Question

硫酸的消費(fèi)量常被視為一個(gè)國家工業(yè)發(fā)達(dá)水平的標(biāo)志．我國主要以黃鐵礦（FeS₂）為原料采用接觸法生產(chǎn)硫酸．其主要涉及到的反應(yīng)有（沒有配平）A．FeS₂+O₂→Fe₂O₃+SO₂    B． SO₂（g）+O₂ （g）→SO₃（g）  C．SO₃+H₂O→H₂SO₄
回答下列問題：
（1）已知FeS₂與足量氧氣反應(yīng)生成1molSO₂時(shí)放出426.5kJ的熱量．則其反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______ 2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3412kJ/mol

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法；
（2）根據(jù)反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的濃度熵與平衡常數(shù)的關(guān)系：若濃度熵大于平衡常數(shù)，反應(yīng)正向進(jìn)行，反之，反應(yīng)逆向進(jìn)行；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、質(zhì)量、物質(zhì)的量、百分含量不變；對于反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和不相等的反應(yīng)來說，達(dá)到平衡時(shí)，壓強(qiáng)也不變；對于反應(yīng)前后有固體或液體參加或生成的反應(yīng)來說，達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體的摩爾質(zhì)量、混合氣體的密度也不變；
（3）根據(jù)Fe₃O₄可以寫成FeO?Fe₂O₃，可知1個(gè)Fe₃O₄中有2個(gè)鐵為+3價(jià)，1個(gè)鐵為+2價(jià)來解答；根據(jù)1個(gè)N₂H₄（肼）轉(zhuǎn)變成N₂得到4個(gè)電子和電子得失守恒來解；
（4）根據(jù)Fe³⁺+Ag（s）?Fe²⁺+Ag⁺以及2Ag⁺+SO₄^2-=Ag₂SO₄來分析；根據(jù)銀與鉛筆中的石墨在溶液中形成了原電池，銀為負(fù)極，石墨為正極；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟：量取、稀釋、移液、洗滌、定容、搖勻等操作來選取實(shí)驗(yàn)儀器．
解答：解：（1）FeS₂與足量氧氣反應(yīng)生成1molSO₂時(shí)放出426.5kJ的熱量，
所以熱化學(xué)方程式為4FeS₂（s）+11O₂（g） 2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3412kJ/mol，
故答案為：4FeS₂（s）+11O₂（g） 2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3412kJ/mol；
（2）因2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的濃度熵為==＜800，所以反應(yīng)開始將向正反應(yīng)方向進(jìn)行，A、對于2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）是化學(xué)計(jì)量數(shù)之和不相等的反應(yīng)，所以當(dāng)容器中氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化時(shí)是平衡狀態(tài)，故A正確；
B、對于2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）在任何時(shí)刻混合氣體的密度不變，所以當(dāng)容器中氣體的密度不隨時(shí)間而變化，不能判斷是否達(dá)到平衡明反應(yīng)得到平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C、化學(xué)方程式的系數(shù)之比等于化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比，v_正（SO₂）=2v_正（O₂），均為正反應(yīng)速率，不能判斷是否達(dá)到平衡明反應(yīng)得到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D、化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的濃度不變，不一定存在：c（SO₂）：c（O₂）：c（SO₃）=2：1：2，故D錯(cuò)誤；
E、容器中氣體的摩爾質(zhì)量=，反應(yīng)前后質(zhì)量守恒，反應(yīng)是一個(gè)氣體物質(zhì)的量變化的反應(yīng)，所以當(dāng)容器中氣體的平均摩爾質(zhì)量不隨時(shí)間而變化時(shí)是平衡狀態(tài)，故E正確；
故答案為：正；A、E；
（3）因Fe₃O₄可以寫成FeO?Fe₂O₃，可知1個(gè)Fe₃O₄中有2個(gè)鐵為+3價(jià)，1個(gè)鐵為+2價(jià)，所以由Fe₂O₃形成一個(gè)Fe₃O₄得到1個(gè)電子，則每生成1mol Fe₃O₄，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol； 
因由Fe₂O₃形成一個(gè)Fe₃O₄得到1個(gè)電子，1個(gè)N₂H₄（肼）轉(zhuǎn)變成N₂得到4個(gè)電子，根據(jù)電子得失守恒：n（Fe₃O₄）×1=n（N₂H₄）×4，所以n（N₂H₄）=0.25mol，則m（N₂H₄）=0.25mol×32g/mol=8g，
故答案為：1mol；8；
（4）因Fe³⁺+Ag（s）?Fe²⁺+Ag⁺，銀粉逐漸溶解，溶液由棕黃色逐漸變?yōu)闇\綠色，又因2Ag⁺+SO₄^2-=Ag₂SO₄，所以溶液出現(xiàn)白色沉淀，因銀與鉛筆中的石墨在溶液中形成了原電池，銀為負(fù)極，石墨為正極，能加快了反應(yīng)速率，
故答案為：銀粉逐漸溶解，溶液由棕黃色逐漸變?yōu)闇\綠色，溶液出現(xiàn)白色沉淀；銀與鉛筆中的石墨在溶液中形成了原電池，銀為負(fù)極，石墨為正極，加快了反應(yīng)速率；
（5）配制步驟有量取、稀釋、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，一般用量筒和膠頭滴管量取濃硫酸在燒杯中稀釋，冷卻后轉(zhuǎn)移到容量瓶中，并用玻璃棒引流，當(dāng)加水至液面距離刻度線1～2cm時(shí)，改用膠頭滴管滴加，所以需要的儀器還有：
容量瓶、燒杯、膠頭滴管，故選：A、B、D．
點(diǎn)評：本題考查的知識(shí)點(diǎn)較多，難度不大，注意基礎(chǔ)知識(shí)的積累．