- 硫和氮的氧化物
- 共10865题
某教师在课堂上用下图所示的装置来验证浓硫酸与铜是否发生反应并探讨反应所产生气体的性质。请回答下列问题:
(1)通过试管乙中发生的 现象说明了铜和浓硫酸发生了化学反应,并且该现象还能说明产生的气体具有 性。
(2)若要收集试管甲中生成的气体,可以采用 收集方法。
①排水取气法 ②向上排空气取气法 ③向下排空气取气法
(3)写出试管甲中所发生反应的化学反应方程式 。
(4)试管乙口部浸有碱液的棉花的作用是 ,
此防范措施也说明产生的气体是 气体(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
正确答案
(1)品红溶液 漂白性 (2)②
(3)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
(4)吸收产生的SO2气体 防止污染环境 酸性
(1)SO2检验漂白性,能使品红溶液褪色,据此可以说明铜和浓硫酸发生了化学反应。
(2)SO2易溶于水,但密度大于空气的,所以可用向上排空气法收集,答案选②。
(3)方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。
(4)SO2是一种大气污染物,同时也是一种酸性气体,可用碱液吸收。
对下列事实的解释错误的是
正确答案
A
在蔗糖中加入浓H2SO4后出现发黑现象,是由于浓H2SO4具有脱水性(即:蔗糖中并无水分子,只是使蔗糖中的H、O元素按H2O的组成脱去)
请用关系式法解决下列问题,然后自我界定学习本篇是否需要。
将 a g 铁和 b g 硫粉混合均匀,隔绝空气加强热,充分反应后,再将所得固体混合物放入足量稀 H2SO4 中,试求产生的气体在标准状况下的体积(用含 a 或 b 的代数式表示)。
正确答案
4a L
不论 Fe 过量与否,只要有 1 个 Fe 原子最终就产生 1 个气体分子,这个气体分子可能是 H2S,也可能是 H2。则:
n(气体)=n(Fe)=mol
V(气体)="22.4" L·mol-1×mol="4a" L。
(1)将m g铁粉和n g硫粉均匀混合,在密闭容器中加热到红热,冷却后加入____Lb mol·L-1的盐酸就不再产生气体。若把已放出的气体收集起来,在标准状况下的体积是______。
(2)若把0.1 mol铁粉和1.6 g硫粉均匀混合后,铺在石棉网上用酒精灯加热引燃,完全反应后,将残渣全部放入过量的稀H2SO4中充分反应,结果所产生的气体体积在标准状况下明显少于2.24 L,其原因是__________________________________________________。
正确答案
(1) 0.4m L
(2)与硫反应的铁粉过量,过量的铁粉在加热的条件下被空气中的氧气氧化,生成了铁的氧化物,与H2SO4反应不再放出H2,故放出气体的体积小于2.24 L
(1)由Fe+S
FeS,FeS+2HCl
FeCl2+H2S↑,得Fe~2HCl;又由Fe+2HCl
FeCl2+H2↑,得Fe~2HCl,即产生气体的总体积和消耗的盐酸的量与硫粉量无关,只由铁的量确定。
设加入b mol·L-1盐酸的体积为V,则
×2=V×b mol·L-1,得V=
L或
mL
标准状况下产生气体的体积为
×22.4 L·mol-1=0.4m L。
(2)n(S)=
="0.05" mol<0.1 mol,铁粉过量,过量的铁粉在加热的条件下被空气中的氧气氧化,生成的铁的氧化物与H2SO4反应不再放出H2,故放出气体的体积小于2.24 L。
硫酸和硝酸是中学阶段常见的两种强酸,请就两者与金属铜的反应情况回答下列问题:
(1)在100 mL 18 mol·L-1的浓硫酸中加入过量的铜片,加热使之充分反应,产生的气体在标准状况下的体积可能是 (填写代号);
(2)若使上述反应中剩余的铜片继续溶解,可将溶液稀释并向其中加入硝酸钠,写出反应的离子方程式: 。
正确答案
(1)AB
(2)3Cu+2N+8H+
3Cu2++2NO↑+4H2O
(1)n(H2SO4)="0.1" L×18 mol·L-1="1.8" mol,根据反应:2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O,硫酸完全反应,将有0.9 mol的H2SO4被还原为SO2气体,体积为20.16 L,但实际上随反应的进行,硫酸浓度变小,不能与铜反应,则生成的SO2体积小于20.16 L,可能是AB。
(2)加入NaNO3后,剩余的稀硫酸与N相当于存在稀硝酸,发生稀硝酸与Cu的反应:
3Cu+2N+8H+
3Cu2++2NO↑+4H2O。
琉酸是无机“三大强酸"之一,其产量是衡量一个国家无机化工发展水平的重要标志。工业制硫酸的工艺流程如下图:
据图回答下列问题:
(1)写出用黄铁矿(主要含FeS2)造气的化学反应方程式________。
(2) 给出A、B物质的名称:A________,B________
(3) 催化氧化之前对SO2和空气的混合气体进行净化、干燥的目的是________ 选用B进入吸收塔吸收SO3的优点是________。
(4) SO2的催化氧化是一个可逆反应,采取适宜的反应条件有利于生产的进行。实际生产中,下列哪些生产条件或措施考虑到了平衡移动原理________ (选填序号)。
A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎
B.使用V2O5作催化剂
C.催化反应室中选择400-5000C温度
D.净化后的炉气中要有过量的空气
E. 催化氧化在常压下进行
F. 将尾气中的SO2循环利用
(5) 某硫酸厂每天消耗黄铁矿石(含FeS2质量分動60%) 20吨,生产的三阶段的转化率依次为98%、95%、98%,则该工厂一天能生产B的质量为__________吨。
正确答案
(1)4FeS2+11O24Fe2O3+8SO2(2分) (2)A:发烟硫酸(1分) B:98%硫酸(1分)(3)净化的目的是除去混合气体中的有害杂质,防止催化剂中毒;干燥的目的是防止形成酸雾腐蚀管道及设备(每个目的2分,共4分) 避免形成酸雾并提高吸收率(2分)
(4)DF(3分) (5)18.2(2分)
试题分析:(1)工业上用黄铁矿(主要含FeS2)造气的化学反应方程式为4FeS2+11O24Fe2O3+8SO2。
(2)三氧化硫在吸收塔中被浓硫酸吸收生成发烟硫酸。发烟硫酸通过稀释即得到98%的浓硫酸。所以A、B物质的名称分别是发烟硫酸和98%浓硫酸。
(3)由于SO2氧化生成三氧化硫需要催化剂,所以净化的目的是除去混合气体中的有害杂质,防止催化剂中毒;而干燥的目的是防止形成酸雾腐蚀管道及设备。三氧化硫直接用水吸收容易形成酸雾,且降低吸收效率,而用浓硫酸吸收可避免形成酸雾并提高吸收率。
(4)A、矿石加入沸腾炉之前先粉碎,可以增大反应物的接触面积,加快反应速率,与平衡无关系,A不正确;B、使用V2O5作催化剂可以降低活化能,加快反应速率,与平衡无关系,B不正确;C、由于该反应是放热反应,所以温度低有利于三氧化硫的生成,因此催化反应室中选择400-500℃温度与平衡移动原理无关系,C不正确;D、净化后的炉气中要有过量的空气,过量的空气可以增大反应物的浓度有利于平衡向正反应方向移动,D正确;E、该反应是体积减小的可逆反应,所以催化氧化在常压下进行与平衡移动原理无关系,E不正确;F、将尾气中的SO2循环利用,可以提高原料的利用率,与平衡移动原理有关系,F正确,答案选DF。
(5)根据S元素守恒可知:FeS2~~~~~~~~~~~~~2H2SO4
120t 2×98t
20t×0.6×0.98×0.95×0.98 m×0.98
解得m=18.2t
硫酸是工业生产中重要的产品之一,以黄铁矿为原料生产硫酸的简单流程如下图所示。
请填写下列空白。
(1)黄铁矿燃烧生成SO2的化学方程式为_____________;接触室中发生反应的化学方程式为____________________。
(2)为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装_____________(填设备名称);吸收塔中填充有许多瓷管,其作用为__________________。
(3)为使黄铁矿煅烧充分,常通入过量40%的空气,则煅烧后炉气中SO2的体积分数为____________________(设空气中氧气的体积分数为0.20);将上述炉气经净化除尘后直接送入接触室,流量为1.00m3/s,从接触室导出气体的流量为0.95m3/s(同温同压下测定),则SO2的转化率为________________%。
(4)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的SO2和铵盐。SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式为___________________。
(5)硫酸的用途非常广泛,可应用于下列____________(可多选)。
a.橡胶的硫化 b.过磷酸钙的制备
c.铅蓄电池的生产 d.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
正确答案
(15分)4FeS2+11O24Fe2O3+8SO2(2分) 2SO2+O2
2SO3(2分)
(2)热交换器(1分) 增加SO3与浓硫酸的接触面,有利于SO3的吸收(1分)
(3)0.108(2分) 92.6(2分)
(4)SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-(2分) (5)b c d(3分)
试题分析:(1)黄铁矿燃烧燃烧生成SO2和氧化铁,反应的化学方程式为FeS2+11O24Fe2O3+8SO2;接触室中发生反应的化学方程式为2SO2+O2
2SO3。
(2)为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装热交换器;吸收塔中填充有许多瓷管,可以增加反应物的接触面积,加快反应速率,即作用为增加SO3与浓硫酸的接触面,有利于SO3的吸收。
(3)设二者恰好反应时需要空气的体积是x,则
4FeS2+11O24Fe2O3+8SO2
11 8
0.2x 1.6x/11
则反应后SO2的体积分数是=0.108
2SO2+O22SO3 △V↓
2 1 2 1
0.1 1-0.95
所以SO2的转化率是×100%=92.6%
(4)单质溴具有氧化性,能把SO2氧化生成硫酸,反应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-。
(5)硫酸的用途非常广泛,主要用于过磷酸钙的制备、铅蓄电池的生产表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成,橡胶的硫化用的是单质硫,答案选bcd。2的吸收
(15分)某校化学兴趣小组为探究SO2气体的还原性设计了如下装置图:
(1)SO2气体还原Fe3+的离子反应方程式为 ;
(2)实验中所需的SO2气体可以用浓硫酸和铜反应来制取,该反应的化学方程式为
,在反应表现了H2SO4的哪些性质 。
(3)装置C的作用是 。
(4)若要从A中得到溶液提取晶体,必须进行的实验操作步骤:蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥,在这一系列操作中没有用到的仪器有 (填字母序号)。
E.玻璃棒 F.坩埚
(5)在上述装置中通入过量的SO2,为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应他们取A中的溶液,分成三份,并设计了如下实验:
方案①:往第一份试液中加入KMnO4溶液,不变红,紫色褪去。
方案②:往第二份试液加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红。
方案③:往第三份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀
上述方案不合理的一个方案 (填数字序号),原因是 。
(6)上述装置中能表明I-的还原性弱于SO2的现象是 。
正确答案
(15分)(1)SO2+2Fe3++2H2OSO42-+2Fe2++4H+(2分);
(2)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑(2分);酸性和氧化性(2分);
(3)吸收SO2尾气,防止污染空气(2分);
(4)BF(2分);
(5)①(1分);因为A的溶液中含有SO2,SO2也能使KMnO4溶液褪色(2分);
(6)B中蓝色溶液褪色(2分)。
本题为SO2的性质综合实验,二氧化硫是酸性氧化物,具有其通性,S为+4价,既有氧化性又有还原性,更多时候体现出还原性。(5)方案一中,SO2和Fe2+,都能是酸性高锰酸钾褪色,故不能确定是否发生反应。(6)氧化性、还原性的强弱,我们一般是看在同一氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物,还原剂的还原性大于还原产物,故I2把SO2氧化,故SO2的还原性强于I-。
某学习小组对教材实验“在200mL烧杯中放人20 g蔗糖(C12H22O11),加入适量水,搅拌均匀,然后再加入15 mL质量分数为98%浓硫酸,迅速搅拌”进行如下探究。
(1)观察现象:蔗糖先变黄,再逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状黑色物质,同时闻到刺激性气味。压缩“黑色面包”时,感觉较硬,放在水中呈漂浮状态。
同学们由上述现象推测出下列结论:
①浓硫酸具有强氧化性 ②浓硫酸具有吸水性 ③蔗糖炭化得到的碳连成整体,碳原子间形成了化学键 ④浓硫酸具有酸性 ⑤黑色物质具有强吸附性
其中依据不充分的是 (填序号);
(2)为了验证蔗糖与浓硫酸反应生成的气态产物,同学们设计了如下装置:
试回答下列问题:
①上图A中应选用下列装置 (填编号)。
②B装置所装试剂是 ;D装置中试剂的作用是
;E装置中发生的现象是 ;
③A装置中使蔗糖变黑的化学反应方程式为 ;
④F装置中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅的原因是
;其反应的离子方程式是 。
正确答案
(1)②④ (2)①Ⅱ ②品红溶液或溴水溶液 检验SO2是否被除尽 溶液变浑浊
④CO气体能还原热的酸性高锰酸钾 5CO+6H++2MnO4-
5CO2↑ +2Mn2++3H2O
(1)浓硫酸使蔗糖炭化表现是浓硫酸的强氧化性和脱水性。(2)虚线框A应是浓硫酸使蔗糖炭化的装置,不需加热,炭化时蔗糖的体积会膨胀,故选Ⅱ装置。产生的气体有:CO2、SO2、CO,检验CO2之前应先检验并除去SO2。
汞蒸气有毒。
(1)万一把汞洒出,可以在有微细汞滴的部位撒一层硫磺粉,这时发生反应的化学方程式是_____________________________。
(2)室内有汞蒸气时应进行通风以降低汞蒸气浓度,这时通风口装在墙的_________(填“上”或“下”)部的效率高。
正确答案
(1)Hg+S====HgS
(2)下
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