Question

黄铁矿（主要成分为FeS₂）是工业制取硫酸的重要原料，其煅烧产物为SO₂和Fe₃O₄．
（1）将0.100mol SO₂（g）和0.060mol O₂（g）放入容积为2L的密闭容器中，反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）在一定条件下达到平衡，测得c（SO₃）=0.040mol/L．则该条件下反应的平衡常数K=

 

；SO₂的平衡转化率为

 

．
（2）已知上述反应是放热反应，当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO₂平衡转化率的有

 

（填字母）
（A）升高温度     （B）降低温度        （C）增大压强
（D）减小压强     （E）加入催化剂      （G）移出氧气
（3）SO₂尾气用饱和Na₂SO₃溶液吸收可得到重要的化工原料，反应的化学方程式为

 

．
（4）将黄铁矿的煅烧产物Fe₃O₄溶于H₂SO₄后，加入铁粉，可制备FeSO₄．制备过程中需保持溶液足够酸性和过量铁粉，其原因是

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）依据化学平衡三段式列式计算，平衡常数利用生成物平衡浓度的幂次方乘积除以反应物的平衡浓度幂次方乘积得到，转化率=

消耗量

起始量

×100%；
（2）有利于提高SO₂平衡转化率，说明平衡向着正向移动，根据各选项条件对化学平衡的影响进行判断；
（3）工厂排放的SO₂尾气用饱和Na₂SO₃溶液吸收可得到重要化工原料NaHSO₃，正盐转化为酸式盐；
（4）Fe³⁺与Fe²⁺易水解，Fe²⁺易被氧化成Fe³⁺．

解答： 解：（1）将0.100mol SO₂（g）和0.060mol O₂（g）放入容积为2L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得c（SO₃）=0.040mol/L，生成三氧化硫物质的量=0.040mol/L×2L=0.08mol；
         反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）  0.1     0.06      0
变化量（mol） 0.08     0.04    0.08
平衡量（mol） 0.02    0.02     0.08
得到平衡后物质的浓度为，c（SO₂）=0.01mol/L，c（O₂）=0.01mol/L，c（SO₃）=0.04mol/L
则该条件下反应的平衡常数K=

0.042

0.012×0.01

=1.6×10³mol/L；
二氧化硫转化率=

0.08mol

0.1mol

×100%=80%；
故答案为：1.6×10³mol/L；80%；
（2）A、升高温度，平衡向着逆向移动，二氧化硫的转化率减小，故A错误；
B、降低温度，平衡向着正向移动，二氧化硫的转化率增大，故B正确；      
C、增大压强，增大压强，平衡向着正向移动，二氧化硫的转化率增大，故C正确；
D、减小压强，减小压强，平衡向着逆向移动，二氧化硫的转化率减小，故D错误；  
E、加入催化剂，催化剂不影响化学平衡，二氧化硫的转化率不变，故E错误；    
G、移出氧气，反应物浓度减小，平衡向着逆向移动，二氧化硫的转化率减小，故G错误；
故选BC；
（3）SO₂用饱和Na₂SO₃溶液吸收可得NaHSO₃，反应的化学方程式为：SO₂+Na₂SO₃+H₂O=2NaHSO₃
故答案为：SO₂+Na₂SO₃+H₂O=2NaHSO₃ ；
（4）Fe₂O₃（或Fe₃O₄等）溶于H₂SO₄后，生成的Fe³⁺与Fe²⁺易水解，Fe²⁺易被氧化成Fe³⁺，所以要加入Fe粉和酸，抑制Fe³⁺与Fe²⁺的水解，并防止Fe²⁺被氧化成Fe³⁺，
故答案为：抑制Fe³⁺与Fe²⁺的水解，并防止Fe²⁺被氧化成Fe³⁺．

点评：本题考查了化学平衡计算方法，化学方程式书写，平衡常数和转化率计算应用，考查的知识点较多，难度中等．