Question

【题目】碳和硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用，CO2的过渡排放会导致温室效应，而SO2 直接排放会对环境造成危害。

I．有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相关热化学方程式如下：

① 6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △Hl＝-76.0kJ/mol

② C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g）△H2=+113.4kJ/mol

则反应：3FeO(s)+H2O(g)=Fe3O4(s)+H2(g)的△H=_______。

II. SO2的尾气处理通常有以下几种方法：

（l）活性炭还原法

反应原理：恒温恒容时，2C(s)+2SO2(g)===S2(g)+2CO2(g)。反应进行到不同时间测得各物质的浓度如图:

①0～20min反应速率表示为v(SO2)=_________；

②30min时，改变某一条件平衡发生移动，则改变的条件最有可能是________；

③4Omin时，平衡常数K=__________。

（2）亚硫酸钠吸收法

① Na2SO4溶液吸收SO2的化学方程式为______________；

② 常温下，当吸收至NaHSO3时，吸收液中相关离子浓度关系一定不正确的是_____（填序号）。

a. c(Na+)+c(H+)>c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)

b. c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)

c. c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)

d．水电离出c(H+)=1×10-5mol/L

（3）电化学处理法

① 如图所示，Pt(II)电极的反应式为__________；

② 当电路中转移0.04mole-时（较浓H2SO4尚未排出），交换膜左侧溶液中约增加____mol离子。

Answer 1

【答案】 +18.7kJ/mol 0.03mol/(L·min) 减小CO2的浓度 0.675 Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 d 2HSO+2e－+2H＋=S2O+2H2O 0.06

【解析】（1）由盖斯定律：此反应△H=（①+②）÷2=（76.0kJ/mol+113.4kJ/mol）= +18.7kJ/mol；

II. ①0～20min时，SO2浓度变化为1.0mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L，则反应速率表示为V（SO2）==0.03mol/（L·min），故答案为：0.03mol/（L·min）；②30min时，CO2浓度减小，其他物质浓度不变，改变的条件是减小CO2的浓度，③40min时平衡常数和20min时相同，20min时，SO2（g）=0.4mol/L，S2（g）=0.3mol/L，CO2（g）=0.6mol/L，则平衡常数K=（0.3×0.62）/0.42=0.675。

（2）亚硫酸钠吸收法, ① Na2SO4溶液吸收SO2达最大量时的化学方程式为Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 ；② 常温下，当吸收至NaHSO3时，电离大于水解，溶液呈酸性，a. c(Na+)+c(H+)>c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)正确，b. (Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)电荷守恒正确，又HSO3—的电离大于水解，c. c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)正确，d．水电离出c(H+)肯定小于1×10-7mol/L，d错误。

（3）电化学处理法，① Pt(II)电极上发生还原反应，酸性介质，其反应式为：2HSO+2e－+2H＋=S2O+2H2O； ②当电路中0.04mole-时（较浓H2SO4尚未排出），由SO2+2H2O-2e-═SO42-+4H+，则交换膜左侧溶液中约增加0.06mol离子，故答案为：0.06。