题目内容
【题目】硫酸厂用煅烧黄铁矿(FeS2)来制取硫酸，实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2)制备绿矾。
（1）SO2和O2反应制取SO3的反应原理为：2SO2+O2
2SO3，经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol/(L·s)
① 则这段时间为_______s。
② 该反应达到平衡状态的标志是_______。
A．容器内硫元素物质的量分数不变 B．混合物的平均相对分子质量不变
C．n(SO2):n(O2):n(SO3)=2:1:2 D．各组分的体积分数不变
（2）利用烧渣制绿矾的过程如下：
操作I的名称____________，溶液A的溶质___________，固体B是__________。
（3）某科研机构用NaOH溶液吸收废气中的SO2，将所得的Na2SO4溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示，(电极材料为石墨)
① 图中b极要连接电源的___________极(填“正”或“负” )
②SO32-放电的电极反应式为__________。
③ 若用甲烷-空气燃料电池作电源，处理标准状况下40m3的废气(其中SO2的体积分数为0.2 ) ,理论上需要消耗标准状况下甲烷___________m3。
【答案】（1）①5；②BD；
（2）过滤；硫酸；Fe；
（3）①正；②SO32- - 2e-+H2O=SO42-+2H+；③2。
【解析】
试题分析：（1）在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol/(L·s)，则用SO3表示的反应速率为2×0.04mol/(L·s)= 0.08mol/(L·s)，反应时间t=
=
=5s，故答案为：5；
② A．根据质量守恒，容器内硫元素物质的量分数始终不变，不能判断反应是否达到平衡状态，错误；B．混合物的平均相对分子质量=
，平均相对分子质量不变，表示气体的物质的量不变，能判断反应达到平衡状态，正确；C．n(SO2):n(O2):n(SO3)=2:1:2，不能说明物质的浓度是否变化，不能判断反应是否达到平衡状态，错误；D．各组分的体积分数不变，说明各组分的物质的量浓度不变，能判断反应达到平衡状态，正确；故选BD；
（2）根据流程图和实验目的，烧渣与硫酸、氧气反应，过滤分离得到滤液X和不溶物(S、二氧化硅等)；滤液X中主要含有Fe2(SO4)3、H2SO4等，加入铁粉生成硫酸亚铁溶液，还可除去未反应的硫酸，过滤除去未反应的Fe，滤液为硫酸亚铁溶液，再通过浓缩蒸发、冷却结晶得到绿矾，故操作I为过滤，溶液A为硫酸，固体B为铁，故答案为：过滤；硫酸；Fe；
（3）①在图中由于Na+向a极区域移动，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，a要连接电源的负极，b要连接电源的正极，在阳极上SO32-变为S042-，C口流出的物质是硫酸，故答案为：正；
②在阳极上SO32-变为SO42-，SO32-放电的电极反应式为：SO32- - 2e-+H2O=SO42-+2H+，故答案为：SO32- - 2e-+H2O=SO42-+2H+；
③40m3的废气中含有SO2的体积为40m3×0.2=8 m3，反应中S元素的化合价由+4价变成+6价，甲烷中C元素的化合价有-4价变成+4价，根据得失电子守恒，有CH4～4 SO2，因此需要甲烷的体积为
×8 m3=2m3，故答案为：2。
【题目】海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如下表所示。
成分 | 含量（mg·L－1） | 成分 | 含量（mg·L－1） |
Cl－ | 18980 | Ca2＋ | 400 |
Na＋ | 10560 | HCO3- | 142 |
SO42- | 2560 | Br－ | 64 |
Mg2＋ | 1272 |
利用海水可以提取溴和镁，提取过程如下。
（1）提取溴的过程中，经过两次Br－→Br2转化的目的是：①__ ___，
吸收塔中发生反应的离子方程式是：②_____________ _______。
用平衡移动原理解释通空气的目的：③___ ____________。
（2）吸收塔中也可采用纯碱吸收Br2，主要反应如下，请配平并表示出电子转移的方向和数目：
□Br2＋□Na2CO3＋□H2O―→□NaBr＋□NaBrO3＋□NaHCO3
（3）从MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶体的主要操作是①____ ____、过滤、洗涤、干燥。最后一步冶炼得到金属镁的化学方程式为②____ ____；冶炼时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式③____ __________。
（4）依据上述流程，若将10 m3海水中的溴元素转化为工业溴，至少需要标准状况下Cl2
的体积为________L（忽略Cl2的溶解）。