Question

3．含硫化合物在自然界中广泛存在，部分循环关系如下：

（1）已知：
2H₂S（g）+3O₂（g）═2SO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1036.46kj．mol^-1
S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-297.04kJ．mol^-1
写出H₂S（g）与O₂（g）反应产生S（s）和H₂O（g）的热化学方程式2H₂S（g）+O₂（g）=2S（g）+2H₂O（g）△H=-442.38kJ．mol^-1．
（2）自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO₄溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS，慢慢转变为铜蓝（CuS），用离子方程式，从沉淀溶解平衡的角度表示由ZnS转变为CuS的过程ZnS_（S）+Cu²⁺_（aq）?Zn²⁺_（aq）+CuS_（S）．
（3）某酸性FeSO₄溶液中含有少量的SnSO₄，为得到纯净的硫酸亚铁晶体（FeSO₄•xH₂O），可向溶液中通入H₂S气体至饱和，然后用硫酸酸化至Ph=2，过滤后，将所得滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，得到硫酸亚铁晶体．查阅资料，得到相关物质的有关数据如下表：

25℃	饱和H2S溶液	FeS		SnS
pH	3.9	3.0（开始沉淀	5.5（沉淀完全）	1.6（沉淀完全）
Ksp		6.3×10-18		1.0×10-25

①通入H₂S气体至饱和的目的是将溶液中的Sn²⁺转变为SnS而除去；用硫酸酸化至pH=2的目的是防止Fe²⁺转化为FeS沉淀．
②在SnS、FeS共存的溶液中，若c（Sn²⁺）=1.0×10^-9mol•L^-1，则c（Fe²⁺）=6.3×10^-2mol•L^-1．
（4）SO₂是大气污染物，若用KMnO₄作脱硫剂，可使燃煤尾气中的SO₂反应生成MnSO₄，反应的离子方程式是2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺．SO₂还可以按下列流程制备化工原料硫酸，反应器中发生反应的化学方程式是SO₂+xI₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI_x．

Answer 1

分析 （1）①2H₂S（g）+3O₂（g）═2SO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1036.46kj．mol^-1
②S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-297.04kJ/mol，
由盖地定律可知，①-②×2可得2H₂S（g）+O₂（g）═2S（s）+2H₂O（g）△H=-442.38kJ/mol，
（2）难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化是溶解度大的物质向溶解度小的物质转化；
（3）①依据题中实验过程分析，通入硫化氢至饱和，硫化氢是强还原剂，目的是沉淀锡离子，防止亚铁离子被氧化；在H₂S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸调节溶液PH=2为了除去杂质离子Sn²⁺；
②在SnS、FeS共存的溶液中依据溶度积常数计算得到c（Fe²⁺）；
（4）高锰酸钾溶液氧化二氧化硫为硫酸，本身被还原为锰离子，结合电荷守恒和原子守恒配平书写离子方程式，二氧化硫和碘单质在水溶液中反应生成硫酸和碘化氢，依据原子守恒配平书写化学方程式．

解答 解：（1）①2H₂S（g）+3O₂（g）═2SO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1036.46kj．mol^-1
②S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-297.04kJ/mol，
由盖地定律可知，①-②×2可得：2H₂S（g）+O₂（g）═2S（s）+2H₂O（g）△H=-442.38kJ/mol，
故答案为：2H₂S（g）+O₂（g）=2S（g）+2H₂O（g）△H=-442.38kJ．mol^-1 ；
（2）ZnS的溶解度小于铜蓝（CuS），CuSO₄转变为铜蓝的离子方程式：ZnS_（S）+Cu²⁺_（aq）?Zn²⁺_（aq）+CuS_（S）；
故答案为：ZnS_（S）+Cu²⁺_（aq）?Zn²⁺_（aq）+CuS_（S）；
（3）①通入硫化氢至饱和的目的是：硫化氢具有强还原性，可以防止亚铁离子被氧化，除去溶液中的Sn²⁺离子，并防止Fe²⁺被氧化，已知：在H₂S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5，操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液PH=2时，Sn²⁺完全沉淀，亚铁离子不沉淀，防止Fe²⁺离子生成沉淀；
故答案为：将溶液中的Sn²⁺转变为SnS而除去，防止Fe²⁺转化为FeS沉淀；
②在SnS、FeS共存的溶液中，FeS+Sn²⁺=SnS+Fe²⁺，若c（Sn²⁺）=1.0×10^-9mol•L^-1，则K=$\frac{c（F{e}^{2+}）}{c（S{n}^{2+}）}$=$\frac{Ksp（FeS）}{Ksp（SnS）}$=$\frac{6.3×1{0}^{-18}}{1.0×1{0}^{-25}}$，
c（Fe²⁺）=$\frac{6.3×1{0}^{-18}}{1.0×1{0}^{-25}}$×1.0×10^-9mol•L^-1=6.3×10^-2mol•L^-1，
故答案为：6.3×10^-2mol•L^-1；
（4）若用KMnO₄作脱硫剂，可使燃煤尾气中的SO₂反应生成MnSO₄，反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，流程分析可知二氧化硫和碘单质在水溶液中发生反应生成硫酸和碘化氢，然后在分离器中分离得到硫酸和碘化氢，反应的化学方程式为：SO₂+xI₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI_x，
故答案为：2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，SO₂+xI₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI_x．

点评 本题主要考查了热化学方程式书写、沉淀溶解平衡常数的计算，学生根据实验原理从资料中获得有效信息的能力、实验分析能力、根据化学式的计算能力等，题目难度中等．