Question

【題目】硫化物在自然界中的部分循環(huán)關系如圖。

（1）H2S在空氣中可以燃燒。

已知：2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g) ΔH=-442.38kJ/mol

S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297.04kJ/mol

H2S(g)與O2(g)反應產(chǎn)生SO2(g)和H2O(g)的熱化學方程式是____。

（2）SO2是大氣污染物，海水具有良好的吸收SO2的能力，其過程如下。

①SO2溶于海水生成H2SO3，H2SO3最終會電離出SO32-，SO32-可以被海水中的溶解氧氧化為SO42-。海水的pH會____（填“升高”、“不變”或“降低”）。

②為調(diào)整海水的pH，可加入新鮮的海水，使其中的HCO3-參與反應，其反應的離子方程式是____。

③在上述反應的同時需要大量鼓入空氣，其原因是____。

（3）某科研單位利用工業(yè)廢氣中的SO2來制取H2SO4。

①利用原電池原理，用SO2和O2來制備硫酸，裝置如圖1所示。B極的電極反應式是____。

②SO2經(jīng)圖2中的兩個循環(huán)可分別得到S和H2SO4。下列說法正確的是____。

a.循環(huán)Ⅰ中，反應1中的氧化產(chǎn)物為ZnFeO3.5

b.循環(huán)Ⅰ中，反應2的化學方程式為SO2+4ZnFeO3.5S+4ZnFeO4c.Mn可作為循環(huán)Ⅱ中電解過程中的陽極材料

d.循環(huán)Ⅰ和循環(huán)Ⅱ中消耗同質(zhì)量的SO2，理論上得到S和H2SO4的質(zhì)量之比為16∶49

Answer 1

【答案】2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1036.46kJ/mol 降低 HCO3-+H+=CO2↑+H2O 提高海水的溶解氧，將SO32-氧化成為SO42-，有利于平衡H2SO3HSO3-+H+、HSO3- SO32-+H+正向移動，提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，同時起到加快反應速率的作用 SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+ b、d

【解析】

此題以硫的循環(huán)和相關化合物的轉(zhuǎn)化為背景，考查了利用蓋斯定律計算反應焓變的方法，以及熱化學方程式的書寫；同時也從反應原理的角度，考察了速率與平衡以及電化學的內(nèi)容。

(1)H2S(g)與O2(g)反應生成SO2(g)和H2O(g)的熱化學方程式為： ；由蓋斯定律可知該反應的；

(2)①SO2溶于水生成亞硫酸，亞硫酸被氧氣氧化后轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩�，溶液的酸性增強�?/span>pH值下降；

②由于海水中生成了硫酸，屬于強電解質(zhì)，所以加入新鮮的海水后發(fā)生的離子方程式為：；

③通過鼓入大量空氣，可以提高海水中溶解氧的含量，加速亞硫酸向硫酸的轉(zhuǎn)化的同時，也提高了二氧化硫的轉(zhuǎn)化率；

(3)①通過分析裝置示意圖，A極產(chǎn)物為水，說明這一極通入的為O2，那么B極的電極反應即為：；

②通過分析循環(huán)Ⅰ，SO2經(jīng)過反應2后即被還原為S單質(zhì)，那么反應1即為ZnFeO4還原再生ZnFeO3.5的過程；通過分析循環(huán)Ⅱ，SO2先被MnO2吸收轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>MnSO4，這個過程Mn降價而S升價，接著再電解MnSO4溶液分離得到硫酸產(chǎn)品的同時，再生了MnO2；

a．通過分析可知，ZnFeO3.5是反應1的還原產(chǎn)物，a錯誤；

b．通過分析可知，經(jīng)過反應2后，SO2被還原為S單質(zhì)，ZnFeO4被氧化為ZnFeO3.5，方程式正確，b正確；

c．通過分析可知，電解過程Mn從+2價被氧化為+4價，實現(xiàn)再生，因此，陽極材料不能使用Mn單質(zhì)，c錯誤；

d．根據(jù)硫元素守恒可知，消耗同等質(zhì)量的SO2，生成S和H2SO4的質(zhì)量比為16:49，d正確；

答案選bd。