Question

硫单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用，而直接排放会对环境造成危害。

I.已知：重晶石高温缎烧可发生一系列反应，其中部分反应如下：

  

              

已知：      

则：  _____________；

的尾气处理通常有以下几种方法：  

  

(1)活性炭还原法  反应原理：恒温恒容时反应进行到不同时间测得各物质的浓度如上图：

反应速率表示为_________________；

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

时，平衡常数_____________。

(2)亚硫酸钠吸收法

溶液吸收的离子方程式为____________

常温下，当吸收至时，吸收液中相关离子浓度关系一定正确的是_______填序号

水电离出 

(3)电化学处理法

如下图所示，Ⅰ电极的反应式为___________________；

当电路中转移时较浓尚未排出，交换膜左侧溶液中增加_______mol离子．

Answer

减小的浓度

【解析】

Ⅰ．已知①BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)△H=+571.2kJ・mol-1；

②BaS(s)=Ba(s)+S(s)△H=+460kJ・mol-1；

③2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ・mol-1，

根据盖斯定律：③×2-①-②得方程式Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4（s）据此计算；

Ⅱ．（1）①根据v=计算v(SO2)；

②30min时瞬间，二氧化碳浓度降低，S2的浓度不变，而后二氧化碳、S2的浓度均增大，应是减少CO2的浓度；

③平衡常数K=，注意固体和纯液体不写入表达式；

（2）①Na2SO3溶液与SO2反应生成亚硫酸氢钠；

②a．根据电荷守恒判断；

b．根据物料守恒判断；

c．NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于其水解程度；

d．水电离出氢离子浓度等于溶液中氢氧根离子浓度，由于NaHSO3溶液的pH未知，不能计算水电离出氢离子浓度；

（3）①由图可知，Pt（1）电极上二氧化硫被氧化生成硫酸；

②左侧电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=SO42-+4 H+，根据电子转移守恒计算生成硫酸根、氢离子的物质的量，为保持溶液电中性，多余的氢离子通过阳离子交换膜移至右侧，左侧溶液中增加离子为生成硫酸电离的离子总量。

Ⅰ.已知①BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)△H=+571.2kJ・mol-1

②BaS(s)=Ba(s)+S(s)△H=+460kJ・mol-1

③2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ・mol-1，

根据盖斯定律：③×2−①−②得方程式Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s)△H=(-221)×2-(+460)-(+571.2)=-1473.2kJ∙mol-1；

故答案为：-1473.2kJ∙mol-1；

Ⅱ.(1)①由图可知，0~20min内二氧化硫浓度变化量为1mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L，故v(SO2)==0.03mol/(L∙min)；

故答案为：0.03mol/(L∙min)；

② 30min时瞬间，二氧化碳浓度降低，S2的浓度不变，而后二氧化碳、S2的浓度均增大，应是减少CO2的浓度；

故答案为：减少CO2的浓度；

因为温度没有改变，40min时的平衡常数和20min时相等，用20min时的平衡状态计算平衡常数：

，故K；

故答案为：0.675；

(2)①Na2SO3溶液与SO2反应生成亚硫酸氢钠，反应离子方程式为：SO32−+SO2+H2O=2HSO3−；

故答案为：SO32−+SO2+H2O=2HSO3−；

②a.根据电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=2c(SO32−)+c(HSO3−)+c(OH−)，故溶液中c(Na+)+c(H+)>c(SO32−)+c(HSO3−)+c(OH−)，故a正确；

b.溶液中S元素以SO32−、HSO3−、H2SO3形式存在，Na元素与硫元素物质的量之比为1:1，故溶液中c(Na+)=c(SO32−)+c(HSO3−)+c(H2SO4)，故b正确；

c.NaHSO3溶液中HSO3−的电离程度大于其水解程度，故溶液中c(Na+)>c(HSO3−)>c(H+)>c(SO32−)> c(H2SO3)，故c错误；

d.水电离出氢离子浓度等于溶液中氢氧根离子浓度，由于NaHSO3溶液的pH未知，不能计算水电离出氢离子浓度，故d错误；

故答案为：ab；

(3)①由图可知，Pt(1)电极上二氧化硫被氧化生成硫酸，电极反应式为：SO2−2e−+2H2O=SO42−+4H+；

故答案为：SO2−2e−+2H2O=SO42−+4H+；

②左侧电极反应式为：SO2−2e−+2H2O=SO42−+4H+，根据电子转移守恒，生成硫酸根物质的量=0.01mol，生成氢离子为0.04mol，为保持溶液电中性，0.01mol硫酸根需要0.02mol氢离子，多余的氢离子通过阳离子交换膜移至右侧，即有0.02mol氢离子移至右侧，故左侧溶液中增加离子为0.01mol+0.02mol=0.03mol；

故答案为：0.03。