- 二氧化硫的性质
- 共1978题
(7分)某报刊曾报道下面一段新闻“某日凌晨,一辆载有浓硫酸的罐车在某境内侧翻。从车中流出的硫酸使路边杂草等被腐蚀成黑色,上面泛起黑色的泡沫,空气中到处弥漫着刺鼻的气味。”请用化学知识解释下列问题:
⑴ “路边杂草被腐蚀成黑色”其原因是
⑵浓硫酸为不挥发性强酸,为什么说“到处弥漫着刺鼻的气味”
。
⑶该运载硫酸的车罐可能是用 制造的。
⑷写出两种鉴别浓硫酸和稀硫酸的简单方法
正确答案
(7分)
⑴浓硫酸使草碳化(1分)
⑵碳化后的碳与浓硫酸反应生成SO2(1分)
⑶铁或铝(1分)
⑷方法一:分别取少量样品于两只试管中,分别加入铁片或铝片,有气体生成的是稀硫酸,没有明显现象的是浓硫酸(2分)
方法二:分别取少量样品于两只试管中,分别加入CuSO4·5H2O 晶体,晶体溶解溶液呈蓝色的是稀硫酸,固体由蓝色变成白色的是浓硫酸(2分)
(其他合理答案也可以)
略
(本题共14分)
硫有多种含氧酸,亚硫酸(H2SO3)、硫酸(H2SO4)、焦硫酸(H2SO4·SO3)、硫代硫酸(H2S2O3)等等,其中硫酸最为重要,在工业上有广泛的应用。在实验室,浓硫酸是常用的干燥剂。
完成下列计算:
(1)焦硫酸(H2SO4·SO3)溶于水,其中的SO3都转化为硫酸。若将445g焦硫酸溶于水配成4.00L硫酸,该硫酸的物质的量浓度为________mol/。
(2)若以浓硫酸吸水后生成的H2SO4·H2O计算,250g质量分数为98%的硫酸能吸收多少g水?
(3)硫铁矿是工业上制硫酸的主要原料。硫铁矿氧化焙烧的化学反应如下:
3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2 4FeS2+11 O2→2Fe2O3+8SO2
若48mol FeS2完全反应耗用氧气2934.4L(标准状况),计算反应产物中Fe3O4与Fe2O3物质的量之比。
(4)用硫化氢制取硫酸,既能充分利用资源又能保护环境,是一种很有发展前途的制备硫酸的方法。
硫化氢体积分数为0.84的混合气体(H2S、H2O、N2)在空气中完全燃烧,若空气过量77%,计算产物气体中SO2体积分数(水是气体)。(已知空气组成:N2体积分数0.79、O2体积分数0.21)
正确答案
(1)1.25 (2)250×98%÷98×16=40g
(3)2934.4÷22.4=131mol
设Fe3O4 amol Fe2O3 bmol
3a+2b=48 8a+11÷2b=131 a=4 b=18
n (Fe3O4):n(Fe2O3)=2:9
(4)设混合气为1体积,0.84体积硫化氢完全燃烧生成0.84体积二氧化硫和0.84体积水,消耗1.26体积氧气。所需空气为1.26÷0.21×1.77=10.62
体积=0.84÷(10.62-1.26+1.84)=0.075
试题分析:(1)445g焦硫酸的物质的量=445g÷178g/mol=2.5mol,其中硫酸和三氧化硫均是2.5mol,2.5mol三氧化硫又产生2.5mol硫酸,则溶液中硫酸的物质的量是5.0mol,浓度是5.0mol÷4L=1.25mol/L。
(2)250g质量分数为98%的硫酸中硫酸的质量是250g×98%=245g,其中溶剂水是5g,硫酸的物质的量是245g÷98g/mol=2.5mol,可以结合水的物质的量是2.5mol,质量是2.5mol×18g/mol=45g,因此还可以吸收水的质量是45g-5g=40g。
(3)设Fe3O4的物质的量是amol,Fe2O3的物质的量是bmol
反应中消耗氧气的物质的量是2934.4L÷22.4L/mol=131mol
则根据方程式可知3a+2b=48、8a+11÷2b=131
解得a=4、b=18
则n (Fe3O4):n(Fe2O3)=2:9
(4)设混合气为1体积,根据氯化氢完全燃烧的方程式2H2S+3O2点燃2SO2+2H2O 可知,0.84体积硫化氢完全燃烧生成0.84体积二氧化硫和0.84体积水,消耗1.26体积氧气。反应中空气过量77%,因此所需空气为 ×1.77=10.62,则二氧化硫体积分数
=
=0.075
某研究小组利用题9图装置探究铜与浓硫酸反应的产物。
实验步骤与现象如下:
①检查装置气密性,向A中加入5 mL浓硫酸,打开K,将铜丝伸入浓硫酸中,给A处加热,观察到B中品红溶液褪色,再关闭K。
②实验观察到A中液面下铜丝变黑,产生气泡,液面上方产生大量白雾,一段时间后溶液中有白色固体出现,拉出铜丝,停止加热。回答下列问题:
(1)溶液中白色固体是 (填化学式),C中CCl4的作用是 。
(2)取出铜丝,用蒸馏水洗净后伸入到稀硫酸中,铜丝变亮、溶液变蓝。写出A中可能发生反应的化学方程式: 、 。
(3)分离出C中的上层液体,滴加过量稀盐酸和BaCl2溶液,有白色沉淀产生。
①分离的操作名称为: :
②白色沉淀为: ;
③产生白色沉淀的原因可能是 。
正确答案
(1)CuSO4;防倒吸;
(2)Cu+H2SO4(浓)CuO+SO2↑+H2O;Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O;
(3)①分液;② BaSO4;③装置中的O2参与了反应
试题分析:(1)浓硫酸在加热时发生反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。由于在浓硫酸中水很少,所以得到是无水硫酸铜CuSO4,颜色为白色。SO2有漂白性,能使某些有色物质如品红变为无色,因此装置B的品红溶液变为无色。SO2是酸性氧化物,能与NaOH发生反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。导致导气管内的气体压强减小。而引起倒吸现象的发生,但是SO2在CCl4中不容易溶解。因此可以防止倒吸现象的发生。(2)A中可能发生反应的化学方程式为Cu+H2SO4(浓)
CuO+SO2↑+H2O;Cu+ 2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O;(3)分离出C中的上层液体,滴加过量稀盐酸和BaCl2溶液,有白色沉淀产生。①分离的操作名称为:分液;②Na2SO3+BaCl2=BaSO3↓+2NaCl;2BaSO3 +O2=2BaSO4. BaSO4既不溶于水也不溶于酸。因此白色沉淀为BaSO4。③BaSO3有还原性,O2有氧化性,在溶液中发生氧化还原反应产生白色既不溶于水也不溶于酸沉淀BaSO4。
(13分) 用如右图装置进行铜与一定体积已知浓度的浓硫酸反应的实验研究。
(1)写出试管B中的实验现象 。
(2)写出A处反应的化学方程式,并用双线桥标明电子转移的方向和数目: 。
(3)充分反应后,该学生发现铜和硫酸都有剩余。在不补充浓硫酸的前提下,若要使剩余的铜片溶解,可再加入(要求填写一种不是酸类的物质) 。
(4)B试管口的棉花应沾有的试剂是 ,其作用是 ,离子方程式为 。
正确答案
(1)品红溶液褪色
(2)
(3)NaNO3、Fe2O3、FeCl3(其它合理答案均可)
(4)NaOH溶液 吸收尾气,防止污染 2OH-+SO2=SO32-+H2O
试题分析:(1)试管B中的现象是品红溶液褪色。(2)A处反应的化学方程式及双线桥为:。(3)铜和浓硫酸反应时,当硫酸稀到一定程度时,该反应停止,如果想让铜继续溶解可以加入氧化剂,如NaNO3、Fe2O3、FeCl3等。(4)SO2是大气污染物,所以应该用NaOH溶液吸收,反应的离子方程式为:2OH-+SO2=SO32-+H2O。
点评:本实验比较基础,难度小,可作为对学生进行基础训练的习题。
某化学课外小组利用下图装置探究SO2的性质。
请回答下列问题:
(1)装置甲中A仪器的名称是_____________,烧瓶内发生反应的化学方程式为_____________________________________。
(2)装置乙中出现的现象是_______________________________,可以证明SO2具有______(填代号)。装置丙中发生反应的化学方程式为______________________,可以证明SO2具有______(填代号)。
A.氧化性 B.还原性 C.漂白性
(3)收集SO2气体可以选择的装置为______(填代号)。
从环保的角度考虑,收集装置的出气口需要连接一个盛有_________(填化学式)溶液的洗气瓶。
正确答案
(1)分液漏斗 Cu+2H2SO4(浓)Cu SO4+SO2↑+2H2O(2)溶液退色 B
2H2S+ SO2=3S↓+2H2O a (3)a c NaOH
试题分析:在烧瓶中发生反应:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+ SO2↑+2H2O。Cu放在烧瓶中,浓硫酸通过分液漏斗加入。产生的SO2气体有还原性、氧化性、漂白性及酸性。用酸性KMnO4溶液验证其还原性,现象是紫色变浅或褪色,反应的方程式为:2KMnO4+5SO2+H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4 .用H2S的水溶液来验证其氧化性,现象是产生淡黄色沉淀;反应的方程式为2H2S+ SO2=3S↓+2H2O . SO2容易溶解于水,所以不能用排水法收集,只能用排空气法收集,由于它的密度比空气大,所以只能用向上排空气法收集。可以选择装置a、c来收集。SO2是大气污染物,直接排放会导致大气污染和酸雨,所以在实验装置的最后安装一个尾气吸收装置,可以利用NaOH溶液来吸收尾气。2气体的制备、收集、性质的验证及尾气处理等知识。
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