- 二氧化硫的制取
- 共1464题
(12分)为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某小组进行了以下探究活动:
【探究一】称取铁钉(碳素钢)12.0 g放入30.0 mL浓硫酸中,加热充分反应后得到溶液X,并收集到气体Y。
(1)甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中是否含有Fe2+,应选择加入的试剂为________(选填序号)
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液
c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
(2)乙同学取672mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为___________。
【探究二】分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有H2和CO2气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3)写出产生CO2的化学方程式______________________________________
(4)装置A中试剂的作用是_____________________装置G的作用是
(5)简述确认气体Y中含有CO2的实验现象___________________________。
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是_________________________。
正确答案
(1)d(1分) (2)66.7%(1分)
(3)C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O(2分)
(4)除去混合气体中的SO2(2分)、防止空气中的水蒸气进入装置F。(2分)
(5)B中品红溶液不褪色,C中石灰水变浑浊。(2分)
(6)E中黑色固体变红色,F中无水硫酸铜由白色变蓝色。(2分)
Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中是否含有Fe2+,加入氧化剂再检验。
SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,硫酸钡的质量为4.66 g,n(SO2)=n(BaSO4)=0.02mol
Y中SO2的体积分数为66.7%, C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O(2分)确认气体Y中含有CO2的实验现象要先除去SO2,再检验CO2,SO2用品红溶液,CO2用纯净的石灰水检验。
某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。
请回答下列问题:
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是__________________,其中发生反应的化学方程式为______________;
(2)实验过程中,装置B、C中产生的现象分别是___________、___________,这些现象分别说明SO2具有的性质是___________和___________;装置B中发生反应的离子方程式为_________________________________________________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性,请写出实验操作及现象____________;
(4)尾气可采用______________溶液吸收。
正确答案
(1)蒸馏烧瓶
Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)溶液由紫红色变为无色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性
(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,品红溶液恢复为红色
(4)NaOH(答案合理即可)
本题考查了SO2的制备及性质、化学实验的基本操作。(1)常见的烧瓶有:圆底烧瓶、平底烧瓶和蒸馏烧瓶,图示中带支管的为蒸馏烧瓶。(2)SO2因有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,离子方程式为:。SO2能与-2价的硫离子反应生成硫沉淀,体现氧化性。(3)SO2与品红溶液作用的可逆性指:SO2使品红溶液褪色,加热后品红溶液又恢复红色,注意实验操作中品红溶液褪色后要关闭分液漏斗的旋塞。(4)SO2为酸性气体,一般用碱性溶液吸收,也可用酸性高锰酸钾溶液等强氧化性溶液吸收。
(16分)几位同学设计实验观察铜与浓硫酸的反应,检验生成的气体的性质。甲设计了如图所示的装置,在大试管里加入2mL浓硫酸,用带导管和一个小孔的胶管塞紧,从孔中插入一根铜丝,加热,把产生的气体依次通入品红溶液和石蕊溶液中。
请回答下列问题:
(1)写出铜与浓硫酸反应的化学方程式: 。
(2)试管b中的现象是 ,
通过试管a、b的现象得出的结论是 。
(3)乙同学认为甲同学的设计不能全面体现SO2的性质,他打算增加试管进行其它实验。以下为增加的试管中盛放的试剂:A. 澄清石灰水 B. KMnO4(aq) C. 氢硫酸
请你帮助乙同学作出选择,在横线上先写出字母,再用文字简单说明实验的目的。
(4)丙同学评价甲同学的实验装置既有优点也有不足,优点是
,不足之处改进的具体措施是 。
(5)若把上述装置中大试管的浓硫酸换成稀硝酸,试管a和b作如下改变(其中a装满水,b空置),则在大试管中发生的反应的离子方程式为 ,
试管a的作用是 。
正确答案
(1)Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4 + SO2↑+ 2H2O (2分)
(2)紫色溶液变红色(1分),SO2是一种酸性气体,具有漂白性(能漂白品红)(2分)
(3)B,验证SO2的还原性;C,验证SO2的氧化性。(各1分)
(4)使用可抽动的铜丝能随时控制反应的开始和结束,节约药品用量,减少污染气体的产生(2分); 把尾气通入NaOH溶液中(1分)。
(5)3Cu2+ + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O (2分);
除去NO2,排水法收集纯净的NO(2分)。
(1)浓硫酸具有强氧化性,在加热的条件下能氧化铜生成硫酸铜。
(2)浓硫酸的还原产物是SO2,SO2溶于水显酸性,所以紫色溶液变红色。SO2能使品红溶液褪色,具有漂白性。
(3)SO2中S的化合价是+4价,处于中间价态,既有氧化性,又有还原性。因此可以通过酸性高锰酸钾溶液来验证其还原性。通过硫化氢来验证其氧化性。
(4)根据装置的特点可判断,通过使用可抽动的铜丝能随时控制反应的开始和结束,节约药品用量,减少污染气体的产生。但由于SO2属于大气污染为,反应结束后需要进行尾气处理,可将尾气通入氢氧化钠溶液中。
(5)硝酸具有强氧化性,也能把铜氧化生成硝酸铜,而硝酸被还原生成NO2或NO气体。NO不溶于水,NO2溶于水生成NO,所以可利用排水法收集纯净的NO。
焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常用作食品漂白剂。其制备工艺流程如下:
已知:反应Ⅱ包含2NaHSO3Na2S2O5+H2O等多步反应。
(1)反应I的化学方程式为: 。
(2)“灼烧”时发生反应的化学方程式: 。
(3)已知Na2S2O5与稀硫酸反应放出SO2,其离子方程式为: 。
(4)副产品X的化学式是 。
(5)为了减少产品Na2S2O5中杂质含量,需控制反应Ⅱ中气体与固体的物质的量之比约为 。检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂是 (填编号)
①酸性高锰酸钾;②品红溶液;③澄清石灰水;④饱和碳酸氢钠溶液;⑤NaOH;⑥稀硫酸
正确答案
(1)NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
(2)2CuS+3O22CuO+2SO2
(3)S2O52-+2H+=2SO2↑+H2O
(4)CuSO4•5H2O
(5)2∶1 ①③⑥或①②③⑥
试题分析:(1)根据流程确定反应物为NaCl、NH3、CO2,产物为NH4Cl和碳酸氢钠;(2)CuS与氧气反应生成黑色氧化铜和二氧化硫气体;(3)Na2S2O5中硫元素的化合价为+4价,生成二氧化硫化合价没变;(4)氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜,结晶得出硫酸铜晶体;(5)反应Ⅱ中反应应是二氧化硫与碳酸钠反应生成NaHSO3,NaHSO3再生成Na2S2O5,反应方程式为Na2CO3+2 SO2+H2O= 2NaHSO3+ CO2,为了控制杂质,二氧化硫与碳酸氢钠应按反应方程式中比例关系反应;检验产品中含有碳酸钠杂质,需加酸反应检验二氧化碳生成,即用的澄清石灰水,但加酸会生成二氧化硫,二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,故应先除去,用酸性高锰酸钾溶液,并用品红(或酸性高锰酸钾)检验是否除净,或直接用酸性高锰酸钾溶液根据颜色不褪色确定二氧化硫除净。
某化学探究小组欲对SO2的化学性质进行如下探究,请你帮助他完成实验报告。
(2)该探究小组还根据SO2中S元素的化合价,预测并通过实验探究SO2的其他性质。探究过程中选用的实验药品有:浓硫酸、亚硫酸钠固体、Na2S溶液、酸性高锰酸钾溶液、品红溶液等。探究过程的实验装置图如图所示,请回答下列问题。
①请你完成下列表格。
②A中发生反应的离子方程式为 。
③实验时C中的实验现象是 。
④D装置的作用是 。E是尾气处理装置,有人认为E装置中可以加入足量的Ba(NO3)2溶液,你认为是否合理,请结合离子方程式加以说明: 。
正确答案
(1)①试管中液面上升,溶液pH<7
②将二氧化硫气体通入足量澄清石灰水[或Ba(OH)2溶液]中
③SO2+Ca2++2OH-=CaSO3↓+H2O(或SO2+Ba2++2OH-=BaSO3↓+H2O)
(2)①
②5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+
③品红溶液褪色
④防倒吸 不合理,因为发生的反应为3Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+,生成的NO仍然对环境有污染
(1)二氧化硫在水中的溶解度较大,将盛满SO2气体的试管倒立在水中,由于二氧化硫的溶解造成试管内压强减小,导致液面上升。同时,二氧化硫的水溶液即亚硫酸呈酸性,所以溶液的pH<7。验证二氧化硫与碱反应时,由于题目要求“出现白色沉淀”,因此不能用NaOH、KOH等碱溶液,必须用Ba(OH)2或Ca(OH)2等碱溶液。(2)根据所提供的药品,验证二氧化硫的还原性,可选择具有强氧化性的酸性高锰酸钾溶液。品红溶液显然是验证二氧化硫的漂白性,现象是品红溶液褪色。具有还原性的Na2S判断SO2具有氧化性。二氧化硫的水溶液呈酸性,在酸性环境中2NO3-可将溶液中+4价的S氧化为SO42-并生成BaSO4沉淀,同时2NO3-被还原为NO,带来新的污染。
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