- 硫和氮的氧化物
- 共10865题
节日期间因燃放鞭炮会引起空气中SO2含量增高，造成大气污染。某实验小组同学欲探究SO2的性质，并测定空气中SO2的含量。
（1）他们设计如下实验装置，请你参与探究，并回答问题：
①装置A1中发生反应的化学方程式为 ；
②装置B用于检验SO2的漂白性，其中所盛试剂为 ，装置D用于检验SO2的 性质；
③装置C中反应的离子方程式为 ；
④为了实现绿色环保的目标，甲同学欲用装置A2代替装置A1，你认为装置A2的优点是（写二点） 、 ；
（2）他们拟用以下方法测定空气中SO2含量（假设空气中无其他还原性气体）。
①你认为哪个装置可行（填序号） ，使用你所选用的装置测定SO2含量时，还需要测定的物理量是 ；
②你认为哪个装置不可行（填序号） ，说明理由 。
正确答案
（1）① Cu + 2H2SO4(浓) 
试题分析：（1）①在装置A1中Cu与浓硫酸共热发生反应：Cu + 2H2SO4(浓)
工业上制硫酸的主要反应如下：
4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO2 2SO2+O2
SO3+H2O=H2SO4。
用黄铁矿可以制取H2SO4，再用H2SO4可以制取化肥(NH4)2SO4。煅烧含 FeS2 80.0% 的黄铁矿 80.0 t，最终生产出 83.6 t (NH4)2SO4。已知 NH3的利用率为 92.6%，H2SO4的利用率为 95.0%，试求黄铁矿制取H2SO4时的损失率。
正确答案
37.5%
首先须搞清 H2SO4的利用率与 FeS2利用率的关系。并排除 NH3利用率的干扰作用。
其次，根据 S 原子守恒找出已知量 FeS2与未知量(NH4)2SO4的关系(设黄铁矿的利用率为x)：
FeS2 ~ 2H2SO4 ~ 2(NH4)2SO4
120 264
80.0 t×80.0%×95.0%·x 83.6 t
x=62.5%
黄铁矿的损失率为：1.00－62.5%=37.5%。
注： (1)原料利用率(或转化率) = 实际投入原料总量（或转化原料量） ×100%
(2)产物产率 = 
(3)中间产物的损耗量(或转化率、利用率)都可归为起始原料的损耗量(或转化率、利用率)
(4)元素的损失率=该化合物的损失率
（10分）A～H等8种物质存在如下转化关系(反应条件、部分产物未标出)。已知A是正盐，B是能使品红溶液褪色的气体，G是红棕色气体。按要求回答问题：
（1）写出下列物质的化学式：A ，B 。
（2）写出下列反应的化学方程式：E→F ；
写出下列反应的离子方程式：A→E ；
H的浓溶液与木炭反应的化学方程式： 。
（3）检验某溶液中是否含D中阴离子的方法是 。
正确答案
(10分)（1)(NH4)2SO3 SO2 (2分)（2）4NH3＋5O24NO＋6H2O (2分)
NH4＋＋OH－＝NH3＋H2O (2分)C＋4HNO3(浓) 
（3）取少量该溶液于试管中，加足量盐酸酸化，未见白色沉淀，然后加入氯化钡溶液有白色沉淀，说明含有硫酸根离子(2分)
试题分析：（1）B是能使品红溶液褪色的气体，故B是SO2，C是SO3，D是硫酸，G是红棕色气体，根据框图可得G是二氧化氮，F是NO，E是NH3，H是硝酸，A加酸生成了二氧化硫，且A为正盐，故A中含亚硫酸根离子，加碱放出氨气，故A中含铵根离子，故A为亚硫酸铵；（2）E到F是氨气的催化氧化，在催化剂加热得条件下氨气和氧气生成NO和H2O；A到E是铵盐和碱反应，实质是铵根离子和氢氧根离子加热条件下生成氨气和水；碳和浓硝酸反应生成CO2、NO2和H2O；（3）检验硫酸根离子，需先加盐酸酸化，排除亚硫酸根离子和银离子的干扰，再加入氯化钡，有白色沉淀，说明有硫酸根离子。
（10分）、硫铁矿又称黄铁矿，是生产硫酸的原料，其主要成分为FeS2。850℃～900℃时，硫铁矿在纯净的氧气中煅烧，可能发生下列反应：
① 3FeS2＋8O2→Fe3O4＋6SO2 ② 4FeS2＋11O2→2Fe2O3＋8SO2
⑴为使FeS2煅烧完全生成Fe2O3，使用过量氧气，当氧气过量20%时，求所得炉气中SO2的体积分数。（写出计算过程）
⑵480 g纯净的FeS2在氧气中完全反应，若所得固体中，Fe和O的物质的量之比
n(Fe)∶n(O)＝4∶a，此时消耗氧气b mol。
①试写出b与a的关系式：_______ ______。
② b的最大值为 ____，最小值为_______ ____。
正确答案
（1）78.4%（5分）
设生成8 L SO2，则原氧气为11×1.2＝13.2（L），反应后混合气体积为10.2 L。
SO2%＝8/10.2＝78.4%
（2）①b＝0.5a＋8（3分） ②b＝11（3分），b＝10.7 即：32/3（3分）
（1）根据方程式② 4FeS2＋11O2→2Fe2O3＋8SO2分析可知，每11mol氧气与FeS2反应生成8mol二氧化硫气体，所以，令氧气的物质的量为
（2）480 g纯净的FeS2的物质的量为4mol；令Fe3O4的物质的量为x，Fe2O3的物质的量为y，则由化学反应方程式可得：
① 3FeS2＋8O2→Fe3O4＋6SO2
3x 8x x
② 4FeS2＋11O2→2Fe2O3＋8SO2
2y 5.5y y
根据Fe元素守恒可得：3x+2y=4；固体中O元素的质量为：4x+3y=a；由方程式中消耗氧气的物质的量为：8x+5.5y=b；解这三个方程式可求得b与a的关系式：b＝0.5a＋8；
由方程式中的比例关系可知，b的最大值为b＝11；b的最小值为32/3
酸雨是大气污染的危害之一，二氧化硫（SO2）的含量是空气质量监测的一个重要指标。某兴趣小组同学取刚降落在热电厂附近的雨水进行实验。
① 测得该雨水样品的pH为4.73；② 向雨水样品中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成；③ 每隔1 h，通过pH计测定雨水样品的pH，测得的结果如下表：
根据以上信息，回答下列问题：
（1）正常雨水的pH为5.6，偏酸性，这是因为_________________________________。
（2）分析上述数据变化，你认为形成这一变化的原因是_____________________。
（3）兴趣小组同学取某一时段的这种雨水V L，加入0.5mol·L-1的Ba(OH)2溶液至不再产生沉淀时，恰好消耗40.00 mL Ba(OH)2溶液。请计算（列出计算过程）：
① 该V L雨水中溶解SO2的体积（标准状况）为______________mL。
计算过程：
② 生成沉淀物的质量范围为________________________。计算过程：
正确答案
略
（10分）为了测定实验室长期存放的Na2SO3固体的纯度，某化学活动小组设计了多种实验方案。准确称取W g固体样品，配成250mL溶液。分成三组进行实验：
甲组：量取25.00mL上述溶液，加入足量的盐酸酸化的BaCl2溶液，过滤、洗涤和干燥沉淀，称得沉淀的质量为m1 g
乙组：量取25.00mL上述溶液，加入足量的盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液，过滤、洗涤和干燥沉淀，称重，其质量为m2 g
丙组：量取25.00mL上述溶液，用a mol/L 的酸性KMnO4溶液进行滴定。
（1） 配制250mLNa2SO3溶液时，必须用到的实验仪器有：烧杯、玻棒、滴管和 。
（2） 在丙组实验中滴定时是否需要选择指示剂? (填“需要”或“不需要”)。滴定终点的颜色变化是 。
（3） 用丙组的实验数据，计算Na2SO3的纯度 。
（4） 实验中发现，乙组同学测定的Na2SO3纯度比甲组和丙组同学的结果都要低。试分析产生上述现象的原因 。
正确答案
（1）托盘天平、250mL的容量瓶（2分）
（2）不需要；紫色不褪色。（4分）
（3）
（4）盐酸提供H+，Ba(NO3)2提供NO3- 形成稀HNO3，将一部分SO32-氧化成SO42-，遇Ba2+结合生成BaSO4沉淀。（2分）
略
（17分）
（1）大气中SO2含量过高会导致雨水中含有 （填化学式）而危害植物和建筑物。工厂排放的SO2尾气用饱和Na2SO3溶液吸收可得到重要化工原料NaHSO3，反应的化学方程式为 。
（2）SO2是空气质量报告的指标之一，可用SO2还原KIO3生成I2的反应测定空气中SO2含量。每生成0.01mol I2，参加反应的SO2为 mol。
a．升高温度 b．加入催化剂 c．增加H2的浓度
d．增加N2的浓度 e．分离出NH3
正确答案
（17分）
（1）H2SO4、H2SO3（2分）； SO2+Na2SO3+H2O＝2NaHSO3（3分）
（2）0.05mol （3分）
（3）c e （2分）
（4）Cu(OH)2 （1分） Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2 ↓+2NH4+（3分）
略
某班级同学查阅资料，对Na2S有了一定的认识，并提出了以下几个问题，请回答：
(1)1000℃时，在密闭容器中加入一定量的Na2SO4固体使其发生以下反应达到平衡：
Na2SO4(s)＋4H2(g) 
向容器中分别加入以下物质，判断对平衡有无影响，有影响的填写出平衡移动的方向。
①加入Na2SO4 。②加入焦炭 。
(2)向Na2S的浓溶液中逐滴加入稀盐酸，直到不再生成H2S气体为止，则在此过程中，溶液的c(HS－)变化趋势可能是 。
a.逐渐减小 b.逐渐增大
c.先逐渐增大，而后减小 d.先逐渐减小，而后增大
(3)Na2S溶液与下列溶液混合，不能发生反应的是 。
①H2S ②SO2 ③Na2SO3 ④酸性KMnO4溶液 ⑤CuSO4 ⑥氯水
(4)写出Na2S和AlCl3溶液反应的离子方程式 。
正确答案
(1)①无影响 ②有影响，正向移动
(2)c (3)③
(4)2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑
略
SO2是引起大气污染的主要有害气体之一，我国大气质量标准中规定大气中SO2的最高浓度限值如下表：大气中SO2三级标准浓度限值
注：“年日平均”为任何一年的平均浓度均值不许超过的限值；“日平均”为任何一日的平均浓度不许超过的限值；“任何一次”为任何一次采样测定不许超过的浓度限值。
小题1:据报道，1952年2月，某城市雾大无风，家庭和工厂排出的烟雾经久不散，大气中SO2的含量高达3.8mg/（m3空气），烟尘达4.5mg/（m3空气），居民健康普遍受到危害，4天之内死亡人数约4000，流经该城市的主要河道也因此而受到污染，引起鱼类死亡。大气中的SO2将直接危害陆生高等植物的____组织，大气中SO2超标最容易影响人的_______系统而患疾病，而河流中鱼类死亡与SO2造成大气污染所形成______有关。
小题2:某空气污染监测仪是根据SO2和Br2水的定量反应来测定空气中的SO2含量的。反应的溴来自一个装有酸性（稀硫酸）的KBr溶液的电解池阳极的氧化反应，电解池的阳极室与阴极室是隔开的。当测量某地区空气中SO2的含量时，一天中作了三次取样监测，每次取样的空气（已除尘）都以1.5×10-4m3.min-1的流速进入电解池的阳极室，从电流计显示出每次的电流强度分别为8.56×10-6A、9.25×10-6A 、8.12×10-6A，每次都能够保持电解池中Br2浓度恒定并恰好与二氧化硫完全反应（设空气中不含与溴反应的其它杂质、1个电子电量为1.6×10-19C）。
写出此监测过程中发生反应的化学方程式。计算该地区空气中二氧化硫的含量有没有达到大气质量标准？
小题3:当大气中SO2污染较严重时，目前有一种降低其危害的方法是用直升飞机喷撒白垩粉，其化学方程式为___________________。
小题4:某火力发电厂所在地有较丰富的碳酸钙矿和菱镁矿，若该发电厂以含硫重油作燃料，请就地取材提出三种化学反应原理与上一小题不同的“脱硫”方法（用化学方程式表示，）：
第一种______________；第二种______________；第三种______________。
小题5:某10 6 kW火力发电厂以重油为燃料。以含硫3.5%的重油为燃料，重油使用量为0.18 dm3.kW-1.h-1（重油的密度为0.95g.cm3）。该厂开工率（每年实际运转天数）为80%，对烟道气的脱硫效率为90%。问一年间对烟道气脱硫回收的SO2能生成多少吨石膏（CaSO4·2H2O）？
正确答案
小题1:叶；呼吸系统；酸雨
小题2:2KBr+2H2O
小题3:2SO2+2CaCO3+O2=2CaSO4+2CO2
小题4:详见解析
小题5:2.0×105 t CaSO4·2H2O，详见解析
小题1:从化学、生物学科中学过有关的基础知识，很容易答出SO2易破坏植物的叶组织，SO2最易影响人的呼吸系统，SO2污染大气后形成酸雨严重时会使湖泊、河流中鱼类等死亡。
小题2:根据电解原理可写出电解KBr溶液的化学方程式为
2KBr+2H2O
再根据SO2的性质可写出SO2跟Br2水反应的化学方程式：
Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr
当I=8.56×10-6A时
n(e)= (8.56×10-6)/(1.6×10-19×6.02×1023)=8.89×10-11(mol)
根据反应的化学式可得出，当电极上有2mol电子通过时就有1molSO2参加反应，所以大气中SO2的含量为：
（8.89×10-11×60×64×103）/（1.5×10-4×2）=0.576[mg/(m3空气)]
依次可算得当I= 9.25×10-6A 时，大气中SO2的含量为0.608 [mg/(m3空气)]；当I= 8.12×10-6A时，大气中SO2含量为0.554[mg/(m3空气)]。
对照标准，虽每次取样的测试结果没有超过0.70[mg/(m3空气)],但日平均值没有达标，所以从SO2含量角度看被监测地区的大气没有达到大气质量标准。
小题3:联系碳酸和亚硫酸的酸性强弱及亚硫酸盐的还原性就可写出有关的化学方程式：
2SO2+2CaCO3+O2=2CaSO4+2CO2
小题4:用煅烧石灰石制得生石灰，再制成石灰桨，用石灰桨浊液来吸收SO2
2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O
煅烧菱镁矿，制氧化镁，用氧化镁浊液来吸收SO2：
2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O
用氢氧化钠溶液来吸收，再用石灰使氢氧化钠再生，氢氧化钠溶液可循环使用，消耗掉的是石灰：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O， Na2SO3+Ca(OH)2=CaSO3↓+2NaOH。
小题5:每1molS从理论上可生成1mol CaSO4.2H2O ,设可制得xt即： S CaSO4·2H2O
32（t） 172(t)
360×24×80%×106×0.18×0.95×103×10-6×3.5% ×90% (t) x (t)
得x =2.0×105（t）
可制得2.0×105吨CaSO4·2H2O。
（13分）下图是实验室制取SO2并验证SO2某些性质的装置图。试回答：
⑴①中发生反应的化学方程式为 。
⑵②中的实验现象为 ，此实验说明SO2是 氧化物。
⑶③的品红溶液 ，证明SO2有 。
⑷④中的实验现象为 ，此实验说明SO2有 性。
⑸⑤中的实验现象为 ，此实验说明SO2有 性。
⑹⑥的作用是 ，反应方程式是 。
正确答案
(1)Na2SO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+SO2↑ (2)试液变为红色酸性
(3)褪色漂白性 (4)产生淡黄色沉淀氧化
(5)褪色还原 (6)吸收尾气SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
考查SO2的制取及SO2的性质。
⑴①装置是制取SO2的，所以①中发生反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+SO2↑。
（2）SO2是酸性氧化物，溶于水生成亚硫酸，溶液显酸性，因此实验现象是试液变为红色。
（3）SO2还具有漂白性，能使品红溶液褪色。
（4）SO2中S元素的化合价处于中间价态，既有氧化性，还有还原性。由于H2S具有还原性，能被SO2氧化生成单质S，所以实验现象是产生淡黄色沉淀。
（5）溴水具有氧化性，能把SO2氧化生成硫酸，所以实验现象是溴水褪色。
（6）SO2是大气污染物，不能排放在大气中，所以⑥的作用是吸收吸收尾气，防止污染空气，反应的方程式是SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
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