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简答题

(14分)某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应,设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)。

实验选用铜片、98.3%的H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品,铜片一端没入浓H2SO4中,另一端露置在液面上方。

回答下列问题。

(1)Cu与浓H2SO4的反应的化学方程式为____________________。

(2)D、E两容器中CCl4的作用是____________________。

(3)加热过程中,观察到A容器中出现大量白色烟雾,随着反应的进行,A容器下有白色沉淀生成,你认为该沉淀物是_________,分析可能的原因是________________________________________。

(4)对A容器中的浓H2SO4和铜片进行加热,很快发现C容器中品红溶液褪色,但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。你的猜想是_________________________________________,设计实验验证你的猜想_______________________________________。

(5)实验结束后,为了减少环境污染,排除各装置中的SO2,可采取的操作是________________________________________________________。

正确答案

(1) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+H2O(2分) (2)防止倒吸(2分)

(3)CuSO4(2分),浓硫酸中含水少,生成的硫酸铜较多,浓硫酸的吸水作用(2分)

(4)由于SO2溶解度较大,澄清石灰水中Ca(OH)2含量低,生成了Ca(HSO32溶液的缘故(2分);取样后,向其中加入氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(2分)(或者加热、加盐酸检验SO2气体等方法)

(5)打开A容器上的弹簧夹,向里通入空气,将装置中的SO2赶到E中,最后再在B中加入NaOH溶液盖上塞子,振荡即可(2分)(注:直接在A中加NaOH溶液不给分)

(1)浓硫酸具有强氧化性,和铜的反应的方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+H2O。

(2)由于SO2易溶于水,如果直接通入SO2,容易引起倒吸。而SO2不溶于四氯化碳,且四氯化碳不溶于水,密度大于水,所以四氯化碳的作用就是防止倒吸。

(3)由于浓硫酸中含有的溶剂水很少,而生成的硫酸铜较多,且浓硫酸具有吸水性,所以会有硫酸铜晶体析出。

(4)由于SO2溶解度较大,澄清石灰水中Ca(OH)2含量低,因此SO2是过量的,所以不能生成硫酸钙沉淀,而是生成了可溶性的Ca(HSO32,因此溶于不变混浊。由于Ca(HSO32能和强碱反应生成沉淀,据此可以鉴别。或者利用Ca(HSO32和盐酸反应生成SO2来检验。即取样后,向其中加入氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(或者加热、加盐酸检验SO2气体等方法)。

(5)由于装置中会残留没有挥发出的SO2,所以正确的做法是打开A容器上的弹簧夹,向里通入空气,将装置中的SO2赶到E中,最后再在B中加入NaOH溶液盖上塞子,振荡即可。

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二氧化硫是重要的工业原料,探究其制备方法和性质具有非常重要的意义。 (1)T业上用黄铁矿(FeS2)在高温下和氧气反应制备SO2:4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3该反应中被氧化的元素是_______(填元素符号)。当该反应转移2. 75mol电子时,生成的二氧化硫在标准状况下的体积为_______L。

(2)实验室中用下列装置测定SO2催化氧化为SO3的转化率(已知SO3。熔点为16.8℃,假设气体进入装置时分别被完全吸收,且忽略空气中CO2的影响)。

①简述使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓硫酸的操作是______。

②当停止通入SO2,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气,其目的是______。

③实验结束后,若装置D增加的质量为mg,装置E中产生白色沉淀的质量为ng,则此条件下二氧化硫的转化率是______(用含字母的代数式表示,不用化简)。

(3)某兴趣小组欲在绿色环保的条件下探究SO2的性质,设计如下图实验装置。

B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性,则B中所盛试剂为_______;

C中反应的离子方程式为______ ;D中的实验现象为______ ;E装置的作用是______。

正确答案

(1)S、Fe  11.2

(2)①打分液漏斗上的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加。②使残留在装置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸收。③×100﹪

(3)品红溶液  SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+  试管中有淡黄色沉淀生成。   吸收尾气,防止倒吸。

试题分析:在反应4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3中FeS2中的Fe为+2价,反应后变为Fe2O3的+3价,化合价升高,失去电子,被氧化;FeS2中的S为-1价,反应后变为SO2的+4价,化合价升高,失去电子,被氧化. 该反应中被氧化的元素是Fe、S。在该反应中每产生8mol的SO2转移电子44mol. 。现在转移2. 75mol电子,所以产生SO2在标准状况下的体积为(2. 75mol÷44mol)×8mol×22.4L/mol="11.2L." (2) ①使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓硫酸的操作是打分液漏斗上的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加。②当停止通入SO2,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气,其目的是使残留在装置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸收。③装置D中增加的质量是SO3的质量,E中的沉淀为BaSO4。则此条件下二氧化硫的转化率是×100﹪。(3) B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性,则B中所盛试剂为品红溶液,C中反应的离子方程式为SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+,D中发生的反应为:SO2+2H2S=3S↓+2H2O。产生的S是不溶于水的淡黄色沉淀。故D的实验现象为试管中有淡黄色沉淀生成。SO2是有害的气体,容易导致大气污染,是大气污染物,E装置的作用是既能吸收尾气,也能防止倒吸现象的发生。2的制备方法和性质的知识。

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某研究小组欲探究SO2的化学性质,设计了如下实验方案。

(1)在B中检验SO2的氧化性,则B中所盛试剂可为________。

(2)在C中装FeCl3溶液,检验SO2的还原性,则C中反应的离子方程式为_____________________________________________________。

(3)在D中装新制漂白粉浓溶液。通入SO2一段时间后,D中出现了大量白色沉淀。同学们对白色沉淀成分进行了探究。请回答下列问题:

限选的仪器和试剂:过滤装置、试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、0.5 mol·L1盐酸、0.5 mol·L1H2SO4溶液、0.5 mol·L1BaCl2溶液、品红溶液、新制澄清石灰水。

(ⅰ)假设一:该白色沉淀为CaSO3

假设二:该白色沉淀为________;

假设三:该白色沉淀为上述两种物质的混合物。

(ⅱ)基于假设一,填写下表:

 

(ⅲ)若假设二成立,试写出生成该白色沉淀的化学方程式:

__________________________________________________。

正确答案

 (1)硫化氢水溶液(或硫化钠、硫氢化钠或相应溶质的化学式都可以)

(2)2Fe3+SO2+2H2O===2Fe2+SO42+4H

(3)(ⅰ)CaSO4

(ⅱ)

 

(ⅲ)2SO2+2H2O+Ca(ClO)2===CaSO4↓+2HCl+H2SO4

 (1)~(2)涉及SO2的性质实验。SO2既有氧化性也有还原性,但多表现还原性(能够被氧化性稍强的Fe3、H2O2或强氧化剂HClO等氧化),一般在和H2S等-2价硫化物反应时表现其氧化性,因此B中为H2S(或Na2S、NaHS等)溶液。

(3)探究白色沉淀的成分,其实是检验SO32和SO42。常通过与非氧化性酸反应产生SO2使品红溶液褪色来检验SO32或HSO3

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[2012·东北哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学第二次联合模拟](16分)某同学为了探究铜与浓硫酸的反应,进行了如下实验。

【实验1】铜与浓硫酸反应,实验装置如图所示。

实验步骤:

①先连接好装置,检验气密性,加入试剂;

②加热A试管直到B中品红褪色,熄灭酒精灯;

③将铜丝向上提至离开液面。

(1)装置A中发生反应的化学方程式为                  

(2)熄灭酒精灯后,因为有导管D的存在,B中的液体不会倒吸,其原因是           

(3)拆除装置前,不需打开胶塞,就可使装置中残留气体完全被吸收,应当采取的操是                             

【实验2】实验中发现试管内除了产生白色固体外,在铜丝表面还产生黑色固体甲,其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜,以及被掩蔽的氧化亚铜。

查阅资料:

①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质,在氧气流中煅烧,可以转化为氧化铜。

②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸,在氧气流中煅烧,硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。

为了研究甲的成分,该小组同学在收集到足够量的固体甲后,进行了如下图的实验:

(4)②中检验滤渣是否洗涤干净的实验方法是                              

(5)③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为                      

(6)下列对于固体甲的成分的判断中,正确的是(填字母选项)              

正确答案

(16分)(1)2H2SO4(浓)+Cu CuSO4+SO2↑+2H2O

(2)试管A中气体压强减小,空气从D导管进入试管A中

(3)从D管口向A中大量鼓入空气

(4)取最后一次洗涤后所得液体于试管中,滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则说明沉淀洗涤干净;若有白色沉淀生成,则说明未洗涤干净

(5)2CuS+3O22CuO+2SO2(条件也可为“煅烧”)

(6)BCD

(6)由滤液呈蓝色可知,固体甲中含CuO和Cu2O至少有一种。煅烧CuS的反应方程式为2CuS+3O22CuO+2SO2,由该方程式可计算出2gCuS煅烧后固体质量减少0.33g;煅烧Cu2S的反应方程式为Cu2S+2O22CuO+SO2,该反应是固体质量不变的反应;煅烧Cu时固体质量增加,根据题意,固体甲中一定含有CuS,同时Cu2O和Cu2S至少一种。综上分析只有A项不正确。

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填空题

Na2S2O3·5H2O 俗称“海波”,是常用的脱氧剂、定影剂和还原剂;它是无色易溶于水的晶体,不溶于乙醇,在20 ℃ 和70 ℃ 时的溶解度分别为60.0 g和212 g,Na2S2O3·5H2O于40~45 ℃熔化,48 ℃分解。下面是实验室制备及相关性质实验。

制备海波的反应原理:Na2SO3+SNa2S2O3

制备海波的流程:

(1)实验开始时用1 mL乙醇润湿硫粉的作用是    

A.有利于亚硫酸钠与硫磺的充分接触

B.防止亚硫酸钠溶解

C.控制溶液的pH

D.提高产品的纯度

(2)趁热过滤的原因是                                             

(3)滤液不采用直接蒸发结晶的可能原因是                                

(4)抽滤过程中需要洗涤产品晶体,下列液体最适合的是    

A.无水乙醇       B.饱和NaCl溶液       C.水      D.滤液

(5)产品的纯度测定:取所得产品10.0 g,配成500 mL溶液,再从中取出25 mL溶液于锥形瓶中,滴加几滴淀粉作指示剂,然后用0.050 mol/L的标准碘水溶液滴定,重复三次,平均消耗20 mL标准碘水,涉及的滴定反应方程式为:I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6。产品中的Na2S2O3·5H2O的纯度为    %。

正确答案

(1)A

(2)防止温度降低而使Na2S2O3晶体析出

(3)直接蒸发结晶易使Na2S2O3·5H2O熔化、分解

(4)A

(5)99.2

(1)因为硫单质不溶于水,微溶于酒精,这里用少量乙醇的目的是让亚硫酸钠与硫磺充分接触,利于

反应。

(2)从题中所给信息看:在高温下Na2S2O3溶解度比较大,不会析出。

(3)Na2S2O3·5H2O熔化、分解温度很低,只有40多度,如果采取蒸发结晶的方法,很容易超过该温度而使制得的Na2S2O3·5H2O熔化、分解。所以采用了加热蒸发到一定浓度,降温结晶的方法。

(4)Na2S2O3·5H2O不溶于乙醇,所以采用无水乙醇洗涤。

(5)n(I2)="0.02" L×0.050 mol·L-1×20="0.02" mol,n(Na2S2O3)=2n(I2)="0.04" mol,m(Na2S2O3·5H2O)="0.04" mol×248 g·mol-1="9.92" g,Na2S2O3·5H2O的纯度为:×100%=99.2%。

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简答题

(12分)

Ⅰ.(3分)化学反应经常伴随着颜色变化,下列有关反应显示的颜色正确的有

①氢氧化亚铁在空气中最终变为灰绿色;   ②淀粉溶液遇碘化钾变为蓝色;

③向硫酸铁溶液中加入KSCN变为红色    ④品红溶液通入过量氯气后褪色

⑤无水硫酸铜吸收水蒸气变成浅绿色;     ⑥新制氯水久置后变为无色;

Ⅱ.(9分)某化学实验小组同学为了证明、比较SO2和氯水的漂白性,设计了如下图所示的实验装置。

(1) 实验室常选用制CO2的发生装置制SO2;实验室在用MnO2跟浓盐酸反应制备Cl2时,应选用上图A、E两发生装置中          装置(填装置序号)制Cl2。在制Cl2的反应中MnO2表现出的性质是             

(2) 反应开始后,发现B、D两个试管中的品红溶液都褪去,停止通气后,给B、D两个

试管加热,两个试管中的现象分别为B:           ,D:              

(3) 装置C的作用是                                                     

(4) 甲乙两同学分别利用下图所示装置探究两种气体按不同比例混合后的漂白性。试分析:

①在气体进入品红溶液之前,先将SO2和Cl2通过盛有浓硫酸装置的目的是:            

②甲同学在实验过程中发现:通气一段时间后,品红溶液几乎不褪色,其原因是:         ,并写出其相应的离子方程式:           

③乙同学在实验过程中发现:通气一段时间后,品红溶液颜色随时间推移变得越来越浅,其原因是:          

正确答案

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(13分)硫代硫酸钠是一种常见的化工原料。将SO2通入按一定比例配成的Na2S和Na2CO3的混合溶液中,便可得到Na2S2O3,其制备反应方程式为:

o

(1)   在配制混合溶液前先将蒸馏水加热煮沸一段时间后待用,其目的是_______。

(2)   用该方法获得的Naj2O3^H2O晶体中常混有一定量的杂质。某兴趣小组欲对其中所含杂质成分进行探究(不考虑副反应和杂质所带的结晶水)。

【提出假设】

假设1 :晶体中只含>fe2C03杂质

假设2:晶体中只含Na2S杂质

假设3: ____________________________

【查阅资料】

②NhS2O3在中性、碱性溶液中较稳定,而在酸性溶液中能迅速反应:

【判断与思考】

某同学取少量制得的晶体溶于足量稀H2SO4,并将产生的气体通入CuSO4溶液中,未见黑色沉淀,据此认为假设2不成立。你认为其结论是否合理?_______ (填“合理”、“不合理”)并说明理由:____________________________

【设计方案进行实验】

基于假设1,完成下表实验方案、现象及结论(仪器自选)。

限选实验试剂:酸性KMnO4溶液、饱和NaHCO3溶液、品红溶液、澄清石灰水

(3)   已知:。为测定所制得晶体的纯度,该小组以淀粉作指示剂,用的碘水进行多次取样滴定,测得的含量约为102%。若所用试剂及操作均无不当,产生该结果最可能的原因是______________。

正确答案

(1)赶走水中的溶解氧(或空气) (2分)

(2)晶体中含Na2S和Na2CO3两种杂质(2分)

不合理;(1分)  Na2S2O3与稀H2SO4反应生成的SO2和H2S发生反应,可能无H2S逸出。(2分)

  (其他合理答案均给分)

(3)晶体中含有杂质(如Na2S等)在滴定时参与反应或晶体部分失去结晶水(2分)(其他合理答案均给分)

晶体的主体Na2S2O3·5H2O与稀H2SO4反应生成的SO2对H2S和CO2的检验都有干扰,在检验时应充分考虑;考虑到晶体中含有的杂质(Na2S)在滴定时参与反应,是解答第(3)小题的关键。

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下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。

   (1)光谱研究表明,易溶于水的所形成的溶液中存在着下列平衡:

据此,下列判断中正确的是______________。

A. 该溶液中存在着分子

B. 该溶液中浓度是浓度的2倍

C. 向该溶液中加入任何足量的强酸都能放出气体

D. 向该溶液中加入过可得到的混合溶液

(2)方法I中用氨水吸收燃煤烟气中的离子方程式为______________。能提高燃煤烟气中去除率的措施有______________(填字母)

A. 增大氨水浓度                              B. 升高反应温度

C. 使燃煤烟气与氨水充分接触         D. 通入空气使转化为

采用方法I脱硫,并不需要先除去燃煤烟气中大量的,原因是(用离子方程式表示)________________________________________________________。

(3)方法II主要发生了下列反应:

           

           

                        

                        

反应生成的热化学方程式为___________________。

(4)方法III中用惰性电极电解溶液的装置如下图所示(阴离子交换膜只允许阴离子通过)。阳极区放出的气体的成分为_____________(填化学式)。

正确答案

(1)A

(2)              ACD

(3)         

(4)

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研究二氧化硫、氮氧化物等大气污染物的治理具有重要意义。

(1)煤燃烧产生的烟气中含有(SO2、CO2、PM2.5等),将烟气直接排放到空气中,引发的主要环境问题有          。(填写字母编号)

将含有SO2的废气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫,在废气脱硫的过程中,所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前,需通一段时间的二氧化碳,以增加其脱硫效率;脱硫时控制浆液的pH值,此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。

二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为             

亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为                

(2)有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫废气的方法,工艺流程如下:

   工业生产中,步骤③的反应条件为                

该工艺中物质D可以作为原料循环利用,它的化学式为               

写出步骤②反应的离子方程式                                     

(3)汽车尾气中含有的氮氧化物(NOx)能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式                       。当尾气中空气不足时,NOX在催化转化器中被还原成N2排出,写出NO被CO还原的化学方程式_                                   

(4)工业上常用Na2CO3溶液处理氮的氧化物。

已知:NO不能与Na2CO3溶液反应  

NO + NO2 + Na2CO3 = 2NaNO2 + CO2       

2NO2 + Na2CO3 = NaNO2 + NaNO3 + CO2     

现用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合气体8.96L,混合气体中NO和NO2的体积比为1:3,则吸收过程中产生气体在标准状况下的体积为                

正确答案

(1)ABC(2分 漏选扣1分)

Ca(HCO3)2或碳酸氢钙

Ca(HSO3)2+O2=CaSO4+H2SO4

(2)点燃   NaCl   SO2+OH= HSO3

(3)3NO2+H2O=2HNO3+NO

2NO+2CON2+2CO2

(4)4.48L(4分) 

试题分析:(1)SO2引起酸雨 、CO2能引起温室效应、PM2.5粉尘污染等故答案选择ABC。被氧化的方程式为Ca(HSO3)2+O2=CaSO4+H2SO4 工业生产盐酸的反应条件为点燃,亚硫酸氢钠和盐酸反应生成了氯化钠和二氧化硫。步骤②反应的离子方程式SO2+OH= HSO3

(3)NO2转化为HNO3的化学方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO。根据题信息,写出NO被CO还原的化学方程式2NO+2CON2+2CO2。(4)NO和NO2的混合气体8.96L物质的量为0.4mol,又混合气体中NO和NO2的体积比为1:3,则NO,NO2分别为0.1mol,0.3mol。根据已知方程式NO + NO2 + Na2CO3 = 2NaNO2 + CO2,NO2还剩下0.2mol,发生了第二个反应 2NO2 + Na2CO3 = NaNO2 + NaNO3 + CO2生成了二氧化碳0.1mol,故吸收过程中产生气体在标准状况下的体积为4.48L。

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简答题

(11分)(1)某学生用实验室常见的酸、碱、盐和金属为反应物,并利用一个底部有小孔的试管和一个广口瓶组装成如图所示的替代简易气体发生器的即开即停装置,该装置中装有铜丝网隔板,利用该装置可制取哪些气体_________________(答2种即可);

若将铜丝网隔板改为铁丝网隔板,则该装置可用于制取何种气体________,写出反应的离子方程式_______________。

(2)①写出CO2和Na2O2反应的化学方程式______________________。

②某学生判断SO2和Na2O2反应能生成硫酸钠,你认为他的判断是否合理_______,(填“是或否”)简要说明理由:______________________。

③该同学无法断定SO2和Na2O2反应中是否有氧气生成,拟使用下列装置进行实验。

  装置中B的作用是_______________,D的作用是_______________。

 ④为确认SO2和Na2O2反应产物,该同学设计了以下实验步骤,你认为应进行的操作按顺序排列是(填序号)________。

正确答案

(11分)(除方程式,每空1分)

(1)H2 CO2 H2S ,     H2   2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑(2分)

(2)① 2CO2+2Na2O2==2Na2CO3+O2(2分)

②是,由于过氧化钠具有强氧化性,能将+4价的硫氧化为+6价的硫而生成硫酸钠。

③B装置用于干燥SO2­气体,防止水蒸气进入C装置与Na2O2­­反应。  D装置是为了防止空气中的水蒸气、CO2进入C装置与Na2O2反应生成氧气,同时吸收过量SO2­气体,便于氧气的检验和防止污染空气

④A、B、D

(1)固液不加热可制取的气体共三种:H2、CO2 、H2S。而制后两种气体进均需用到酸,所以改用铁丝网时就不能制取了,只能换作碱性溶液和铝来制取的氢气了。

(2)④检验是否有氧气的生成一般用带火星的木条。检验SO42的存在一般是先加入盐酸,再加入氯化钡溶液,观察是否有沉淀生成

下一知识点 : 氨硝酸硫酸
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