题目内容

【题目】研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。

(1)硫离子的结构示意图为

加热时,硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为

(2)25,在0.10mol·L-1H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。

pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)= mol·L-1

某溶液含0.020 mol·L-1Mn2+、0.10 mol·L-1H2S,当溶液pH= 时,Mn2+开始沉淀。[已知:Ksp(MnS)=2.8×10-13]

(3)25,两种酸的电离平衡常数如表。

HSO3-的电离平衡常数表达式K=

0.10 mol·L-1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为

H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为

【答案(1)C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O;

(2)0.043;5。

(3)c(Na+)c(SO32-)c(OH-)c(HSO3-)c(H+);

H2SO3+HCO3-HSO3-+CO2+H2O

解析】

试题分析1)①S是16号元素。S原子获得2个电子变为S2-,硫离子的结构示意图为

②加热时,浓硫酸与木炭发生反应产生SO2、CO2和水,反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)2SO2 +CO2↑+2H2O;

(2)根据图像可知,在pH13时,c(S2-)5.7×10-2mol/L,在0.10mol·L-1H2S溶液中,根据S元素守恒可知:c(S2-)+ c(H2S)+c(HS-)0.1 mol/L,c(S2-)5.7×10-2mol/L,因此c(H2S)+c(HS-)0.1 mol/L -5.7×10-2 mol/L0.043 mol/L。

②由于Ksp(MnS)2.8×10-23某溶液c(Mn2+)=0.020 mol·L-1则开始形成沉淀需要的S2-的浓度是c(S2-) Ksp(MnS)÷c(Mn2+)2.8×10-13÷0.020 mol/L1.4×10-11 mol/L,根据图像中c(S2-)与溶液的pH关系可知此时溶液pH5,Mn2+开始形成沉淀。

(3)①根据电离平衡常数的含义可知HSO3-的电离平衡常数表达式是

②Na2SO3在溶液中电离的方程式是Na2SO32Na++SO32-该盐是强碱弱酸盐,弱酸根离子SO32-发生水解反应:SO32-+H2OHSO3-+OH-,水解产生的HSO3-又有部分发生水解反应:HSO3-+H2OH2SO3 +OH-,水解是逐步进行的,而且在溶液中还存在水的电离平衡,但是盐水解程度是微弱的,主要以盐电离产生的离子存在,所以0.10 mol·L-1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)c(SO32-)c(OH-)c(HSO3-)c(H+)

③由于多元弱酸分步电离,电离程度:一级电离二级电离,电离程度越大,电离平衡常数就越大。所以根据表格数据可知H2SO3的二级电离平衡常数大于H2CO3的一级电离平衡常数,H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要是复分解反应的规律:强酸与弱酸的盐发生反应制取弱酸。其离子方程式为H2SO3+HCO3-HSO3-+CO2+H2O。

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Ⅰ.脱硝:已知:H2的燃烧热为285.8kJ/mol N2(g) +2O2(g) = 2NO2(g)△H = +133kJ/mol、H2O(g) = H2O(l) △H = -44kJ/mol。催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为_____________________

Ⅱ.脱碳:向2L密闭容器中加入2molCO2、6molH2,在适当的催化剂作用下,发生反应:CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l) △H < 0

(1)①该反应自发进行的条件是__________(填“低温”、“高温”或“任意温度”),

②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是___________

a.混合气体的平均式量保持不变 ;b.CO2和H2的体积分数保持不变;

c. CO2和H2的转化率相等 ;d.混合气体的密度保持不变

e.1molCO2生成的同时有3molH—H键断裂

③CO2的浓度随时间(0~t2)变化如图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2~t6内CO2的浓度随时间的变化_____

(2)改变温度,使反应CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) △H < 0中的所有物质都为气态。起始温度体积相同(T1℃、2L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表:

①达到平衡时,反应Ⅰ、Ⅱ对比:平衡常数K(I)_______K(II)(填“>”、“<”或“=”,下同);平衡时CH3OH的浓度c(I)_______c(II)。

②对反应Ⅰ,前10min内的平均反应速率v(CH3OH)=_______________。在其它条件不变下,若30min时只改变温度为T2 ℃,此时H2的物质的量为3.2mol,则T1______T2(填“>”、“<”或“=”)。若30min时向容器中再充入1molCO2和1molH2O(g),则平衡_________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。

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