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(g)＋O2(g) 
2SO3(g)，在一密闭容器中一定时间内达到平衡。
①该反应的平衡常数表达式为K＝________。
②该反应达到平衡状态的标志是________。
A．v(SO2)＝v(SO3)
B．混合物的平均相对分子质量不变
C．混合气体质量不变
D．各组分的体积分数不变
(2)某科研单位利用原电池原理，用SO2和O2来制备硫酸，装置如图，电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
① B电极的电极反应式_______________________________________。
②溶液中H＋的移动方向由________极到________极(用A、B表示)；
(3)测定绿矾产品中含量的实验步骤：
a．称取5.7 g产品，溶解，配成250 mL溶液
b．量取25 mL待测液于锥形瓶中
c．用硫酸酸化的0.01 mol/L KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积40 mL
根据上述步骤回答下列问题：
①滴定时发生反应的离子方程式为(完成并配平离子反应方程式)。
________Fe2＋＋________MnO
＋________===________Fe3＋＋________Mn2＋＋________
② 用硫酸酸化的KMnO4滴定终点的标志是
___________________________________
___________________________________。
③计算上述产品中FeSO4·7H2O的质量分数为________。
【答案】(1)①
②BD
(2)①SO2－2e－＋2H2O===SO
＋4H＋②B A
(3)①5；1；8；H＋；5；1；4；H2O
②滴定最后一滴酸性KMnO4时溶液呈淡紫色，半分钟内不褪色
③0.975或97.5%
【解析】(1)①根据反应方程式2SO2＋O2
2SO3，平衡常数K＝，故答案为：
；
②A.v(SO2)＝v(SO3)，没有告诉正逆反应，无法判断正逆反应速率是否相等，故A错误；
B．反应方程式两边都是气体，气体的化学计量数之和不相等，气体的平均相对分子量是个变化的量，混合物的平均相对分子质量不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故B正确；
C．反应方程式两边都是气体，气体的质量始终不变，所以混合气体质量不变，不能判断是否达到平衡状态，故C错误；
D．各组分的体积分数不变，正逆反应速率相等，说明达到了平衡状态，故D正确；
故选：BD。
(2)①该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，正极上投放的气体是氧气，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，根据硫酸和水的出口方向知，B极是负极，A极是正极，所以B极上的电极反应式为：SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋，
故答案为：SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋；
②原电池放电时，氢离子由负极B移向正极A，故答案为：B；A。
(3)①用硫酸酸化的0.01mol/L KMnO4溶液，所以反应物中一定有氢离子，高锰酸根离子化合价由＋7变为＋2，降低了5价，亚铁离子由＋2变为＋3，升高了1价，所以高锰酸根离子系数为1、亚铁离子系数为5，根据电荷守恒、质量守恒配平氢离子、水，配平后的方程式为：5Fe2＋＋1MnO
＋8H＋===5Fe3＋＋1Mn2＋＋4H2O，
故答案为：5；1；8；H＋；5；1；4；H2O。
②当亚铁离子与高锰酸钾离子完全反应后，再滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液会呈淡紫色，据此判断滴定终点，故答案为：滴定最后一滴酸性KMnO4时溶液呈淡紫色，半分钟内不褪色；
③25 mL待测液消耗的高锰酸钾的物质的量为：0.01 mol/L×0.04 L＝0.0004 mol，
5．7 g产品配成250 mL溶液消耗高锰酸钾的物质的量为0.0004 mol×
＝0.004 mol，
根据反应：5Fe2＋＋1MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，硫酸亚铁的物质的量为：0.004 mol×5＝0.02 mol，
所以样品中含有的FeSO4·7H2O的质量为：278 g/mol×0.02 mol＝5.56 g，
FeSO4·7H2O的质量分数为：
×100%≈97.5%，
故答案为：0.975或97.5%.
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