Question

如圖是黃鐵礦為開始反應物的一系列變化，其中不含硫的反應產物已略去．

（1）寫出反應③和反應⑤的化學方程式：③

 

，⑤

 

．
（2）寫出反應④的離子方程式

 

．
（3）SO₂的催化氧化是硫酸工業的主要反應．現有標準狀況下5.6L SO₂氣體，在500℃、V₂O₅催化下轉化成SO₃，若SO₂轉化率為a%，放出熱量為QkJ．該反應的熱化學方程式為：

 

．
（4）已知在SO₂的催化氧化前后混合氣體中各成分的體積分數如表所示，則SO₂的轉化率為

 

．

成分	催化氧化前	催化氧化后
O2	11%	未測定
SO2	7%	未測定
N2	82%	84%
SO3	--	7%

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：推斷題

分析：圖是黃鐵礦為開始反應物的一系列變化，其中不含硫的反應產物已略去，黃鐵礦在空氣中煅燒生成C為SO₂，C與氯水反應生成D為H₂SO₄，濃硫酸與碳反應可以生成SO₂，黃鐵礦隔絕空氣加熱生成A與B，應發生分解反應，A能與稀硫酸反應生成E與F，B能與濃硫酸反應生成二氧化硫，可推知A為FeS、B為S，E與C反應生成B，則F為FeSO₄、E為H₂S，硫與Fe反應可以得到FeS，符合轉化關系，據此解答．

解答： 解：圖是黃鐵礦為開始反應物的一系列變化，其中不含硫的反應產物已略去，黃鐵礦在空氣中煅燒生成C為SO₂，C與氯水反應生成D為H₂SO₄，濃硫酸與碳反應可以生成SO₂，黃鐵礦隔絕空氣加熱生成A與B，應發生分解反應，A能與稀硫酸反應生成E與F，B能與濃硫酸反應生成二氧化硫，可推知A為FeS、B為S，E與C反應生成B，則F為FeSO₄、E為H₂S，硫與Fe反應可以得到FeS，符合轉化關系，
（1）反應③的化學方程式為：S+2H₂SO₄（濃）

△   .

3SO₂↑+2H₂O，
反應⑤的化學方程式為：C+2H₂SO₄（濃）

△   .

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案為：S+2H₂SO₄（濃）

△   .

3SO₂↑+2H₂O；C+2H₂SO₄（濃）

△   .

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（2）反應④的離子方程式為：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-，
故答案為：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-；
（3）現有標準狀況下5.6L SO₂氣體，其物質的量=

5.6L

22.4L/mol

=0.25mol，在500℃、V₂O₅催化下轉化成SO₃，若SO₂轉化率為a%，放出熱量為QkJ，則參加反應SO₂的為0.25mol×a%=0.0025a mol，故2mol反應放出的熱量為QkJ×

2mol

0.0025amol

=

800Q

a

kJ，故該反應的熱化學方程式為：2SO₂（g）+O₂（g）?SO₃（g）△H=-

800Q

a

kJ/mol，
故答案為：2SO₂（g）+O₂（g）?SO₃（g）△H=-

800Q

a

kJ/mol；
（4）設反應前總體積為100L，反應后體積為82L/84%=97.6L，SO₃為97.6×7%=6.83L，轉化的SO₂為6.83L，則SO₂的轉化率為

6.83L

100L×7%

×100%=97.57%，
故答案為：97.57%．

點評：本題考查無機物推斷，難度中等，注意轉化關系中各物質都含有硫元素，需要學生熟練中元素化合物性質，對學生的推理有一定的要求，（4）中計算注意氮氣的體積不變．