Question

【题目】利用氨水吸收烟气中的二氧化硫，其相关反应的主要热化学方程式如下： SO2（g）+NH3H2O（aq）=NH4HSO3（aq）△H1=a kJmol﹣1
NH3H2O（aq）+NH4HSO3（aq）=（NH4）2SO3（aq）+H2O（l）△H2=b kJmol﹣1
2（NH4）2SO3（aq）+O2（g）=2（NH4）2SO4（aq）△H3=c kJmol﹣1
（1）反应2SO2（g）+4NH3H2O（aq）+O2（g）=2（NH4）2SO4（aq）+2H2O（l）的△H=kJmol﹣1 ．
（2）空气氧化（NH4）2SO3的速率随温度的变化如图所示，当温度超过60℃时，（NH4）2SO3氧化速率下降的原因可能是 ．
（3）以磷石膏废渣和碳酸铵为原料制备硫酸铵，不仅解决了环境问题，还使硫资源获得二次利用．反应的离子方程式为CaSO4（s）+CO32﹣（aq）SO42﹣（aq）+CaCO3（s），该反应的平衡常数K= ． [已知Ksp（CaCO3）=2.9×10﹣9 ， Ksp（CaSO4）=9.1×10﹣6]
（4）（NH4）2SO4在工农业生产中有多种用途． ①将黄铜精矿（主要成分Cu2S）与硫酸铵混合后在空气中进行焙烧，可转化为硫酸铜同时产生氨气．该反应的化学方程式为 ．
②研究硫酸铵的分解机理有利于对磷石膏的开发．在500℃下硫酸铵分解过程中得到4种产物，其含氮物质随时间变化关系如图甲所示．写出该条件下硫酸铵分解的化学方程式，并用单线桥标出电子转移的方向及数目： ．
③（NH4）2SO4是工业制备K2SO4的重要原料．根据图乙中相关物质的溶解度曲线，简述工业上制备K2SO4晶体的设计思路： ．

Answer 1

【答案】
（1）2a+2b+c
（2）温度过高（NH4）2SO3会分解（或水解），浓度减小（或温度升高氧气在溶液中溶解度降低）
（3）3138
（4）2Cu2S+2（NH4）2SO4+5O2 4CuSO4+4NH3+2H2O；；配制较高温度（80℃﹣100℃）下的硫酸铵、氯化钾饱和混合溶液，冷却结晶，过滤、洗涤
【解析】解：（1）①根据盖斯定律，给已知方程式编号①SO2（g）+NH3H2O（aq）═NH4HSO3（aq）△H1=a kJmol﹣1；②NH3H2O（aq）+NH4HSO3（aq）═（NH4）2SO3（aq）+H2O（l）△H2=b kJmol﹣1；③2（NH4）2SO3（aq）+O2（g）═2（NH4）2SO4（aq）△H3=c kJmol﹣1；盖斯定律计算目标反应的反应热为：①×2+②×2+③，2SO2（g）+4NH3H2O（aq）+O2（g）=2（NH4）2SO4（aq）+2H2O（l）△H=（2a+2b+c）KJ/mol，
故答案为：2a+2b+c；（2）根据图1分析，60℃氧化速率最快，则在空气氧化（NH4）2SO3的适宜温度为60℃，温度过高（NH4）2SO3会分解（或水解），浓度减小（或温度升高氧气在溶液中溶解度降低），
故答案为：温度过高（NH4）2SO3会分解（或水解），浓度减小（或温度升高氧气在溶液中溶解度降低）；（3）反应的离子方程式为CaSO4（s）+CO32﹣（aq）SO42﹣（aq）+CaCO3（s），该反应的平衡常数K= = × = = =3138，
故答案为：3138；（4）①将黄铜精矿主要成分Cu2S）与硫酸铵混合后在空气中进行焙烧，可转化为硫酸铜同时产生氨气和水，结合电子守恒和原子守恒配平书写，反应的化学方程式为：2Cu2S+2（NH4）2SO4+5O2 4CuSO4+4NH3+2H2O，
故答案为：2Cu2S+2（NH4）2SO4+5O2 4CuSO4+4NH3+2H2O；
②在500℃下硫酸铵分解过程中得到4种产物，其含氮物质随时间变化关系如图甲所示，硫酸铵分解生成氮气、氨气、二氧化硫和水，结合电子守恒和原子守恒配平书写得到化学方程式为：3（NH4）2SO4 N2↑+4NH3↑+3SO2↑+6H2O↑，氮元素化合价﹣3价变化为0价，硫元素化合价+6价变化为+4价，电子转移总数6e﹣ ，
单线桥标出电子转移的方向及数目为： ，
故答案为： ；
③根据复分解反应发生的条件和图像中物质溶解度分析，常温下K2SO4的溶解度小，在生成物中会以沉淀的形式出现，故反应可以进行，工业上制备K2SO4晶体的设计思路是：配制较高温度（80℃﹣100℃）下的硫酸铵、氯化钾饱和混合溶液，冷却结晶，过滤、洗涤得到，
故答案为：配制较高温度（80℃﹣100℃）下的硫酸铵、氯化钾饱和混合溶液，冷却结晶，过滤、洗涤；
（1）①根据盖斯定律，给已知方程式编号①SO2（g）+NH3H2O（aq）═NH4HSO3（aq）△H1=a kJmol﹣1；②NH3H2O（aq）+NH4HSO3（aq）═（NH4）2SO3（aq）+H2O（l）△H2=b kJmol﹣1；③2（NH4）2SO3（aq）+O2（g）═2（NH4）2SO4（aq）△H3=c kJmol﹣1；目标反应的反应热为：①×2+②×2+③，由此分析解答；（2）根据图1分析，60℃氧化速率最快，温度过高（NH4）2SO3会分解； （3）反应的离子方程式为CaSO4（s）+CO32﹣（aq）SO42﹣（aq）+CaCO3（s），该反应的平衡常数K= = × = ；（4）①将黄铜精矿（主要成分Cu2S）与硫酸铵混合后在空气中进行焙烧，可转化为硫酸铜同时产生氨气和水，结合原子守恒配平书写化学方程式；②在500℃下硫酸铵分解过程中得到4种产物，其含氮物质随时间变化关系如图甲所示，硫酸铵分解生成氮气、氨气、二氧化硫和水，结合电子守恒和原子守恒配平书写；③（NH4）2SO4是工业制备K2SO4的重要原料．根据图乙中相关物质的溶解度曲线，从生成物的溶解度大小考虑反应能否发生；