Question

【题目】锌及其化合物用途广泛。火法炼锌以闪锌矿（主要成分是ZnS）为主要原料，涉及的主要反应有：

2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO2(g) H1=－930 kJ·mol－1

2C(s) + O2(g) = 2CO(g) H2=－221 kJ·mol－1

ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g) H3=198 kJ·mol－1

（1）反应ZnS(s) + C(s) + 2O2(g) = Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)的H4=________kJ·mol－1。反应中生成的CO2与NH3混合，在一定条件下反应合成尿素：

该反应在一定条件下能自发进行的原因是_______；若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行，判断反应达到平衡状态的标志是________。

a．CO2与H2O(g)浓度相等 b．容器中气体的压强不再改变

c．2v(NH3)正 = v(H2O)逆 d．容器中混合气体的密度不再改变

（2）硫酸锌可广泛用作印染媒染剂和木材防腐剂。ZnSO4受热分解过程中各物质物质的量随温度变化关系如图所示。

①写出700℃~980℃时发生反应的化学方程式：______________________________________________， 物质B的化学式是________________。

② 硫酸锌分解生成的SO2经下图中的两个循环可分别得到S和H2SO4。写出循环I中反应2的化学方程式：_____________________________________________；循环II中电解过程阳极反应式是_________________________________________。

Answer 1

【答案】 -377.5 △H<0 bd 2ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑ SO2 4ZnFeO3.5+SO24ZnFeO4+S Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+

【解析】（1）① 2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO2(g) △H1=－930 kJ·mol－1

②2C(s) + O2(g) = 2CO(g) △H2=－221 kJ·mol－1

③ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g) △H3=198kJmol-1

根据盖斯定律，将方程式(①+②)÷2+③得ZnS(s) + C(s) + 2O2(g) = Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)，△H4=(―930 kJ·mol－1―221 kJ·mol－1)÷2+198kJmol-1=－377.5kJmol-1；当△G=△H-T△S<0时反应一定能自发进行，因反应的△S<0，则焓变应该小于0；a．CO2与H2O（g）浓度相等，正逆反应速率不一定相等，所以不一定达到平衡状态，故a错误；b．该反应前后气体物质的量减少，当容器中气体的压强不再改变时正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故b正确；c．当v(NH3)正=2v(H2O)逆时该反应达到平衡状态，所以当2v(NH3)正=v(H2O)逆时该反应没有达到平衡状态，故c错误；d．因CO(NH2)2是固体，反应前后气体的密度改变，所以当容器中混合气体的密度不再改变时，该反应达到平衡状态，故d正确；故答案为：-377.5；△H<0；bd；

(2). ①. 据图可知，700℃~980℃发生反应时，生成ZnO、氧气和B，根据原子守恒可知，B中含有S原子，因为生成氧气失电子，则S元素应该得电子发生还原反应，所以B应该是SO2，根据反应物和生成物及反应条件可得反应方程式为：2ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑，故答案为：2ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑；SO2；

②. ZnFeO3.5和SO2在加热条件下生成ZnFeO4、S，反应方程式为4ZnFeO3.5+SO2 4ZnFeO4+S；电解硫酸锰时，生成二氧化锰和硫酸，Mn2+在阳极上失电子发生氧化反应，电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，故答案为：4ZnFeO3.5+SO2 4ZnFeO4+S；Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+。