【題目】生產(chǎn)、生活中產(chǎn)生的廢水、廢氣是環(huán)境污染的重要源頭。在環(huán)境治理方面人們可利用I2O5Na2SO3等化工產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水和廢氣的治理。

(1)利用I2O5的氧化性處理廢氣H2S,得到S、I2兩種單質(zhì),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________

(2)利用I2O5也可消除CO的污染,其反應(yīng)原理為I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s) ΔH。已知在不同溫度(T1T2)下,向裝有足量I2O5固體的2 L恒容密閉容器中通入2 mol CO,測(cè)得CO2氣體的體積分?jǐn)?shù)φ(CO2)隨時(shí)間t的變化曲線如圖所示。

溫度為T2時(shí),0~2 min 內(nèi),CO2的平均反應(yīng)速率υ(CO2)=__________________。

b點(diǎn)時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為__________,化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______(填表達(dá)式)。

反應(yīng):I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)的ΔH______0(填“>”“<”或“=”)。

上述反應(yīng)在T1下達(dá)到平衡時(shí),再向容器中充入物質(zhì)的量均為2 mol的CO和CO2氣體,則化學(xué)平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移動(dòng)。

下列現(xiàn)象,可以表示上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________(填字母)。

A.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化 B.混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化

C.混合氣的密度不再變化 D.單位時(shí)間內(nèi)消耗CO和生成CO2的物質(zhì)的量之比為11

(3)Na2SO3具有還原性,其水溶液可以吸收Cl2(g),減少環(huán)境污染。

已知反應(yīng):Na2SO3(aq)+Cl2(g)+H2O(l) Na2SO4(aq)+2HCl(aq) ΔH1=a kJ·mol1

Cl2(g)+H2O(l) HCl(aq)+HClO(aq) ΔH2=b kJ·mol1

試寫出Na2SO3(aq)與HClO(aq)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________________________。

(4)某工業(yè)廢水中含有Hg2+、Cu2+等離子。取一定量的該工業(yè)廢水,向其中投入一定量的MnS固體,當(dāng)CuS開始沉淀時(shí),溶液中=____________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

[已知:Ksp(HgS)=6.4×1053Ksp(CuS)=1.3×1036,Ksp(MnS)=2.5×1013。]

【答案】(1)I2O5+5H2SI2+5S+5H2O(2分)

(2)0.15 mol·L1·min1(2分) 80%(2分) (1分) <(1分)

向右(1分) BC(2分)

(3)Na2SO3 (aq)+HClO(aq)Na2SO4 (aq)+HCl(aq) ΔH=(ab) kJ·mol1(2分)

(4)4.9×10173分)

【解析】(1)根據(jù)題目信息,反應(yīng)中氧化劑為I2O5,H2S為還原劑,結(jié)合得失電子相等可寫出方程式:I2O5+5H2SI2+5S+5H2O。

(2)該反應(yīng)是氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),開始時(shí)CO的濃度為1 mol·L1,總氣體濃度始終不變。2 min 時(shí),CO2的濃度為0.3 mol·L1,所以υ(CO2)==0.15 mol·L1·min1b點(diǎn)對(duì)應(yīng)CO2的體積分?jǐn)?shù)為0.8,在該點(diǎn)CO消耗的濃度為0.8 mol·L1,所以,α(CO)=80%。根據(jù)反應(yīng)方程式,可知平衡常數(shù)的表達(dá)式為K=。由圖可知T2溫度下先達(dá)到平衡,說明T2>T1,在平衡狀態(tài)下由T2到T1,φ(CO2)增大,說明平衡向右移動(dòng),故正反應(yīng)放熱,即ΔH <0。達(dá)到平衡時(shí),b點(diǎn)對(duì)應(yīng)CO2的體積分?jǐn)?shù)為0.8,在該點(diǎn)CO消耗的濃度為0.8 mol·L1,c(CO2)= 0.8 mol·L1,c(CO)= 0.2 mol·L1,根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K===45,在T1下達(dá)平衡時(shí),充入物質(zhì)的量均為2 mol的CO和CO2氣體,則相當(dāng)于CO和CO2的濃度均增加了1 mol·L1,化學(xué)反應(yīng)的濃度商Q===<45,Q<K,化學(xué)平衡向右移動(dòng)。反應(yīng)方程式兩邊氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)相同,故在反應(yīng)過程中容器內(nèi)的壓強(qiáng)始終不變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;旌蠚獾钠骄鄬(duì)分子質(zhì)量=,在反應(yīng)過程中混合氣的質(zhì)量發(fā)生變化,物質(zhì)的量不變,所以容器內(nèi)混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變,則說明達(dá)到平衡,B項(xiàng)正確;旌蠚怏w的密度ρ=,在反應(yīng)過程中混合氣的質(zhì)量發(fā)生變化,故密度不變可作為達(dá)到平衡的標(biāo)志,C項(xiàng)正確。根據(jù)化學(xué)方程式知,單位時(shí)間內(nèi)消耗CO和生成CO2的物質(zhì)的量之比為11恒成立,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

(3)根據(jù)蓋斯定律,由可得:Na2SO3(aq)+HClO(aq)Na2SO4 (aq)+HCl(aq) ΔH=(ab) kJ·mol1。

(4)根據(jù)溶度積可知,當(dāng)CuS開始沉淀時(shí),溶液中c(Cu2+)=,c(Hg2+)=,在同一溶液中,c(S2)相同,故===4.9×1017

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