Question

抗氧劑亞硫酸鈉可利用硫酸工業(yè)的爐氣和尾氣與純堿反應(yīng)來(lái)制取，生產(chǎn)流程如圖1：

已知：①爐氣、尾氣中含有SO₂；②混合反應(yīng)中還溶解有少量Fe₂O₃、MgO等礦塵．
（1）煅燒1molFeS₂放出熱量為853kJ，則FeS₂燃燒的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_____．
（2）“混合反應(yīng)”中純堿（Na₂CO₃）參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____（任寫一個(gè)）．
（3）用NaOH“除雜”時(shí)，主要的離子方程式為_(kāi)_____（任寫一個(gè)）．
（4）通過(guò)“操作Ⅰ”可以得到亞硫酸鈉晶體，寫出主要操作步驟的名稱：______
（5）硫酸生產(chǎn)中爐氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．研究發(fā)現(xiàn)，SO₃的體積分?jǐn)?shù)（SO₃%）隨溫度（T）的變化如圖2曲線Ⅰ所示．下列判斷正確的是______
A．該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B．曲線Ⅰ上A、C兩點(diǎn)反應(yīng)速率的關(guān)系是：v_A＞v_C
C．反應(yīng)達(dá)到B點(diǎn)時(shí)，2v_正（O₂）=v_逆（SO₃）
D．已知V₂O₅的催化效果比Fe₂O₃好，
若Ⅰ表示用V₂O₅催化劑的曲線，則Ⅱ是Fe₂O₃作催化劑的曲線．

Answer 1

解：（1）FeS₂燃燒生成二氧化硫與氧化鐵，1molFeS₂放出熱量為853kJ，則FeS₂燃燒的熱化學(xué)方程式為4FeS₂（S）+11O₂（g）=8SO₂（g）+2Fe₂O₃（s），△H=-3412 kJ?mol ^-1．
故答案為：4FeS₂（S）+11O₂（g）=8SO₂（g）+2Fe₂O₃（s），△H=-3412 kJ?mol ^-1．
（2）SO₂與純堿（Na₂CO₃）溶液反應(yīng)的方程式為SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂↑或2 SO₂+Na₂CO₃+H₂O=NaHSO₃+CO₂↑．
故答案為：SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂↑或2 SO₂+Na₂CO₃+H₂O=NaHSO₃+CO₂↑．
（3）合反應(yīng)后的溶液中含有少量的Fe²⁺、Mg²⁺、HSO₃^-等．Fe²⁺、Mg²⁺、HSO₃^-等都與OH^-發(fā)生反應(yīng)．發(fā)生反應(yīng)離子方程式為
Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓或Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓或HSO₃^-+OH^-=SO₃^2-+H₂O．
故答案為：Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓或Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓或HSO₃^-+OH^-=SO₃^2-+H₂O．
（4）從溶液中獲得固體物質(zhì)應(yīng)加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌干燥．
故答案為：加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌干燥．
（5）由圖象可知T₀前反應(yīng)未達(dá)平衡，T₀時(shí)處于平衡狀態(tài)，T₀后升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)．
A、T₀后升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故A正確；
B、A未達(dá)平衡，B處于平衡狀態(tài)，反應(yīng)速率比A點(diǎn)高，T₀后溫度升高反應(yīng)速率加快，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，但比B點(diǎn)的速率高，所以：v_A＜v_C，故B錯(cuò)誤；
C、不同物質(zhì)表示的正逆反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)達(dá)到B點(diǎn)時(shí)，到達(dá)平衡狀態(tài)，所以2v_正（O₂）=v_逆（SO₃），故C正確；
D、使用催化劑，加快反應(yīng)速率，縮短到達(dá)平衡時(shí)間，但平衡不移動(dòng)，用V₂O₅催化劑與Fe₂O₃作催化劑，到達(dá)平衡時(shí)三氧化硫的含量相同，故D錯(cuò)誤．
故選：AC．
分析：（1）FeS₂燃燒生成二氧化硫與氧化鐵，4molFeS₂放出熱量為3412kJ，根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫原則書寫．
（2）由工藝流程可知混合反應(yīng)中為SO₂等與純堿（Na₂CO₃）的反應(yīng)，SO₂與純堿（Na₂CO₃）溶液反應(yīng)生成Na₂SO₃（或NaHSO₃）、CO₂．
（3）混合反應(yīng)中還溶解有少量Fe₂O₃、MgO等礦塵，混合反應(yīng)后的溶液中含有少量的Fe²⁺、Mg²⁺、HSO₃^-等．Fe²⁺、Mg²⁺、
HSO₃^-等都與OH^-發(fā)生反應(yīng)．
（4）從溶液中獲得固體物質(zhì)應(yīng)采取蒸發(fā)結(jié)晶方法．
（5）由圖象可知T₀前反應(yīng)未達(dá)平衡，T₀時(shí)處于平衡狀態(tài)，T₀后升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)．
A、T₀后升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動(dòng)．
B、溫度升高反應(yīng)速率加快．
C、不同物質(zhì)表示的正逆反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)．
D、催化劑縮短到達(dá)平衡時(shí)間，平衡不移動(dòng)．
點(diǎn)評(píng)：考查熱化學(xué)方程式書寫、對(duì)工藝流程的理解、常用化學(xué)用語(yǔ)、物質(zhì)的分離提純、化學(xué)平衡及圖象等，難度中等，要求學(xué)生有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)以及綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力．