题目

题型：不详难度：来源：

（14分）湿法炼锌的冶炼过程可用下图简略表示：

请回答下列问题：
（1）已知:N₂(g)＋2H₂(g)===N₂H₄(l) ΔH＝a kJ·mol^－1，该反应不能自发进行，则a   0(填“＞”、“＜”或“＝”).
（2）ZnS焙烧的反应2ZnS＋3O₂2SO₂＋2ZnO所涉及的物质中，发生氧化反应的物质是        ，不含离子键的化合物是       .
（3）电解过程中析出锌的电极反应式为___________________________.
（4）产生的SO₂可用Ba(NO₃)₂溶液吸收，部分产物可作为工业原料，其反应的离子方程式为                         .
（5）锌-空气电池与锂电池相比，具有储存电量高、成本低、没有安全隐患等优点。该电池的总反应为2Zn＋O₂===2ZnO，电解质溶液为KOH溶液，则负极的电极反应式为       。25℃时，以该电池为电源，用两个等质量的铜棒作电极电解500 mL 0.1mol/L CuSO₄溶液，一段时间后切断电源，对电极干燥并称量，测得两电极的质量差为9.6 g，则至少需要________L空气(折算成标准状况)进入该电池。

答案

（1）＞；（2）ZnS，SO₂；（3）Zn[（NH₃）₄]²⁺+2e^-=Zn+4NH₃↑；
（4）3SO₂+3Ba²⁺+2H₂O+2NO₃^-=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺；（5）Zn-2e^-+2OH^-=ZnO+H₂O， 4.2L。

解析

试题分析：（1）根据化学反应方向的判据ΔH—TΔS分析，吸热的熵减少的反应在任何条件下都不能自发进行，该反应是一个熵减小的反应，所以当该反应为吸热反应即a＞0时，该反应在任何条件下都不能自发进行；（2）在氧化还原反应中，ZnS中硫元素的化合价由—2价升高到0价，发生氧化反应；活泼金属和非金属元素之间形成的化学键是离子键，如ZnS、ZnO，SO₂属于共价化合物，只含有共价键；（3）电解池中，阳离子Zn[（NH₃）₄]²⁺在阴极上发生得电子的还原反应，电解反应式为：Zn[（NH₃）₄]²⁺+2e^-=Zn+4NH₃↑；（4）二氧化硫酸性气体可以和硝酸钡溶液之间发生氧化还原反应，得到白色沉淀硫酸钡和NO气体，离子方程式为3SO₂+3Ba²⁺+2H₂O+2NO₃^-=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺；（5）在锌-空气电池原电池的负极上是金属锌发生失电子的氧化反应，在碱性环境下，电极反应式为：Zn-2e^-+2OH^-=ZnO+H₂O，以该电池为电源，用两个等质量的铜棒作电极电解500mL 0.1mol/L CuSO₄溶液，阳极上是Cu-2e^-=Cu²⁺，阴极上是Cu²⁺+2e^-=Cu，对电极干燥并称量，测得两电极的质量差为9.6g，则减少的铜和生成的铜各是4.8g即0.075mol，转移电子是0.15mol，根据反应2Zn+O₂═2ZnO，当转移电子是4mol时，消耗氧气是1moL，所以转移电子是0.15mol时，消耗氧气是0.0375moL，氧气体积是空气提及的五分之一，所以消耗空气的体积是0.0375moL×5×22.4L/mol=4.2L。