- 硫和氮的氧化物
- 共10865题
工业上制硫酸的主要反应如下：
4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO2 2SO2+O2
SO3+H2O=H2SO4。
用黄铁矿可以制取H2SO4，再用H2SO4可以制取化肥(NH4)2SO4。煅烧含 FeS2 80.0% 的黄铁矿 80.0 t，最终生产出 83.6 t (NH4)2SO4。已知 NH3的利用率为 92.6%，H2SO4的利用率为 95.0%，试求黄铁矿制取H2SO4时的损失率。
正确答案
37.5%
首先须搞清 H2SO4的利用率与 FeS2利用率的关系。并排除 NH3利用率的干扰作用。
其次，根据 S 原子守恒找出已知量 FeS2与未知量(NH4)2SO4的关系(设黄铁矿的利用率为x)：
FeS2 ~ 2H2SO4 ~ 2(NH4)2SO4
120 264
80.0 t×80.0%×95.0%·x 83.6 t
x=62.5%
黄铁矿的损失率为：1.00－62.5%=37.5%。
注： (1)原料利用率(或转化率) = 实际投入原料总量（或转化原料量） ×100%
(2)产物产率 = 
(3)中间产物的损耗量(或转化率、利用率)都可归为起始原料的损耗量(或转化率、利用率)
(4)元素的损失率=该化合物的损失率
（10分）A～H等8种物质存在如下转化关系(反应条件、部分产物未标出)。已知A是正盐，B是能使品红溶液褪色的气体，G是红棕色气体。按要求回答问题：
（1）写出下列物质的化学式：A ，B 。
（2）写出下列反应的化学方程式：E→F ；
写出下列反应的离子方程式：A→E ；
H的浓溶液与木炭反应的化学方程式： 。
（3）检验某溶液中是否含D中阴离子的方法是 。
正确答案
(10分)（1)(NH4)2SO3 SO2 (2分)（2）4NH3＋5O24NO＋6H2O (2分)
NH4＋＋OH－＝NH3＋H2O (2分)C＋4HNO3(浓) 
（3）取少量该溶液于试管中，加足量盐酸酸化，未见白色沉淀，然后加入氯化钡溶液有白色沉淀，说明含有硫酸根离子(2分)
试题分析：（1）B是能使品红溶液褪色的气体，故B是SO2，C是SO3，D是硫酸，G是红棕色气体，根据框图可得G是二氧化氮，F是NO，E是NH3，H是硝酸，A加酸生成了二氧化硫，且A为正盐，故A中含亚硫酸根离子，加碱放出氨气，故A中含铵根离子，故A为亚硫酸铵；（2）E到F是氨气的催化氧化，在催化剂加热得条件下氨气和氧气生成NO和H2O；A到E是铵盐和碱反应，实质是铵根离子和氢氧根离子加热条件下生成氨气和水；碳和浓硝酸反应生成CO2、NO2和H2O；（3）检验硫酸根离子，需先加盐酸酸化，排除亚硫酸根离子和银离子的干扰，再加入氯化钡，有白色沉淀，说明有硫酸根离子。
（10分）、硫铁矿又称黄铁矿，是生产硫酸的原料，其主要成分为FeS2。850℃～900℃时，硫铁矿在纯净的氧气中煅烧，可能发生下列反应：
① 3FeS2＋8O2→Fe3O4＋6SO2 ② 4FeS2＋11O2→2Fe2O3＋8SO2
⑴为使FeS2煅烧完全生成Fe2O3，使用过量氧气，当氧气过量20%时，求所得炉气中SO2的体积分数。（写出计算过程）
⑵480 g纯净的FeS2在氧气中完全反应，若所得固体中，Fe和O的物质的量之比
n(Fe)∶n(O)＝4∶a，此时消耗氧气b mol。
①试写出b与a的关系式：_______ ______。
② b的最大值为 ____，最小值为_______ ____。
正确答案
（1）78.4%（5分）
设生成8 L SO2，则原氧气为11×1.2＝13.2（L），反应后混合气体积为10.2 L。
SO2%＝8/10.2＝78.4%
（2）①b＝0.5a＋8（3分） ②b＝11（3分），b＝10.7 即：32/3（3分）
（1）根据方程式② 4FeS2＋11O2→2Fe2O3＋8SO2分析可知，每11mol氧气与FeS2反应生成8mol二氧化硫气体，所以，令氧气的物质的量为
（2）480 g纯净的FeS2的物质的量为4mol；令Fe3O4的物质的量为x，Fe2O3的物质的量为y，则由化学反应方程式可得：
① 3FeS2＋8O2→Fe3O4＋6SO2
3x 8x x
② 4FeS2＋11O2→2Fe2O3＋8SO2
2y 5.5y y
根据Fe元素守恒可得：3x+2y=4；固体中O元素的质量为：4x+3y=a；由方程式中消耗氧气的物质的量为：8x+5.5y=b；解这三个方程式可求得b与a的关系式：b＝0.5a＋8；
由方程式中的比例关系可知，b的最大值为b＝11；b的最小值为32/3
酸雨是大气污染的危害之一，二氧化硫（SO2）的含量是空气质量监测的一个重要指标。某兴趣小组同学取刚降落在热电厂附近的雨水进行实验。
① 测得该雨水样品的pH为4.73；② 向雨水样品中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成；③ 每隔1 h，通过pH计测定雨水样品的pH，测得的结果如下表：
根据以上信息，回答下列问题：
（1）正常雨水的pH为5.6，偏酸性，这是因为_________________________________。
（2）分析上述数据变化，你认为形成这一变化的原因是_____________________。
（3）兴趣小组同学取某一时段的这种雨水V L，加入0.5mol·L-1的Ba(OH)2溶液至不再产生沉淀时，恰好消耗40.00 mL Ba(OH)2溶液。请计算（列出计算过程）：
① 该V L雨水中溶解SO2的体积（标准状况）为______________mL。
计算过程：
② 生成沉淀物的质量范围为________________________。计算过程：
正确答案
略
（8分）下图是某同学设计的木炭和浓硫酸反应并检验所得产物的实验装置。请回答：
⑴在装置①-④中，有明显错误的一个是 （填编号）
⑵写出木炭和浓硫酸反应的化学方程式: 。
如果有0.4mol电子转移，则在标准状况下产生气体 L。
⑶无水硫酸铜的作用是
⑷装置①中所盛试剂是 （填字母），装置④中所盛试剂是 （填字母）。
A. 品红溶液 B. 澄清的石灰水 C. 酸性高锰酸钾溶液
正确答案
.(8分) ⑴②；1分⑵C+2H2SO4(浓)=2SO2↑+CO2↑+2H2O（条件：加热）；6.72；各2分 ⑶检验生成的H2O；⑷ A ；B 。各1分
C+2H2SO4(浓)= 2SO2↑+CO2↑+2H2O（条件：加热），生成SO2、 CO2、H2O，
检验的顺序为H2O、SO2、 CO2，试剂依次为品红、高锰酸钾溶液、品红、澄清石灰水，现象依次为无水硫酸铜变蓝、品红褪色、高锰酸钾紫红色退去、品红不变色、澄清石灰水变浑浊。②中通入试剂瓶时导气管应长进短出。
反应掉1mol C转移4mol电子，所以0.4mol电子转移会反应掉0.1molC,生成0.2mol SO20.1mol CO2,标准状况下水不是气体，共生成0.3mol气体，V=nVm=6.72L
（8分）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。然后加入适量浓硫酸，迅速搅拌，放出大量的热，同时观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体。请回答：
（1）生成的黑色物质是 （填化学式）。
（2）刺激性气味的气体主要成分是 （填化学式），产生该气体的化学方程式为 。
（3）根据上述实验现象，表明浓硫酸具有 （填序号）。
①酸性 ②吸水性 ③脱水性 ④强氧化性
正确答案
（1）c (2)SO2
C + 2H2SO4(浓) =加热= CO2 ↑+ 2SO2↑+ 2H2O
(3) ③ ④
略
SO2是引起大气污染的主要有害气体之一，我国大气质量标准中规定大气中SO2的最高浓度限值如下表：大气中SO2三级标准浓度限值
注：“年日平均”为任何一年的平均浓度均值不许超过的限值；“日平均”为任何一日的平均浓度不许超过的限值；“任何一次”为任何一次采样测定不许超过的浓度限值。
小题1:据报道，1952年2月，某城市雾大无风，家庭和工厂排出的烟雾经久不散，大气中SO2的含量高达3.8mg/（m3空气），烟尘达4.5mg/（m3空气），居民健康普遍受到危害，4天之内死亡人数约4000，流经该城市的主要河道也因此而受到污染，引起鱼类死亡。大气中的SO2将直接危害陆生高等植物的____组织，大气中SO2超标最容易影响人的_______系统而患疾病，而河流中鱼类死亡与SO2造成大气污染所形成______有关。
小题2:某空气污染监测仪是根据SO2和Br2水的定量反应来测定空气中的SO2含量的。反应的溴来自一个装有酸性（稀硫酸）的KBr溶液的电解池阳极的氧化反应，电解池的阳极室与阴极室是隔开的。当测量某地区空气中SO2的含量时，一天中作了三次取样监测，每次取样的空气（已除尘）都以1.5×10-4m3.min-1的流速进入电解池的阳极室，从电流计显示出每次的电流强度分别为8.56×10-6A、9.25×10-6A 、8.12×10-6A，每次都能够保持电解池中Br2浓度恒定并恰好与二氧化硫完全反应（设空气中不含与溴反应的其它杂质、1个电子电量为1.6×10-19C）。
写出此监测过程中发生反应的化学方程式。计算该地区空气中二氧化硫的含量有没有达到大气质量标准？
小题3:当大气中SO2污染较严重时，目前有一种降低其危害的方法是用直升飞机喷撒白垩粉，其化学方程式为___________________。
小题4:某火力发电厂所在地有较丰富的碳酸钙矿和菱镁矿，若该发电厂以含硫重油作燃料，请就地取材提出三种化学反应原理与上一小题不同的“脱硫”方法（用化学方程式表示，）：
第一种______________；第二种______________；第三种______________。
小题5:某10 6 kW火力发电厂以重油为燃料。以含硫3.5%的重油为燃料，重油使用量为0.18 dm3.kW-1.h-1（重油的密度为0.95g.cm3）。该厂开工率（每年实际运转天数）为80%，对烟道气的脱硫效率为90%。问一年间对烟道气脱硫回收的SO2能生成多少吨石膏（CaSO4·2H2O）？
正确答案
小题1:叶；呼吸系统；酸雨
小题2:2KBr+2H2O
小题3:2SO2+2CaCO3+O2=2CaSO4+2CO2
小题4:详见解析
小题5:2.0×105 t CaSO4·2H2O，详见解析
小题1:从化学、生物学科中学过有关的基础知识，很容易答出SO2易破坏植物的叶组织，SO2最易影响人的呼吸系统，SO2污染大气后形成酸雨严重时会使湖泊、河流中鱼类等死亡。
小题2:根据电解原理可写出电解KBr溶液的化学方程式为
2KBr+2H2O
再根据SO2的性质可写出SO2跟Br2水反应的化学方程式：
Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr
当I=8.56×10-6A时
n(e)= (8.56×10-6)/(1.6×10-19×6.02×1023)=8.89×10-11(mol)
根据反应的化学式可得出，当电极上有2mol电子通过时就有1molSO2参加反应，所以大气中SO2的含量为：
（8.89×10-11×60×64×103）/（1.5×10-4×2）=0.576[mg/(m3空气)]
依次可算得当I= 9.25×10-6A 时，大气中SO2的含量为0.608 [mg/(m3空气)]；当I= 8.12×10-6A时，大气中SO2含量为0.554[mg/(m3空气)]。
对照标准，虽每次取样的测试结果没有超过0.70[mg/(m3空气)],但日平均值没有达标，所以从SO2含量角度看被监测地区的大气没有达到大气质量标准。
小题3:联系碳酸和亚硫酸的酸性强弱及亚硫酸盐的还原性就可写出有关的化学方程式：
2SO2+2CaCO3+O2=2CaSO4+2CO2
小题4:用煅烧石灰石制得生石灰，再制成石灰桨，用石灰桨浊液来吸收SO2
2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O
煅烧菱镁矿，制氧化镁，用氧化镁浊液来吸收SO2：
2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O
用氢氧化钠溶液来吸收，再用石灰使氢氧化钠再生，氢氧化钠溶液可循环使用，消耗掉的是石灰：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O， Na2SO3+Ca(OH)2=CaSO3↓+2NaOH。
小题5:每1molS从理论上可生成1mol CaSO4.2H2O ,设可制得xt即： S CaSO4·2H2O
32（t） 172(t)
360×24×80%×106×0.18×0.95×103×10-6×3.5% ×90% (t) x (t)
得x =2.0×105（t）
可制得2.0×105吨CaSO4·2H2O。
（13分）下图是实验室制取SO2并验证SO2某些性质的装置图。试回答：
⑴①中发生反应的化学方程式为 。
⑵②中的实验现象为 ，此实验说明SO2是 氧化物。
⑶③的品红溶液 ，证明SO2有 。
⑷④中的实验现象为 ，此实验说明SO2有 性。
⑸⑤中的实验现象为 ，此实验说明SO2有 性。
⑹⑥的作用是 ，反应方程式是 。
正确答案
(1)Na2SO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+SO2↑ (2)试液变为红色酸性
(3)褪色漂白性 (4)产生淡黄色沉淀氧化
(5)褪色还原 (6)吸收尾气SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
考查SO2的制取及SO2的性质。
⑴①装置是制取SO2的，所以①中发生反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+SO2↑。
（2）SO2是酸性氧化物，溶于水生成亚硫酸，溶液显酸性，因此实验现象是试液变为红色。
（3）SO2还具有漂白性，能使品红溶液褪色。
（4）SO2中S元素的化合价处于中间价态，既有氧化性，还有还原性。由于H2S具有还原性，能被SO2氧化生成单质S，所以实验现象是产生淡黄色沉淀。
（5）溴水具有氧化性，能把SO2氧化生成硫酸，所以实验现象是溴水褪色。
（6）SO2是大气污染物，不能排放在大气中，所以⑥的作用是吸收吸收尾气，防止污染空气，反应的方程式是SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
我校某化学小组欲设计实验检验浓H2SO4和木炭反应的所有产物:
(1)写出浓H2SO4和木炭反应的化学方程式
(2)请你从下图中选用所需的仪器（可重复使用）组成一套装置帮助该小组实现他们的目的.现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液，无水硫酸铜，其他固、液试剂自选。（连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去）
将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表(可以不填满,也可以补充)，并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。
正确答案
（12分）（1）2 H2SO4 (浓) + C 
（2）（每步2分，错一处扣一分，无负分）
木炭和浓硫酸生成2种气体，CO2/SO2这气体要先检验SO2，再检验CO2，而且检验前要除去SO2，防止干扰CO2的检验。还有水的检验要在前面，因为后面检验气体会带人水分。
（7分）某化工厂生产硫酸，某硫矿中硫单质的质量分数为88%。若取该矿石1.00 t,最多可制得98%的浓硫酸多少t？（假设生产过程中有2%的矿石损失）
正确答案
2.7 t
根据S原子守恒得
S ~ H2SO4
32 98
1.00 t×88%×（1-2%） m（浓H2SO4）×98%
m（浓H2SO4）=
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