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c(CO32-)/c(SO42-)为_______________。(已知 Ksp(BaSO4 )=1.0×10-10 ,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9 )
(3)已知:S2Cl2(l)+Cl2(g)=2SCl2(l) ΔH=-50.2kJ·mol-1 。断裂 1molCl-Cl键、1molS-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)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)。
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阳极的电极反应式为______________________;其中可循环使用的物质是________。
【答案】c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe3+)>c(H+)>c(OH-) 25 280.6 SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+ NaOH
【解析】
(1)硫酸铁铵NH4Fe(SO4)2·12H2O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,据此解答;
(2)根据c(CO32-)/c(SO42-)= Ksp(BaCO3)/ Ksp(BaSO4 )计算;
(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,列方程求解;
(4)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-,据此解答。
(1)硫酸铁铵NH4Fe(SO4)2·12H2O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(Fe3+),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-)。
因此,本题正确答案是:c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe3+)>c(H+)>c(OH-);
(2)根据c(CO32-)/c(SO42-)= Ksp(BaCO3)/ Ksp(BaSO4 )可知,c(CO32-)/c(SO42-)=
25。
因此,本题正确答案是: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2x+268 kJ+243 kJ-4x=-50.2 kJ,解得x=280.6 kJ。
因此,本题正确答案是:280.6;
(4)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+;a为阴极,阴极区放电离子为氢离子生成氢气,B口流出的物质是浓度较大的氢氧化钠溶液,可用来吸收二氧化硫,故可循环使用的物质是NaOH,
因此,本题正确答案是:SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+ ;NaOH。