Question

硫及其化合物在生产生活中应用广泛。回答下列问题：

(1)铁铵矾是一种化学物质,分子式是 NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O,其溶于水后,溶液中的离子浓度大小关系为__________________。

(2)已知某溶液中含有 CO₃^2－、SO₄^2－等离子,取一定量的该溶液,向其中滴加BaCl₂溶液，当 CO₃^2－开始沉 淀时，溶液中c(CO₃^2-)/c(SO₄^2-)为_______________。(已知 Ksp(BaSO₄ )＝1.0×10^－10 ，Ksp(BaCO₃)＝2.5×10^－9 )

(3)已知：S₂Cl₂(l)＋Cl₂(g)＝2SCl₂(l) ΔH＝－50.2kJ·mol^－1 。断裂 1molCl－Cl键、1molS－S键分别需要吸收 243kJ、268kJ 的能量，则断裂 1mol S－Cl键需要吸收的能量为____kJ。

(4)用 NaOH 溶液吸收烟气中的 SO₂,将所得的 Na₂SO₃ 溶液进行电解,可以制备H₂SO₄，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。

阳极的电极反应式为______________________；其中可循环使用的物质是________。

Answer

c(SO42－)>c(NH4＋)>c(Fe3＋)>c(H＋)>c(OH－) 25 280.6 SO32－－2e－＋H2O=SO42－＋2H＋ NaOH

【解析】

（1）硫酸铁铵NH4Fe(SO4)2·12H2O溶于水形成的溶液中，Fe3＋和NH4＋水解溶液显酸性，Fe3＋的水解程度大于NH4＋，水解程度越大，离子浓度越小，据此解答；

（2）根据c(CO32-)/c(SO42-)= Ksp(BaCO3)/ Ksp(BaSO4 )计算；

（3）反应的焓变等于反应物的键能减去生成物的键能，设断裂1mol S－Cl键需要吸收的能量为x，列方程求解；

（4）图中阴离子向b极移动，则b为阳极，所以b极上SO32－在阳极失电子生成SO42－，据此解答。

（1）硫酸铁铵NH4Fe(SO4)2·12H2O溶于水形成的溶液中，Fe3＋和NH4＋水解溶液显酸性，Fe3＋的水解程度大于NH4＋，水解程度越大，离子浓度越小，所以c(NH4＋)>c(Fe3＋)，硫酸根离子不水解，浓度最大，所以溶液中离子浓度关系c(SO42－)>c(NH4＋)>c(Fe3＋)>c(H＋)>c(OH－)。

因此，本题正确答案是：c(SO42－)>c(NH4＋)>c(Fe3＋)>c(H＋)>c(OH－)；

（2）根据c(CO32-)/c(SO42-)= Ksp(BaCO3)/ Ksp(BaSO4 )可知，c(CO32-)/c(SO42-)=25。

因此，本题正确答案是：25；

（3）反应的焓变等于反应物的键能减去生成物的键能，设断裂1mol S－Cl键需要吸收的能量为x，则2x+268 kJ+243 kJ-4x=-50.2 kJ，解得x=280.6 kJ。

因此，本题正确答案是：280.6；

（4）图中阴离子向b极移动，则b为阳极，所以b极上SO32－在阳极失电子生成SO42－，其电极方程式为：SO32－－2e－＋H2O=SO42－＋2H＋；a为阴极，阴极区放电离子为氢离子生成氢气，B口流出的物质是浓度较大的氢氧化钠溶液，可用来吸收二氧化硫，故可循环使用的物质是NaOH，

因此，本题正确答案是：SO32－－2e－＋H2O=SO42－＋2H＋ ；NaOH。