Question

【题目】硫化物在自然界中的部分循环关系如图。

（1）H2S在空气中可以燃烧。

已知：2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g) ΔH=-442.38kJ/mol

S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297.04kJ/mol

H2S(g)与O2(g)反应产生SO2(g)和H2O(g)的热化学方程式是____。

（2）SO2是大气污染物，海水具有良好的吸收SO2的能力，其过程如下。

①SO2溶于海水生成H2SO3，H2SO3最终会电离出SO32-，SO32-可以被海水中的溶解氧氧化为SO42-。海水的pH会____（填“升高”、“不变”或“降低”）。

②为调整海水的pH，可加入新鲜的海水，使其中的HCO3-参与反应，其反应的离子方程式是____。

③在上述反应的同时需要大量鼓入空气，其原因是____。

（3）某科研单位利用工业废气中的SO2来制取H2SO4。

①利用原电池原理，用SO2和O2来制备硫酸，装置如图1所示。B极的电极反应式是____。

②SO2经图2中的两个循环可分别得到S和H2SO4。下列说法正确的是____。

a.循环Ⅰ中，反应1中的氧化产物为ZnFeO3.5

b.循环Ⅰ中，反应2的化学方程式为SO2+4ZnFeO3.5S+4ZnFeO4c.Mn可作为循环Ⅱ中电解过程中的阳极材料

d.循环Ⅰ和循环Ⅱ中消耗同质量的SO2，理论上得到S和H2SO4的质量之比为16∶49

Answer 1

【答案】2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1036.46kJ/mol 降低 HCO3-+H+=CO2↑+H2O 提高海水的溶解氧，将SO32-氧化成为SO42-，有利于平衡H2SO3HSO3-+H+、HSO3- SO32-+H+正向移动，提高二氧化硫的转化率，同时起到加快反应速率的作用 SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+ b、d

【解析】

此题以硫的循环和相关化合物的转化为背景，考查了利用盖斯定律计算反应焓变的方法，以及热化学方程式的书写；同时也从反应原理的角度，考察了速率与平衡以及电化学的内容。

(1)H2S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为： ；由盖斯定律可知该反应的；

(2)①SO2溶于水生成亚硫酸，亚硫酸被氧气氧化后转变为硫酸，溶液的酸性增强，pH值下降；

②由于海水中生成了硫酸，属于强电解质，所以加入新鲜的海水后发生的离子方程式为：；

③通过鼓入大量空气，可以提高海水中溶解氧的含量，加速亚硫酸向硫酸的转化的同时，也提高了二氧化硫的转化率；

(3)①通过分析装置示意图，A极产物为水，说明这一极通入的为O2，那么B极的电极反应即为：；

②通过分析循环Ⅰ，SO2经过反应2后即被还原为S单质，那么反应1即为ZnFeO4还原再生ZnFeO3.5的过程；通过分析循环Ⅱ，SO2先被MnO2吸收转变为MnSO4，这个过程Mn降价而S升价，接着再电解MnSO4溶液分离得到硫酸产品的同时，再生了MnO2；

a．通过分析可知，ZnFeO3.5是反应1的还原产物，a错误；

b．通过分析可知，经过反应2后，SO2被还原为S单质，ZnFeO4被氧化为ZnFeO3.5，方程式正确，b正确；

c．通过分析可知，电解过程Mn从+2价被氧化为+4价，实现再生，因此，阳极材料不能使用Mn单质，c错误；

d．根据硫元素守恒可知，消耗同等质量的SO2，生成S和H2SO4的质量比为16:49，d正确；

答案选bd。