- 硫和氮的氧化物
- 共10865题
(12分)2009年2月3日下午,山西省太原市第四人民医院举行了祝贺太原禽流感患儿彭杰(女)康复出院及病情报告会。禽流感病毒是一种没有超常抵抗力的病毒。研究证明,许多常用消毒药品如漂粉精、漂白粉、高锰酸钾等,都可以将禽流感病毒杀灭。氯气及氢氧化钙充分反应,使次氯酸钙成为主要成分,得到漂粉精,其稳定性比漂白粉高。
将漂粉精溶于适量水中,呈白色浊状物,静置沉降。取少许上层清液,滴加碳酸钠溶液出现白色沉淀,发生反应的离子方程式为______________________________。另取少许上层清液,先滴加适量的________(填化学式)酸化,再滴加________(填化学式)溶液即可检验Cl-的存在,发生反应的离子方程式为____________________________。再取少许上层清液,滴加几滴酚酞溶液,溶液呈红色,随后溶液迅速褪色,说明漂粉精溶液呈______性并具有______性。
正确答案
Ca2++CO===CaCO3↓ 稀硝酸
AgNO3 Ag++Cl-===AgCl↓ 碱 漂白
氯气与氢氧化钙充分发生反应:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,使次氯酸钙成为主要成分,得到漂粉精,将漂粉精溶于水中,水变浑浊并有少量沉淀,取上层清液其主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,遇Na2CO3溶液,发生的反应可用离子方程式Ca2++CO===CaCO3↓表示,取上层清液滴加适量HNO3酸化排除杂质离子的干扰,再滴加AgNO3溶液,若出现白色沉淀,可证明有Cl-的存在,发生反应的离子方程式为:Ag++Cl-===AgCl↓,由于上层清液滴加几滴酚酞溶液,溶液呈红色,说明漂粉精溶液呈碱性,随后溶液迅速褪色,说明其溶液还具有漂白性。
根据下图所示的A、B、C、D、E 五种物质的相互转化关系,按如下关系填写相应的物质和有关反应的化学方程式:
(1)当A是气体单质时,B是_________,C是____________,E是______________,由D 生成E的反应的化学方程式是__________________。
(2)当A是固体单质时,A是_________,B是____________,D是______________,由E 生成C的反应的化学方程式是__________________。
正确答案
(1)NH3;NO;HNO3; 3NO2+H2O=2HNO3+NO
(2) S;H2S;SO3; Cu + 2H2SO4 CuSO4+SO2↑+2H2O
由题中所给的转化关系得知:B为氢化物.B(AHx)经过两步反应,可以被氧化成D,说明A元素有多种价态,D能与水反应得E,E又能与Cu反应得氧化物C,则E一定为氧化性酸,依题意,应为硝酸或浓硫酸,由此不难得出答案
(1)硫元素有多种化合价,可形成多种化合物。填写下表中的空白:
(2)已知NaHSO3溶液显弱酸陛,请写出该溶液中存在的各种平衡反应的离子方程式: 。
(3)请按照浓度由大到小的顺序排列Na2SO3溶液中的离子: 。
Na2SO3溶液放置于空气中一段时间后,溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。(不考虑水的蒸发)原因是
。
(4)某同学设计如下实验流程探究Na2S2O3的化学性质。
实验①可说明Na2S2O3能发生水解,实验②③说明Na2S2O3具有 性。请你预测Na2S2O3还可能具有的化学性质(列举2条即可) 、 。
正确答案
(1)(2分)
(2)HSO3-H++SO32-、HSO3-+H2O
H2SO3+OH-、H2O
H++OH-;(3分,每个方程式1分)
(3)c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)(2分);减小(1分);2SO32-+O2=2SO42-,SO32-被氧化生成SO42-,SO32-的浓度减小,水解产生的OH-浓度减小,溶液pH减小;(2分,只要叙述合理,不写方程式也得分)
(4)还原;具有氧化性、沉淀性(或能与阳离子结合产生沉淀)、络合性(或能形成络合物)、能发生歧化反应(或既具有氧化性又具有还原性)。(答对一条1分,共3分,错误不得分,只要合理即可得分)
试题分析:(1)硫元素表现-2价,有硫化钠等,硫元素表现+4价,有二氧化硫、亚硫酸盐等,故答案为:Na2S等;SO2等;
(2)溶液中存在水的电离平衡、亚硫酸氢根的电离平衡与水解平衡,平衡反应的离子方程式分别为HSO3-H++SO32-、HSO3-+H2O
H2SO3+OH-、H2O
H++OH-,
(3)Na2SO3溶液亚硫酸根水解得到亚硫酸氢根,溶液呈碱性,亚硫酸根氢根水解得到亚硫酸,同时存在水的电离,故溶液中氢氧根离子的浓度大于亚硫酸氢根离子,碱性条件下,氢离子浓度原小于亚硫酸氢根离子浓度,水解程度不大,亚硫酸根浓度大于氢氧根离子浓度,故溶液中离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+),
Na2SO3溶液放置于空气中一段时间后,SO32-被氧化生成SO42-,SO32-的浓度减小,水解产生的OH-浓度减小,溶液pH减小,
(4)Na2S2O3溶液与氯化钡溶液混合后,没有明显现象,加入氯水,有白色沉淀生成,该沉淀为硫酸钡,反应中硫元素的化合价升高,Na2S2O3表现还原性;
Na2S2O3中硫元素的化合价处于中间价态,具有氧化性、还原性,可能发生歧化反应等.
某化学课外兴趣小组探究铜与浓硫酸的反应情况及某些产物的性质。
(Ⅰ)甲、乙两同学进行了下列实验:取一定量的铜片和20 mL 18 mol/L的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直至反应完毕,最后发现烧瓶中还有铜片剩余,同时根据所学的知识认为还有较多硫酸剩余。
(1)铜与浓硫酸反应的化学方程式是:
可以证明有余酸的实验方案是_ (填字母)。
a.再加入适量NaNO3固体B.再滴入BaCl2溶液 C.再加入银 D.再滴入Na2CO3溶液
(2)甲同学设计求余酸浓度的实验方案是测定产生气体的量。下列方案中不可行的是 (填字母)。
a.将产生的气体缓缓通过预先称量的盛有碱石灰的干燥管,反应结束后再次称量
b.将产生的气体缓缓通入酸性高锰酸钾溶液,再加入足量BaCl2溶液,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀
c.用排水法测定其产生气体的体积(折算成标准状况)
d.用排饱和NaHSO3溶液的方法测出其产生气体的体积(折算成标准状况)
(3)乙同学设计测定余酸浓度的实验方案是:测定反应后的混合液中Cu2+的量。在反应后的溶液中加入足量Na2S溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀的质量为W g,测得反应后溶液的体积为V mL。则剩余硫酸的物质的量浓度为 mol/L(用含W、V的代数式表示)。
(Ⅱ)丙同学探究SO2与BaCl2溶液能否反应生成白色BaSO3沉淀。
丙同学先将产生的气体通过盛有饱和NaHSO3溶液的洗气瓶,再缓缓通入BaCl2溶液中,观察到有少量白色沉淀生成,检验白色沉淀,发现沉淀全部不溶于稀盐酸,该沉淀的生成表明SO2具有 性。用一个离子方程式解释生成此沉淀的原因 。
正确答案
(Ⅰ) (1) Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O(2分) ad (2) abc(2分)(3)
(Ⅱ) 还原(2分) 2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+(2分)
试题分析:(Ⅰ)(1)铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为:
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O;因反应后有硫酸铜生成,证明有余酸应检验混合液中含有氢离子,a.若有余酸,再加入适量NaNO3固体可发生反应:3Cu + 2NO3- + 8H+ = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O,剩余的铜溶解,有气体生成,在试管口变红棕色,可以证明; b.滴入BaCl2溶液,与氢离子不反应,不能证明; C.再加入银 ,与氢离子不反应,不能证明;D.再滴入Na2CO3溶液,与氢离子反应有无色气体生成,可以证明;选ad;(2)甲同学设计求余酸浓度的实验方案是测定产生气体的量。a.产生的气体中含有水蒸气也能被碱石灰吸收,会产生误差,不可行;b.酸性高锰酸钾溶液是用硫酸酸化的,产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液,再加入足量BaCl2溶液,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀,沉淀的量偏大,不可行;c.二氧化硫易溶于水,用排水法测定其产生气体的体积,不可行;d.二氧化硫不溶于饱和NaHSO3溶液,用排饱和NaHSO3溶液的方法测出其产生气体的体积(折算成标准状况),可行;选abc;(3)乙同学设计测定余酸浓度的实验方案涉及反应为:
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,Cu2+ + S2-= CuS↓,根据化学方程式的硫化铜与参加反应的硫酸的关系式:CuS——2H2SO4,则参加反应的硫酸的物质的量为W /48mol,剩余硫酸的物质的量为(0.36—W /48)mol,物质的量浓度为
mol/L。
(Ⅱ) 丙同学先将产生的气体通过盛有饱和NaHSO3溶液的洗气瓶,再缓缓通入BaCl2溶液中,观察到有少量白色沉淀生成,检验白色沉淀,发现沉淀全部不溶于稀盐酸,则该沉淀为硫酸钡,产生该沉淀的原因为2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+,SO2表现还原性。
某研究小组探究:
I .铜片和浓硫酸的反应(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)
II. SO2和 Fe( NO3)3溶液的反应[1.0 mol/L的 Fe(NO3)3溶液的 pH=1]请回答下列有关问题:
探究I
(l)某学进行了下列实验:取12.8g铜片和20 mL 18 mol•L-1的浓硫酸放在三颈瓶中共热,直至反应完毕,最后发现烧瓶中还有铜片剩余,同时根据所学的知识同学们认为还有较多的硫酸剩余。
①装置A中反应的化学方程式是_______
②该同学设计求余酸浓度的实验方案是测定产生气体的量。其方法有多种,请问下列方案中不可行的是______ (填字母)。
探究II
(2)为排除空气对实验的干扰,滴加浓硫酸之前应进行的操作是______。
(3)裝置B中产生了白色沉淀,分析B中产生白色沉淀的原因,提出下列三种猜想:
猜想1:SO2与Fe3+反应;猜想2 :在酸性条件下SO2与NO3-反应;猜想3:____________;
①按猜想1,装置B中反应的离子方程式是______,证明该猜想应进一步确认生成的新物质,其实验操作及现象是____________。
②按猜想2,只需将装置B中的Fe(NO3)3溶液替换为等体积的下列某种溶液,在相同条件下进行实验。应选择的替换溶液是______ (填序号)。
a.0.1 mol/L 稀硝酸 b. 1.5 mol/L Fe(NO3)2溶液
c. 6.0 mol/L NaNO3和0.2 mol/L盐酸等体积混合的溶液
正确答案
(13分)(1)①2H2SO4(浓)+CuCuSO4+2H2O+2SO2↑(2分) ②AC(2分)
(2)打开弹簧夹,向装置中通入一段时间的N2,关闭弹簧夹(2分)
(3)猜想3:SO2和Fe3+、酸性条件下NO3-都反应(1分)
①Ba2++SO2+2 Fe3++2H2O=BaSO4↓+4H++2 Fe2+(2分)(可分步写SO2+2 Fe3++2H2O=SO42-+4H++2 Fe2+,Ba2++SO42-=BaSO4↓(各1分);取少量B中溶液于试管中,加入少量铁氰化钾[K3Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀,则溶液中有Fe2+,猜想1合理(2分)②c(2分)
试题分析:(1)①浓硫酸具有强氧化性,在加热时可以氧化单质铜,生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为2H2SO4(浓)+CuCuSO4+2H2O+2SO2↑。
②A、由于生成的SO2气体中还含有水蒸气,而水蒸气也能被碱石灰吸收,所以不能通过称量碱石灰反应前后的质量计算SO2的质量,A不正确;
B、SO2具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化生成硫酸,进而生成生成白色沉淀硫酸钡,所以通过称量硫酸钡的质量可以确定SO2的质量,B正确;
C、SO2易溶水,不能通过排水法确定SO2的体积,C不正确;
D、SO2不能溶解在饱和的亚硫酸氢钠溶液中,所以可以用排饱和NaHSO3溶液的方法测定其产生气体的体积,D正确,答案选AC。
(2)要排除空气参与反应,可在反应之前先通入氮气一段时间,将装置中的空气排出。即正确的操作是打开弹簧夹,向装置中通入一段时间的N2,关闭弹簧夹。
(3)根据猜想1和2可知,猜想3应该是SO2和Fe3+、酸性条件下NO3-都反应。
①铁离子具有氧化性,能把SO2氧化生成硫酸,进而生成硫酸钡白色沉淀,反应的离子方程式是Ba2++SO2+2 Fe3++2H2O=BaSO4↓+4H++2 Fe2+。要验证该反应,则还应进一步确认生成的新物质亚铁离子,所以其实验操作及现象是取少量B中溶液于试管中,加入少量铁氰化钾[K3Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀,则溶液中有Fe2+,猜想1合理。
②要验证猜想2正确,则需要排除阳离子铁离子的干扰,因此只需将装置B中的Fe(NO3)3溶液替换为6.0 mol/L NaNO3和0.2 mol/L盐酸等体积混合的溶液,即答案选c。2、硝酸和铁离子的性质;物质的检验;实验条件的控制以及实验方案的设计等
某地有一池塘,生长着丰富的水生植物和多种鱼虾。后来,由于化工厂将大量污水排入池塘中,使水质恶化,各种水生生物先后死亡。根据题意回答下列问题:
(1)从生态平衡角度看,池塘这种变化说明了 。
(2)造成这种变化的原因是 。
(3)经检测,污水中含有0.012 mol·L-1的游离溴。可用亚硫酸钠除去污水中的溴,请写出其化学方程式 。
(4)处理这种污水5 L,需加入0.05 mol·L-1的亚硫酸钠__________L,才能将溴全部除去。
(5)要使池塘恢复本来面目.首先要解决的问题是__________.首先要恢复的生物是__________。
正确答案
(1)池塘的生态平衡遭受破坏 (2)化工厂对池塘的污染超过了池塘生态系统的自动调节能力 (3)Na2SO3+Br2+H2O=Na2SO4+2HBr (4)1.2 (5)化工厂的污染问题 水生植物
首先分析池塘的变化。变化情况:丰富水生生物→水质恶化→水生生物死亡;变化原因:化工厂排放污水进入池塘。在此基础上,运用生态平衡知识解答(1)、(2)、(5)三个小题;运用氧化还原反应原理及物质的量浓度计算解决(3)、(4)两个小题.考查生态平衡、氧化还原反应、物质的量浓度计算等知识综合应用的能力。
Na2S2O3·5H2O(俗称海波或大苏打)是照相业常用的一种定影剂。
(一)常用下列途径制备海波:
已知反应:4FeS+7O2 2Fe2O3+4SO2、Na2SO3+S
Na2S2O3
(1)计算原料FeS在反应(a)和(b)中的理论分配比:_________。
(2)现有88gFeS,设NaOH溶液吸收SO2的吸收率为96%,问最多制备海波质量为____克(精确到0.1克)
(二)工业上制得的海波晶体中可能含有少量的亚硫酸钠和硫酸钠杂质。为了测定某海波样品的成分,称取三份质量不同的该样品,分别加入相同浓度的硫酸溶液30mL,充分反应后过滤出硫,微热滤液使生成的SO2全部逸出(Na2S2O3+ H2SO4® Na2SO4+ SO2↑+ S↓+ H2O)。测得有关实验数据如下(标准状况):
(3)计算所用硫酸溶液的物质的量浓度。(写出计算过程)
(4)分析以上实验数据,可判断该样品__________(填字母)
A.不含Na2SO3和Na2SO4 B.不含Na2SO3 含Na2SO4
C.含Na2SO3不含Na2SO4 D.含Na2SO3和Na2SO4
(5)若将30.16g该样品和一定量的上述硫酸溶液混合微热。试讨论:当加入硫酸的体积______(aL)在不同取值范围时,生成SO2体积___________(bL,标态)的值。(可用含a和b的代数式表示)
正确答案
(1)2:1
(2)121.5 g
(3)4mol/L
(4)D
试题分析:
(1)4FeS+7O22Fe2O3+4SO2, FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑.2H2S +SO2=3S+2H2O.SO2+2NaOH=Na2SO3+ H2O;Na2SO3+S
Na2S2O3。若恰好完全反应,则Na2SO3:S=1:1,根据方程式进行逆推,可得到FeS在反应(a)和(b)中的理论分配比为2:1。
(2)(1)n(FeS)=88g÷88g/mol=1mol.若制备海波质量最多。则根据方程式Na2SO3+SNa2S2O3可知Na2SO3:S=1:1。假设产生的Na2SO3的物质的量为x.由于NaOH溶液吸收SO2的吸收率为96%,反应消耗的SO2的物质的量为x÷0.96.其余的S完全(1- x÷0.96)完全转化为S单质, 1- x÷0.96=x.解得x=0.4898.所以得到的Na2S2O3·5H2O质量为:0.4898mol×248g/mol=121.5 g。
(3)通过对表中的数据进行分析发现第三组中是硫酸完全反应。有关的反应方程式为Na2S2O3+ H2SO4= Na2SO4+ SO2↑+ S↓+ H2O;Na2SO3+ H2SO4= Na2SO4+ SO2↑+H2O。可见无论硫酸发生那个反应都有关系式H2SO4~SO2。n(SO2)= 2.688L÷22.4L/mol=0.12mol.所以n(H2SO4)= 0.12mol.c(H2SO4) =0.12mol÷0.03L=4mol/L.
(4)n(S)=0.1mol,则根据方程式Na2S2O3+ H2SO4= Na2SO4+ SO2↑+ S↓+ H2O可知n(Na2S2O3)=0.1mol, m(Na2S2O3·5H2O)=24.8g;它产生的SO2也是0.1mol。由Na2SO3产生的SO2为0.12mol-0.1mol=0.02mol,所以n(Na2SO3)=0.02mol.m(Na2SO3)=0.02mol×126g/mol=2.52g.由于m(Na2S2O3·5H2O)+m(Na2SO3) = 24.8g+2.52g=27.32g<35.00g.所以在该固体中还含有Na2SO4。因此选项为D。
(5)通过上述表格中的数据分析可知30ml的硫酸恰好与样品完全反应时固体的质量为30.16g 。因此若02S2O3·5H2O的制取方法、及纯度的计算的知识。
以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下:
(1)已知:(已折算为标况下)SO3气体与H2O化合时放出的热量为 (保留两位有效数字)。
(2)沸腾炉中发生反应的化学方程式为 。
(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母) 。
a.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
b.过量空气能提高SO2的转化率
c.使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率
d.为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎
(4)在吸收塔吸收SO3不用水或稀硫酸的原因 。
(5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的SO2和铵盐。
①SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式是 。
②为测定该铵盐中氮元素的质量分数,将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中,沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)。该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全,测定浓硫酸增加的质量。部分测定结果如下表(a>0):
计算:该铵盐中氮元素的质量分数是 %;若铵盐质量为15.00g,浓硫酸增加的质量为 。(计算结果保留两位小数)
正确答案
(1)3.9×105kJ(2分) (2)4FeS2+11O24Fe2O3+8SO2(2分)(3)a b d(3分)
(4)SO3与H2O化合时放出大量的热,用水或稀硫酸吸收容易形成酸雾,反而不利于充分吸收SO3(2分)
(5)①SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-(2分) ②14.56(2分)(14.56%不给分)
2.31g(2分)
试题分析:(1)根据热化学方程式可知SO3气体与H2O化合时放出的热量为×130.3kJ/mol=3.9×105kJ。
(2)黄铁矿燃烧燃烧生成SO2和氧化铁,反应的化学方程式为FeS2+11O24Fe2O3+8SO2。
(3)生产过程中的矿渣中含有三氧化二铁,可以炼铁,a正确;增加空气的量会使平衡正向进行,提高了二氧化硫的转化率,b正确;催化剂只改变速率不改变平衡,不改变转化率,c不正确;粉碎矿石增大接触面积提高反应速率,d正确,所以正确答案选abd。
(4)由于SO3与H2O化合时放出大量的热,用水或稀硫酸吸收容易形成酸雾,反而不利于充分吸收SO3,所以在吸收塔吸收SO3不用水或稀硫酸。
(5)①单质溴具有氧化性,能把SO2氧化生成硫酸,而溴单质被还原为溴离子,因此反应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-。
②从吸收塔出来的气体用一定量氨水吸收,得到的铵盐产品是(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合物;本反应历程是:OH-首先是和NH4HSO3中的H+反应,然后OH-再和NH4+反应放出氨气。由题知铵盐质量为30.00g时,产生0.68g÷17g/mol=0.04molNH3。该铵盐中NH4HSO4先与NaOH溶液反应,2NH4HSO4+2NaOH=(NH4)2SO4+Na2SO4+H2O,只有当NH4HSO4中的H+消耗完全后,NH4+才能与NaOH溶液反应产生NH3,NH4++OH-=NH3↑+H2O。据此判断铵盐质量为10.00g时NaOH溶液过量,铵盐质量为20.00g和30.00g时,消耗的NaOH质量相等。设10.00g铵盐中NH4HSO4 与(NH4)2SO4的物质的量分别为X、Y,n(NH3)=n(OH-)-n(H+),则有:
因此3X+2Y=3X+0.04,解得Y=0.02mol,又115X+132Y=10.00,得X=0.064mol.则该铵盐中氮元素的质量分数=×100%=14.56%。
由上面讨论可知此NaOH溶液中共有0.232molNaOH,当铵盐质量为15.00g时含0.096mol NH4HSO4和0.03mol (NH4)2SO4,共有NH4+和H+ 0.252mol,故NaOH不足,此时产生n(NH3)=(0.232-0.096)mol=0.136mol,因此NH3的质量=0.136mol×17g/mol=2.31g。
(18分)甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀,用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性己检验)。
实验操作和现象:
(1)A中反应的化学方程式是 。
(2)C中白色沉淀是 ,该沉淀的生成表明SO2,具有 性。
(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是 。
(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲同学认为是空气参与反应,乙同学认为
是白雾参与反应。
①为证实各自的观点,在原实验基础上/甲同学在原有操作之前增加一步操作,该操作是
;乙同学在A、B间增加洗气瓶D,D
中盛放的试剂是 。
②甲、乙两同学分别改进实验后,B装置中现象分别为:
甲
大量白色沉淀
乙
少量白色沉淀
检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸。请用离子方程式解释甲、乙两同学改进实验后仍然产生沉淀的原因,甲: ,乙: 。
(5)合并(4)中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是 。
正确答案
略
某研究性学习小组通过下列实验探究SO2能否与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀,并制备硫酸铜晶体。完成下列填空。甲同学用装置I进行实验,加热反应物至沸腾,发现BaCl2溶液中出现白色沉淀,且白色沉淀不溶于盐酸。
(1)白色沉淀是 。
(2)甲同学就白色沉淀的生成原因提出了两种假设,这两种假设可能是:
① ②
乙同学设计了改进装置Ⅱ进行实验,检验甲同学提出的假设(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)。
①打开弹簧夹,通入N2一段时间后关闭弹簧夹;
②滴加一定量浓硫酸,加热A,一段时间后C中未见沉淀生成。
(3)操作①的目的是 ,集气瓶B中的试剂是 。
(4)该实验能否检验甲同学上述两种假设中的任意一种 ,理由是 。
丙同学向反应后的蓝色溶液中加入足量的CuO,过滤后将滤液制成硫酸铜晶体(CuSO4·xH2O),采用加热法测定该晶体中结晶水x的值,实验数据记录如下:
(5)若无需再进行第三次称量,则a的数值范围应为 。
(6)若加热后坩埚与固体总质量为18.620g,计算x 的实测值 (保留二位小数),相对误差 。
正确答案
(1)BaSO4(2分);
(2)①浓硫酸沸腾蒸出进入氯化钡溶液生成沉淀(1分)
②SO2被氧气氧化成硫酸生成沉淀(1分)
(3)排除装置内的空气(O2)(1分) 饱和NaHSO3溶液(1分)
(4)不能(1分),因为同时改变了两个变量,无法确定到底是哪个变量的作用。(1分)
(5)18.621±0.001 (1分)
(6)5.25 (2分) +5%(1分)
试题分析:(1)白色沉淀不溶于盐酸,因此白色沉淀是硫酸钡。
(2)根据硫酸的沸点和加热温度分析,说明浓硫酸在温度较高时也能挥发出H2SO4蒸气,由于BaSO3能够溶于盐酸,根据元素守恒可知该沉淀只能是BaSO4,有可能一是挥发出的H2SO4提供的SO42-与Ba2+反应生成的,也有可能是溶液中溶解的氧气与SO2作用产生了硫酸,进而得到BaSO4;
(3)氮气性质稳定,排净装置中的空气中的氧气,以验证上述原理是否正确;为除去反应中带出的雾状硫酸,可以将气体通过饱和NaHSO3溶液;
(4)由于同时改变了两个变量,无法确定到底是哪个变量的作用。
(5)由于两次实验误差不能超过0.001,所以若无需再进行第三次称量,则a的数值范围应为18.621±0.001。
(6)若加热后坩埚与固体总质量为18.620g,因此失去的结晶水质量为22.700g -18.620g=4.08g,水的物质的量是0.227mol。晶体的质量为22.700g-11.710g=10.99g,则×x=0.227
解得x=5.25,因此相对误差为×100%=5%。
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