- 硫和氮的氧化物
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(15分)原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W,四种元素的原子序数之和为32,在周期表中X是原子半径最小的元素,Y、Z左右相邻,Z、W位于同主族。
(1)X元素符号是 ;
(2)Z、W形成的气态氢化物的稳定性_______>_______(写化学式)。
(3)由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的一种强酸,该强酸的稀溶液能与铜反应,离子方程式为___________。
(4)由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物A,已知①1mol A能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体。②A能与盐酸反应产生气体,该气体能与氯水反应,写出该气体与氯水反应的离子方程式_____________________。
(5)由X、Y、Z、W和Fe五种元素组成的相对分子质量为392的化合物B,lmolB中含有6mol结晶水。对化合物B进行如下实验:
A.取B的溶液加入过量浓NaOH溶液并加热,产生白色沉淀和无色刺激性气味气体;过一段时间白色沉淀变为灰绿色,最终变为红褐色。
B.另取B的溶液,加入过量BaCl2溶液产生白色沉淀,加盐酸沉淀不溶解。
①由实验a、b推知B溶液中含有的离子为__________________;
②B的化学式为_________________。
正确答案
(15分)
(1)H(2分)
(2)H2O H2S(2分)
(3)3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4 H2O(3分)
(4)SO2+Cl2+ 2H2O= SO42-+2Cl-+4H+(3分)
(5)①NH4+、Fe2+、SO42-(3分)
②(NH4)2Fe(SO4)2·6 H2O(2分)
试题分析:(1)在周期表中X是原子半径最小的元素,所以X的元素符号是H;
(2)设Z的原子序数是x,则Y、W的原子序数分别是x-1、x+8,所以有x+x+8+x-1+1=32,解得x=8,Y、Z、W分别是N、O、S元素。O的非金属性强于S,所以Z、W形成的气态氢化物的稳定性H2O>H2S;
(3)由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的一种强酸,该强酸的稀溶液能与铜反应,则该强酸是硝酸,铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4 H2O;
(4)由H、N、O、S四种元素组成的一种离子化合物A,能与氢氧化钠反应产生气体,说明A中存在铵根离子;A还能与盐酸反应产生气体,且该气体与氯水反应,说明该气体是还原性气体,判断为二氧化硫气体,A为(NH4)2SO3,则二氧化硫与氯水反应生成盐酸和硫酸,离子方程式为SO2+Cl2+ 2H2O= SO42-+2Cl-+4H+
(5)①B与浓碱反应产生刺激性气味的气体,说明B中存在NH4+;与碱反应产生白色沉淀变为灰绿色,最终变为红褐色,说明B中存在Fe2+;加入过量BaCl2溶液产生不溶于盐酸的白色沉淀,说明B中存在SO42-;
②根据B中所含离子的种类,判断由3种离子组成的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2,又lmolB中含有6mol结晶水,所以B的化学式中还有6 H2O,所以B的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6 H2O,与B的相对分子质量是392相符。
(6分)使一定质量的锌与100mL 18.5mol·L-1浓硫酸充分反应。
(1)若锌完全溶解,同时只生成SO2气体3.36L(标准状况下),求所得溶液中硫酸锌的物质的量浓度(假设反应前后溶液体积保持不变)。
(2)若锌完全溶解,同时生成标准状况下混合气体为33.6L,并将反应后的溶液稀释至1L,测得溶液中c(H+)为1.0mol·L-1,求混合气体中各组分的体积比。
正确答案
(1)SO2是0.15mol,则转移电子是0.15mol×2=0.3mol。所以根据电子得失守恒可知,消耗锌是0.3mol÷2=0.15mol,所以生成硫酸锌也是0.15mol,其浓度是
(2)由于随反应的进行,浓硫酸的浓度逐渐变稀,所以会产生氢气。剩余硫酸是0.005mol,参加反应的硫酸是1.85mol-0.05mol=1.8mol。设混合气中SO2和氢气的物质的量分别是x和y,
Zn+2H2SO4=ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
则x+y=1.5mol,2x+y=1.8mol,解得x=0.3mol,y=1.2mol。所以V(SO2):V(H2)=1:4。
考查根据方程式进行的有关计算。
浓硫酸和碳在加热的情况下反应的化学方程式为C+2H2SO4=CO2↑+2SO2↑+2H2O为了验证反应的各种生成物,用如图Ⅰ装置进行实验。
图Ⅰ
(1)图Ⅰ中A处是完成实验中的必要装置,它是下列图Ⅱ所示中的(填编号)_________;
图 Ⅱ
(2)C装置中应盛的试剂为足够_______________,其作用__________;
(3)能够确定存在二氧化碳气体的实验现象_______________________。
正确答案
(6分)(1)__③__;(2)_酸性高锰酸钾__,
除去二氧化硫气体_(2分);(3)D中_澄清石灰水变浑浊。(2分)
略
绿矾( FeSO4·7H2O )、硫酸铵以相等物质的量混合可制得摩尔盐晶体,反应原理为: (NH4)2 SO4 + FeSO4 + 6H2O =(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O↓。其流程可表示为:
(1)洗涤中Na2CO3的主要作用是 。
(2)结晶过程中要加热蒸发溶剂,浓缩结晶。应加热到 时,停止加热
(3)过滤是用下图所示装置进行的,这种过滤跟普通过滤相比,除了过滤速度快外,还有一个优点是 。
(4)用无水乙醇洗涤的目的是 。
(5)产品中Fe2+的定量分析:制得的摩尔盐样品中往往含有极少量的Fe3+。为了测定摩尔盐产品中Fe2+的含量,一般采用在酸性条件下KMnO4标准液滴定的方法。称取4.0g的摩尔盐样品,溶于水,并加入适量稀硫酸。用0.2 mol/LKMnO4溶液滴定,当溶液中Fe2+全部被氧化时,消耗KMnO4溶液10.00mL。
①本实验的指示剂是 。(填字母)
酚酞 B.甲基橙C.石蕊D.不需要
②产品中Fe2+的质量分数为 。
正确答案
(1)利用碳酸钠溶液呈碱性,除去铁表面的油污(2分)
(2)加热到溶液表面出现晶膜时(2分)
(3)得到较干燥的沉淀(2分)
(4)除去水分,减少固体损失(2分)
(5)①D (2分) ②14% (2分)
(1)碳酸钠溶液由于水解呈碱性,油脂在碱性条件下可水解为可溶于水的物质(高级脂肪酸钠盐及甘油),进而除去铁表面的油污
(2)浓缩的标准为:加热到溶液表面出现晶膜
(3)用布氏漏斗抽滤可加快过滤速率,得到较干燥的沉淀
(4)表面的水可溶于乙醇中,并且摩尔盐不溶于乙醇中,减小了产品的损失
(5)由于KMnO4溶液本身为紫色,当Fe2+全部被氧化达到终点时,紫色不在褪去即可
由关系式5Fe2+~2KMnO4可知,Fe2+的质量为:0.2×0.010×5×56=0.56g,Fe2+的质量分数为0.56/4=14%
(8分)硫酸的性质有:
(1)实验室干燥氢气___________________;
(2)浓硫酸与金属铜的反应________________;
(3)实际生产中,浓硫酸可用钢瓶贮运_________;
(4)浓硫酸使蔗糖变黑,且有刺激性气味的气体产生_______________。
正确答案
硫酸
能证明SO2中混有CO2的方法是
正确答案
C
因SO2也能使澄清石灰水变浑浊,故先将混合气体通过高锰酸钾溶液,除去SO2(两者发生氧化还原反应),再通过澄清石灰水(与CO2反应,生成白色沉淀)来验证SO2中混有CO2;
(14分)为检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生的SO2和CO2气体,设计了如图所示实验装置,a、b、c为止水夹,B是用于储气的气囊,D中放有用酸性高锰酸钾溶液浸湿的脱脂棉。
请回答下列问题:
(1)装置A、D中发生反应的化学方程式为 ; 。
(2)实验前欲检查装置A的气密性,可以采取的操作是 ;
(3)此实验成败的关键在于控制反应产生气体的速率不能过快,因此设计了虚框部分的装置,则正确的操作
顺序是 (用操作编号填写)
①向A装置中加入浓硫酸,加热,使A中产生的气体进入气囊B,当气囊中充入一定量气体时,停止加热;
②待装置A冷却,且气囊B的体积不再变化后,关闭止水夹a,打开止水夹b,慢慢挤压气囊,使气囊B中气体慢慢进入装置C中,待达到实验目的后,关闭止水夹b;
③打开止水夹a和c,关闭止水夹b;
(4)实验时,装置C中的现象为 ;
(5)当D中产生 现象时,可以说明使E中澄清石灰水变浑浊的是CO2,而不是SO2;
(6)装置D的作用为 。
正确答案
(1)C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O 2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2HO4(各2分)
(2)关闭分液漏斗的活塞,打开止水夹a和b,关闭止水夹c,用手捂热(或微热)圆底烧瓶A,若C中有气泡冒出,移开手掌(或热源)后,C处导管内有水上升,则证明A装置的气密性良好。(2分)
(3)③①② (2分)
(4) 品红溶液褪色。(2分)
(5)进气口一端脱脂棉蓝色变浅,出气口一端脱脂棉蓝色不变;(2分)
(6)除去SO2并检验SO2已被除净。(2分)
略
一定量的浓硫酸与足量Zn充分反应时,有SO2和H2生成.某校化学研究性学习小组对此进行研究.按图组装好实验装置,微热试管A,观察到C、D、E中均有气泡产生;随后气泡量减少,品红溶液褪色,D中先出现浑浊后浑浊消失;反应较长时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加.
试回答:
(1)装置A中需用浓H2SO4,用一种简单的方法确定一瓶H2SO4一定是浓H2SO4:
________________________________________________________________________.
(2)从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中,并进行正确连接,a接__________、________接b,c接________、____________接d;D、E两支试管中CCl4溶液的作用是_____________________________________________________________________.
(3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为_____________________________;
反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是___________________________
(4)D中浑浊消失的离子方程式为____________________________________
正确答案
(1)用火柴梗蘸取少量H2SO4,火柴梗若立即变黑,证明是浓H2SO4;用滴管吸取少量H2SO4,滴加在盛少量水的试管中,若试管发热,则证明是浓H2SO4
(2)3或4 4或3 1 2 防倒吸
(3)C中品红溶液褪色 浓H2SO4变成稀H2SO4,与Zn反应放出H2
(4)SO2+H2O+CaSO3===Ca2++2HSO
(1)浓硫酸和稀硫酸的区别主要是体现在浓硫酸的三大特性上,即吸水性、脱水性和强氧化性。另外浓硫酸溶于水会放出大量的热,据此也可以进行鉴别。
(2)因为二氧化硫易溶于水,所以为了防止倒吸需先选择乙装置,然后才是甲装置。
(3)若浓硫酸具有强氧化性,则反应中生成的气体应是二氧化硫而不是氢气,所以品红溶液会褪色。随着反应的进行,硫酸的浓度会变稀,达到一定程度就会生成氢气。
(4)石灰水变混浊是因为生成了难溶于水的亚硫酸钙,但当二氧化硫过量时,亚硫酸钙会继续和二氧化硫反应生成可溶的亚硫酸氢钙。
(10分)(1)我国酸雨危害十分严重,是世界三大酸雨区之一,且主要为硫酸型酸雨。形成硫酸型酸雨主要是由于空气中 含量超标。形成硫酸型酸雨发生的主要反应的化学方程式为
途径一: ;
途径二: 。
(2)某校科技活动小组的同学采集酸雨样品,每隔一段时间测定样品的pH,得到下列数据:
请根据上述材料,回答下列有关问题:
①酸雨放置时,pH发生变化的主要原因为
(3)你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是
A、用煤作燃料 B、把工厂烟囱造高 C、燃料脱硫 D、开发新能源
正确答案
略
在标准状况下,将SO2和Cl2气体混合,测得混合气体相对HCl的密度是1.85。将该混合气体2.24L溶于100mL水中制成溶液,已知该溶液的密度为1.05 g/cm3。(已知:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl)计算该混合溶液中H+的物质的量浓度。(计算最终结果保留两位小数)
正确答案
1.97mol/L(6分)
略
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