Question

3．含硫化合物在自然界中廣泛存在，部分循環(huán)關(guān)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
寫出H₂S（g）與O₂（g）反應(yīng)產(chǎn)生S（s）和H₂O（g）的熱化學(xué)方程式2H₂S（g）+O₂（g）=2S（g）+2H₂O（g）△H=-442.38kJ．mol^-1．
（2）自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO₄溶液，向地下深層滲透，遇到難溶的ZnS，慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)（CuS），用離子方程式，從沉淀溶解平衡的角度表示由ZnS轉(zhuǎn)變?yōu)镃uS的過程ZnS_（S）+Cu²⁺_（aq）?Zn²⁺_（aq）+CuS_（S）．
（3）某酸性FeSO₄溶液中含有少量的SnSO₄，為得到純凈的硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•xH₂O），可向溶液中通入H₂S氣體至飽和，然后用硫酸酸化至Ph=2，過濾后，將所得濾液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌，得到硫酸亞鐵晶體．查閱資料，得到相關(guān)物質(zhì)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

25℃	飽和H2S溶液	FeS		SnS
pH	3.9	3.0（開始沉淀	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氣體至飽和的目的是將溶液中的Sn²⁺轉(zhuǎn)變?yōu)镾nS而除去；用硫酸酸化至pH=2的目的是防止Fe²⁺轉(zhuǎn)化為FeS沉淀．
②在SnS、FeS共存的溶液中，若c（Sn²⁺）=1.0×10^-9mol•L^-1，則c（Fe²⁺）=6.3×10^-2mol•L^-1．
（4）SO₂是大氣污染物，若用KMnO₄作脫硫劑，可使燃煤尾氣中的SO₂反應(yīng)生成MnSO₄，反應(yīng)的離子方程式是2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺．SO₂還可以按下列流程制備化工原料硫酸，反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)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，
由蓋地定律可知，①-②×2可得2H₂S（g）+O₂（g）═2S（s）+2H₂O（g）△H=-442.38kJ/mol，
（2）難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化是溶解度大的物質(zhì)向溶解度小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化；
（3）①依據(jù)題中實(shí)驗(yàn)過程分析，通入硫化氫至飽和，硫化氫是強(qiáng)還原劑，目的是沉淀錫離子，防止亞鐵離子被氧化；在H₂S飽和溶液中，SnS沉淀完全時(shí)溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時(shí)溶液的pH為3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液PH=2為了除去雜質(zhì)離子Sn²⁺；
②在SnS、FeS共存的溶液中依據(jù)溶度積常數(shù)計(jì)算得到c（Fe²⁺）；
（4）高錳酸鉀溶液氧化二氧化硫?yàn)榱蛩�，本身被還原為錳離子，結(jié)合電荷守恒和原子守恒配平書寫離子方程式，二氧化硫和碘單質(zhì)在水溶液中反應(yīng)生成硫酸和碘化氫，依據(jù)原子守恒配平書寫化學(xué)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，
由蓋地定律可知，①-②×2可得：2H₂S（g）+O₂（g）═2S（s）+2H₂O（g）△H=-442.38kJ/mol，
故答案為：2H₂S（g）+O₂（g）=2S（g）+2H₂O（g）△H=-442.38kJ．mol^-1 ；
（2）ZnS的溶解度小于銅藍(lán)（CuS），CuSO₄轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)的離子方程式：ZnS_（S）+Cu²⁺_（aq）?Zn²⁺_（aq）+CuS_（S）；
故答案為：ZnS_（S）+Cu²⁺_（aq）?Zn²⁺_（aq）+CuS_（S）；
（3）①通入硫化氫至飽和的目的是：硫化氫具有強(qiáng)還原性，可以防止亞鐵離子被氧化，除去溶液中的Sn²⁺離子，并防止Fe²⁺被氧化，已知：在H₂S飽和溶液中，SnS沉淀完全時(shí)溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時(shí)溶液的pH為3.0，沉淀完全時(shí)的pH為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時(shí)，Sn²⁺完全沉淀，亞鐵離子不沉淀，防止Fe²⁺離子生成沉淀；
故答案為：將溶液中的Sn²⁺轉(zhuǎn)變?yōu)镾nS而除去，防止Fe²⁺轉(zhuǎn)化為FeS沉淀；
②在SnS、FeS共存的溶液中，F(xiàn)eS+Sn²⁺=SnS+Fe²⁺，若c（Sn²⁺）=1.0×10^-9mol•L^-1，則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，
故答案為：6.3×10^-2mol•L^-1；
（4）若用KMnO₄作脫硫劑，可使燃煤尾氣中的SO₂反應(yīng)生成MnSO₄，反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，流程分析可知二氧化硫和碘單質(zhì)在水溶液中發(fā)生反應(yīng)生成硫酸和碘化氫，然后在分離器中分離得到硫酸和碘化氫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO₂+xI₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI_x，
故答案為：2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，SO₂+xI₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI_x．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了熱化學(xué)方程式書寫、沉淀溶解平衡常數(shù)的計(jì)算，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理從資料中獲得有效信息的能力、實(shí)驗(yàn)分析能力、根據(jù)化學(xué)式的計(jì)算能力等，題目難度中等．