Question

硫酸的消費量常被視為一個國家工業發達水平的標志．我國主要以黃鐵礦（FeS₂）為原料采用接觸法生產硫酸．其主要涉及到的反應有（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與足量氧氣反應生成1molSO₂時放出426.5kJ的熱量．則其反應的熱化學方程式為

4FeS₂（s）+11O₂（g）

高溫  .

2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3412kJ/mol

．
（2）已知某溫度時反應B的平衡常數為800．在體積恒為10L的密閉容器中充入10mol SO₂、30mol O₂和10mol SO₃，反應開始將向

正

（填“正”或“逆”）方向進行．在該容器中，能說明該反應已達到平衡狀態的依據是

A、E

（填字母序號）
A．容器內壓強不變    B．混合氣體的密度不變  C．v_正（SO₂）=2v_正（O₂）
D．c（SO₂）：c（O₂）：c（SO₃）=2：1：2    E．混合氣體的摩爾質量不變
（3）反應A的副產物Fe₂O₃是鐵銹的主要成分．N₂H₄（肼）能使鍋爐內壁的鐵銹（主要成分Fe₂O₃）變成磁性氧化鐵（Fe₃O₄）層，可以減緩鍋爐銹蝕．若反應過程中肼轉化為氮氣，每生成1mol Fe₃O₄，轉移電子的物質的量為

1mol

，需要消耗肼的質量為

8

g．
（4）鐵鹽溶液可以洗滌做過銀鏡實驗的試管，原理是Fe³⁺+Ag（s）?Fe²⁺+Ag⁺．甲同學將銀粉加入到Fe₂（SO₄）₃溶液中進行了實驗，觀察到的現象是

銀粉逐漸溶解，溶液由棕黃色逐漸變為淺綠色，溶液出現白色沉淀

．丙同學認為向試管中加入幾塊鉛筆芯也有利于除去銀，你認為他的理由是

銀與鉛筆中的石墨在溶液中形成了原電池，銀為負極，石墨為正極，加快了反應速率

．
（5）用10mol/L的濃硫酸配制2mol/L的稀硫酸，所用的玻璃儀器除量筒和玻璃棒外，還有

A、B、D

A．容量瓶          B．燒杯            C．燒瓶           D．膠頭滴管．

Answer 1

分析：（1）根據熱化學方程式的書寫方法；
（2）根據反應2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的濃度熵與平衡常數的關系：若濃度熵大于平衡常數，反應正向進行，反之，反應逆向進行；根據化學反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、質量、物質的量、百分含量不變；對于反應前后氣體的化學計量數之和不相等的反應來說，達到平衡時，壓強也不變；對于反應前后有固體或液體參加或生成的反應來說，達到平衡時，混合氣體的摩爾質量、混合氣體的密度也不變；
（3）根據Fe₃O₄可以寫成FeO?Fe₂O₃，可知1個Fe₃O₄中有2個鐵為+3價，1個鐵為+2價來解答；根據1個N₂H₄（肼）轉變成N₂得到4個電子和電子得失守恒來解；
（4）根據Fe³⁺+Ag（s）?Fe²⁺+Ag⁺以及2Ag⁺+SO₄^2-=Ag₂SO₄來分析；根據銀與鉛筆中的石墨在溶液中形成了原電池，銀為負極，石墨為正極；
（5）根據實驗步驟：量取、稀釋、移液、洗滌、定容、搖勻等操作來選取實驗儀器．

解答：解：（1）FeS₂與足量氧氣反應生成1molSO₂時放出426.5kJ的熱量，
所以熱化學方程式為4FeS₂（s）+11O₂（g）

高溫  .

 2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3412kJ/mol，
故答案為：4FeS₂（s）+11O₂（g）

高溫  .

 2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3412kJ/mol；
（2）因2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的濃度熵為

C2(SO3)

C2(SO2)C(O2)

=

1 2

1 2×3

=

1

3

＜800，所以反應開始將向正反應方向進行，A、對于2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）是化學計量數之和不相等的反應，所以當容器中氣體的壓強不隨時間而變化時是平衡狀態，故A正確；
B、對于2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）在任何時刻混合氣體的密度不變，所以當容器中氣體的密度不隨時間而變化，不能判斷是否達到平衡明反應得到平衡狀態，故B錯誤；
C、化學方程式的系數之比等于化學反應中各物質的反應速率之比，v_正（SO₂）=2v_正（O₂），均為正反應速率，不能判斷是否達到平衡明反應得到平衡狀態，故C錯誤；
D、化學反應達到平衡狀態時，各物質的濃度不變，不一定存在：c（SO₂）：c（O₂）：c（SO₃）=2：1：2，故D錯誤；
E、容器中氣體的摩爾質量=

氣體總質量

氣體總物質的量

，反應前后質量守恒，反應是一個氣體物質的量變化的反應，所以當容器中氣體的平均摩爾質量不隨時間而變化時是平衡狀態，故E正確；
故答案為：正；A、E；
（3）因Fe₃O₄可以寫成FeO?Fe₂O₃，可知1個Fe₃O₄中有2個鐵為+3價，1個鐵為+2價，所以由Fe₂O₃形成一個Fe₃O₄得到1個電子，則每生成1mol Fe₃O₄，轉移電子的物質的量為1mol； 
因由Fe₂O₃形成一個Fe₃O₄得到1個電子，1個N₂H₄（肼）轉變成N₂得到4個電子，根據電子得失守恒：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為淺綠色，又因2Ag⁺+SO₄^2-=Ag₂SO₄，所以溶液出現白色沉淀，因銀與鉛筆中的石墨在溶液中形成了原電池，銀為負極，石墨為正極，能加快了反應速率，
故答案為：銀粉逐漸溶解，溶液由棕黃色逐漸變為淺綠色，溶液出現白色沉淀；銀與鉛筆中的石墨在溶液中形成了原電池，銀為負極，石墨為正極，加快了反應速率；
（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，冷卻后轉移到容量瓶中，并用玻璃棒引流，當加水至液面距離刻度線1～2cm時，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．

點評：本題考查的知識點較多，難度不大，注意基礎知識的積累．