Question

黃鐵礦（主要成分為FeS₂）是工業制取硫酸的重要原料，其煅燒產物為SO₂和Fe₃O₄．
（1）將0.100mol SO₂（g）和0.060mol O₂（g）放入容積為2L的密閉容器中，反應2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）在一定條件下達到平衡，測得c（SO₃）=0.040mol/L．則該條件下反應的平衡常數K=

 

；SO₂的平衡轉化率為

 

．
（2）已知上述反應是放熱反應，當該反應處于平衡狀態時，在體積不變的條件下，下列措施中有利于提高SO₂平衡轉化率的有

 

（填字母）
（A）升高溫度     （B）降低溫度        （C）增大壓強
（D）減小壓強     （E）加入催化劑      （G）移出氧氣
（3）SO₂尾氣用飽和Na₂SO₃溶液吸收可得到重要的化工原料，反應的化學方程式為

 

．
（4）將黃鐵礦的煅燒產物Fe₃O₄溶于H₂SO₄后，加入鐵粉，可制備FeSO₄．制備過程中需保持溶液足夠酸性和過量鐵粉，其原因是

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）依據化學平衡三段式列式計算，平衡常數利用生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應物的平衡濃度冪次方乘積得到，轉化率=

消耗量

起始量

×100%；
（2）有利于提高SO₂平衡轉化率，說明平衡向著正向移動，根據各選項條件對化學平衡的影響進行判斷；
（3）工廠排放的SO₂尾氣用飽和Na₂SO₃溶液吸收可得到重要化工原料NaHSO₃，正鹽轉化為酸式鹽；
（4）Fe³⁺與Fe²⁺易水解，Fe²⁺易被氧化成Fe³⁺．

解答： 解：（1）將0.100mol SO₂（g）和0.060mol O₂（g）放入容積為2L的密閉容器中，在一定條件下達到平衡，測得c（SO₃）=0.040mol/L，生成三氧化硫物質的量=0.040mol/L×2L=0.08mol；
         反應2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）  0.1     0.06      0
變化量（mol） 0.08     0.04    0.08
平衡量（mol） 0.02    0.02     0.08
得到平衡后物質的濃度為，c（SO₂）=0.01mol/L，c（O₂）=0.01mol/L，c（SO₃）=0.04mol/L
則該條件下反應的平衡常數K=

0.042

0.012×0.01

=1.6×10³mol/L；
二氧化硫轉化率=

0.08mol

0.1mol

×100%=80%；
故答案為：1.6×10³mol/L；80%；
（2）A、升高溫度，平衡向著逆向移動，二氧化硫的轉化率減小，故A錯誤；
B、降低溫度，平衡向著正向移動，二氧化硫的轉化率增大，故B正確；      
C、增大壓強，增大壓強，平衡向著正向移動，二氧化硫的轉化率增大，故C正確；
D、減小壓強，減小壓強，平衡向著逆向移動，二氧化硫的轉化率減小，故D錯誤；  
E、加入催化劑，催化劑不影響化學平衡，二氧化硫的轉化率不變，故E錯誤；    
G、移出氧氣，反應物濃度減小，平衡向著逆向移動，二氧化硫的轉化率減小，故G錯誤；
故選BC；
（3）SO₂用飽和Na₂SO₃溶液吸收可得NaHSO₃，反應的化學方程式為：SO₂+Na₂SO₃+H₂O=2NaHSO₃
故答案為：SO₂+Na₂SO₃+H₂O=2NaHSO₃ ；
（4）Fe₂O₃（或Fe₃O₄等）溶于H₂SO₄后，生成的Fe³⁺與Fe²⁺易水解，Fe²⁺易被氧化成Fe³⁺，所以要加入Fe粉和酸，抑制Fe³⁺與Fe²⁺的水解，并防止Fe²⁺被氧化成Fe³⁺，
故答案為：抑制Fe³⁺與Fe²⁺的水解，并防止Fe²⁺被氧化成Fe³⁺．

點評：本題考查了化學平衡計算方法，化學方程式書寫，平衡常數和轉化率計算應用，考查的知識點較多，難度中等．