Question

黃鐵礦（FeS₂，其中S為-1價）是工業生產硫酸的重要原料．FeS₂在高溫下與氧氣反應：3FeS₂+8O₂

高溫 .

6SO₂+Fe₃O₄
（1）若有1mol FeS₂參加反應，轉移電子的物質的量為______．
（2）硫酸生產中，SO₂催化氧化生成SO₃：2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

2SO₃（g）△H．
已知T℃時，SO₂的平衡轉化率（α）與體系總壓強（P）的關系如圖．根據圖回答下列問題：
①T℃時，將2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L密閉恒容反應器中，反應達平衡后，體系總壓強為0.10MPa，計算該反應的平衡常數（寫出計算過程，計算結果保留兩位有效數字）：______．
②T℃時，平衡由A點變到B點時，平衡常數K（A）______K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．
③已知1g二氧化硫完全反應生成氣態三氧化硫，放出熱量1.536kJ，則上述反應的反應熱△H=______．（保留小數點后一位）
（3）某科研小組利用原電池原理，用SO₂、O₂和H₂O來制備硫酸，裝置如圖，電極A、B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．請問：
①B電極的電極反應為______；
②溶液中H⁺的移動方向是由______極池到______極池（填A、B）．

Answer 1

（1）3FeS₂+8O₂

高溫 .

6SO₂+Fe₃O₄中，Fe、S元素的化合價升高，O元素的化合價降低，3mol FeS₂參加反應，由O元素的化合價變化可知，轉移的電子為8mol×2×（2-0）=32mol，則1molFeS₂參加反應轉移的電子的物質的量為：

32mol

3

≈10.7mol，
故答案為：10.7mol；
（2）①由圖1可知：體系總壓強為0.10MPa，α（SO₂）=0.8，則：
2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

△

2SO₃（g）
起始濃度：0.200.100.0mol?L^-1
轉化濃度：0.160.080.16mol?L^-1
平衡濃度：0.040.020.16mol?L^-1
K=

c(SO3)2

c(SO2)2?c(O2)

=

0.162

0.042×0.02

=8.0×10²，
故答案為：8.0×10²；
②T℃時，平衡由A點變到B點時，溫度不變，所以化學平衡常數不變，即K（A）=K（B），故答案為：=
③2mol二氧化硫的質量為128g，完全燃燒128g二氧化硫生成氣態三氧化硫放出的熱量為：1.536kJ/g×128g≈196.6kJ，所以反應2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

2SO₃（g）的反應熱△H=-196.6kJ?mol^-1，
故答案為：-196.6kJ?mol^-1；
（3）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═SO₄^2-+4H⁺，原電池放電時，氫離子由負極B移向正極A，
故答案為：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺；
②原電池放電時，氫離子移動方向與正極移動，所以溶液中氫離子由負極B移向正極A，
故答案為：B；A．