硫酸的消费量常被视为一个国家工业发达水平的标志.我国主要以黄铁矿(FeS2)为原料采用接触法生产硫酸.
硫酸的消费量常被视为一个国家工业发达水平的标志.我国主要以黄铁矿(FeS2)为原料采用接触法生产硫酸.其主要涉及到的反应有(没有配平)A.FeS2+O2→Fe2O3+SO...
硫酸的消费量常被视为一个国家工业发达水平的标志.我国主要以黄铁矿(FeS2)为原料采用接触法生产硫酸.其主要涉及到的反应有(没有配平)A.FeS2+O2→Fe2O3+SO2 B. SO2(g)+O2 (g)→SO3(g) C.SO3+H2O→H2SO4回答下列问题:(1)已知FeS2与足量氧气反应生成1molSO2时放出426.5kJ的热量.则其反应的热化学方程式为______.(2)已知某温度时反应B的平衡常数为800.在体积恒为10L的密闭容器中充入10mol SO2、30mol O2和10mol SO3,反应开始将向______(填“正”或“逆”)方向进行.在该容器中,能说明该反应已达到平衡状态的依据是______(填字母序号)A.容器内压强不变 B.混合气体的密度不变 C.v正(SO2)=2v正(O2)D.c(SO2):c(O2):c(SO3)=2:1:2 E.混合气体的摩尔质量不变(3)反应A的副产物Fe2O3是铁锈的主要成分.N2H4(肼)能使锅炉内壁的铁锈(主要成分Fe2O3)变成磁性氧化铁(Fe3O4)层,可以减缓锅炉锈蚀.若反应过程中肼转化为氮气,每生成1mol Fe3O4,转移电子的物质的量为______,需要消耗肼的质量为______g.(4)铁盐溶液可以洗涤做过银镜实验的试管,原理是Fe3++Ag(s)?Fe2++Ag+.甲同学将银粉加入到Fe2(SO4)3溶液中进行了实验,观察到的现象是______.丙同学认为向试管中加入几块铅笔芯也有利于除去银,你认为他的理由是______.(5)用10mol/L的浓硫酸配制2mol/L的稀硫酸,所用的玻璃仪器除量筒和玻璃棒外,还有______A.容量瓶 B.烧杯 C.烧瓶 D.胶头滴管.
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(1)FeS2与足量氧气反应生成1molSO2时放出426.5kJ的热量,
所以热化学方程式为4FeS2(s)+11O2(g)
2Fe2O3(s)+8SO2(g)△H=-3412kJ/mol,
故答案为:4FeS2(s)+11O2(g)
2Fe2O3(s)+8SO2(g)△H=-3412kJ/mol;
(2)因2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)的浓度熵为
=
=
<800,所以反应开始将向正反应方向进行,A、对于2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)是化学计量数之和不相等的反应,所以当容器中气体的压强不随时间而变化时是平衡状态,故A正确;
B、对于2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)在任何时刻混合气体的密度不变,所以当容器中气体的密度不随时间而变化,不能判断是否达到平衡明反应得到平衡状态,故B错误;
C、化学方程式的系数之比等于化学反应中各物质的反应速率之比,v正(SO2)=2v正(O2),均为正反应速率,不能判断是否达到平衡明反应得到平衡状态,故C错误;
D、化学反应达到平衡状态时,各物质的浓度不变,不一定存在:c(SO2):c(O2):c(SO3)=2:1:2,故D错误;
E、容器中气体的摩尔质量=
,反应前后质量守恒,反应是一个气体物质的量变化的反应,所以当容器中气体的平均摩尔质量不随时间而变化时是平衡状态,故E正确;
故答案为:正;A、E;
(3)因Fe3O4可以写成FeO?Fe2O3,可知1个Fe3O4中有2个铁为+3价,1个铁为+2价,所以由Fe2O3形成一个Fe3O4得到1个电子,则每生成1mol Fe3O4,转移电子的物质的量为1mol;
因由Fe2O3形成一个Fe3O4得到1个电子,1个N2H4(肼)转变成N2得到4个电子,根据电子得失守恒:n(Fe3O4)×1=n(N2H4)×4,所以n(N2H4)=0.25mol,则m(N2H4)=0.25mol×32g/mol=8g,
故答案为:1mol;8;
(4)因Fe3++Ag(s)?Fe2++Ag+,银粉逐渐溶解,溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色,又因2Ag++SO42-=Ag2SO4,所以溶液出现白色沉淀,因银与铅笔中的石墨在溶液中形成了原电池,银为负极,石墨为正极,能加快了反应速率,
故答案为:银粉逐渐溶解,溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色,溶液出现白色沉淀;银与铅笔中的石墨在溶液中形成了原电池,银为负极,石墨为正极,加快了反应速率;
(5)配制步骤有量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,一般用量筒和胶头滴管量取浓硫酸在烧杯中稀释,冷却后转移到容量瓶中,并用玻璃棒引流,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,所以需要的仪器还有:
容量瓶、烧杯、胶头滴管,故选:A、B、D.
所以热化学方程式为4FeS2(s)+11O2(g)
| ||
故答案为:4FeS2(s)+11O2(g)
| ||
(2)因2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)的浓度熵为
C2(SO3) |
C2(SO2)C(O2) |
1 2 |
1 2×3 |
1 |
3 |
B、对于2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)在任何时刻混合气体的密度不变,所以当容器中气体的密度不随时间而变化,不能判断是否达到平衡明反应得到平衡状态,故B错误;
C、化学方程式的系数之比等于化学反应中各物质的反应速率之比,v正(SO2)=2v正(O2),均为正反应速率,不能判断是否达到平衡明反应得到平衡状态,故C错误;
D、化学反应达到平衡状态时,各物质的浓度不变,不一定存在:c(SO2):c(O2):c(SO3)=2:1:2,故D错误;
E、容器中气体的摩尔质量=
气体总质量 |
气体总物质的量 |
故答案为:正;A、E;
(3)因Fe3O4可以写成FeO?Fe2O3,可知1个Fe3O4中有2个铁为+3价,1个铁为+2价,所以由Fe2O3形成一个Fe3O4得到1个电子,则每生成1mol Fe3O4,转移电子的物质的量为1mol;
因由Fe2O3形成一个Fe3O4得到1个电子,1个N2H4(肼)转变成N2得到4个电子,根据电子得失守恒:n(Fe3O4)×1=n(N2H4)×4,所以n(N2H4)=0.25mol,则m(N2H4)=0.25mol×32g/mol=8g,
故答案为:1mol;8;
(4)因Fe3++Ag(s)?Fe2++Ag+,银粉逐渐溶解,溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色,又因2Ag++SO42-=Ag2SO4,所以溶液出现白色沉淀,因银与铅笔中的石墨在溶液中形成了原电池,银为负极,石墨为正极,能加快了反应速率,
故答案为:银粉逐渐溶解,溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色,溶液出现白色沉淀;银与铅笔中的石墨在溶液中形成了原电池,银为负极,石墨为正极,加快了反应速率;
(5)配制步骤有量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,一般用量筒和胶头滴管量取浓硫酸在烧杯中稀释,冷却后转移到容量瓶中,并用玻璃棒引流,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,所以需要的仪器还有:
容量瓶、烧杯、胶头滴管,故选:A、B、D.
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