，所以要加入Fe粉和酸，抑制Fe³⁺与Fe²⁺的水解，并防止Fe²⁺被氧化成Fe³⁺，
故答案为：抑制Fe³⁺与Fe²⁺的水解，并防止Fe²⁺被氧化成Fe³⁺．
（4）从吸收塔排出的尾气中SO₂先用足量氨水吸收，再用浓硫酸处理，反应的化学方程式为：SO₂+2NH₃?H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O （NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O
SO₂吸收Br₂的反应中二氧化硫被氧化为硫酸，溴单质被还原为溴化氢，离子方程式为SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，
故答案为：SO₂+2NH₃?H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O （NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O，SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；

点评：本题考查了热化学方程式书写，化学平衡的计算应用，化学方程式和离子方程式书写方法，掌握基础是关键，题目难度中等．