- 硫和氮的氧化物
- 共10865题
根据要求完成下列各小题实验目的。（a、b为弹簧夹，加热及固定装置已略去）
(1)验证碳、硅非金属性的相对强弱。（巳知酸性：亚硫酸 >碳酸）
①接仪器并_________________、加药品后，打开a关闭 b，然后滴入浓硫酸，加热。
②铜与浓硫酸反应的化学方程式是： 。
装置A中的试剂可以是： 。
③能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是： 。
(2)验证 SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。
①打开b，关闭a。
②H2S溶液中有浅黄色浑浊出现，化学方程式是：
③BaCl2溶液中无明显现象，将其分成两份，分別滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填人下表相应位置：
写出SO2与氯水反应的离子方程式 。
正确答案
(1) ①检查装置气密性（2分） ②Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O（2分）
酸性KMnO4溶液或溴水或饱和NaHCO3溶液（2分）③Na2SiO3溶液中产生胶状沉淀（2分）
(2) ②2H2S + SO2 =" 3S↓+" 2H2O（2分） ③BaSO4（2分） BaSO3（2分）
Cl2 + SO2 + 2H2O = SO42－+ 4H＋+ 2Cl－（2分）
（1）装置图组装好以后，首先要检验装置的气密性。浓硫酸具有强氧化性，在加热的条件下能把铜氧化生成硫酸铜、SO2和水。由于亚硫酸的酸性强于碳酸的，所以生成的SO2通入到碳酸氢钠溶液中，会生成CO2气体。而碳酸的酸性又强于硅酸的，所以CO2通入到硅酸钠溶液中，会析出硅酸晶体。为了防止SO2的存在干扰CO2和硅酸钠的反应，需要在通入硅酸钠溶液之前，先把SO2除去，可以选择酸性高锰酸钾溶液或溴水或饱和碳酸氢钠溶液等。
（2）H2S中的硫元素处于最低价，SO2能把硫化氢氧化生成单质硫，反应式为2H2S + SO2 =" 3S↓+" 2H2O。氯气具有强氧化性，能把SO2氧化生成硫酸，从而产生硫酸钡沉淀。氨水和亚硫酸反应生成亚硫酸铵，进而生成亚硫酸钡沉淀。
某课外活动小组的同学，在实验室研究用过量的锌与浓硫酸反应制取二氧化硫的有关问题。
(1)这样制取的二氧化硫气体中可能含有的杂质是 。
(2)某同学用下列装置连接成一整套实验装置以验证(1)的判断是否正确，若按气体从左到右流向时，气体流经的各装置导管的编号依次是 (用a、b……填写)。
(3) 根据(2)确定的实验过程，请将实验时有关装置中所盛药品、实验现象、结论或解释填入下表：
正确答案
(1) 氢气和水蒸气 (2)c d (或d c) a b (或b a) e
(3)
（1）由于在反应过程中，浓硫酸的密度会逐渐减小，所以在反应后期会产生氢气。又因为气体从溶液中挥发出时一定会带有水蒸气，即SO2中含有的杂质是氢气和水蒸气。
（2）检验氢气可用其还原性，即利用氢气还原氧化铜；检验水蒸气一般用无水硫酸铜，且首先要检验水蒸气；又因为氢气在还原氧化铜时应该是干燥的，所以正确的答案是c d (或d c) a b (或b a) e
（3）见分析（2）.
设空气中N2、O2的体积分数分别为0.8和0.2。在沸腾炉中将硫铁矿用空气充分煅烧：
4 FeS2 + 11 O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2
（1）所得气体中SO2的体积分数不超过________%（保留一位小数）。
（2）在实际生产中，接触室SO2与O2的体积比以1:4较为适合。若沸腾炉通入接触室的炉气中SO2、O2、N2的体积比为8:1:48，其流速为2.5 m3/ s，则再往接触室里通入的空气的流速应该为___________m3 / s（保留一位小数，气体体积在同温同压下测定）。
（3）若从接触室出来的气体中SO2、O2、N2、SO3的体积比为0.5:1:20: x，则x=_______，此时反应中SO2的转化率为__________%（保留一位小数）。
（4）硫酸厂常用氨水吸收尾气的SO2、SO3等，再向吸收液中加入浓硫酸，以制取高浓度的SO2和(NH4)2SO4、NH4HSO4固体。为了测定上述(NH4)2SO4、NH4HSO4固体混合物的组成，现称取该样品四份〔(NH4)2SO4和NH4HSO4的分解温度均高于200℃〕，实验数据如下：（气体均在标况下测定）
①该混合物中(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量之比____________
②所用NaOH溶液的物质的量浓度____________。
正确答案
（12分）
15.4%（2）6.8 （3） 8 94.1% （4）①1：2 ②3mol/L
略
(15分)X、Y、Z、W是四种短周期元素，X原子的M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍；Y原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；2的最外层电子数与核外电子总数之比为5：7；W元素最高正价为+7价。
(1)元素W在周期表中的位置是_______________
(2)X、W两种元素的气态氢化物中，稳定性强的是_________(填化学式)
(3)在X2W2分子中，每个原子最外层均达到8电子稳定结构，则X2W2的电子式
为_______________．
(4)由Y2H6、O2、KOH溶液组成的燃料电池中。负极上发生的电极反应为___________________________．
(5)在碱性条件下，用W2将废水中的YZ－转化成Z2和YO32－等，从而使废水得到净化，则
其反应的离子方程式为__________________________________
(6)在常温下，0.2mol YX2(液态)在O2中完全燃烧，生成两种气态氧化物时放出的热量为215kJ，该反应的热化学方程式为_______________________________________．
正确答案
略
（16分）硫代硫酸钠(Na2S2O3)是最重要的硫代硫酸盐，俗称“海波”，又名“大苏打”。易溶于水，不溶于乙醇。在棉织物漂白、定量分析中有广泛应用。
某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想，通过实验探究Na2S2O3的化学性质。
【样品制备】实验室中常用亚硫酸钠和硫磺制备Na2S2O3·5H2O。写出反应的化学方程式 ；
反应液经脱色、过滤、浓缩结晶、过滤、洗涤、干燥即得产品。所得晶体用乙醇洗涤的目的是 ；
【提出问题】Na2S2O3是否与Na2SO4具备相似的下列性质呢？
猜想①： ；
猜想②：溶液呈中性，且不与酸反应；
猜想③：无还原性，不能被氧化剂氧化。
【性质探究】基于上述猜想②、③，设计实验方案。
【实验结论】
Na2S2O3能与酸反应，具有还原性，与Na2SO4的化学性质不相似。
【问题讨论】
（1）甲同学向探究“猜想③”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，并据此认为氯水可将Na2S2O3氧化。你认为该方案是否正确并说明理由： 。
（2）请重新设计一个实验方案，证明Na2S2O3具有还原性。你的实验方案是： 。
正确答案
【样品制取】Na2SO3 + S + 5H2O ══Na2S2O3·5H2O 除去可溶性杂质，减少产品的溶解损耗
【提出问题】与BaCl2溶液反应有沉淀生成
【性质探究】用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液，点滴到pH试纸的中央，有淡黄色沉淀和无色刺激性气味气体产生 S2O32-＋4Cl2＋5H2O=2SO42-＋8Cl－＋10H＋
【问题讨论】
（1）不正确，因氯水中本来就含有Cl－
（2）在少量Na2S2O3溶液中滴入氯水，然后滴入氯化钡溶液，若观察到白色沉淀产生，加入盐酸后不溶解，则说明Na2S2O3能被氯水氧化
试题分析：【样品制取】：明确反应物是Na2SO3、S ，生成物是Na2S2O3·5H2O，可快速书写出化学反应方程式；由已知：“易溶于水，不溶于乙醇”，说明乙醇的作用是除去杂质、减少损耗。
【提出问题】硫酸钠与氯化钡反应生成白色沉淀，猜想Na2S2O3与BaCl2溶液反应有沉淀生成；
【性质探究】根据盐类水解的规律，无弱不水解，有弱才水解，越弱越水解，谁强显谁性，Na2S2O3为
强碱弱酸盐，水解呈碱性，用PH试纸测溶液的PH；
向pH=2的硫酸中滴加Na2S2O3溶液，硫代硫酸钠和硫酸反应生成二氧化硫气体和硫单质，Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O；
根据氧化还原反应的实质得失电子守恒，S2O32-→2SO42-～8e-，Cl2→2CI-～2e-，所以4molCl2氧化1molS2O32-，得到8molCl-和2molSO42-，根据电荷守恒，生成物中应有10molH+，根据原子守恒反应物中应有5molH2O，离子方程式为S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+。
【问题讨论】（1）氯水的成分中含有氯离子，可以和AgNO3溶液反应产生白色沉淀。
（2）Na2S2O3被氯水氧化生成硫酸根离子，硫酸根检验时要排除碳酸根离子和亚硫酸根离子的干扰，所以加入用盐酸酸化的氯化钡溶液，如果有白色沉淀产生，则证明含有硫酸根离子，反之则没有。
考查了物质的检验，要求会根据题中给予信息分析问题、解决问题，题目难度中等．
（16分）硫酸是一种实验室常用的化学试剂。请按要求填空：
（1）浓硫酸试剂瓶上适合贴上的图标是 （填写字母标号）。
（2）实验室有1.00mol·L-1的硫酸溶液，从中准确量出10.00 mL，其物质的量浓度为 mol·L-1。现将准确量出的10.00 mL的硫酸溶液配制成0.100mol·L-1的稀硫酸，所需要的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒还需 和 。
（3）用图所示的实验装置验证铜与浓硫酸反应生成的气体产物，则装置②、③分别为 。
A．品红溶液 B．BaCl2溶液 C．NaOH溶液 D．AgNO3溶液
（4）装置①中发生反应的化学方程式为 ，
若装置①中加入铜6.4g和含有0.2molH2SO4的浓硫酸，则产生二氧化硫质量
A．等于6.4克 B．大于6.4克 C．小于6.4克 D．不能确定
（5）若将装置①中的铜片换成木炭，装置②试管内为品红溶液， 装置③试管内为澄清石灰水，则装置①中发生反应的化学方程式为 。装置②中的现象是 。根据装置③观察到有白色沉淀生成的现象 ， （填“能”或“不能”）判断该白色沉淀一定只有CaCO3。
正确答案
（共16分）
（1）C（1分） （2） 1.00（1分）；胶头滴管（1分）；100mL容量瓶（1分）
（5）C+2H2SO4（浓）=== CO2+2SO2↑+2H2O（2分）
溶液由红色变为无色（2分） 不能（2分）
试题分析：（1）浓硫酸具有强氧化性，有很强的腐蚀性。（2）在同一个溶液中的浓度是相等的。配置溶液需要的仪器有，烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶。（3）②中验证SO2用的是品红溶液。③中是进行尾气吸收用的是NaOH溶液。（4）①中发生的是铜和浓硫酸的反应，方程式为：Cu+2H2SO4（浓）="==" CuSO4+SO2↑+2H2O，因为浓硫酸反应过程中浓度越来越稀，到最后呈稀硫酸就不和铜反应了，故产生二氧化硫质量小于6.4克。（5）①中发生的是炭和浓硫酸的反应，方程式为：C+2H2SO4（浓）=== CO2+2SO2↑+2H2O，SO2通入到中品红溶液褪色，因为SO2能和反应生成沉淀，所以不能判断该白色沉淀一定只有CaCO3。
点评：本题重点考查的是浓硫酸的氧化性的相关知识，题中涉及到的化学反应均为课本中的，学生要注重对课本知识的学习。
（12分）某化学兴趣小组为了探究锌与浓硫酸反应生成气体的成分做了如下实验：
将50g锌粉与50mL浓H2SO4在加热条件下充分反应，锌粉有剩余，收集到一定体积的气体，将该气体体积折算成标准状况为11.2L。
(1)化学兴趣小组所制得的气体X中混有的主要杂质气体可能是
（填分子式）。产生这种结果的主要原因是（用离子方程式表示） 。
（2）实验验证：为了检验主要杂质气体的成分，化学兴趣小组的同学设计了如下实验，对气体X取样进行探究。
①A中加入的试剂可能是 ，作用是 。
B中加入的试剂可能是 。
②证实气体X中混有杂质气体，D中应选择的试剂是 ，同时应观察到C中的实验现象是 。
（3）理论分析：
①该小组有同学提出只需要再测出一个数据，便能准确的确定该气体的组成，你认为他可以是测下列 。
A、反应后剩余锌的质量为17.5g
B、收集到气体的质量为25.8g
C、浓硫酸的物质的量浓度为18.0mol/L
②根据你在①中所选数据，通过计算确定气体X中各成分物质的量分别为： 。
正确答案
（12分）
（1）H2 Zn+2H+＝Zn2++H2↑（2分）
（2）①NaOH溶液(或其他合理答案) ，吸收SO2气体，浓H2SO4
②无水CuSO4，黑色固体变红
（3）①BC ②SO2为0.4mol，H2为0.1mol
锌与浓硫酸可生成SO2气体：①Zn＋2H2SO4(浓)=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O
当浓硫酸逐渐变为稀硫酸时，生成H2：②Zn+H2SO4(稀)＝ZnSO4+H2↑
（1）可见所谓有杂质气体就是氢气
（2）为了检验氢气的存在，结合题目所给装置及药品可知：用氢气还原CuO（黑色粉末变红），生成的水用无水硫酸铜（装置D）来检验
先用碱液吸收SO2，再通过KMnO4溶液是否褪色来检验并再次吸收SO2；随后必须用浓硫酸干燥气体，得到干燥纯净的氢气，通入装置C中来还原CuO；
（3）设混合气体中SO2、H2的物质的量分别为x mol、y mol
由①②两方程式及题目所给数据可知，确定该混合气体（SO2、H2）的组成，已经知道混合气体的体积（标准状况下x+y=11.2/22.4=0.5），只要知道收集到气体的质量或浓硫酸的物质的量浓度均可再列出一等式，即可满足题意
64x+2y=25.8或2x+y=0.05×18
但知道反应后剩余锌粉的质量只能列出同样的等式，即：x+y=
故答案为BC
最终解得：x=0.4mol y=0.1mol
某化学研究性学习小组对硫酸铜分解气体产物的成分进行如下探究:
【查阅资料】
硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体,温度不同时,气体可能为SO3,SO2和O2中的一种、两种或三种。
【提出假设】
假设1:气体产物只有一种;
假设2:气体产物只有两种;
假设3:气体产物有三种。
(1)若假设1成立,则产物气体的成分是 ;若假设2成立,则产物气体的成分是 。
【实验及结果讨论】
(2)甲同学将分解生成的气体依次通过盛浓硫酸和KMnO4酸性溶液的洗气瓶,能说明产物气体中含SO2的现象是 ,该现象说明SO2具有的性质是 ,实验中还发现盛浓硫酸的洗气瓶质量明显增加,原因是 。
(3)乙同学将分解生成的气体通过碱石灰后,再收集测定剩余气体的体积,在不同温度下进行3组实验。请完成下表(实验中硫酸铜均完全分解):
正确答案
(1)SO3 SO2和O2
(2)高锰酸钾酸性溶液颜色变浅或褪色 还原性 浓硫酸吸收了SO3
(3)
(1)若CuSO4分解在生成CuO的同时,只生成一种气体,则此过程定为非氧化还原反应,此气体只能是SO3;若生成两种气体,则此过程必为氧化还原反应,有SO2生成必有O2生成;(2)SO2能使酸性KMnO4溶液褪色;浓H2SO4除了吸收H2O(g)质量增加外,还可吸收SO3。(3)乙同学实验中,n(CuSO4)=
长期存放的亚硫酸钠可能会被空气中的氧气氧化。某化学兴趣小组通过实验来测定亚硫酸钠试剂被氧化的程度，设计了下图实验，请回答下面的问题：
(1)D装置中反应的化学方程式为 。
B装置中反应的离子方程为 。
(2)称量ag Na2SO3样品放入锥形瓶中，向B装置反应后的溶液中加入足量的BaCl2溶液充分反应、过滤、洗涤、干燥，得白色沉淀bg，原样品中Na2SO3的质量分为数为： 。
(3)为保证实验测定的准确性，A中的硫酸什么时候滴加 ，
C装置中NaOH溶液的作用是 _________________。
(4)现有以下试剂：①蒸馏水、②稀盐酸、③稀硝酸、④BaCl2溶液、⑤Ba(NO3)2溶液，请从中选择合适试剂，设计一种不同的实验方法，测定试样中无水亚硫酸钠被氧化的程度，你使用试剂的顺序为： 。(填试剂编号)
正确答案
(1)MnO2＋4HCl(浓)
(2)
(3)待B中水面上方充满了黄绿色的气体（2分） 吸收尾气，防止污染大气 （2分）
(4)①②④ （3分）
试题分析：（1）D为实验室制备氯气的发生装置，反应为：MnO2＋4HCl(浓)
（2）根据硫元素守恒计算，得到的bg沉淀是BaSO4，根据Na2SO3—SO2—BaSO4，可知Na2SO3为
（3）保证实验的准确性就是不让SO2流失掉，所以硫酸应该在B中水面上方充满了黄绿色的气体的时候滴加；C中的NaOH溶液的作用是吸收尾气，防止氯气污染大气。
（4））另外一种设计方案是将Na2SO3溶于水，然后向其中加入稀盐酸至不再产生气体为止，在加BaCl2溶液，然后将生成的沉淀过滤洗涤干燥称量其质量，求出Na2SO4的质量分数，继而求得Na2SO3的质量分数。所以使用试剂的顺序是①②④。
（本题共16分）防治环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一。二氧化硫和氮氧化物是大气的主要污染物。
1．将1.5 mol SO2用氢氧化钠溶液、石灰及氧气处理后，假设硫元素不损失，理论上可得到_________________g石膏（CaSO4•2H2O）。
2．用CH4消除NOx污染的化学方程式为：
CH4＋4NO → 2N2＋CO2＋2H2O； CH4＋2NO2 → N2＋CO2＋2H2O
现有11.2 L NO2、NO的混合气体NOx，将其还原为N2，需要4.48 L 的CH4，则混合气体中NO2、NO的物质的量分别为___________________。（体积都已换算为标准状况）
3．（1）常温下用氧缺位铁酸锌ZnFe2Oy可以消除NOx污染，使NOx转变为N2，同时ZnFe2Oy转变为ZnFe2O4。若2 mol ZnFe2Oy与足量NO2可生成0.5 mol N2，则y＝_______________。
（2）氧缺位铁酸锌ZnFe2Oz化学式的氧化物形式为aZnO•bFeO•cFe2O3。已知1 mol ZnFe2Oz最多能使4.0 L（标况）NO1.4转化为N2。则上述氧化物形式的化学式可具体表示为______________________________。
4．低温臭氧氧化脱硫脱硝技术可以同时吸收烟气中的氮氧化物和二氧化硫，反应原理是将NOx氧化成N2O5，通过洗涤形成硝酸盐，二氧化硫形成硫酸盐。其主要反应如下：
NO＋O3 → NO2＋O2 ……………………………………………①
2NO2＋O3 → N2O5＋O2 …………………………………………②
N2O5＋2NH3＋H2O → 2NH4NO3 ………………………………③
SO2＋O3＋2NH3＋H2O → (NH4)2SO4＋O2 ……………………④
某热电厂烟气中平均含NOx 4.5‰、SO2 9.0‰(体积分数)，压缩空气经臭氧发生器变成臭氧空气，其中O3浓度为90 L/m3，臭氧空气与加湿氨气和烟气混合反应。若
正确答案
（本题共16分）
1． 258（2分）
2． 0.3 mol 、0.2 mol（4分）。
3．（1）3（3分）。（2）4ZnO•2FeO•3Fe2O3（3分）。
4．（4分）由反应①②可知，O3在氧化过程中都生成O2，则NOx与O3反应时有如下关系：
2NOx + (5-2x)O3 + H2O → 2HNO3 + (5-2x)O2
设烟气为1m3，其中NOx为4.5L，SO2为9L，则有
2NOx ~ (5-2x)O3
2 5-2x
4.5 90y-9
解之y=0.225-0.05x
1．由S的守恒： SO2 ~ CaSO4•2H2O
2．由题意得：2CH4 + 5NOx→5/2N2 + 2CO2 +4H2O ，由O原子守恒可知x=8/5
再由十字交叉法可知：NO为0.2mol 、NO2为0.3mol
3．（1）由题意及原子守恒可知：2 ZnFe2Oy+ 1 NO2→0.5 mol N2 + 2ZnFe2O4，
由氧原子守恒：2y+2=2×4，知y=3
（2）1 ZnFe2Oz+ 1/4 NO1.4→ 1/8 mol N2 + 1ZnFe2O4可求出，z=15/4
则 ZnFe2O15/4可写作 Zn4Fe8O15,可拆解为4ZnO•2FeO•3Fe2O3
扫码查看完整答案与解析