Question

【題目】鋅及其化合物用途廣泛。火法煉鋅以閃鋅礦（主要成分是ZnS）為主要原料，涉及的主要反應(yīng)有：

2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO2(g) H1=－930 kJ·mol－1

2C(s) + O2(g) = 2CO(g) H2=－221 kJ·mol－1

ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g) H3=198 kJ·mol－1

（1）反應(yīng)ZnS(s) + C(s) + 2O2(g) = Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)的H4=________kJ·mol－1。反應(yīng)中生成的CO2與NH3混合，在一定條件下反應(yīng)合成尿素：

該反應(yīng)在一定條件下能自發(fā)進行的原因是_______；若該反應(yīng)在一恒溫、恒容密閉容器內(nèi)進行，判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是________。

a．CO2與H2O(g)濃度相等 b．容器中氣體的壓強不再改變

c．2v(NH3)正 = v(H2O)逆 d．容器中混合氣體的密度不再改變

（2）硫酸鋅可廣泛用作印染媒染劑和木材防腐劑。ZnSO4受熱分解過程中各物質(zhì)物質(zhì)的量隨溫度變化關(guān)系如圖所示。

①寫出700℃~980℃時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________， 物質(zhì)B的化學(xué)式是________________。

② 硫酸鋅分解生成的SO2經(jīng)下圖中的兩個循環(huán)可分別得到S和H2SO4。寫出循環(huán)I中反應(yīng)2的化學(xué)方程式：_____________________________________________；循環(huán)II中電解過程陽極反應(yīng)式是_________________________________________。

Answer 1

【答案】 -377.5 △H<0 bd 2ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑ SO2 4ZnFeO3.5+SO24ZnFeO4+S Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+

【解析】（1）① 2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO2(g) △H1=－930 kJ·mol－1

②2C(s) + O2(g) = 2CO(g) △H2=－221 kJ·mol－1

③ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g) △H3=198kJmol-1

根據(jù)蓋斯定律，將方程式(①+②)÷2+③得ZnS(s) + C(s) + 2O2(g) = Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)，△H4=(―930 kJ·mol－1―221 kJ·mol－1)÷2+198kJmol-1=－377.5kJmol-1；當(dāng)△G=△H-T△S<0時反應(yīng)一定能自發(fā)進行，因反應(yīng)的△S<0，則焓變應(yīng)該小于0；a．CO2與H2O（g）濃度相等，正逆反應(yīng)速率不一定相等，所以不一定達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；b．該反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量減少，當(dāng)容器中氣體的壓強不再改變時正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故b正確；c．當(dāng)v(NH3)正=2v(H2O)逆時該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，所以當(dāng)2v(NH3)正=v(H2O)逆時該反應(yīng)沒有達到平衡狀態(tài)，故c錯誤；d．因CO(NH2)2是固體，反應(yīng)前后氣體的密度改變，所以當(dāng)容器中混合氣體的密度不再改變時，該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故d正確；故答案為：-377.5；△H<0；bd；

(2). ①. 據(jù)圖可知，700℃~980℃發(fā)生反應(yīng)時，生成ZnO、氧氣和B，根據(jù)原子守恒可知，B中含有S原子，因為生成氧氣失電子，則S元素應(yīng)該得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以B應(yīng)該是SO2，根據(jù)反應(yīng)物和生成物及反應(yīng)條件可得反應(yīng)方程式為：2ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑，故答案為：2ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑；SO2；

②. ZnFeO3.5和SO2在加熱條件下生成ZnFeO4、S，反應(yīng)方程式為4ZnFeO3.5+SO2 4ZnFeO4+S；電解硫酸錳時，生成二氧化錳和硫酸，Mn2+在陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，故答案為：4ZnFeO3.5+SO2 4ZnFeO4+S；Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+。