题目内容
【题目】硫及其化合物在生产生活中应用广泛。回答下列问题:
(1)铁铵矾是一种化学物质,分子式是NH4Fe(SO4)2·12H2O,其溶于水后,溶液中的离子浓度大小关系为_____________________。
(2)已知某溶液中含有CO32-、SO42-等离子,取一定量的该溶液,向其中滴加BaCl2溶液,当CO32-开始沉淀时,溶液中=_____。(已知Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9)
(3)已知:S2Cl2(l)+Cl2(g)=2SCl2(l) ΔH=-50.2 kJ·mol-1。断裂1mol Cl-Cl键、1mol S-S键分别需要吸收243kJ、268kJ的能量,则断裂1mol S-Cl键需要吸收的能量为_____________kJ。
(4)某容积不变的密闭容器中发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=-197 kJ·mol-1。
①下列能说明反应达到平衡状态的是 ________________
a.体系压强保持不变 b.混合气体的密度保持不变
c.SO3和O2的体积比保持不变 d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol SO2
②向同温、同体积的两个密闭容器中分别充入气体:(甲)2 mol SO2 和1 mol O2;(乙) 1 mol SO2 和0.5 mol O2 ;恒温、恒容下反应达平衡时,两个容器内的压强大小关系为____(用p甲、p乙表示)。
(5)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可以制备H2SO4,其原理如下图所示(电极材料为石墨)。
阳极的电极反应式为___________________________________。
【答案】c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe3+)>c(H+)>c(OH-)25280.6a、cp乙<p甲<2p乙SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+
【解析】
(1)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)212H2O]溶于水形成的溶液中,Fe3+和NH4+水解溶液显酸性,Fe3+的水解程度大于NH4+,水解程度越大,离子浓度越小,所以c(NH4+)>c(Fe2+),硫酸根离子不水解,浓度最大,所以溶液中离子浓度关系c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe3+)>c(H+)>c(OH-),故答案为:c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe3+)>c(H+)>c(OH-);
(2)根据=可知,==25,故答案为:25;
(3)反应的焓变等于反应物的键能减去生成物的键能,设断裂1mol S-Cl键需要吸收的能量为x,则S2Cl2(l)+Cl2(g)=2SCl2(l) ΔH=[268kJ+x×2+243kJ]-x×4=-50.2 kJ·mol-1,解得x=280.6kJ,故答案为:280.6;
(4)①a.该反应属于气体体积变化的反应,反应过程中压强为变量,因此体系压强保持不变,说明达到了平衡状态,故a正确;b.反应前后气体的体积和质量均不变,混合气体的密度始终保持不变,不能判断是否为平衡状态,故b错误;c.SO3和O2的体积比保持不变,说明二者的物质的量保持不变,能够说明达到平衡状态,故c正确;d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol SO2,均表示逆反应速率,不能说明正反应速率等于逆反应速率,故d错误;故选ac;
②甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应方向移动,达到新平衡后压强比原来要大,故P乙<P甲<2P乙,故答案为:P乙<P甲<2P乙;
(5)图中阴离子向b极移动,则b为阳极,所以b极上SO32-在阳极失电子生成SO42-,其电极方程式为:SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+,故答案为:SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+。