- 二氧化硫的制取
- 共1464题
某中学化学实验小组为了证明和比较SO2与氯水的漂白性，设计了如下装置：
（1）实验室常用装置E制备Cl2，指出该反应中浓盐酸所表现出的性质______，______
（2）反应开始后，发现B、D两个试管中的品红溶液都褪色，停止通气后，给B、D两个试管加热，两个试管中的现象分别为：
B______ D______
（3）装置C的作用是______
（4）该实验小组的甲、乙两位同学利用上述两发生装置按下图装置继续进行实验：
通气一段时间后，甲同学实验过程中品红溶液几乎不褪色，而乙同学的实验现象是品红溶液随时间的推移变得越来越浅，试根据该实验装置和两名同学的实验结果
①指出在气体进入品红溶液之前，先将SO2和Cl2通过浓硫酸的两个目的______、______．
②试分析甲同学实验过程中，品红溶液不褪色的原因是：______、______，并用离子方程式表示______、______
③你认为乙同学是怎样做到让品红溶液变得越来越浅的？______．
正确答案
（1）实验室制取氯气的反应方程式为：MnO2+4HCl
由HCl生成Cl2，氯元素化合价降低，所以浓盐酸所表现出的性质是酸性和还原性．
故答案为：还原性和酸性．
（2）次氯酸的漂白性是利用次氯酸的强氧化性，二氧化硫的漂白性是利用二氧化硫和有色物质生成无色物质，次氯酸的漂白性是永久性的，二氧化硫的漂白性是暂时的；加热时，次氯酸漂白过的溶液无变化，二氧化硫和有色物质生成的无色物质不稳定，加热时能重新变成红色．
故答案为：溶液由无色变成红色；溶液没有明显变化．
（3）氯气和二氧化硫有毒，不能排放到空气中，但氯气和二氧化硫都和碱反应，所以装置C的作用是保证安全，吸收多余的氯气和二氧化硫．
故答案为：吸收多余的SO2和Cl2，防止污染环境．
（4）①浓硫酸和二氧化硫、氯气不反应，但氯气和二氧化硫在该装置中能充分混合，且通过观察气泡的速度控制气体流量，使二者按一定比列混合．
故答案为：使SO2和Cl2混合均匀，通过观察气泡控制气体的流速．
②氯气有强氧化性，二氧化硫有还原性，二者能按1：1发生氧化还原反应而使气体失去漂白性，离子反应方程式为SO2+Cl2+2H2O═4H++SO42-+2Cl-．
故答案为：控制SO2和Cl2按物质的量之比1：1进气，二者发生反应，生成无漂白性的H2SO4和HCl，SO2+Cl2+2H2O=SO42-+2Cl-+4H+．
③通气一段时间后，品红溶液颜色随时间推移变得越来越浅，说明有漂白性；如果SO2和Cl2的进气速度不相等，混合发生反应后其中一种气体有剩余，仍具有漂白性．
故答案为：控制SO2和Cl2进气的物质的量，使之不相等．
硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%(体积分数)时需经处理后才能排放。某校化学兴趣小组欲测定某硫酸工厂排放尾气中二氧化硫的含量，分别采用以下方案：
[甲方案]：如右图所示，图中气体流量计B用于准确测量通过的尾气体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定SO2的含量。当洗气瓶C中溶液蓝色消失时，立即关闭活塞A。
（1）洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以提高实验的准确度，其理由是___________________________________。
（2）洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，测得的SO2含量_________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
[乙方案]：实验步骤如下面流程图所示：
（3）步骤①中过量H2O2的作用是
（4）写出步骤②中反应的化学方程式______________________________________
（5）步骤②中Ba(OH)2是否足量的判断方法是_______________________________
___________________________________________________________________。
（6）通过的尾气体积为V L(已换算成标准状况)时，该尾气中二氧化硫的含量(体积分数)为_____________________________(用含有V、m的代数式表示)。
正确答案
（1）增大气体与溶液的接触面积，有利于SO2与碘水反应
（2）偏低
（3）使SO2完全转化为SO42-
（4）H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O
（5）静置分层后，往上层溶液中继续滴加Ba(OH)2溶液，若无浑浊现象产生，则Ba(OH)2已足量，反之不足。
（6）22.4m/233V或2240m/233V% (3分)
试题分析：甲方案利用的原理为：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI，最后测定剩余气体的体积，进而定尾气中二氧化硫的含量；
（1）洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以增大SO2与碘水的接触面积，使SO2和碘水充分反应；
故答案为：增大SO2与碘水的接触面积，使SO2和碘水充分反应；
（2）洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，则通入尾气的体积增大，因此SO2含量偏低；
故答案为：偏低；
乙方案利用的原理为：SO2+H2O2=H2SO4，H2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2H2O，最后沉淀硫酸钡的质量计算尾气中二氧化硫的质量，进而计算尾气二氧化硫含量；
（3）由方案原理可知，H2O2是将SO2完全转化为SO42-；
故答案为：将SO2完全转化为SO42-；
（4）步骤②中反应的化学方程式为：H2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2H2O；
故答案为：H2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2H2O；
（5）步骤②中Ba（OH）2是否足量的判断方法是：静置分层后，向上层清液中继续滴加Ba（OH）2溶液，若无浑浊现象产生说明Ba（OH）2足量，否则不足；
故答案为：静置分层后，向上层清液中继续滴加Ba（OH）2溶液，若无浑浊现象产生说明Ba（OH）2足量，否则不足；
（6）mg是硫酸钡的质量，硫酸钡的物质的量为mg÷233g/mol= (m/233)mol，根据硫元素守恒可知二氧化硫的体积为(m/233)mol×22.4L/mol="(22.4m/233)" L，故尾气中二氧化硫的体积分数(22.4m/233) L/ VL=22.4m/233V，故答案为：22.4m/233V。
点评：本题考查学生对实验原理与实验操作的理解、实验方案设计、元素化合物性质、化学计算等，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力
Na2SO3是常用的抗氧剂。
（1）实验室通常用浓硫酸（1：1）和Na2SO3微热制备SO2气体，
反应方程式为： ，制备的SO2气体中通常含有水蒸气，下列干燥剂能干燥SO2气体的是： ；
A.浓硫酸 B.碱石灰 C.无水CaCl2
（2） 少量SO2气体通入NaOH溶液中可得NaOH和Na2SO3的混合溶液，向该混合溶液中加入少许溴水，振荡后溶液变为无色。碱性溶液中Br2与Na2SO3发生氧化还原反应，反应的离子方程式为______________；
（3）反应后的溶液含有SO32－、SO42－、Br－、OH－等阴离子，请填写鉴定其中SO32－、SO42－和Br－的实验报告；
限选试剂：2 mol·L－1HCl；1 mol·L－1H2SO4；1mol·L－1HNO3；1 mol·L－1BaCl2；
1 mol·L－1Ba(NO3)2；0.1 mol·L－1AgNO3；CCl4；苯；新制饱和溴水；新制饱和氯水。
正确答案
（1）
（2）SO32-＋Br2＋2OH－=H2O＋SO42-＋2Br－ 2分
（3）
（每空2分）
试题分析：（1）根据强酸制弱酸，浓硫酸（1：1）和Na2SO3微热可制取SO2，化学方程式为：
（2）Br2把Na2SO3氧化为SO42‾，在碱性条件下离子方程式为：SO32-＋Br2＋2OH－=H2O＋SO42-＋2Br－。
（3）SO32‾利用还原性检验，加入新制溴水，SO32‾被Br2氧化，现象为溴水褪色；SO42‾的检验应先加入足量稀盐酸，排除Ag+、CO32‾、SO32‾等离子的干扰，然后加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，证明待测液含有SO42‾；加入足量新制饱和氯水，可把Br‾氧化为Br2，因为上层液体呈橙红色，所以加入了密度小于水的苯。
请回答下列化工生产中的一些问题：
（1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在 的郊区（填标号）。
（2）CuFeS2 是黄铁矿的另一成分，煅烧时CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2，该反应的化学方程式为 。
（3）为提高SO3吸收率，实际生产中通常用 吸收SO3。
（4）已知反应2SO2（g）＋O2（g）
（5）由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4（由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成），其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化（见下表）
已知CuSO4在低于660 ℃时不会分解，请简要分析上表中CuSO4 的质量分数随温度升高而降低的原因 。
（6）在硫酸工业尾气中，SO2是主要大气污染物，必须进行净化处理，处理方法可用 （填名称）吸收，然后再用硫酸处理，重新生成SO2和一种生产水泥的辅料，写出这两步反应的化学方程式 。
正确答案
（1）C
（2）4CuFeS2＋13O2
（3）98%的浓硫酸
（4）80% 1.6×103
（5）SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应，随温度升高，平衡左移，SO3物质的量减少，所以CuSO4的量减少（或温度升高，SO3物质的量减少，故CuSO4的量减少）
（6）石灰水 SO2＋Ca（OH）2=CaSO3↓＋H2O
CaSO3＋H2SO4=CaSO4＋SO2↑＋H2O
（1）硫酸具有很强的腐蚀性，运输成本较高，故硫酸厂厂址应靠近硫酸消费中心；（2）由题意可知，反应物为CuFeS2和O2，产物为CuO、Fe2O3和SO2，配平即可；（3）SO3与水反应放出大量的热，易形成酸雾，影响SO3的吸收，故用水吸收的效率很低，而用98%的浓硫酸则可避免酸雾的形成，达到较高的吸收率；（4）设平衡时反应的O2的物质的量为x，可得反应的三段式：
2SO2 ＋ O2 2SO3
开始时 0.050 mol 0.030 mol 0
反应了 2x mol x mol 2x mol
平衡时 （0.050－2x）mol （0.030－x）mol 2x mol
由题意可知反应后气体分子物质的量为反应前的75%。则：
（6）SO2溶于水显酸性，可用碱性溶液吸收，和硫酸反应后可得到一种生产水泥的辅料，可知所用碱性溶液为Ca（OH）2溶液，反应为SO2＋Ca（OH）2=CaSO3↓＋H2O，CaSO3＋H2SO4=CaSO4＋SO2↑＋H2O。
资料显示：在煤中加入适量石灰石粉可使煤（含S）燃烧时产生的SO2转化成固体CaSO4 ，从而减少SO2排放，该方法被称为钙基固硫。这一过程是通过以下两步反应实现的：
㈠ CaCO3
对此，某实验小组利用下列实验装置和药品对其可行性进行了模拟探究。
已知实验所用样品：Ⅰ---S粉与CaCO3粉末的混合物
Ⅱ---CaSO4粉末
（1）实验一：①取样品Ⅰ装入A中。连续通入过量O2，加热至500℃左右，充分反应发现，B中红色消失、C中出现大量白色浑浊。停止该步实验的正确操作是 。
②取反应后D中溶液滴加过量盐酸，无明显现象。由此得知实验一过程中： A中发生反应的化学方程式是 ；C中反应的离子方程式是 。
③要获得与以上实验事实相一致的结论，可替代B中品红溶液的是 。
a.酚酞的NH3·H2O溶液 b.酸性KMnO4溶液
c.酚酞的NaHCO3溶液 d.Br2的CCl4溶液
（2）实验二：①取样品Ⅰ装入A中。连续通入过量O2，并迅速加热升温，控制在1000℃左右，充分反应。发现B中红色消失，C中出现白色浑浊。
②取反应后D中溶液滴加过量盐酸，出现大量无色气泡，反应的离子方程式是 。
③反应结束后，将A中余下固体溶入水中，取其上层清液，滴加BaCl2溶液，立即有白色沉淀出现。
由此得知实验二： A中发生的反应有 （填选 “㈠”、“㈡”）。
（3）实验三：取样品Ⅱ装入A中。连续通入过量O2，加热至1200℃左右，充分反应，B中红色消失，则A中发生反应的化学方程式是 。比较实验一、二、三可知，如用该方法固硫，可行的基本条件是 。
（4）在中学化学实验室里，装置A通常只能选 为材料制作的玻璃管，但这种选择有一点不妥，其理由用化学方程式解释是： 。
（5）实验所需O2若改由空气提供，且对上述实验探究事实不产生影响，应在A前添加一装有某药品的装置。请将该药品和装置图示在图中的虚线框内。
正确答案
① 撤掉喷灯，继续通入O2至A冷却
② S +O2
③ a、b（2）② CO32-+2H+=CO2 ↑+H2O③ （一）、（二）
（3）2CaSO4
（4）石英 ， SiO2+CaO
（5）图略（装置+药品）
试题分析：（1）实验一：①取S粉与CaCO3粉末的混合物高温灼烧，有SO2产生，C中产生硫酸钡沉淀，D用来吸收过量的SO2，停止实验时，为了避免倒吸，撤掉酒精喷灯以后，要持续通氧气一直到冷却。②取反应后D中溶液滴加过量盐酸，无明显现象，说明没有CO2生成，CaCO3粉末没有分解，只有硫燃烧生成了SO2，C中SO2被氧气氧化产生硫酸钡沉淀，③要获得与以上实验事实相一致的结论，可替代B中品红溶液的用酚酞的NH3·H2O溶液，红色褪去，a正确；b.酸性KMnO4溶液，紫色褪去，正确；c.酚酞的NaHCO3溶液，亚硫酸酸性比碳酸强，会产生CO2，NaOH溶液会吸收CO2，加盐酸有气体产生，错误；d.Br2的CCl4溶液，与SO2不反应，无现象，错误。（2）实验二控制温度在1000℃左右，CaCO3粉末分解，硫燃烧生成了SO2，D中溶液吸收CO2，产生碳酸盐，加入盐酸有大量气泡。（3）实验三：取样品CaSO4粉末装入A中。连续通入过量O2，加热至1200℃左右，充分反应，B中红色消失，说明CaSO4分解，有SO2生成，因此用此方法固硫时，温度应选择实验二的温度，过低CaCO3粉末没有分解，过高CaSO4分解又有SO2生成，不能起到固硫的作用。（4）在中学化学实验室里，装置A通常选择石英材料，但是SiO2和CaO在高温下会反应。（5）实验所需O2若改由空气提供，且对上述实验探究事实不产生影响，应在A前添加一装有NaOH的洗气瓶，除去空气中的CO2。
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