- 硫和氮的氧化物
- 共10865题
以下是有关SO2、Cl2的性质实验。
(1)某小组设计如图所示的装置图(图中夹持和加热装置略去),分别研究SO2和Cl2的性质。
①若从左端分别通入SO2和Cl2,装置A中观察到的现象是否相同? (填“相同”或“不相同”);若D中盛铜粉,通入足量的Cl2,D中的现象是___________;若装置D中装的是五氧化二钒(催化剂),通入SO2时,打开K通入适量O2的化学反应方程式为 。
②SO2通入B中,碘水褪色,则该反应的离子方程式为 。
③E中盛有______________溶液。
(2)某同学将足量的SO2通入一支装有氯化钡溶液的试管,未见沉淀生成,若向该试管中加入足量(填字母) ,则可以看到白色沉淀产生。
(3)若由元素S和O组成–2价酸根离子X,X中S和O的质量比为4∶3;当Cl2的与含X的溶液完全反应后,得澄清溶液,取少量该溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀产生。写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式 。
(4)某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸,装置如右图,含有某种催化剂,电极为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
通入SO2的电极为_________极,其电极反应式为:
。
电池的总反应式为:
。
正确答案
(1) ①相同, Cu粉红热,并产生棕黄色烟
2SO2 + O22SO3
②SO2 + I2 + 2H2O = 4H++ 2I-+ SO42-
③NaOH
(2) A C
(3) 4Cl2 + S2O32-+ 5H2O = 2SO42-+ 8Cl-+ 10H+
(4) 负 SO2 – 2e-+ 2H2O = 4H++ SO42-
2SO2 + O2 + 2H2O = 2H2SO4
(1)①由于SO2和Cl2都可以使品红溶液褪色,所以A中分别通入SO2和Cl2,观察到的现象是相同的。若D中盛铜粉,通入足量的Cl2,D中发生的反应是:Cu+ Cl2= CuCl2,现象是Cu粉红热,并产生棕黄色烟。若装置D中装的是五氧化二钒(催化剂),通入SO2时,打开K通入适量O2,则发生SO2的催化氧化,反应方程式为2SO2 + O22SO3。
②SO2通入B中,碘水褪色,并不是SO2的漂白作用,而是SO2与碘水反应生成了无色的物质,离子方程式为:SO2 + I2 + 2H2O = 4H++ 2I-+ SO42-
③E是一个尾气吸收装置,应用碱液,可以是NaOH 或KOH
(2)SO2通入装有氯化钡溶液,是不发生化学反应的,参照②,则加入NaOH可以产生白色沉淀。
(3)由题知X为S2O32-,此离子中S元素的化合价为+2价,与Cl2发生氧化还原反应,S2O32-被氧化成SO42-,离子方程式为:4Cl2 + S2O32-+ 5H2O = 2SO42-+ 8Cl-+ 10H+
(4)此装置为原电池,原电池的正极发生还原反应,负极发生氧化反应,所以SO2做电池的负极,被氧化成SO42-,电极反应为:SO2 – 2e-+ 2H2O = 4H++ SO42-。电池的总反应式为:2SO2 + O2 + 2H2O = 2H2SO4
已知:SO2可以与硫酸酸化的浓KMnO4溶液反应,也可以使澄清的石灰水变浑浊。下图④中浓硫酸与木炭粉在加热条件下发生反应生成 CO2、SO2和H2O。
(1)在加热条件下,浓硫酸与木炭粉反应的化学方程式是: 。(2分)
(2)若用上图所列各装置设计一个实验,验证浓硫酸与木炭粉反应的产物,这些装置的连接顺序
(按产物气流从左至右的方向)是(填装置的编号) → → → 。(2分)
(3)B瓶溶液的作用是 。(2分)本实验中能说明二氧化硫具有漂白性的实验现象是 。(2分)③中反应的离子方程式为 。(2分)
(4)装置②中所盛是无水硫酸铜,现象是 。(2分)
正确答案
(1)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O (2)④②①③
(3)除去SO2;A中品红溶液褪色;CO2+Ca2++2OH-=H2O+CaCO3↓
(4)由白色变为蓝色
试题分析:(1)浓硫酸具有强氧化性,在加热的条件下与木炭发生反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(2)浓硫酸与木炭共热化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,生成CO2、SO2和H2O,依次检验CO2、SO2和H2O的存在时,应先检验水蒸气的存在,因为在验证二氧化碳、二氧化硫的存在时都需通过溶液,可带出水蒸气;二氧化碳、二氧化硫都能使澄清的石灰水变浑浊,所以不能先通过澄清的石灰水来检验二氧化碳的存在,所以先检验二氧化硫的存在并除去二氧化硫后才检验二氧化碳的存在,即检验过程应为检验水蒸气→检验并除尽二氧化硫→检验二氧化碳;无水硫酸铜为白色固体,遇水变蓝,可用于检验水;SO2能使红色的品红溶液褪色,CO2不能使红色的品红溶液褪色,因此装置A中盛有红色的品红溶液来检验二氧化硫;二氧化硫影响二氧化碳的检验,因此检验二氧化碳前先除尽二氧化硫,装置B中盛有的酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫,而不除去二氧化碳,装置C中的红色的品红溶液是用来证明SO2气体已完全除尽的;二氧化碳的检验方法为通过澄清的石灰水,使澄清的石灰水变浑浊,所以正确的连接顺序为④②①③。
(3)根据以上分析可知B瓶溶液的作用是除去SO2;本实验中能说明二氧化硫具有漂白性的实验现象是A中品红溶液褪色;③中反应的离子方程式为CO2+Ca2++2OH-=H2O+CaCO3↓。
(4)硫酸铜吸水变为胆矾,则装置②中所盛是无水硫酸铜,现象是由白色变为蓝色,
接触法制硫酸是先把SO2催化氧化成SO3,然后用浓硫酸吸收得到的SO3制取产品。某工厂生产硫酸时,进入接触室的原料气成分为SO27%、O2 11%、N2 82%(体积分数)。
(1)计算标准状况下10 m3原料气中的SO2物质的量______________mol。
(2)计算标准状况下1 0m3原料气的质量 千克。
(3)若SO2的转化率为99.2%,计算接触室导出的气体中SO3的体积分数 。
(4)若接触室导出的气体中含6.72%(体积分数)的SO3。把出口气体送进吸收塔,用
98.3%的硫酸吸收,可得到“发烟H2SO4”(H2SO4和SO3的混合物,其中含质量分数为20%的SO3)。计算吸收1000 m3出口气体(已折算为标准状况)所需要的98.3%的硫酸的质量 千克。
正确答案
(1)31.25(2分)
(2)13.82Kg(4分)
(3)7.19%(4分)
(4)665Kg(6分)
试题分析:(1)原料气中SO2的体积分数为7%,故10m3原料气中的SO2的体积为10m3×7%=0.7m3=700L,故标准状况下二氧化硫的物质的量为故答案为:31.25;
(2)原料气中O2的体积分数为11%,故10m3原料气中的O2的体积为10m3×11%=1.1m3=1100L,故标准状况下氧气的物质的量为原料气中N2的体积分数为82%,故10m3原料气中的N2的体积为10m3×82%=8.2m3=8200L,故标准状况下氮气的物质的量为
故标准状况下10m3原料气的质量为:31.25mol×64g/mol+49.11mol×32g/mol+366.07mol×28g/mol=13821.48≈13.82kg,答:标准状况下10m3原料气的质量为13.82kg;
(3)SO2的转化率为99.2%,则参加反应的二氧化硫的体积为10m3×7%×99.2%=0.6944m3,则:
2SO2+O2=2SO3 体积减少△V
2 2 1
0.6944m3 0.6944m3 0.3472m3
故反应后气体的体积为10m3-0.3472m3=9.6528m3,
故接触室导出的气体中SO3的体积为0.6944m3,体积分数为
答:接触室导出的气体中SO3的体积分数为7.19%;
(4)假设需要浓硫酸的质量为mg,则浓硫酸中硫酸的质量为mg×98g%=0.98mg,物质的量为浓硫酸中水的质量为mg-0.98mg=0.02mg,物质的量为
故吸收三氧化硫后生成的硫酸的物质的量为
发烟硫酸中硫酸的物质的量为0.01m mol+
1000m3出口气体中三氧化硫的体积为1000m3×6.72%=67.2m3=67200L,SO3的物质的量为
被水吸收后剩余的三氧化硫的物质的量为3000mol-
故,解得m=664615g=664.6kg,
答:吸收1000m3出口气体所需要的98%的硫酸的质量为664.6kg.
为研究某铁质材料与浓硫酸反应生成气体的成分,某学习小组进行了以下探究活动:
(1)称取铁钉5.6g放入20mL足量浓硫酸中,加热,理论上收集到气体SO2 L(标况)。将所得气体全部通入足量溴水中,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体23.3g。由此推知实际生成气体SO2的体积为 L(标况)。
(2)分析上述实验中SO2体积的结果,有同学认为所得气体中除含有SO2外,还可能含有H2和Q气体。为此设计了下
列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
①装置A中试剂的作用是
②认为气体中还含有的Q气体是
③为确认Q的存在,需在装置中添加M于 ,
a.A之前 b.AB之间 c.BC之间 d.CD之间
M中的试剂是
④如果气体中含有H2,预计实验现象应是
正确答案
(10分)(1)3.36(2分) 2.24(2分)
(2)①除去气体中的SO2(1分) ②CO2(1分) ③c (1分)澄清石灰水(1分)④D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝(2分)
略
已知盐酸加到品红溶液中,由于酸性增强使品红溶液的红色加深。试推测:
(1)向品红溶液中通入过量SO2的过程中,观察到的现象为_____ ____;
加热后的现象为____ ____。
(2)向品红溶液中通入过量Cl2的过程中,观察到的现象为_____ ____;
加热后的现象为____ _____。
(3)向品红溶液中通入物质的量之比为1∶1的SO2和Cl2后现象________。
正确答案
(5分)(1) _先红色加深,后褪色 ___品红溶液红色恢复____。
(2) __先红色加深,后褪色___; __无明显现象(红色不能恢复)___。
(3)溶液颜色加深_____
略
(10分)化学小组同学依据化学反应Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O制取22.4 L(标准状况)SO2气体。取65.0 g锌粒与98%的浓H2SO4(ρ=1.84 g·cm-3)110 mL充分反应,锌全部溶解。对于制得的气体,有同学认为可能混有氢气。为此,化学小组的同学设计了如下实验装置,对所制取的气体进行探究。
请回答下列问题:
(1)装置A中添加液体的仪器名称为 ;98%的浓H2SO4(ρ=1.84 g/cm3)的物质的量浓度是 ;
(2)请写出产生氢气的反应的离子方程式 ;
(3)①装置B是为了吸收SO2,则不能选用下列试剂中的 (填序号);
A.NaOH溶液 B.浓H2SO4 C.KMnO4溶液
②可证实一定量的锌粒和一定量的浓硫酸反应后生成的气体中混有氢气的实验现象是 ;
正确答案
(1)分液漏斗 18.4 mol/L (2)Zn+2H+===Zn2++H2↑
(3)① B ②装置E中黑色粉末变红色,F中无水硫酸铜变蓝色 (每空2分)
试题分析:⑴该仪器名称是分液漏斗,C(H2SO4)==
=18.4 mol/L;
⑵锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,其离子方程式为Zn+2H+═Zn2++H2↑;
⑶①二氧化硫属于酸性氧化物,能被碱液吸收;具有还原性,能被强氧化性溶液吸收,氢氧化钠溶液呈碱性,高锰酸钾溶液具有强氧化性,即可以用氢氧化钠溶液和高锰酸钾溶液吸收二氧化硫,故选B;
②氢气具有还原性,能将黑色的CuO还原为红色的Cu,且生成水,水能使无水硫酸铜变蓝色,如果有氢气,看到的现象是:装置E中黑色粉末变红色,F中无水硫酸铜变蓝色。
已知某物质X能发生如下转化:
下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述错误的是
正确答案
D
试题分析:A. 若X为N2或NH3(催化氧化),发生反应:N2+O22NO,4NH3+5O2
4NO+6H2O;2NO+O2=2NO2;3NO2+ H2O = 2HNO3+ NO。则A为硝酸,正确。B.若X为S 或H2S(完全燃烧),S+ O2
SO2;2H2S+ 3O2
2SO2+ 2H2O;2SO2+ O2
2SO3;SO3+H2O= H2SO4则A为硫酸。正确。C.若X为非金属单质或非金属氢化物,如C或CH4,则它们发生不完全燃烧产生CO,CO燃烧得到CO2,CO2容易水产生的是碳酸,则碳酸不能与金属铜反应生成CO。若X是S或H2S,反应得到的浓硫酸与Cu在加热时可以反应得到SO2。因此A不一定能与金属铜反应生成Y。正确。D.反应①和②一定为氧化还原反应,反应③可能为氧化还原反应3NO2+ H2O = 2HNO3+ NO,也可能是非氧化还原反应如SO3+H2O= H2SO4。错误。
火电厂排放气体中含有二氧化硫、氮氧化物等大气污染物,大气污染物的研究治理对改善环境具有重要意义。
(1)煤燃烧产生的烟气(含有氮氧化物、SO2、PM2.5等),直接排放到空气中,引发的主要环境问题有 (填写字母编号)
A水体富营养化 B重金属污染 C雾霾 D酸雨
(2)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。写出亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式 。
(3)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:
A的化学式 ,若生成ag A,理论上可以回收SO2的质量为 g。
(4)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 。
(5)工业上常用Na2CO3溶液处理煤燃烧产生的烟气,写出SO2、NO与Na2CO3溶液反应生成Na2SO4、N2的离子方程式 。
正确答案
(1)CD
(2)Ca(HSO3)2+O2=CaSO4+H2SO4
(3)NaOH;1.6a
(4)3NO2+H2O==2HNO3+NO 2NO+2CON2+2CO2
(5)2SO2 + 2NO +2CO32-=2SO42-+ N2 + CO2
(1)氮氧化物和二氧化硫能引起酸雨,PM2.5直径小于等于2.5 微米的颗粒物,能长时间悬浮于空气中,能造成雾霾,故CD项正确。
(2)亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙,同时生成H2SO4,化学方程式为:Ca(HSO3)2+O2=CaSO4+H2SO4
(3)电解氯化钠溶液可得Cl2、H2、NaOH,A能吸收SO2,生成亚硫酸氢钠,则A为NaOH;SO2与NaOH反应的化学方程式为:SO2+NaOH=NaHSO3,NaOH的质量为ag,则理论上可以回收SO2的质量为:64/40×ag=1.6ag。
(4)NO2与水反应可生成HNO3,化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO;当尾气中空气不足时,NOX在催化转化器中被还原成N2排出,NOX与CO发生氧化还原反应,生成N2和CO2,所以NO被CO还原的化学方程式为:
2NO+2CON2+2CO2
(5)SO2、NO与Na2CO3溶液反应生成Na2SO4、N2,发生了氧化还原反应,根据元素守恒可生成了CO2,所以离子方程式为:2SO2+ 2NO +2CO32-=2SO42-+ N2 + CO2
(8分)某研究性学习小组在研究二氧化硫漂白作用时,从“氯气的漂白作用实际上是氯气与水反应生成的次氯酸的漂白作用”得到启发。为了探究二氧化硫作用得到底是二氧化硫本身还是二氧化硫与水作用的产物,该小组设计了如下实验。请回答相关问题。
(1)实验室用亚硫酸钠粉末跟硫酸制取二氧化硫,现有下列三种硫酸溶液,应选用 (填字母),理由是 ;
A.98%浓硫酸 B.70%硫酸 C.10%稀硫酸
(2)为了探究SO2能否使品红褪色,该同学选择了正确的药品后设计了如下图所示实验装置,请指出实验装置设计中的不合理之处。
① ;② 。
(3)该同学选择了正确装置后,实验中控制二氧化硫以大约每秒3个气泡的速度通过品红的酒精溶液时,经过一小时后,品红仍不褪色。为此,你认为使品红的水溶液褪色的微粒可能是 。
(4)该同学进一步实验如下:取等量相同浓度的品红水溶液于两支试管中,再分别加入少量亚硫酸钠固体和亚硫酸氢钠固体,两支试管中的品红都褪色,他得出的结论:使品红褪色的微粒肯定是HSO3-或SO32-。你认为他的结论是否正确 ,其理由是 。
正确答案
略
过氧化氢(H2O2)俗名双氧水,医疗上可做外科消毒剂。
(1)H2O2的电子式为______。
(2)将双氧水加入经酸化的高锰酸钾溶液中,溶液的紫色消褪了,此时双氧水表现出_______性。若MnO4-的产物为Mn2+,该反应的离子方程式为______。
(3)久置的油画,白色部位(PbSO4)常会变黑(PbS),用双氧水揩擦后又恢复原貌,有关的反应方程式为______。此时双氧水表现出______性。
正确答案
(1) ; (2)还原性,5H2O2+2MnO4-+6H+====2Mn2++5O2↑+8H2O;(3)4H2O2+PbS====PbSO4+4H2O,氧化性。
H2O2中氧为-1价,处于0价与-2价之间,所以H2O2既有氧化性,又有还原性。因-1价不稳定,倾向于再得一个电子变成-2价氧,所以H2O2主要的性质是强氧化性。这是过氧化物的基本性质。
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