Question

【题目】消除氮氧化物、二氧化硫等物质造成的污染是目前研究的重要课题。

（1）燃煤烟气脱硫常用如下方法。

①用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫。涉及的部分反应如下：2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) △H1= + 8.0 kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=－566.0kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=－483.6 kJ·mol-1

则H2(g)还原SO2(g)生成S(g)和H2O(g)的热化学方程式为______________________。

②一氧化碳还原法：在绝热恒容的密闭容器中，反应2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g)达到平衡时，下列说法正确的是____(填序号)。

a．容器内气体的压强保持不变 b．分离出S，正反应速率减小

若再充入一定量的CO2，反应的平衡常数不变

③用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4。实验测得NH4HSO3溶液中=15，则溶液的pH为________。 (已知：H2SO3的Ka1=1.5×10-2，Ka2=1.0×10-7)

（2）电解NO可以制备NH4NO3,其工作原理如下图所示，阳极的电极反应式为：____________，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是___________ 。

（3）Na2S是常用的沉淀剂。某工业污水中含有等浓度的Cu2+、Fe2+、Pb2+，滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是________。当最后一种离子沉淀完全时(该离子浓度为10-5 mol·L-1),此时S2-的浓度为_________________________

（已知: Ksp(FeS)=6.3×10-18 ；Ksp(CuS)=6×10-36 ；Ksp(PbS)=2.4×10-28）

Answer 1

【答案】 2H2(g) + SO2(g)＝S(s) + 2H2O (g) ΔH1 =+90.4 kJ·mol-1 a 5 NO -3e- +2H2O = NO3- + 4H+ NH3 CuS 6.3×10-13 mol·L-1

【解析】（1）①已知：ⅰ、2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) △H1= + 8.0 kJ·mol-1

ⅱ、2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=－566.0kJ·mol-1

ⅲ、2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=－483.6 kJ·mol-1

则根据盖斯定律可知ⅰ+ⅲ－ⅱ即得到H2(g)还原SO2(g)生成S(g)和H2O(g)的热化学方程式为2H2(g) + SO2(g)＝S(s) + 2H2O (g) ΔH1 =+90.4 kJ·mol-1。②a．正反应体积减小，平衡时容器内气体的压强保持不变，a正确；b．硫是固体，分离出S，正反应速率不变，b错误；c．若再充入一定量的CO2，平衡向逆反应方向进行，反应放热，温度升高反应的平衡常数改变，c错误，答案选a；③Ka1×Ka2=c(H+)2=1.5×10-2×1.0×10-7，c(H+)=10-5mol/L；则溶液的pH=5；（2）由图可知，阳极是NO放电，发生氧化反应，生成硝酸根离子，阴极也是NO放电，发生还原反应生成铵根离子，所以阳极反应是NO－3e－＋2H2O＝NO3－＋4H＋，阴极反应是NO+5e－＋6 H＋＝NH4+＋H2O；总反应方程式为8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，所以产生的硝酸铵中含有硝酸，使电解产物全部转化为NH4NO3，所以需补充氨气，则A是NH3。（3）等浓度的Cu2＋、Fe2＋、Pb2＋离子，滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是Ksp最小的，即为CuS；当最后一种离子沉淀完全时，有Ksp(FeS)=6.3×10-18=c(Fe2+)c(S2-)=10-5c(S2-)，解得

c(S2-)==6.3×10-13mol/L。