- 硫和氮的氧化物
- 共10865题
为了探究SO2与Na2O2的反应是否类似于CO2，甲同学设计了如图实验装置。
回答下列问题：
（1）制取SO2的合适试剂是 。
a．80%的H2SO4(aq) b．10%的H2SO4(aq)
c．Na2SO3(s) d．Na2SO3（aq）
（1）装置C中NaOH(aq)的作用是 。
（1）移开棉花，将带火星的木条放在C试管口，未见木条复燃。甲同学因此认为SO2与Na2O2的反应不同于CO2。请按甲同学的观点写出反应的化学方程式 。
（1）检验反应后B装置中生成物的方法是 。
（1）乙同学认为无论反应原理如何，最终都有O2产生。乙同学的理由是 。按照乙同学的观点，该装置还需作如下改进： 。（简要阐述，并指明必需的装置名称与试剂。）
正确答案
（1）a、c（1分×2）
（2） 吸收多余的SO2，防止污染环境（1分×2）
（3）SO2+ Na2O2→ Na2SO4（2分）
（4）取少量B中固体于试管中，加盐酸至溶液呈酸性，再滴入氯化钡溶液，若有白色沉淀生成，则B中反应后的生成物里有Na2SO4（2分）
（5）A中生成的SO2气体中含有水蒸气（2分）。在A和B之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶（或其他合适的干燥装置）。合理给分。 （2分）
试题分析：（1）因SO2的溶解度较大，应选用浓度较大的H2SO4溶液；为了使反应顺利进行须选择Na2SO3固体与硫酸反应（CaSO3固体与硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水）．故答案为：bc（2）SO2有毒，直接排放到空气中污染环境．故答案为：吸收多余的SO2，防止污染环境（3）进入B装置的气体应该干燥，故应将②加在A和B之间．故答案为：②；将②加在A和B之间（4）木条不复燃，说明没有氧气生成，Na2O2有强氧化性，有SO2较强的还原性，产物应为Na2SO4，方程式为：SO2+Na2O2=Na2SO4．故答案为：SO2+Na2O2=Na2SO4
（5）在检验是否有Na2SO4生成时，要考虑到Na2SO3的干扰，因为SO32-有较强的还原性，可被过氧化钠氧化成SO42-．故答案为：不合理；如果固体中还有未反应的Na2O2，也能氧化亚硫酸钠为硫酸钠．（6）将Na2SO4转化成BaSO4沉淀，通过称量BaSO4沉淀的质量，计算含量，故应为acd。故答案为：acd
(7分)盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”。现就三大酸与金属铜反应的情况，回答下列问题：
（1）稀盐酸不与Cu反应，若在稀盐酸中加入H2O2（常见氧化剂，作氧化剂时还原产物为水）后，则可使铜顺利溶解。该反应的化学方程式为：__________________________________。
（2）在一定体积的18 mol·L-1的浓硫酸中加入过量铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为0.9mol。则浓硫酸的实际体积_________(填“大于”、“等于”或“小于”)100mL。若使剩余的铜片继续溶解，可在其中加入硝酸盐溶液（如KNO3溶液），则该反应的离子方程式为______________。
（3）根据下图操作及现象推断酸X为_______(填序号)。
a．浓盐酸 b．浓硫酸 c．浓硝酸
正确答案
(7分)（1） Cu+H2O2+2HCl ="=" CuCl2+2H2O（2分）
（2）大于（1分）；3Cu+8H++2NO3— ="=" 3Cu2++2NO↑+4H2O（2分）
（3）b（2分）
试题分析：（1）在氧化剂过氧化氢的作用下把铜氧化成了铜离子，过氧化氢被还原为水，故方程式为： Cu+H2O2+2HCl ="=" CuCl2+2H2O；（2）铜只与浓硫酸反应，与稀硫酸不反应，故被还原的硫酸为0.9mol，反应掉的硫酸为1.8mol，反应后的溶液中还存在硫酸，故反应前硫酸的物质的量大于1.8mol，溶液的体积大于100ml；溶液中有氢离子，加入硝酸盐提供硝酸根离子，氢离子和硝酸根离子把铜氧化，故方程式为：3Cu+8H++2NO3— ="=" 3Cu2++2NO↑+4H2O（2分）；（3）铁和浓盐酸反应，排除a；铁放入浓硫酸、浓硝酸中，常温下钝化，把试管中的物质转移到水中，把浓硫酸稀释，铁粉和稀的硫酸反应生成硫酸亚铁，加入氯化钡生成硫酸钡沉淀，而铁和稀的硝酸反应生成硝酸铁，加氯化钡不反应；故选B。
[化学—选修2：化学与技术]（15分）
硫酸是工业生产中最为重要的产品之一，在化学工业的很多领域都要用到硫酸，如橡胶的硫化、表面活性剂“烷基苯硫酸钠”的合成，铅蓄电池的生产等。工业上生产硫酸的流程图如下：
请回答下列问题
（1）在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料生产SO2，已知1g
（2）为了有利于SO2转化为SO3，且能充分利用热能，采用在具有多层催化剂且又热交换的________(填仪器名称)中进行反应。在如图Ⅰ所示的装置中， A处气体进入装置前需净化的原因是 。
（3）精制炉气（含有
（4）已知：焙烧明矾的化学方程式4KAl（SO4）2•12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O。
焙烧711t明矾（M=474g/mol），若
（5）除硫酸工业外，还有许多工业生产。下列相关的工业生产流程中正确的是
正确答案
（第四空3分，其余2分）
（1）4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)△H=-3456kJ/mol
（2）接触室 防止催化剂中毒；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，消耗的动能大，二氧化硫原料的转化率在1个大气压时已达97%左右，再提高压强二氧化硫的转化率提高余地很小，所以采用1个大气压；
不选C点，因为温度越低，二氧化硫的转化率虽然更高，但是催化剂的催化效率受到影响，450°C时，催化剂的催化效率最高，所以选择A点，不选C点。
（4）320.6
（5）B
试题分析：（1）FeS2的摩尔质量是120g/mol，则4mol的FeS2完全燃烧放出的热量为7.2kJ×120×4=3456kJ，所以热化学方程式为4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)△H=-3456kJ/mol
（2）二氧化硫转化为三氧化硫在接触室中进行；A处气体中含有杂质易使催化剂中毒，且水蒸气对设备和生产有不良影响，所以在进入接触室之前需净化；
（3）在反应2SO2+O2⇌2SO3中，SO2转化率较高，工业上一般不采用更高的压强，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；本反应为放热反应，工业生产中不采取较低的温度，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。所以选择A点。
（4）根据明矾焙烧的化学方程式及元素守恒规律得：4KAl（SO4）2•12H2O～9SO2～9H2SO4，二氧化硫的利用率为95%，设焙烧711t明矾可生成98%的硫酸质量为x：4KAl（SO4）2•12H2O～9H2SO4，
4×474 9×98
711t×95% x×98%
解得x=320.6t
（5）A、通入与反应无关的气体，体积不变，压强增大，对平衡无影响，且对反应装置无利，错误；B、向装置中通入氧气且保持体积不变，可以增大氧气的浓度，反应速率加快，平衡正向移动，二氧化硫的转化率提高，对生产有利，正确；C、催化剂只能加快反应速率，不能改变平衡，错误；D、转移SO3减少生成物浓度，平衡正向移动，二氧化硫转化率提高，但温度降低会使催化剂的活性降低，反应速率减慢，对生产不利，错误，答案选B。
某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按下图所示装置进行实验。
已知：Na2SO3＋H2SO4(浓)
请回答下列问题：
（1）装置A中盛放浓硫酸的仪器名称是 。
（2）实验过程中，C中的现象是 ，说明SO2具有 性。
（3）实验过程中，观察到装置B中出现了明显的白色沉淀。为探究该白色沉淀的成分，该小组同学进行了如下实验：
根据实验事实判断该白色沉淀的成分是 （填化学式），产生该白色沉淀的原因可能是 （填字母编号）。
a．BaSO3既不溶于水也不溶于酸
b．BaCl2溶液中可能溶解有氧气
c．BaCl2溶液中可能混有NaOH
d．由A制得的SO2气体中可能混有氧气
（4）如果将装置A中的浓H2SO4换作浓HNO3，对此实验是否有影响并明理由 。
正确答案
（1）分液漏斗 （2）KMnO4溶液退色 还原
（3）BaSO4 bd（选对一个给1分，错选不给分）
（4）有影响，浓HNO3可将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，而得不到SO2气体(其它合理答案也得分)
试题分析：（2）酸性高锰酸钾为强氧化剂，其溶液褪色说明SO2具有还原性；（3）生成的沉淀不溶于盐酸，确定该沉淀为BaSO4，根据题意分析产物只能是SO2的氧化产物，氧化剂只能是空气中的氧气；（4）硝酸具有强氧化性，能把亚硫酸钠氧化为硫酸钠，而得不到SO2气体。
某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按下图所示装置进行实验。
请回答下列问题：
（1）装置A中盛放浓硫酸的仪器名称是 ，A中发生反应的化学方程式为 ；
（2）实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是 、 ，这些现象分别说明SO2具有的性质是 和 ；
（3）装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象 ；
（4）尾气可采用 溶液吸收。
正确答案
（共10分）(1)分液漏斗(1分) Na2SO3+H2SO4(浓)==Na2SO4+SO2+H2O （2分）
(2)溶液 由紫红色变为无色，无色溶液出现黄色浑浊、还原性和氧化性（每空1分，共4分）
(3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗活塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复红色 （2分）
(4)NaOH （1分）
试题分析：（1）装置A中盛放浓硫酸的仪器为分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
（2）高锰酸钾溶液为紫红色，具有氧化性，二氧化硫具有还原性，二者发生氧化还原反应，则观察到红色逐渐变浅直至完全褪去，故答案为：红色逐渐变浅直至完全褪去；
（3）二氧化硫进入硫化钠溶液中发生的氧化还原反应为2S2-+SO2+2H2O=3S↓+4OH-，则观察到出现黄色浑浊，B中S元素的化合价升高，表现还原性，C中二氧化硫中硫元素的
化合价降低，表现氧化性，故答案为：2S2-+SO2+2H2O=3S↓+4OH-；出现黄色浑浊；还原性；氧化性；
（4）因二氧化硫能使品红褪色，但加热褪色后的溶液又可恢复红色，则操作为待品红溶液完全褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，观察到的现象为无色溶液恢复为红色，故答案为：操作：待品红溶液完全褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热；现象：无色溶液恢复为红色；
（5）因浓硫酸不与二氧化硫反应，则不能处理尾气，abd都能与二氧化硫反应，但d碱性太弱，吸收效果不好，则利用ab的溶液来吸收尾气，
利用氢氧化钠溶液来吸收尾气，发生的离子反应为SO2+2OH-=SO32-+H2O，
利用高锰酸钾溶液来吸收尾气发生的离子反应为2MnO4-+5SO2+2H2O═2Mn2++5SO42-+4H+，
故答案为：ab；SO2+2OH-=SO32-+H2O或2MnO4-+5SO2+2H2O═2Mn2++5SO42-+4H+。
点评：本题为实验习题，考查二氧化硫的制取及二氧化硫的性质实验，明确反应原理、二氧化硫的性质是解答本题的关键，难度不大。
（10分）现有ag铁碳合金，某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数，设计了下图所示的实验装置和实验方案（夹持仪器已省略），请回答相应问题。
（1）未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是：____ _。
（2）点燃酒精灯一段时间后，A、B中可观察到明显的现象。写出碳与浓硫酸加热反应的化学方程式_____________________________________。
（3）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)。能用该方法测定的前提现象是 。
（4）某同学认为上述方法较复杂，使用下图所示的装置和其它常用实验仪器测定某些数据即可。为了快速和准确的计算出铁的质量分数，最简便的实验操作是_______(填写代号)。
A．用排水法测定H2的体积
B．反应结束后，过滤、洗涤、干燥、称量残渣的质量
C．测定反应前后装置和药品的总质量。
正确答案
（10分）（1）常温下，碳和铁不与浓硫酸反应
（2）C+2H2SO4(浓)
（3）(11a－3b)/11a C中紫色未褪尽
（4）C （每空2分）
（1）浓硫酸具有强氧化性，但在常温下，碳和铁不与浓硫酸反应，所以A、B中没有明显的现象。
（2）在加热的条件下，碳被浓硫酸氧化生成CO2，同时浓硫酸被还原生成SO2，反应的方程式是C+2H2SO4(浓)
（3）由于反应中生成的SO2被B、C吸收，水蒸气被浓硫酸吸收，所以E中吸收的是CO2，即CO2的物质的量是b/44mol，因此原合金中碳的质量是12b/44g。所以铁碳合金中铁的质量分数为
（4）由于排水法测量氢气的体积不易操作，且误差较大，选项A不正确；B中操作太繁琐，不正确；由于碳和稀硫酸不反应，而铁能和稀硫酸反应生成氢气，所以通过测定反应前后装置和药品的总质量即可以得出氢气的质量，进而得出铁的质量，所以正确的答案选C。
为探究亚硫酸钠的热稳定性，某研究性学习小组将无水亚硫酸钠隔绝空气加热，并利用受热后的固体试样和下图所示的实验装置进行实验。请回答下列有关问题：
（1）查阅资料：无水亚硫酸钠隔绝空气受热到600℃才开始分解，且分解产物只有硫化钠和另外一种固体。如果加热温度低于600℃，向所得冷却后固体试样中缓缓滴加稀盐酸至足量，在滴加稀盐酸的整个过程中HSO3-的物质的量浓度变化趋势为________________；
（2）如果加热温度为700℃，向所得冷却后固体试样中缓缓滴加稀盐酸至足量，观察到烧瓶中出现淡黄色沉淀，且有大量气泡产生，则反应生成淡黄色沉淀的离子方程式为__________；此时在B、C两装置中可能观察到的现象为___________或___________。
（3）在（2）中滴加足量盐酸后，烧瓶内除Cl-外，还存在另一种浓度较大的阴离子（X）为___________。检验该阴离子（X），先取固体试样溶于水配成溶液，为了加速固体试样的溶解，可采取____________措施。以下是检验阴离子（X）的两种实验方案，你认为合理的方案是______（填“甲”或“乙”）。
方案甲：取少量试样溶液于试管中，先加稀HNO3，再加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，证明该离子存在。
方案乙：取少量试样溶液于试管中，先加稀HCl，再加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，证明该离子存在。
（4）写出Na2SO3固体加热到600℃以上分解的化学方程式____________。
正确答案
（1）先逐渐增大，后逐渐减小 （2分）
（2）2S2－＋SO32－＋6H＋=3S↓＋3H2O（2分）；
B中品红溶液褪色，C中无明显变化（1分）;B中无明显变化，C中产生黑色沉淀 （1分）
(说明：在同一空格中答“B中品红溶液褪色，C中产生黑色沉淀”不得分）
（3）SO42－（2分）搅拌（或加热）（2分）；乙（2分）；
（4）4Na2SO3
试题分析：（1）温度低于600℃，Na2SO3不分解，先反应生成NaHSO3，全部转化为NaHSO3后，再继续反应生成SO2和H2O，所以HSO3-的物质的量浓度变化趋势为先逐渐增大，后逐渐减小；（2）如果加热温度为700℃，Na2SO3分解，得到Na2S和Na2SO4，加盐酸反应2S2－＋SO32－＋6H＋=3S↓＋3H2O，还有大量气泡可能是H2S或SO2，所以现象为B中品红溶液褪色，C中无明显变化或者B中无明显变化，C中产生黑色沉淀。（3）分解产物中有Na2SO4，SO42－的鉴定甲方案加硝酸，把SO32－氧化为SO42－，不能证明它的存在，甲错误，乙正确。
研究性学习小组用Na2SO3与硫酸溶液(硫酸与水体积比1∶1)制备SO2并进行性质探究实验。
（1）D中的实验现象是 ，C、E中溶液都褪色，分别体现SO2 、 性质。
（2）请在方框中画出收集SO2以及尾气处理装置(标相关试剂)。
（3）研究小组发现B中有白色沉淀,为了清楚沉淀的物质，研究小组往B中加入过量稀盐酸，沉淀不溶解，你认为留下的沉淀物是 ，形成该沉淀的反应方程式有： 。
为了进一步验证沉淀原因，研究小组另取BaC12溶液，加热煮沸，冷却及时加入少量苯液封，然后再通SO2，结果发现沉淀量减少，但仍有轻微浑浊。研究小组改进A装置（如右图），再进行实验，B中没有出现浑浊。下列气体可作为X气体的是 （填序号，不定项选择)
A．CO2 B．NH3 C．O3 D．N2 E．NO2
（4）SO2为空气污染物，研究小组为测定某工厂区空气中SO2的含量，取10m3(标准状况)的空气，缓慢通过足量溴水中，在所得溶液中加入过量的BaC12溶液，将产生的白色沉淀洗涤、干燥，用电子称称其质量为0.233g，则：
①沉淀洗涤要干净，检验洗涤已经干净的实验操作是 。
②试计算此空气中SO2的浓度(列出计算表达式并计算结果，结果单位用mg/m3表示)。
正确答案
（1）出现淡黄色浑浊(或淡黄色沉淀或有淡黄色固体产生)(每空2分) 漂白性、还原性(各1分，共2分)
（2） 
（3）BaSO4(2分) SO2+H2O
（4）①取最后一次洗涤液少量于试管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，没有明显现象，证明洗涤干净(2分)
②
试题分析：（1）SO2+2H2S==3S↓+2H2O，则D中出现淡黄色浑浊(或淡黄色沉淀或有淡黄色固体产生)；使品红溶液褪色体现了SO2的漂白性，使酸性高锰酸钾溶液褪色体现了SO2的还原性；（2）SO2易溶于水、密度比空气、有毒，因此常用向上排空气法或长进短出法收集，用NaOH溶液吸收多余的SO2；（3）BaSO3、BaSO4均为难溶物，前者能溶于盐酸，后者难溶于盐酸；SO2+H2O
(15分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：
实验一 焦亚硫酸钠的制取
采用右图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为：Na2SO3＋SO2＝Na2S2O5
（1）装置I中产生气体的化学方程式为 。
（2）要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是 。
（3）装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为 (填序号)。
实验二 焦亚硫酸钠的性质
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
（4）证明NaHSO3溶液中HSO3－ 的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是 (填序号)。
a．测定溶液的pH b．加入Ba(OH)2溶液 c．加入盐酸
d．加入品红溶液 e．用蓝色石蕊试纸检测
（5）检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是 。
实验三 葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定
（6）葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下：
(已知：滴定时反应的化学方程式为SO2＋I2＋2H2O＝H2SO4＋2HI)
①按上述方案实验，消耗标准I2溶液25.00 mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为 g·L－1。
②在上述实验过程中，若有部分HI被空气氧化，则测得结果 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。
正确答案
⑴Na2SO3+H2SO4＝Na2SO4+SO2↑+H2O或Na2SO3+2H2SO4＝2NaHSO4+SO2↑+H2O
⑵过滤 ⑶d ⑷a、e
⑸取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成
⑹①0.16 ②偏低
试题分析：⑴装置I中浓硫酸与亚硫酸钠反应产生二氧化硫气体，同时生成硫酸钠和水，根据观察法将其配平。
⑵装置Ⅱ中析出Na2S2O5晶体，通过过滤操作得到该晶体。
⑶处理过量的SO2尾气，A项装置瓶口封闭，错误；B项食盐水不能将大量的SO2尾气吸收，错误；C项漏斗口没入了液体中，错误，D项氢氧化钠溶液可吸收SO2尾气，同时能防倒吸，正确。
⑷若NaHSO3溶液中HSO3－ 的电离程度大于水解程度，则所得溶液显弱酸性，可通过测定溶液的pH(pH＜7)，用蓝色石蕊试纸检测(显红色)等途径来证明。
⑸若Na2S2O5晶体在空气中已被氧化，则应该生成Na2SO4，通过检验样品中是否含有SO42－即可。
⑹①根据反应“SO2＋I2＋2H2O＝H2SO4＋2HI”，则样品中抗氧化剂的残留量＝
②若有部分HI被空气氧化又生成I2，导致消耗标准I2溶液的体积偏小，则测得结果偏低。
二氧化硫是一种大气污染物，研究对NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理有重要意义，某化学实验爱好小组欲探究SO2的性质，设计如下方案：
（1）B、C、D分别用于检验SO2的还原性、氧化性和漂白性。其中B、C分别为碘水和硫化氢的水溶液，则D中所盛试剂为_________，B中反应的离子方程式为：_________________。
（2）为了实现绿色实验的目标，某同学重新设计了如上右图A2的制取装置来代替A1装置，与A1装置相比，A2装置的优点是：________________________________（任写一点即可）。
（3）E中用氨水吸收尾气中的SO2，“吸收液”中可能含有OH－、SO32－、SO42－、HSO3－等阴离子。已知亚硫酸氢盐一般易溶于水，SO2也易溶于水。现有仪器和试剂为：小烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、过滤装置和滤纸；2mol/L盐酸、1mol/L BaCl2溶液、1mol/L Ba(OH)2溶液、品红溶液、蒸馏水。
请设计实验证明“吸收液”中存在SO32－和HSO3－，完成下表的实验操作、预期现象和结论：
正确答案
（1）品红溶液 （1分）
SO2 + I2 + 2H2O = SO42－ +2I－ + 4H+（2分，电荷不守恒0分；化学式任错一个0分）
（2）①不用加热，安全性能高。
②易于控制反应进行，反应更充分。（任写一个，合理答案均给1分）
（3）
试题分析：（1）可以使用品红溶液来验证二氧化硫的漂白性，碘单质可以把二氧化硫氧化成正六价的硫而本身被还原成负一价的碘。除了氟之外所有的卤素单质都有这一性质。（2）改进以后的装置少了加热的部分，相对来讲安全程度要好点。再者就是这样的装置可以随时控制二氧化硫的生成量，避免过多的二氧化硫产生从而污染空气。
（3）利用亚硫酸根离子亚硫酸氢根离子的特性来进行检验。
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