- 硫和氮的氧化物
- 共10865题
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。
(6分)右图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。
Ⅰ.硫酸具有A-D所示的性质，以下过程主要表现了浓硫酸的那些性质？请将选项字母填在下列各小题的括号内：
A强酸性 B 吸水性 C 脱水性 D 强氧化性
（1）浓硫酸可以干燥氢气（ ）
（2）浓硫酸使木条变黑 （ ）
（3）热的浓硫酸与铜片反应（ ）
Ⅱ．现用该浓硫酸配制100 mL 1 mol/L的稀硫酸。可供选用的仪器有： ①胶头滴管； ②烧瓶；③烧杯；④ 药匙；⑤量筒；⑥托盘天平；⑦玻璃棒； ⑧100mL容量瓶。请回答：
（1）配制稀硫酸时，上述仪器中不需要使用的有 （选填序号）。
（2）经计算，配制100mL1mol/L的稀硫酸需要用量筒量取上述浓硫酸的体积为 mL。
（3）下列操作会使配制的溶液浓度偏高的是（ ）
正确答案
Ⅰ. (每空1分) （1）B ； （2）C ；（3）A D
Ⅱ．(每空1分) (1) ②④⑥ ； （2）5.4（3分） （3）B
Ⅰ.（1）浓硫酸可以干燥氢气，体现了浓硫酸的吸水性，选B。
（2）浓硫酸使木条变黑，体现了浓硫酸的脱水性，选C。
（3）热的浓硫酸与铜片反应，体现了浓硫酸的酸性和氧化性，选A D
Ⅱ．（1）配制稀硫酸时，因为溶质是液体，不需要使用的有烧瓶、药匙、托盘天平，选②④⑥
（2）经计算，配制100mL1mol/L的稀硫酸需要用量筒量取上述浓硫酸的体积为5.4ml。
根据稀释前后溶质的物质的量不变计算。设需要浓硫酸的体积为Vml，1.84V×98％=0.1×1×98 解得V=5.4ml
（3）A．量取浓H2SO4时，俯视刻度线,浓硫酸取得少，使所配浓度偏低
B．定容时，俯视容量瓶刻度线，水放得少，使所配浓度偏高
C．配制前，容量瓶中有水珠，对所配溶液无影响
D．定容后摇匀发现液面下降而未向其中再加水，相当于水放多了，使所配浓度偏低。
故选B。
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
请分析回答某同学在探究浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸分别与铜反应的实验中发现的有关问题。
Ⅰ.探究上述四种酸的氧化性相对强弱及其与铜反应的还原产物的性质
(1)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸,实验结果记录如下表:
①由上表中实验结果,四种酸的氧化性由强到弱的顺序是 。
②由上表可知,铜与稀硫酸在加热条件下不反应,但若同时通入O2,铜片能逐渐溶解,溶液变为蓝色。写出该反应的化学方程式: 。
(2)先将铜与浓硫酸反应产生的气体X持续通入如图所示装置中,一段时间后再将铜与浓硝酸产生的气体Y也持续通入该装置中,则整个过程中可观察到的现象包括 (填字母)。
A.通入X气体后产生白色沉淀
B.通入X气体后溶液无明显现象
C.通入Y气体后产生沉淀
D.通入Y气体后沉淀溶解
E.通入Y气体后溶液中无明显现象
由此可得到的结论是 (填字母)。
A.硝酸的酸性比硫酸强
B.H2SO3的酸性比盐酸强
C.HNO3能氧化H2SO3(或SO2)
D.BaSO4既不溶于水也不溶于HNO3溶液
Ⅱ.如图是某同学探究铜与稀硝酸反应的还原产物的实验装置图,请回答下列问题:
(1)写出铜与稀硝酸反应的离子方程式: 。
(2)已知装置气密性良好,请简述利用该装置证明铜与稀硝酸反应生成的气体产物是NO的操作过程: 。
正确答案
Ⅰ.(1)①浓硝酸>稀硝酸>浓硫酸>稀硫酸
②2Cu+O2+2H2SO4
(2)BC CD
Ⅱ.(1)3Cu+8H++2
(2)反应停止后打开b,如果看到无色气体变为红棕色,证明生成的气体是NO
根据反应条件“不加热即可发生反应”“微热发生反应”“加热后发生反应”“加热也不发生反应”可以判断氧化性由强到弱的顺序为浓硝酸>稀硝酸>浓硫酸>稀硫酸。铜、稀硫酸与O2反应的化学方程式为2Cu+O2+2H2SO4
工业上常产生大量的废气、废水、废渣、废热，如果处理不好，随意排放，会造成污染，而如果科学回收，可变废为宝。
（1）工业制硫酸的尾气中含有的少量SO2，可先用氨水吸收，再用稀硫酸处理。
①该反应的化学方程式为_________；
②这样处理的优点是____________________。
（2）硫酸厂产生的大量烧渣（硫铁矿煅烧后的灰渣）的用途是________（写一种即可）；写出电解精炼铜阳极泥的一种用途________。
（3）一座大型硫酸厂同时又是一座能源工厂，硫酸厂生产过程中的余热若能充分回收利用，不仅不需要外界供应能源，而且还可以向外界输出大量的热能。硫酸厂产生余热的主要设备名称是________。
（4）干熄焦技术是将炼焦炉推出的约1 000℃的赤热焦炭，在熄焦室中被其逆流的冷惰性气体（主要成分是氮气，温度在170～190℃）熄灭，被加热到700～800℃的惰性气体经除尘后进入余热锅炉，产生的过热蒸气送往汽轮发电机发电。干熄1 t焦炭可产生500 kg过热蒸气，可折合成46 kg标准煤。举出两例采用逆流原理的化工设备或化学仪器________、________。
正确答案
（1）①SO2＋NH3·H2O=NH4HSO3、 2NH4HSO3＋H2SO4=（NH4）2SO4＋2H2O＋2SO2↑[或SO2＋2NH3·H2O=（NH4）2SO3＋H2O，（NH4）2SO3＋H2SO4=（NH4）2SO4＋H2O＋SO2↑]
②生成的SO2可用作制硫酸的原料，硫酸铵可作化肥
（2）作高炉炼铁的原料（或回收有色金属、提取金银、制砖等合理答案都可） 回收贵金属金、银等
（3）沸腾炉和接触室（只回答沸腾炉也可以）
（4）热交换器 冷凝管（或工业制硫酸中的吸收塔）
（2）硫酸厂产生的大量烧渣中含有丰富的铁元素（以Fe2O3形式存在），可用于炼铁。（3）盘点工业接触法制硫酸的化学反应中，矿石的燃烧和二氧化硫的接触氧化属于放热反应，这两个反应分别在沸腾炉和接触室中进行。
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