- 二氧化硫的制取
- 共1464题
(15分)以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下:
(1)写出燃烧黄铁矿的化学方程式 。
当有6mol SO2生成时,转移电子 mol。
(2)进入接触室的气体中含标准状态下1120m3SO2气体,达平衡后放出热量为4.728×106kJ,此时SO2转化率为96%。该反应的热化学方程式为 。
(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母) 。
a.为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎
b.过量空气能提高SO2的转化率
c.使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率
d.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
e.吸收塔用水作吸收剂
(4)某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取0.1000 g样品充分灼烧,生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,再用0.02000 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液25.00mL。
已知:SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
则样品中FeS2的质量分数是多少?(假设杂质不参加反应)
(5)该生产过程中产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2、微量的SO3和酸雾。能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是 。(填字母)
正确答案
(1)4FeS2 + 11O2 2Fe2O3+8SO2 (2分) 33(2分)
(2)2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g) ;⊿H=-197 kJ/mol (2分)
(3)a b d (各1分)
(4) 3FeS2 ~ 2Cr2O72-
3×120 2
m(FeS2) 0.0200×25.00×10-3
m(FeS2)= =0.09000g
w(FeS2)= ×100%=90.0% (4分) (5)BC (2分)
(1)黄铁矿燃烧生成SO2和氧化铁,方程式为4FeS2 + 11O2 2Fe2O3+8SO2 。反应中氧气是氧化剂,转移电子是44,所以当有6mol SO2生成时,转移电子44mol÷8×6=33mol。
(2)标准状态下1120m3SO2气体是50000mol,所以反应中消耗的SO2是50000mol×0.96=48000mol,所以2molSO2反应放出的热量是4.728×106kJ÷24000=197 kJ/mol,所以热化学方程式为2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g) ;⊿H=-197 kJ/mol。
(3)粉碎可以增大反应物的接触面积,加快反应速率,a正确。增大氧气的浓度可以提高SO2的转化率,b正确。催化剂不能改变平衡状态,只能改变反应速率,c不正确。d正确,阿保质期,用浓硫酸吸收,答案选abd。
(4)考查根据关系式进行的有关计算。根据有关方程式可知
3FeS2 ~ 2Cr2O72-
3×120 2
m(FeS2) 0.0200×25.00×10-3
m(FeS2)= =0.09000g
w(FeS2)= ×100%=90.0%
(5)SO2具有还原性,所以BC正确,AD不正确,因为三氧化硫和酸雾也能被吸收。答案选BC。
在化学课上围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究,将适量的蔗糖放入烧杯中,加入几滴水,搅拌均匀,然后加入浓硫酸,生成黑色物质。
请回答下列问题:
(1)生成的黑色物质(单质)是 (填化学式)。
(2)这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体,其中一种气体有刺激性气味,是大气的主要污染物之一,这种刺激性气味的气体成分是 (填化学式),反应的化学方程式为 。
(3)据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象,说明浓硫酸具有 (填序号)。
(4)将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入品红溶液中,可以看到品红溶液 ,说明这种气体具有 性;将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入水中可生成一种不稳定、易分解的酸,请写出该反应的化学方程式: 。
(5)能否用澄清石灰水鉴别这两种气体? (填“能”或“不能”),若不能,请填写两种能鉴别的试剂 。
正确答案
(1)C
(2)SO2 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
(3)BCD
(4)退色 漂白 SO2+H2OH2SO3
(5)不能 品红溶液、溴水(其他合理答案均可)
(1)因为浓硫酸具有脱水性,故蔗糖在浓硫酸中生成的黑色物质是蔗糖脱水后形成的碳单质。(2)因为浓硫酸具有强氧化性,故蔗糖脱水形成的碳单质可以继续和浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O,其反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。(3)根据实验现象及(1)(2)的分析知,在蔗糖与浓硫酸的反应中,浓硫酸具有脱水性、强氧化性和吸水性。(4)将(2)中产生的有刺激性气味的气体SO2通入品红溶液中,二氧化硫能将品红溶液漂白,故可以看到品红溶液退色;将SO2通入水中,SO2可以和水发生化合反应:SO2+H2OH2SO3。(5)因为CO2和SO2都可以与澄清石灰水发生反应生成白色沉淀,故不能用澄清石灰水鉴别这两种气体;可以根据二氧化硫的特性来检验二氧化硫,例如二氧化硫可以使品红溶液、溴水等退色。
SO2是一种重要的化工原料,也是一种环境污染物。
(1)SO2可用于工业制Br2过程中吸收潮湿空气中的Br2,反应的离子方程式是 。
(2)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应: 。
(3)工业上用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2。将烟气通入1.0 mol•L-1的Na2SO3溶液,溶液pH不断减小。当溶液pH约为6时,吸收SO2的能力显著下降,应更换吸收剂。
①此时溶液中c(SO32-)的浓度是0.2 mol•L-1,则溶液中c(HSO3-)是_________mol•L-1,由此说明NaHSO3溶液显 性,用化学平衡原理解释: 。
②向pH约为6的吸收剂中通入足量的O2,可将其中的NaHSO3转化为两种物质,反应的化学方程式是 。
正确答案
(1)SO2 + Br2 + 2H2O = SO42—+ 2Br—+ 4H+;(2)SO2 + H2O H2SO3;2H2SO3 + O2 = 2H2SO4(3)①1.6;酸;NaHSO3溶液中存在HSO3—
H+ + SO32—和 HSO3— + H2O
H2SO3 + OH—,HSO3—的电离程度大于其水解程度② 2NaHSO3 + O2 = Na2SO4 + H2SO4
试题分析:(1)SO2发生氧化反应生成SO42—而Br2被还原为Br—,反应离子方程SO2+Br2+2H2O= SO42—+2Br—+4H+;(2)氧化硫是酸性氧化物,和水反应生成亚硫酸,亚硫酸不稳定能被空气中的氧气氧化生成硫酸,反应方程式为SO2+H2OH2SO3;2H2SO3+O2=2H2SO4(3)①向Na2SO3溶液中通入SO2生成NaHSO3,反应方程式SO2+Na2SO3+2H2O=2NaHSO3,溶液中反应的硫酸根离子和生成硫酸氢跟离子的物质的量比为1:2,即溶液中参加反应的硫酸根为(1.0-0.2)mol•L-1,则生成的硫酸氢跟为2(1.0-0.2)mol•L-1="1.6" mol•L-1,硫酸氢跟电离产生氢离子,且电离程度大于水解程度,故溶液显酸性,NaHSO3溶液中存在HSO3—
H+ + SO32—和 HSO3— + H2O
H2SO3 + OH—,HSO3—的电离程度大于其水解程度②向NaHSO3溶液中通入氧气,可将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,反应方程式2NaHSO3 + O2 = Na2SO4 + H2SO4。
(l6分)某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分,设计了如右图装置。倾斜A使稀硫酸(足量)与固体M充分反应,待反应停止后,B装置增重,C装置中溶液无变化,反应后进入量气管气体的体积为VmL(已折算成标准状况)(已知CuS是黑色沉淀,不溶于水也不溶于酸)
由上述实验事实可知:
(1)①固体M中一定有的物质是_________(填化学式),理由是_______________。
②其中一种物质的质量可以确定为___________g(用代数式表示)。
(2)写出B装置中反应的离子方程式__________________。
(3)C装置的作用是______,如果实验中没有B装置,则C装置中产生的现象是_______。
(4)通过进一步实验,测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和,产生这种现象的原因可能是_____________
正确答案
(每空2分,共16分)
(1)①FeS、Fe B装置吸收H2S增重,故有FeS VmL气体是由Fe和H2SO4反应生产的H2,故有Fe (4分) ② V/400
(2)2OH-+H2S=2H2O+S2-(或OH-+H2S=H2O+HS-)
(3)检验H2S是否吸收完全 有黑色沉淀
(4)B、C
略
硫与热强碱溶液可生成S2-和SO32-;生成物继续与硫作用得S22-和S2O32-。过滤后除去过量硫,向滤液中加入一定量的强碱后,再适入足量的SO2,SO2与S22-也完全转化为S2O32-。问:
S+SO2+OH-完全转化为S2O32-的离子方程式____________________
amol S最终转化为Na2S2O3,需SO2、NaOH的物质的量分别为________
若amolS最终转化为Na2Sz耗原热碱溶液6molNaOH,则Na2Sx中x值为
_________。
正确答案
(1) S+SO2+2OH-=S2O32-+H2O (2) a、2amol (3)
3S+6OH‑ △ 2S2-+SO32-+3H2O …………①
S2-+(x+1)S Sx2- ………………②
SO32-+S △ S2O32- ……………………③
由①②③迭加得:(2x+2)S+6OH- = 2Sx2-+S2O32-+3H2O …………④
SO2+Sx2-+OH-——S2O32-+H2O ………………⑤
由④⑤迭加得:S+SO2+2OH-=S2O32-+H2O …………………………⑥
答第(1)问时,实质不必要这么繁的过程,因Sx2-、SO32-均为中间产物,只要抓住反应物为S和SO2及OH-,生成物为S2O32-和水即可得反应⑥。
由⑥式可知每有1mol硫需1molSO2和2molOH-,则SO2和OH-分别为a、2amol。
(3)由④式可知
x=
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