- 二氧化硫的制取
- 共1464题
某化工厂排出的废水中含有氯气和硫酸,为了除去此废水中的游离氯,并使废水变为中性,供使用的试剂有碳酸钠和亚硫酸钠溶液,试回答:
(1)应先向废水中加入 溶液,离子方程式为 。
(2)然后再向废水中加入 溶液,离子方程式为 。
正确答案
(1)亚硫酸钠 Cl2+2+2H2O
4H++2Cl-+2
(2)碳酸钠 +2H+
H2O+CO2↑
用亚硫酸钠除去Cl2会产生H+。要使废水变为中性,应先用Na2SO3溶液除去Cl2,然后再用碳酸钠除去H+。
酸雨主要是燃烧含硫燃料时释放出的二氧化硫造成的。现将每隔一定时间测定某份雨水的pH记录入表所示。
不同时间测得的pH
请说明在测定的时间里,雨水样品的pH变化的原因。
正确答案
雨水呈酸性,是由于二氧化硫溶于水而引起的:SO2 + H2O ="=" H2SO3 ,H2SO3具有还原性,能与空气中的O2发生反应:2H2SO3 + O2 ="=" 2H2SO4,H2SO4的酸性比H2SO3强,所以雨水的pH会逐渐变小。
分析表中数据可知,雨水的pH在测定得4h以前逐渐变小,而4h以后不再变化。雨水呈酸性,是由于二氧化硫溶于水而引起的:SO2 + H2O ="=" H2SO3 ,H2SO3具有还原性,能与空气中的O2发生反应:2H2SO3 + O2 ="=" 2H2SO4,H2SO4的酸性比H2SO3强,所以雨水的pH会逐渐变小,直至H2SO3全部被氧化为H2SO4时,pH变得最小,且不再变化。
氮是蛋白质的重要组成成分,动、植物生长都需要吸收含氮的养料。空气中虽然含有大量的氮气,但多数生物不能直接吸收氮气,只能吸收含氮的化合物。在自然界,大豆、蚕豆等豆科植物的根部都有根瘤菌,能把空气中的氮气变成含氮化合物,所以,种植这些植物时不需施用或只需施用少量氮肥。这种将游离态氮转变为化和态氮的方法,叫做氮的固定。
(1)为防治酸雨,降低燃烧时向大气排放的SO2,工业上经常将生石灰和含硫煤混合后使用。请写出燃烧时,有关“固硫”(不使硫化合物进入大气)反应的化学方程式:_______________________________________、_____________________________________。
(2)用碳酸钙代替生石灰,能否达到类似的效果? ___________。
正确答案
(1)SO2 + CaO ="=" CaSO3、2CaSO3 + O2 ="=" 2CaSO4
(1)由前面的一段信息,读出所谓“固硫”就是将游离态的硫转变为化合态的硫,而在这过程中,为了防止污染空气,不能让硫以二氧化硫的形式产生,最好的方式是让它转化为某种固体。含硫煤燃烧时硫转化为硫的氧化物,硫的氧化物为酸性氧化物,而CaO为碱性氧化物,二者反应生成CaSO3。再考虑亚硫酸盐的还原性,可知CaSO3又会被O2氧化为CaSO4。
(2)可以用碳酸钙代替生石灰,因为碳酸钙受热分解能生成CaO。
(10分) 硫酸的消费量是衡量一个国家化工生产水平的重要标志。
(1)V2O5是SO2与O2反应的催化剂,请写出该反应的方程式:
_____________________________________________________________________。
(2)一定条件下,SO2与空气反应10 min后,SO2和SO3物质的量浓度分别为1.2 mol/L和2.0 mol/L,则SO2起始物质的量浓度为_____________;生成SO3的化学反应速率为_________________。
(3)若改变外界条件,发生SO2与空气反应生成SO3,使10 min内的用O2表示的反应速率为0.15mol/(L·min),则改变的条件可能是_______________。
(4)工业制硫酸,用过量的氨水对SO2尾气处理,请写出相关的离子方程式
______________________________________________________。
正确答案
(10分) (1) 2SO2 + O22SO3(2分)
(2) 3.2 mol/L 0.2 mol/(L·min)(各2分)
(3) A D(2分)
(4) SO2 + 2NH3·H2O = 2NH4++ SO32-+ H2O(2分)
略
硫酸是极其重要的化工原料,在工业、农业、医药、军事等领域应用广泛。工业上通常用接触法制硫酸,主要原料是硫铁矿和空气。接触法制硫酸的生产过程大致可分为三个阶段:①二氧化硫的制取和净化;②二氧化硫转化为三氧化硫;③三氧化硫的吸收和硫酸的生成。
问题1:设空气中N2、O2的含量分别为0.80和0.20(体积分数),则110 L空气和足量的FeS2完全反应后,气体体积(同温同压)变为L。
问题2:为了防止环境污染并对尾气进行综合利用,硫酸厂常用氨水吸收尾气中的SO2、SO3等气体,再向吸收液中加入浓硫酸,以制取高浓度的SO2及(NH4)2SO4和NH4HSO4固体。
为了测定上述(NH4)2SO4和NH4HSO4固体混合物的组成,现称取该样品四份,分别加入相同浓度的NaOH溶液50.00 mL,加热至120 ℃左右,使氨气全部逸出〔(NH4)2SO4和NH4HSO4的分解温度均高于200 ℃〕,测得有关实验数据如下(标准状况):
(1)由1组数据直接推测:用1.81 g样品进行同样实验时,生成氨气的体积(标准状况)为 L。
(2)试计算该混合物中(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量之比为 。
(3)求所用NaOH溶液的物质的量浓度。(写出计算过程)
正确答案
问题1:104
问题2:(1)0.448 (2)1∶2 (3)3.00 mol·L-1
问题1:由题意,空气中O2的含量为0.20,则110 L空气中V(O2)="110" L×0.20="22" L。
4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
11 L 8 L
22 L V(SO2)
V(SO2)="16" L,则反应后气体体积V(N2)+V(SO2)="110" L×80%+16 L="104" L
问题2:由题给数据,第2组样品质量是第1组的2倍,产生NH3体积也是第1组的2倍;第3组样品质量是第1组的3倍,但产生NH3体积小于第1组的3倍,则NaOH溶液在第1、2组中足量,在第3组中不足。
(1)用1.81 g样品进行实验,NaOH过量,产生的NH3体积应为第1组的,即生成NH3的体积为0.448 L。
(2)计算(NH4)2SO4与NH4HSO4的物质的量之比,应根据第1组或第2组数据计算。
(NH4)2SO4~2NH3 NH4HSO4~NH3
设(NH4)2SO4物质的量为x,NH4HSO4物质的量为y,则有:
n〔(NH4)2SO4〕∶n(NH4HSO4)=1∶2
(3)NaOH溶液的物质的量浓度应根据第3组或第4组数据计算,当NaOH不足时,NaOH先中和NH4HSO4电离出的H+,然后再和反应。
由(2)可知第3组中n〔(NH4)2SO4〕="0.03" mol,n(NH4HSO4)="0.06" mol,则NH4HSO4电离的n(H+)="0.06" mol
H+~OH- ~OH-~NH3
n(NaOH)=n(OH-)=n(H+)+n(NH3)="0.06" mol+="0.15" mol
c(NaOH)=="3.00" mol·L-1
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