Question

【題目】鋅及其化合物用途廣泛。火法煉鋅以閃鋅礦(主要成分是ZnS)為主要原料，涉及的主要反應有：

2ZnS(s)+3O2 (g)=2ZnO(s)+2SO2(g) △H=-930 kJ·mol-l

C(s)+O2 (g)=CO2 (g) △H=-393.5 kJ·mol-l

C(s)+CO2 (g)2CO(g) △H=+172.5 kJ·mol-l

ZnO(s)+CO(g)=Zn(g)+CO2(g)△H=+198 kJ·mol-l

回答下列問題：

（1）反應ZnS(s)+C(s)+2O2(g)=Zn(g)+CO2(g)+SO2(g)的 △H=_______ kJ·mol-l。

（2）硫酸鋅可廣泛用作印染媒染劑和木材防腐劑。ZnSO4受熱分解過程中各物質的物質的量隨溫度變化關系如圖所示。

①寫出700～980℃時發生反應的化學方程式：___________，物質B的化學式是_________。

②硫酸鋅分解生成的SO2經下圖中的兩個循環可分別得到S和H2SO4。寫出循環I中反應2的化學方程式：_________；循環Ⅱ中電解過程陽極反應式是_________。

Answer 1

【答案】 -377.5 2ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑ SO3 4ZnFeO3.5+SO24ZnFeO4 +S Mn2+-2e-+2 H2O =MnO2↓+4H+

【解析】（1）將4個熱化學方程式編號為①2ZnS(s)+3O2 (g)=2ZnO(s)+2SO2(g) △H=-930 kJmol-l②C(s)+O2 (g)=CO2 (g) △H=-393.5 kJmol-l③C(s)+CO2 (g)2CO(g) △H=+172.5 kJmol-l④ZnO(s)+CO(g)=Zn(g)+CO2 (g) △H=+198 kJmol-l。由①+②+③+④可得ZnS(s)+C(s)+2O2(g)=Zn(g)+CO2(g)+SO2(g)，所以△H=（-930 kJmol-l）+（-393.5 kJmol-l）+（+172.5 kJmol-l）+（+198 kJmol-l）= -377.5 kJmol-l。

（2）①由圖像可知，700～980℃時，生成物A與ZnO的物質的量相同，同時還生成O2，所以A為SO2，發生反應的化學方程式：2ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑，當溫度高于980℃時，物質A的物質的量小于ZnO，由S守恒可知，物質B的化學式是SO3 。

②硫酸鋅分解生成的SO2經下圖中的兩個循環可分別得到S和H2SO4。由圖可知，循環I中反應1中 ZnFeO4被氫氣還原（2ZnFeO4+H2=2ZnFeO3.5+H2O），反應2中 ZnFeO3.5被SO2氧化，化學方程式為4ZnFeO3.5+SO24ZnFeO4 +S；循環Ⅱ中電解過程陽極反應式是Mn2+-2e-+2 H2O =MnO2↓+4H+。