Question

【題目】利用氨水吸收煙氣中的二氧化硫，其相關反應的主要熱化學方程式如下： SO2（g）+NH3H2O（aq）=NH4HSO3（aq）△H1=a kJmol﹣1
NH3H2O（aq）+NH4HSO3（aq）=（NH4）2SO3（aq）+H2O（l）△H2=b kJmol﹣1
2（NH4）2SO3（aq）+O2（g）=2（NH4）2SO4（aq）△H3=c kJmol﹣1
（1）反應2SO2（g）+4NH3H2O（aq）+O2（g）=2（NH4）2SO4（aq）+2H2O（l）的△H=kJmol﹣1 ．
（2）空氣氧化（NH4）2SO3的速率隨溫度的變化如圖所示，當溫度超過60℃時，（NH4）2SO3氧化速率下降的原因可能是 ．
（3）以磷石膏廢渣和碳酸銨為原料制備硫酸銨，不僅解決了環境問題，還使硫資源獲得二次利用．反應的離子方程式為CaSO4（s）+CO32﹣（aq）SO42﹣（aq）+CaCO3（s），該反應的平衡常數K= ． [已知Ksp（CaCO3）=2.9×10﹣9 ， Ksp（CaSO4）=9.1×10﹣6]
（4）（NH4）2SO4在工農業生產中有多種用途． ①將黃銅精礦（主要成分Cu2S）與硫酸銨混合后在空氣中進行焙燒，可轉化為硫酸銅同時產生氨氣．該反應的化學方程式為 ．
②研究硫酸銨的分解機理有利于對磷石膏的開發．在500℃下硫酸銨分解過程中得到4種產物，其含氮物質隨時間變化關系如圖甲所示．寫出該條件下硫酸銨分解的化學方程式，并用單線橋標出電子轉移的方向及數目： ．
③（NH4）2SO4是工業制備K2SO4的重要原料．根據圖乙中相關物質的溶解度曲線，簡述工業上制備K2SO4晶體的設計思路： ．

Answer 1

【答案】
（1）2a+2b+c
（2）溫度過高（NH4）2SO3會分解（或水解），濃度減小（或溫度升高氧氣在溶液中溶解度降低）
（3）3138
（4）2Cu2S+2（NH4）2SO4+5O2 4CuSO4+4NH3+2H2O；；配制較高溫度（80℃﹣100℃）下的硫酸銨、氯化鉀飽和混合溶液，冷卻結晶，過濾、洗滌
【解析】解：（1）①根據蓋斯定律，給已知方程式編號①SO2（g）+NH3H2O（aq）═NH4HSO3（aq）△H1=a kJmol﹣1；②NH3H2O（aq）+NH4HSO3（aq）═（NH4）2SO3（aq）+H2O（l）△H2=b kJmol﹣1；③2（NH4）2SO3（aq）+O2（g）═2（NH4）2SO4（aq）△H3=c kJmol﹣1；蓋斯定律計算目標反應的反應熱為：①×2+②×2+③，2SO2（g）+4NH3H2O（aq）+O2（g）=2（NH4）2SO4（aq）+2H2O（l）△H=（2a+2b+c）KJ/mol，
故答案為：2a+2b+c；（2）根據圖1分析，60℃氧化速率最快，則在空氣氧化（NH4）2SO3的適宜溫度為60℃，溫度過高（NH4）2SO3會分解（或水解），濃度減小（或溫度升高氧氣在溶液中溶解度降低），
故答案為：溫度過高（NH4）2SO3會分解（或水解），濃度減小（或溫度升高氧氣在溶液中溶解度降低）；（3）反應的離子方程式為CaSO4（s）+CO32﹣（aq）SO42﹣（aq）+CaCO3（s），該反應的平衡常數K= = × = = =3138，
故答案為：3138；（4）①將黃銅精礦主要成分Cu2S）與硫酸銨混合后在空氣中進行焙燒，可轉化為硫酸銅同時產生氨氣和水，結合電子守恒和原子守恒配平書寫，反應的化學方程式為：2Cu2S+2（NH4）2SO4+5O2 4CuSO4+4NH3+2H2O，
故答案為：2Cu2S+2（NH4）2SO4+5O2 4CuSO4+4NH3+2H2O；
②在500℃下硫酸銨分解過程中得到4種產物，其含氮物質隨時間變化關系如圖甲所示，硫酸銨分解生成氮氣、氨氣、二氧化硫和水，結合電子守恒和原子守恒配平書寫得到化學方程式為：3（NH4）2SO4 N2↑+4NH3↑+3SO2↑+6H2O↑，氮元素化合價﹣3價變化為0價，硫元素化合價+6價變化為+4價，電子轉移總數6e﹣ ，
單線橋標出電子轉移的方向及數目為： ，
故答案為： ；
③根據復分解反應發生的條件和圖像中物質溶解度分析，常溫下K2SO4的溶解度小，在生成物中會以沉淀的形式出現，故反應可以進行，工業上制備K2SO4晶體的設計思路是：配制較高溫度（80℃﹣100℃）下的硫酸銨、氯化鉀飽和混合溶液，冷卻結晶，過濾、洗滌得到，
故答案為：配制較高溫度（80℃﹣100℃）下的硫酸銨、氯化鉀飽和混合溶液，冷卻結晶，過濾、洗滌；
（1）①根據蓋斯定律，給已知方程式編號①SO2（g）+NH3H2O（aq）═NH4HSO3（aq）△H1=a kJmol﹣1；②NH3H2O（aq）+NH4HSO3（aq）═（NH4）2SO3（aq）+H2O（l）△H2=b kJmol﹣1；③2（NH4）2SO3（aq）+O2（g）═2（NH4）2SO4（aq）△H3=c kJmol﹣1；目標反應的反應熱為：①×2+②×2+③，由此分析解答；（2）根據圖1分析，60℃氧化速率最快，溫度過高（NH4）2SO3會分解； （3）反應的離子方程式為CaSO4（s）+CO32﹣（aq）SO42﹣（aq）+CaCO3（s），該反應的平衡常數K= = × = ；（4）①將黃銅精礦（主要成分Cu2S）與硫酸銨混合后在空氣中進行焙燒，可轉化為硫酸銅同時產生氨氣和水，結合原子守恒配平書寫化學方程式；②在500℃下硫酸銨分解過程中得到4種產物，其含氮物質隨時間變化關系如圖甲所示，硫酸銨分解生成氮氣、氨氣、二氧化硫和水，結合電子守恒和原子守恒配平書寫；③（NH4）2SO4是工業制備K2SO4的重要原料．根據圖乙中相關物質的溶解度曲線，從生成物的溶解度大小考慮反應能否發生；