- 硫和氮的氧化物
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(8分)某研究性学习小组用48.0克铜屑与氧化铜的混合物与硫酸和硝酸的混酸100 ml溶液反应制取五水硫酸铜晶体,混酸中硝酸的还原产物为NO,反应过程中不产生SO2,反应后溶液中只有硫酸铜。若在固体混合物中铜屑的质量分数为0.4,试计算:(1)最终制得晶体的质量。(2)混酸中两溶质的物质的量浓度。
正确答案
(8分)(1)165g(4分) (2)CHNO3=2mol/L CH2SO4=6.6mol/L(各2分)
略
(15分)为研究硫酸的性质,研究性学习小组设计以下两个实验。实验一:检查好装置的气密性后,在如图一所示甲的试管中加入足量的Fe合金(含有一定量的C),然后,加入少量浓硫酸。
图一 图二
①.在未点燃酒精灯时,乙中没有明显现象,这是因为________________________
为处理生成的有毒气体,还应在乙、丙之间接入干燥管,并在其中填充足量的 。
②.反应开始一段时间后,在丙处检验到某种无色无味气体,它是__________。
若甲中加入的是纯铁,丙处产生气体的速率没有前者的快,这是因为____________
实验二:
高一必修教材《浓硫酸与蔗糖反应的实验》这个传统实验是在敞口容器中进行,药品用量大,且浓硫酸与蔗糖反应过程中生成大量有毒气体直接排放到空气中,不符合“绿色化学”的新理念;对此实验进行新的设计和改进:取少量的蔗糖置于锥形瓶中加入几滴水,用胶头滴管滴加几滴浓硫酸,通过圆形玻璃搅拌棒不断搅拌;如上图二所示观察:
①.白色的蔗糖发黄再变黑,这是因为浓硫酸具有 性;一会儿迅速变成蜂窝状(形似“黑馒头” );写出发生的化学方程式:
②.紫色石蕊试纸变红,品红试纸褪色,澄清石灰水出现浑浊,该小组同学认为有二氧化碳生成,你是否赞成此观点;若赞成就不填写;若不赞成,你将如何改进才能证明有二氧化碳生成:
③.另一小组将紫色石蕊试纸更换为少许无水硫酸铜,结果没有观察到无水硫酸铜变蓝,证明浓硫酸具有 ;
正确答案
实验一
①常温下,Fe遇浓硫酸钝化(1分),而C不与浓硫酸反应(1分); 碱石灰(2分)
②氢气(或H2)(1分) 形成原电池加快反应速率 (2分)
实验二
① 脱水性 (2分) , C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O (2分)
②在乙与丙之间增加酸性KMnO4除SO2 ,再用品红溶液检验SO2是否除尽
(2分,合理答案均给分)
③ 吸水性 (2分)
略
假设双氧水(H2O2)是比碳酸还弱的二元酸。
(1)双氧水电离的方程式为___ _。
(2)若CO2与Na2O2不发生反应,而潮湿的CO2可与Na2O2反应,则该反应的化学方程式为:__ __。
正确答案
(1)H2O2HO2-+H+ HO2-
O2-2+H+
(2)Na2O2+CO2+H2O==Na2CO3+H2O2
H2O2是比碳酸还弱的二元酸,只需迁移已学过的碳酸电离方程式就不难回答问题(1)。至于问题(2)只要仅仅抓住潮湿CO2中含水分可形成H2CO3,利用中学已学过的强酸与弱酸盐反应制弱酸的规律,就可写出该反应的化学方程式。
(15分)
某学习小组依据SO2具有还原性,推测SO2能被Cl2氧化生成SO2Cl2。
查阅资料:SO2Cl2常温下为无色液体,极易水解,遇潮湿空气会产生白雾。
Ⅰ.化合物SO2Cl2中S元素的化合价是 。
Ⅱ.用二氧化锰和浓盐酸制氯气的化学方程式是 。
Ⅲ.在收集氯气前,应依次通过盛有饱和食盐水和 的洗气瓶。
Ⅳ.用如图所示装置收集满Cl2,再通入SO2,集气瓶中立即产生无色液体,
充分反应后,将液体和剩余气体分离,进行如下研究。
(1)研究反应的产物。向所得液体中加水,出现白雾,振荡、静置得到无色溶液。经检验该溶液中的阴离子(除OH-外)只有SO42-、Cl- ,证明无色液体是SO2Cl2。
① 写出SO2Cl2与H2O反应的化学方程式 。
② 检验该溶液中Cl-的方法是 。
(2)继续研究反应进行的程度。用NaOH溶液吸收分离出的气体,用稀盐酸酸化后,再滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀。
① 该白色沉淀的成分是 。
② 写出SO2与Cl2反应的化学方程式,并阐述理由______。
正确答案
(15分)
I.+6价(2分);
II.MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O(2分);
Ⅲ.浓硫酸(2分);
Ⅳ.(1)① SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl (2分)。
② 取少量该溶液于试管中,加入过量Ba(NO3)2溶液,过滤,向滤液中滴加
HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则说明溶液中有Cl-(2分);
(2)① BaSO4(2分);
② SO2+Cl2 SO2Cl2
由于白色沉淀是BaSO4,所以反应后的混合气体中必然存在SO2和Cl2两种气体。因此SO2和Cl2生成SO2Cl2的反应为可逆反应。(3分)
试题分析:I.SO2能被Cl2氧化生成SO2Cl2则氯元素的化合价是-1价,O一般表现为-2价,所以S的化合价是+6价;
II.实验室制取氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;
Ⅲ.SO2Cl2极易水解,遇潮湿空气会产生白雾,所以氯气必须是干燥的,因此在收集氯气前,应依次通过盛有饱和食盐水和浓硫酸的洗气瓶。
Ⅳ.(1)①根据元素的化合价,判断SO2Cl2水解的产物是硫酸和氯化氢,化学方程式为 :SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl ;
②检验该溶液中Cl-的方法是:因为溶液中有硫酸存在,所以检验氯离子前应除去硫酸根离子,取少量该溶液于试管中,加入过量Ba(NO3)2溶液,过滤,向滤液中滴加HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则说明溶液中有Cl-;
(2)①若尾气中只含二氧化硫,被氢氧化钠吸收后滴加盐酸再滴加BaCl2溶液,不会产生白色沉淀。只含氯气也不会产生白色沉淀,所以尾气中有氯气和二氧化硫气体,白色沉淀是BaSO4
②SO2+Cl2 SO2Cl2,由上面的分析可知反应后的混合气体中必然存在SO2和Cl2两种气体,若该反应不是可逆反应,则不可能2种反应物同时有剩余,所以SO2和Cl2生成SO2Cl2的反应为可逆反应。
一同学分析硫元素的化合价有-2、0、+4、+6,而硫单质处于中间价态,所以硫应该既有氧化性,又有还原性。该同学欲探究硫的还原性,下面是该同学的实验探究过程,请解答其中的问题。
(1)该同学应该选择________(填“氧化剂”或“还原剂”)进行实验探究。
(2)该同学用红热的玻璃棒引燃了石棉网上的硫粉,硫粉开始燃烧,反应的化学方程式为________________________________________________
(3)该同学欲验证硫燃烧产物的性质,请你帮助他选择合适的试剂,并说明原因。
正确答案
(1)氧化剂 (2)S+O2 SO2
(3)
(1)探究还原性,需要氧化剂。(2)硫在空气中燃烧的化学方程式的书写不要忘记反应条件为“点燃”。(3)尽管SO2能使新制的氯水、品红溶液、滴有酚酞的NaOH稀溶液都褪色,但作为漂白性的只有使品红褪色,而与新制的氯水的反应体现SO2的还原性,与NaOH溶液的反应体现SO2的酸性氧化物的通性。
I.硫在空气燃烧生成A,A溶于水得B,B与I2反应得C和D,C与Na2S反应得到含硫化合物E,据此回答下列问题:
(1)写出各物质的分子式: B , D 。
(2)E与A、B、C中某种物质反应的方程式 。
II.加热H2C2O4·2H2O,释放出气体通入澄清石灰水,出现浑浊。
(1)H2C2O4·2H2O热分解反应方程式为 。
(2)由上可知,Na2C2O4热分解反应方程式为 。
正确答案
I.(1)H2SO3 HI(各1分) (2)2H2S+SO2=3S↓+2H2O (2分)
II.(1)H2C2O4·2H2O==CO↑+CO2↑+3H2O (2分) (2)Na2C2O4==Na2CO3+CO↑ (2分)
略
有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应,都用如图所示的装置进行实验。通入SO2气体,将带余烬的木条插入试管C中,木条复燃。
请回答下列问题:
(1)第一小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2,该反应的化学方程式是________________________。
(2)请设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3__________。
(3)设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外,还有Na2SO4生成。为检验是否由Na2SO4生成,他们设计了如下方案:
上述方案是否合理?________ (若不合理,请说明理由;若合理,以下不用回答)
①
②
正确答案
(7分)(1)2Na2O2 + 2SO2 = 2 Na2SO3 +O2 (2分)
(2)取反应生成的白色固体少许,加一定量的稀硫酸,如果产生无色有刺激气味的气体(且能使品红溶液褪色),则说明生成了Na2SO3 (2分)
(3)不合理 (1分)
①稀硝酸能将亚硫酸钡氧化为硫酸钡而不溶解 (1分)
②如果反应后的固体中还残留Na2O2,它溶于水后也能将SO32-氧化成SO42- (1分)
略
为了防治环境污染并对尾气进行综合利用,某硫酸厂用氨水吸收尾气中的SO2,再向吸收液中加入浓硫酸,以制取高浓度的SO2及(NH4)2SO4和NH4HSO4固体。
为了测定上述(NH4)2SO4和NH4HSO4固体混合物的组成,现称取该样品四份,分别加入相同浓度的NaOH溶液各40.00mL,加热至120℃左右,使氨气全部逸出[(NH4)2SO4和NH4HSO4的分解温度均高于200℃],测得有关实验数据如下(标准状况):
(1)实验过程中有关反应的离子方程式为
;
(2)由I组数据直接推测:标准状况下3.7g样品进行同样实验时,生成氨气的体积为
L;
(3)试计算该混合物中(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量之比 ;
(4)欲计算该NaOH溶液的物质的量浓度应选择第 组数据,由此求得NaOH溶液的物质的量浓度为 。
正确答案
(1)H+ + OH— = H2O NH4+ + OH- =" " NH3 + H2O
(2) 0.84 L;(3) 1:4 ;(4) Ⅲ 5.0 mol/L
略
(10分)a、b、c、d、e是含有一种相同元素的五种物质,可发生如下转化:
其中:a是一种淡黄色粉末固体;b是气体;c、d是氧化物;e是最高价氧化物对应的水化物。试推断这五种物质(用名称表示):
a ;b ;c ;d ;e 。
正确答案
(每空2分) 硫;硫化氢;二氧化硫;三氧化硫;硫酸
略
为了验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2,选用下图所示仪器(内含物质)组装成实验装置:
(1)如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母):
接 , 接 , 接 ;
(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2?
乙中 ____ ,丙中 ______ ;
(3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是 ;
(4)写出甲中反应的化学方程式 。
正确答案
(1)A,F,E.C,D,B (2)乙中出现白色沉淀,丙中品红未褪色 (3)吸收SO2
(4)
试题分析:碳与浓硫酸反应中,会有二氧化硫杂质生成,丁装置主要是除去二氧化硫,丙装置主要是验证二氧化硫是否完全除去,乙装置主要是验证产物中是否含有二氧化碳。
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