- 氧族与碳族及其应用
- 共249题
下列溶液中通入SO2一定不会产生沉淀的是
正确答案
解析
分析物质的性质一般要从两个方面：即酸碱性和氧化还原性。从酸碱性上分析，二氧化硫属于酸性氧化物，它可与碱溶液反应生成盐和水，因此A项会生成亚硫酸钡沉淀；但其对应的亚硫酸为弱酸，故它与D项氯化钡溶液反应时不能生成亚硫酸钡沉淀和盐酸，因为盐酸为强酸。从氧化还原反应角度分析，二氧化硫兼具有氧化性和还原性，它与C项硫化钠溶液反应时显示氧化性，二者反应生成硫，它与B项硝酸钡溶液反应时显示还原性，二氧化硫通入溶液后显酸性，硝酸根结合氢离子会形成硝酸，因为硝酸具有强氧化性，会把二氧化硫氧化为硫酸，因此B项会生成硫酸钡沉淀。
知识点
碳.硫的含量影响钢铁性能，碳.硫含量的一种测定方法是将钢样中碳.硫转化为气体，再用测碳.测硫装置进行测定。
（1）采用装置A，在高温下x克钢样中碳.硫转化为CO2.SO2。
①气体a的成分是________________。
②若钢样中硫以FeS的形式存在，A中反应：3FeS+5O2 
（2）将气体a通入测硫酸装置中（如右图），采用滴定法测定硫的含量。
①H2O2氧化SO2的化学方程式________________________________。
②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mLNaOH溶液，若消耗1 mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克，则该钢样中硫的质量分数为__________。
（3）将气体a通入测碳装置中（如下图），采用重量法测定碳的质量。
①气体a通过B和C的目的______________________________。
②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是_______________________。
正确答案
答案：（1）①SO2.CO2.O2 ②——1Fe3O4+3SO2
（2）①H2O2+SO2=H2SO4 ②(yz)/x×100%
（3）①吸收SO2和O2，防止干扰 ②CO2吸收瓶吸收CO2前.后的质量
解析
略
知识点
工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O，实验室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程。烧瓶C中发生反应如下：
Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）=Na2SO3（aq）+H2S（aq）（I）
2H2S（aq）+SO2（g）=3S（s）+2H2O（l）（II）
S（s）+Na2SO3（aq）
（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若________，则整个装置气密性良好。装置D的作用是________。装置E中为________溶液。
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为________。
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择________。
a. 蒸馏水
b. 饱和Na2SO3溶液
c. 饱和NaHSO3溶液
d. 饱和NaHCO3溶液
实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是________。
已知反应（III）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是________。
反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器含有________。
a. 烧杯
b. 蒸发皿
c. 试管
d. 锥形瓶
（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O，其中可能含有Na2SO3.Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作，现象和结论：________。（已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O；供选择的试剂：稀盐酸.稀硫酸.稀硝酸.BaCl2溶液.AgNO3溶液）
正确答案
（1）液柱高度保持不变；防止倒吸；NaOH（合理即得分）
（2）2：1
（3）c；控制滴加硫酸的速度（合理即得分）； 溶液变澄清（或浑浊消失）；a、d
（4）取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层溶液（或过滤，取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质。（合理即得分）
解析
略。
知识点
化学与生活密切相关，下列说法不正确的是
正确答案
解析
SO2可被人体吸收进入血液，对全身产生毒性作用，它能破坏酶的活力，影响人体新陈代谢，对肝脏造成一定的损害，慢性毒性试验显示，SO2有全身性毒作用，故不可用于食物漂白。A错。葡萄糖酸钙常被用做补钙剂，B正确；聚乙烯可做食品的包装，而聚氯乙烯不可，C正确；“84”消毒液的有效成分就是NaClO，可用于环境消毒，D正确。
知识点
下列有关物质性质的描述不符合事实的是
正确答案
解析
略
知识点
下列措施不合理的是
正确答案
解析
用硫酸，这样会生成CaSO4会阻碍CaCO3继续溶解。
知识点
（一）固硫剂是把煤燃烧时生成的二氧化硫以盐的形式固定在炉渣中的物质，可减少二氧化硫对大气的污染。下列物质中可用做固硫剂的有
A.CaO
B.Na2C03
C.NH4N03
D.P205
（二）以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸的流程可简示如下：
请回答下列问题：
（1）在炉气制造中，生成S02的化学方程式为______________________________；
（2）炉气精制的作用是将含S02的炉气_______________、_______________及干燥，如果炉气不经过精制，对S02催化氧化的影响是__________________________________。
（3）精制炉气(含SO2体积分数为7％、O2为ll％、N2为82％)中S02平衡转化率与温度及压强关系如下图所示。在实际生产中，S02催化氧化反应的条件选择常压、450℃；左右(对应图中A点)，而没有选择S02转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是______________________________、______________________________；
（4）在S02催化氧化设备中设置热交换器的目的是_______________、_______________，从而充分利用能源。
正确答案
见解析。
解析
（一）二氧化硫是一种酸性氧化物，在所给的物质中能与二氧化硫反应的只有选项A、B。因此选项A、B正确。
（二）（1）4FeS2＋11O2
（2）除尘、水洗；砷、硒等化合物会使催化剂中毒，水蒸气对设备和生产有不良影响
（3）不选B点，因为压强越大对设备的投资越大，消耗的动能越大。SO2的转化率在1个大气压下的转化率已达到97%左右，在提高压强，SO2的转化率提高的余地很小，所以采用1个大气压；不选C点，因为温度越低，SO2的转化率虽然更高，但催化剂的催化作用会受影响，450℃时，催化剂的催化效率最高，故选择A点，而不选择C点。
（4）利用反应放出的热量预热原料气体；上层反应气经热交换器温度降到400～500℃进入下层使反应更加完全。
知识点
二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒，并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产，二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。
完成下列填空：
（1）实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。
如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并希望能控制反应速度，上图中可选用的发生装置是 （填写字母）。
（2）若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L（标准状况）二氧化硫，至少需要称取亚硫酸钠 g（保留一位小数）；如果已有40%亚硫酸钠（质量分数），被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠 g （保留一位小数）。
（3）实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。
石灰-石膏法的吸收反应为SO2+Ca(OH)2→CaSO3↓+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化，反应为2CaSO3+O2+4H2O→2CaSO4·2H2O。其流程如下图：
碱法的吸收反应为SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下图：
已知：
石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是 。
和碱法相比，石灰-石膏法的优点是 ，缺点是 。
（4）在石灰-石膏法和碱法的基础上，设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案（用流程图表示）。
正确答案
见解析。
解析
（1）用硫酸和亚硫酸纳反应制取二氧化硫利用固液不加热制取气体装置，因此，选ae
（2）
解得m=18.9g
设样品质量为100g，变质的亚硫酸钠为40g，生成硫酸钠的质量为45.1g，则这时亚硫酸钠的质量分数为
（3）酸性氧化物与碱的反应。便宜，成本低；吸收慢，效率低。
（4）
知识点
以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备氯化铁晶体（FeCl3·6H2O）的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为SO2＋O2
（2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是________、________。
（3）通氯气氧化后时，发生的主要反应的离子方程式为________；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为________（写化学式）。
正确答案
（1）k＝c2(SO3)/c(O2)·c2(SO2)；SO2＋NaOH＝NaHSO3
（2）提高铁元素的浸出率；抑制Fe3＋水解
（3）Cl2＋Fe2＋＝2Cl－＋Fe3＋；Cl2、HCl
解析
略。
知识点
直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
（1）用化学方程式表示S形成硫酸酸雨的反应。
（2）在钠碱循环法中，Na₂SO₃溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式是
（3）吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n(SO₃²﹣)，n(HSO₃﹣)变化关系如下表:
①上表判断Na ₂SO₃溶液显 性，用化学平衡原理解释:
②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母):
（4）当吸收液的pH降至约为6时，送至电解槽再生。再生示意图如下:
①HSO3在阳极放电的电极反应式是 。
②当阴极室中溶液PH升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理:
。
正确答案
见解析。
解析
（1）SO2+H2O
二氧化硫形成硫酸型酸雨过程是二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸被氧化成硫酸；或二氧化硫在空气中遇漂尘（作催化剂）被氧化成SO3，直接与水反应生成硫酸。
（2）2OH-+ SO2=H2O+SO32-
氢氧化钠吸收二氧化硫生成亚硫酸钠和水，而亚硫酸钠溶液可以继续吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠。
（3）①酸
HSO3-存在：HSO3-
②a b
（4）①HSO3-+H2O-2e-= SO42-+3H+
②H+在阴极得电子生成H2，溶液中c（H+）降低，促使HSO3-电离生成SO32-，且Na+进入阴极室，吸收液就可以再生。
知识点
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