Question

【題目】硫酸廠用煅燒黃鐵礦(FeS2)來制取硫酸，實驗室利用硫酸廠燒渣(主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2)制備綠礬。

(1)SO2和O2反應制取SO3的反應原理為2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，在一密閉容器中一定時間內達到平衡。

①該反應的平衡常數表達式為K＝________。

②該反應達到平衡狀態的標志是________。

A．v(SO2)＝v(SO3)

B．混合物的平均相對分子質量不變

C．混合氣體質量不變

D．各組分的體積分數不變

(2)某科研單位利用原電池原理，用SO2和O2來制備硫酸，裝置如圖，電極為多孔的材料，能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質溶液充分接觸。

① B電極的電極反應式_______________________________________。

②溶液中H＋的移動方向由________極到________極(用A、B表示)；

(3)測定綠礬產品中含量的實驗步驟：

a．稱取5.7 g產品，溶解，配成250 mL溶液

b．量取25 mL待測液于錐形瓶中

c．用硫酸酸化的0.01 mol/L KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液體積40 mL

根據上述步驟回答下列問題：

①滴定時發生反應的離子方程式為(完成并配平離子反應方程式)。

________Fe2＋＋________MnO＋________===________Fe3＋＋________Mn2＋＋________

② 用硫酸酸化的KMnO4滴定終點的標志是

___________________________________

___________________________________。

③計算上述產品中FeSO4·7H2O的質量分數為________。

Answer 1

【答案】(1)① ②BD

(2)①SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋②B A

(3)①5；1；8；H＋；5；1；4；H2O

②滴定最后一滴酸性KMnO4時溶液呈淡紫色，半分鐘內不褪色

③0.975或97.5%

【解析】(1)①根據反應方程式2SO2＋O22SO3，平衡常數K＝，故答案為：

；

②A.v(SO2)＝v(SO3)，沒有告訴正逆反應，無法判斷正逆反應速率是否相等，故A錯誤；

B．反應方程式兩邊都是氣體，氣體的化學計量數之和不相等，氣體的平均相對分子量是個變化的量，混合物的平均相對分子質量不變，說明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態，故B正確；

C．反應方程式兩邊都是氣體，氣體的質量始終不變，所以混合氣體質量不變，不能判斷是否達到平衡狀態，故C錯誤；

D．各組分的體積分數不變，正逆反應速率相等，說明達到了平衡狀態，故D正確；

故選：BD。

(2)①該原電池中，負極上失電子被氧化，所以負極上投放的氣體是二氧化硫，二氧化硫失電子和水反應生成硫酸根離子和氫離子，正極上投放的氣體是氧氣，正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水，根據硫酸和水的出口方向知，B極是負極，A極是正極，所以B極上的電極反應式為：SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋，

故答案為：SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋；

②原電池放電時，氫離子由負極B移向正極A，故答案為：B；A。

(3)①用硫酸酸化的0.01mol/L KMnO4溶液，所以反應物中一定有氫離子，高錳酸根離子化合價由＋7變為＋2，降低了5價，亞鐵離子由＋2變為＋3，升高了1價，所以高錳酸根離子系數為1、亞鐵離子系數為5，根據電荷守恒、質量守恒配平氫離子、水，配平后的方程式為：5Fe2＋＋1MnO＋8H＋===5Fe3＋＋1Mn2＋＋4H2O，

故答案為：5；1；8；H＋；5；1；4；H2O。

②當亞鐵離子與高錳酸鉀離子完全反應后，再滴入一滴高錳酸鉀溶液，溶液會呈淡紫色，據此判斷滴定終點，故答案為：滴定最后一滴酸性KMnO4時溶液呈淡紫色，半分鐘內不褪色；

③25 mL待測液消耗的高錳酸鉀的物質的量為：0.01 mol/L×0.04 L＝0.0004 mol，

5．7 g產品配成250 mL溶液消耗高錳酸鉀的物質的量為0.0004 mol×＝0.004 mol，

根據反應：5Fe2＋＋1MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，硫酸亞鐵的物質的量為：0.004 mol×5＝0.02 mol，

所以樣品中含有的FeSO4·7H2O的質量為：278 g/mol×0.02 mol＝5.56 g，

FeSO4·7H2O的質量分數為：×100%≈97.5%，

故答案為：0.975或97.5%.