- 二氧化硫的性质
- 共1978题
现有某铁碳合金（铁和碳两种单质的混合物），某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数，并探究浓硫酸的某些性质，设计了下图所示的实验装置（夹持仪器已省略）和实验方案进行实验探究。
I.测定铁的质量分数：
（1）检查上述装置气密性的一种方法是：关闭分液漏斗的活塞，在E装置后面连上一根
导管，然后________________________________________，则证明装置的气密性良好。
（2）称量E的质量，并将a g铁碳合金样品放入装置A中，再加入足量的浓硫酸，待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重，E增重bg。铁碳合金中铁的质量分数为_____________________________________________（写表达式）。
（3）装置C中反应的离子方程式为________________________________________。
（4）甲同学认为，依据此实验测得的数据，计算合金中铁的质量分数可能会偏低，原因是空气中CO2、H2O进入E管使b增大。你认为改进的方法是____________________________________.
（5）乙同学认为，即使甲同学认为的偏差得到改进，依据此实验测得合金中铁的质量分
数也可能会偏离。你认为其中的原因是_________________________________________。
Ⅱ.探究浓硫酸的某些性质：
（6）往A中滴加足量的滚硫酸，未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是：
_____________________________________________________________________。
（7）将A中固体换为金属铜则与浓硫酸发生反应的化学方程式是__________________
_______________________，反应中浓硫酸表现出的性质是______________________。
正确答案
（1）把导管放入盛水的水槽中，微热烧瓶，如果导管口有气泡产生，停止加热后导管口产生一段稳定的水柱。（2分）
（2）(11a-3b)/11a×100℅（2分）
（3）2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+（2分）
（4）在装置E的后边再连接一个与E相同的装置。（2分）
（5）反应产生的CO2气体未能完全排到装置E中，导致b偏低。
（6）常温下，铁被浓硫酸钝化，碳不与浓硫酸反应。（2分）
（7） 2H2SO4(浓)+Cu
试题分析：（1）用微热法检验密封装置的气密性。
（2）E增重bg,是CO2的质量，可以计算碳的质量3b/11g,铁的质量 (a-3b/11)g, 铁的质量分数为(11a-3b)/11a×100℅.
（3）装置C中是K MnO4溶液，有强氧化性,能和有还原性的SO2反应，离子方程式为2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+。
（4）为防止空气中CO2、H2O进入E管，可以在E的后边再连接一个与E相同的装置，吸收空气中CO2、H2O。
（5）反应结束后，装置内还有生成的气体残留。
（6） 常温下，铁被浓硫酸钝化，碳不与浓硫酸反应。
（7） 铜与浓硫酸加热的条件下发生反应，生成CuSO2和 SO2。
有甲、乙两位同学根据所学化学知识，设计了由铜和硫酸为原料制取硫酸铜的两种方案：①铜与浓硫酸加热直接反应，即Cu→CuS04
②将铜加到热的稀硫酸中并通入空气来制备硫酸铜，即由Cu→CuO→CuSO4，
试回答：
(1)、写出方案①的化学反应方程式
这两种方案，你认为哪一种方案比较合理? 。(答编号)，理由是
(2)、实验室采用方案①取6.4 g铜片和10 mL 18 mol·L－1浓硫酸，放在试管中共热时发现，铜与热的浓硫酸反应后并没有得到预期的蓝色溶液，而是在试管底部看到灰白色沉淀。甲、乙两位同学为了验证其中灰白色沉淀的主要成分，设计下列实验：
实验步骤：倾倒掉上层液体后，向所得灰白色的固体中加入适量蒸馏水，边加边搅拌
实验现象：_____________________________________________
实验结论：所得灰白色固体的化学式为_ _______
直到最后反应完毕，发现试管中还有铜片剩余。可两位同学仍然认为试管中还有硫酸剩余，他们这样认为的理由是___________ _____
正确答案
（1）Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
② 无污染空气的SO2生成,节约H2SO4
（2）灰白色物质溶解，溶液变为蓝色 CuSO4
随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐变小，由浓变稀，稀硫酸不能与铜发生反应
试题分析：（1）方案②合理，原因是不产生污染物二氧化硫、生成同质量硫酸铜消耗硫酸少。
（2）铜与浓硫酸反应时，硫酸过量，生成硫酸铜、二氧化硫和水。随着反应进行，硫酸由浓变稀，铜与稀硫酸不反应。向灰白色固体中加水，固体溶解，若溶液呈蓝色，说明灰白色固体是硫酸铜。
点评：评价实验方案优劣可从以下几个方面进行：1.对环境是否友好；2.原料来源是否广泛、原料是否经济；3.生成等质量的产品所需原料越少越好。
某校两个化学研究性学习小组，在学习了铜和浓硫酸的反应后分别探究足量的锌与浓硫酸反应的过程。甲小组设计了下图装置：试回答：
(1)请从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中，并进行正确连接，a接______, c接______(用序号表示）。
(2)D、E两支试管中CCl4的作用是______。
(3)本实验能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为______。
(4)D中出现浑浊的离子方程式为______。
(5)某学生注意观察到：实验开始后，C、D、E中均有气泡产生；随后气泡量减少，品红溶液褪色，D中出现浑浊；反应一段时间后，C、D、E中的气泡量又会明显增加。请用化学方程式表示“反应一段时间后气泡量又会明显增加”的原因是______。
乙小组设计了下图装置：
(6)分析出乙小组的设计意图是______。
(7)装置B中的药品是______。
(8)能证明产生SO2和H2先后顺序的实验现象是______。
正确答案
（15分）(1) 3(或4) 2（各1分，共2分） (2) 防倒吸（2分）
(3) C中品红溶液褪色（2分）
(4) Ca2+＋2OH-＋SO2===CaSO3↓+H2O（2分）
(5) Zn+H2SO4（稀）＝ ZnSO4+H2↑（2分）
(6) 验证产物中先产生水、SO2，后产生H2（2分，其它合理答案参照给分）
(7) 无水CuSO4(或无水硫酸铜) （1分）
(8) C中品红褪色，D中酸性高锰酸钾颜色不再变浅后，F中固体由黑色变红色，G中无水硫酸铜变蓝（2分，其它合理答案参照给分）
试题分析：（1）根据铜与浓硫酸反应的方程式可知，锌与浓硫酸反应的方程式为Zn+2H2SO4（浓）═ZnSO4+SO2↑+2H2O。由于通常状况下，1体积水中可溶解40体积的二氧化硫气体，因此装置乙可防止二氧化硫与品红作用时被吸入锌与硫酸反应的容器中，二氧化硫与品红作用，需长管进，所以正确的连接顺序是3（或4），4（或3）接b，c接2，1接d。
（2）二氧化硫易溶于水，难溶于四氯化碳，二氧化硫通过四氯化碳，然后再与澄清的石灰水反应，起缓冲作用，可防止倒吸。
（3）二氧化硫可使品红溶液褪色，可用于检验二氧化硫的存在，所以本实验能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为C中品红溶液褪色。
（4）二氧化硫和澄清的石灰水反应生成亚硫酸钙和水，亚硫酸钙为难溶于水的沉淀，反应的离子方程式为Ca2++2OH-+SO2═CaSO3↓+H2O。
（5）锌为较活泼的金属，在金属活动顺序表中排在氢的前面，所以锌能和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气。而随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐降低，当变为稀硫酸后，与锌反应生成氢气，反应的化学方程式为Zn+H2SO4（稀）═ZnSO4+H2↑。
（6）根据装置图可知，乙小组设计的装置，先用白色的无水硫酸铜检验水的存在，后用品红检验二氧化硫的存在，用高锰酸钾氧化二氧化硫除去二氧化硫，浓硫酸具有吸水性，除去水，锌和稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌，氢气通过热的氧化铜生成铜和水，水蒸气遇无水硫酸铜变蓝色，可检验氢气的存在，因此该设计的目的是验证产物中先产生水、SO2，后产生H2。
（7）由于气体通过溶液时一定会带出水蒸气，所以要首先检验水蒸气。根据水蒸气遇无水硫酸铜变蓝色可知，装置B中的药品是无水CuSO4（或无水硫酸铜），用来检验水的存在。
（8）二氧化硫可使品红溶液褪色，C中品红褪色，可检验二氧化硫的存在。SO2还具有还原性，高锰酸钾氧化二氧化硫可除去二氧化硫，D中酸性高锰酸钾不再褪色后，说明二氧化硫已经除尽。锌和稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌，氢气通过热的氧化铜生成铜和水，F中有红色物质生成，说明有铜生成，G中无水硫酸铜变蓝，说明有水生成，即证明有氢气产生。
现有某铁碳合金(铁和碳两种单质的混合物)，某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数，并探究浓硫酸的某些性质，设计了下图所示的实验装置(夹持仪器已省略)和实验方案进行实验探究。
I 测定铁的质量分数：
（1）检查上述装置气密性的一种方法是：关闭分液漏斗的活塞，在E装置后面连上一根导管，然后__________________________________，则证明装置的气密性良好。
（2）称量E的质量，并将a g铁碳合金样品放入装置A中，再加入足量的浓硫酸，待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重，E增重b g。铁碳合金中铁的质量分数为__________________________(写表达式)。
（3）装置C的作用______________________________________________。
（4）甲同学认为，依据此实验测得的数据，计算合金中铁的质量分数可能会偏低，原因是___________________________________________________________。
（5）乙同学按照甲同学认为改进实验，改进方法是______________但测得合金中铁的质量分数却偏高。你认为其中可能的原因是_________________。
Ⅱ 探究浓硫酸的某些性质：
（6）往A中滴加足量的浓硫酸，未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是：________________________________________________。
（7）A中铁与浓硫酸发生反应的化学方程式是_______________________。
正确答案
（1）把导管放入盛有水的水槽中，微热烧瓶，如果导管口有气泡产生，停止加热后导管产生一段水柱（2分）；（其他合理答案同样给分）
（2）
（3）除去CO2中的SO2（1分）；
（4）空气中CO2、H2O进入E管使b增大。(2分）
（5）在装置E的后边再连接一个与E相同的装置（2分）
反应产生的CO2气体未能完全排到装置E中，导致b偏低。(2分）
（6）常温下，Fe被浓H2SO4钝化，碳不与浓H2SO4反应（2分）；
（7）2Fe ＋ 6 H2SO4(浓)
试题分析：（2）在装置A中发生Fe和C与浓硫酸的反应，产生CO2、SO2和铁的氧化物，装置B检验SO2，装置C吸收SO2，装置D干燥气体的，装置E是吸收CO2的，E增重的质量b是CO2的质量。
C---------CO2
1 1
b/44 b/44 C的质量：12b/44="3" b/11 Fe质量分数：（a-3 b/11）/a）×100%=
（4）b的质量越大，碳的质量大，a不变，铁的质量会减小。
（5）再连接一个装置E是为了吸收充分的CO2。
某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。
图1 图2
(1)比较两实验装置,图2装置的优点是:
①能更好地吸收有毒气体SO2,防止其污染环境;
② 。(2)导气管e有两个主要作用:一是在反应过程中,因导管插入液面下,可起到“液封”作用阻止SO2气体逸出而污染环境;二是 。(3)能说明有SO2气体产生的实验现象是 。(4)反应一段时间后,用滴管吸取A试管中的溶液滴入适量水中为试样,试样中所含金属离子的成分有以下三种可能:
Ⅰ:只含有Fe3+;Ⅱ:只含有Fe2+;Ⅲ:既有Fe3+又有Fe2+。
为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性,选用如下试剂,填写下列空格:
E.NaOH溶液 F.淀粉KI溶液
G.H2O2溶液
正确答案
验证Ⅱ:取试样,先滴加少量的 (填试剂序号,下同),振荡,再滴加少量的 ,根据溶液颜色的变化可确定假设Ⅱ是否正确。反应的离子方程式是 ,Fe3++3SCN-
(2)停止加热时,防止倒吸或平衡压强(凡答案合理均可)
(3)品红溶液褪色
(4)验证Ⅱ: C G H2O2+2Fe2++2H+
验证III:C(或F) 红(或蓝)
D 紫色褪去或变浅
(1)图2装置除多了一个吸收装置外,还有一根可抽动的铁丝,抓住不同点进行分析即可;(4)验证Ⅱ首先加入KCSN溶液,验证溶液中无Fe3+,然后再加入氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+,进行鉴别,因为KMnO4溶液有颜色,所以不能作为此反应的氧化剂;验证III首先加入KCSN溶液验证溶液中有Fe3+,然后再验证溶液中的Fe2+,因为原溶液中有Fe3+,所以不能用把Fe2+氧化为Fe3+,滴加KCSN溶液进行鉴别的方法,所以只能用KMnO4溶液鉴别。
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