Question

【题目】燃煤及工业废气中的SO2是形成酸雨的主要原因，消除SO2是减少酸雨形成的有效方法。完成下列问题：

（1）已知：4FeS2（s）+11O2（g）═2Fe2O3（s）+8SO2（g）△H＝﹣3412.0kJmol﹣1

Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO2（g）△H＝﹣25.0 kJmol﹣1

2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H＝﹣221.0 kJmol﹣1

则2FeS2（s）+7O2（g）+3C（s）═2Fe（s）+3CO2（g）+4SO2（g）△H＝_____kJmol﹣1。

（2）碱性NaClO2溶液脱硫法

SO2与碱性NaClO2溶液反应的离子方程式为2SO2+ClO2﹣+4OH﹣2SO42﹣+C1﹣+2H2O，已知pc＝﹣lgc（SO2）。在刚性容器中，将含SO2的废气通入碱性NaClO2溶液中，测得pc与温度的关系如图所示。

由图分析可知，该脱硫反应是_____反应（填“放热”或“吸热”）；若温度不变，增大压强，该脱硫反应的平衡常数K_____（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）燃料细菌脱硫法

①含FeS2的燃煤可用氧化亚铁硫杆菌（T．f）、氧化亚铁微螺菌（L．f）、氧化硫硫杆菌（T．t）进行脱硫，其脱硫过程如图所示：

已知：脱硫总反应为：FeS2+14Fe3++8H2O═2SO42﹣+15Fe2++16H+，

Ⅰ反应的化学方程式为：FeS2+6Fe3++3H2O═S2O32﹣+7Fe2++6H+；

写出Ⅱ反应的化学方程式_____。

②在上述脱硫反应中，氧化亚铁硫杆菌（T．f）与Fe3+的形成过程可视为下图所示的原电池：

该细胞膜为_____（填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”）。该电池的正极电极反应式为_____。该方法在高温下脱硫效率大大降低，原因是_____。

Answer 1

【答案】﹣2062.5 放热 不变 8Fe3++S2O32﹣+5H2O═2SO42﹣+8Fe2++10H+ 阳离子交换膜 O2+4H++4e﹣＝2H2O 温度过高蛋白质发生变性，细菌失去催化能力　。

【解析】

（1）盖斯定律计算，利用同向相加、异向相减的原则；

（2）由图分析可知，升温平衡向吸热方向移动可知，对于平衡常数，如果是放热反应，随着温度上升，平衡常数减小；如果是吸热反应，随着温度上升，平衡常数上升；温度不变，K不变；

（3）①观察图像可知：反应Ⅱ是Fe3+和S2O32﹣反应生成亚铁离子和硫酸根离子，利用得失电子数相等、电荷守恒、原子守恒写出离子方程式；

②在脱硫反应中，氧化亚铁硫杆菌（T．f）与Fe3+的形成过程为如图所示的原电池反应，亚铁离子被氧化发生氧化反应在原电池负极反应，正极是氧气在酸性溶液中生成水，正极消耗氢离子，确定细胞膜为阳离子交换膜；温度过高蛋白质发生变性，细菌失去催化能力；

（1）已知：①4FeS2（s）+11O2（g）＝2Fe2O3（s）+8SO2（g）△H＝﹣3412.0kJmol﹣1

②Fe2O3（s）+3CO（g）＝2Fe（s）+3CO2（g）△H＝﹣25.0 kJmol﹣1

③2C（s）+O2（g）＝2CO（g）△H＝﹣221.0 kJmol﹣1

盖斯定律①×1/2+②+③×3/2计算 2FeS2（s）+7O2（g）+3C（s）＝2Fe（s）+3CO2（g）+4SO2（g）△H＝﹣2062.5KJ/mol；

答案：﹣2062.5。

（2）已知pc＝﹣lgc（SO2），pc与温度的关系分析，温度越高Pc越小，则二氧化硫浓度增大，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，平衡常数只随温度变化，若温度不变，增大压强，该脱硫反应的平衡常数K不变；

答案：放热；不变。

（3）①反应Ⅱ是Fe3+和S2O32﹣反应生成亚铁离子和硫酸根离子，反应的离子方程式：8Fe3++S2O32﹣+5H2O═2SO42﹣+8Fe2++10H+；

答案：8Fe3++S2O32﹣+5H2O═2SO42﹣+8Fe2++10H+。

②脱硫反应中，氧化亚铁硫杆菌（T．f）与Fe3+的形成过程为如图所示的原电池反应，亚铁离子被氧化发生氧化反应在原电池负极反应，正极是氧气在酸性溶液中生成水，电极反应：O2+4H++4e﹣＝2H2O，正极消耗氢离子，该细胞膜为阳离子交换膜，该方法在高温下脱硫效率大大降低，原因是：温度过高蛋白质发生变性，细菌失去催化能力；

答案：阳离子交换膜；O2+4H++4e﹣＝2H2O；温度过高蛋白质发生变性，细菌失去催化能力。