Question

（14分）硫化物在自然界中的部分循環關系如下。

（1）H₂S在空氣中可以燃燒。
已知： 2H₂S(g) + O₂(g) 2S(s) + 2H₂O(g)  ΔH= －442.38 kJ/mol    ①
S(s) + O₂(g)  SO₂(g)             ΔH=－297.04 kJ/mol    ②
H₂S(g)與O₂(g)反應產生SO₂(g)和H₂O(g)的熱化學方程式是     。
（2）SO₂是大氣污染物，海水具有良好的吸收SO₂的能力，其過程如下。
① SO₂溶于海水生成H₂SO₃，H₂SO₃最終會電離出SO₃^2—，其電離方程式是     。
② SO₃^2—可以被海水中的溶解氧氧化為SO₄^2—。海水的pH會     （填“升高” 、“不變”或“降低”）。
③ 為調整海水的pH，可加入新鮮的海水，使其中的HCO₃^—參與反應，其反應的離子方程式是     。
④ 在上述反應的同時需要大量鼓入空氣，其原因是     。
（3）自然界地表層原生銅的硫化物經氧化、淋濾作用后變成CuSO₄溶液，向地下深層滲透，遇到難溶的ZnS，慢慢轉變為銅藍（CuS），用化學用語表示由ZnS轉變為CuS的過程：     。
（4）SO₂和O₂在H₂SO₄溶液中可以構成原電池，其負極反應式是     。

Answer 1

（14分，每空2分）
（1）2H₂S(g)+3O₂(g)  2SO₂(g)+2H₂O(g) ΔH= －1036.46 kJ/mol （方程式和計算各1分）
（2）① H₂SO₃HSO₃^—+ H⁺  HSO₃^— SO₃ ^2—+ H⁺   （每個1分）
     ② 降低
③ HCO₃ ^—+ H⁺  CO₂ ↑+ H₂O（物質1分，配平1分）
④提高脫硫海水的溶解氧，將SO₃^2-氧化成為SO₄^2-，有利于平衡H₂SO₃HSO₃^—+ H⁺  HSO₃^— SO₃ ^2—+ H⁺ 正向移動（1分），提高二氧化硫的轉化率，同時起到加快反應速率的作用（1分）。
（3）

（4）負極：SO₂ - 2e^—+ 2H₂O  SO₄ ^2—+ 4H⁺（物質1分，配平1分）

試題分析：（1）根據蓋斯定律得目標方程式=①+2×②，所以H₂S(g)與O₂(g)反應產生SO₂(g)和H₂O(g)的熱化學方程式是2H₂S(g)+3O₂(g) 2SO₂(g)+2H₂O(g) ΔH= －1036.46 kJ/mol 
（2）①亞硫酸是弱酸，分步電離得SO₃ ^2—，電離方程式是H₂SO₃HSO₃^—+ H⁺  HSO₃^— SO₃ ^2—+ H⁺   
②SO₃^2—可以被海水中的溶解氧氧化為SO₄^2—，硫酸是強酸，溶液中的氫離子濃度增大，pH降低；
③新鮮的海水顯酸性，與HCO₃^—反應生成二氧化碳和水，離子方程式為HCO₃ ^—+ H⁺  CO₂ ↑+ H₂O
④海水具有良好的吸收SO₂的能力，大量鼓入空氣，可以提高海水中的含氧量，將SO₃^2-氧化成為SO₄^2-，有利于平衡H₂SO₃HSO₃^—+ H⁺  HSO₃^— SO₃ ^2—+ H⁺ 正向移動，提高二氧化硫的轉化率，同時起到加快反應速率的作用；
（3）CuS比ZnS更難溶，硫化鋅存在ZnS(s) Zn²⁺(aq)+S^2－(aq)平衡，當遇到硫酸銅溶液時，S^2－與Cu²⁺結合生成CuS沉淀，使溶解平衡正向移動，最終ZnS全部轉化為CuS，用化學用語表示為

（4）負極發生氧化反應，元素化合價升高，所以是二氧化硫在負極發生反應，生成硫酸根離子，電極反應式為SO₂ - 2e^—+ 2H₂O  SO₄ ^2—+ 4H⁺