- 硫和氮的氧化物
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【化学与技术】
以黄铁矿为原料（主要成分是FeS2）为原料，生产硫酸的简要流程图如下：
（1）写出流程图中一种氧化物的名称 。
（2）将黄铁矿粉碎，目的是 。
（3）流程中SO2转化为SO3的化学方程式为 。
（4）炉渣（Fe2O3）在工业上可用来 。
正确答案
（1）二氧化硫或三氧化硫或三氧化二铁
（2）增大反应物的接触面积
（3）
（4）做冶铁原料
（1）二氧化硫或三氧化硫或三氧化二铁都是由两种元素组成，一种元素是氧元素，属于氧化物。
（2）反应物接触面积越大，反应越剧烈，黄铁矿粉碎会增大反应物的接触面积，加快反应速度；
（3）反应物是二氧化硫和氧气，生成物是三氧化硫，用观察法配平，反应条件是催化剂和加热，所以方程式是：
（4）做冶铁原料。
浓硫酸在实验室可用来干燥Cl2、HCl等气体，这是利用了浓硫酸的__________性。 蔗糖遇浓硫酸变黑，是由于浓硫酸具有__________性。若将盛有浓硫酸的容器敞口放在空气中一段时间后, 其质量会__________（填“增加”、“减少”或“没有变化”）。
正确答案
吸水。脱水。增大
试题分析：浓硫酸具有吸水性，所以浓硫酸在实验室可用来干燥Cl2、HCl等气体。浓硫酸还具有脱水性，能使蔗糖碳化。由于浓硫酸易吸水，若将盛有浓硫酸的容器敞口放在空气中一段时间后, 其质量会增大。
下图1是工业上“碱法烟气脱硫法” 示意图，下图2是工业上“石灰→石膏烟气脱硫法”示意图，回答：
已知：
（1）图1中，反应①的离子方程式为 ，之一是 。
（2）图2中，反应⑤的目的是稳定固化硫元素形成高价态的化合物，氧气的作用是 。该法的优点之一是 。
（3）“碱法烟气脱硫法”中的产物Na2SO3的稳定性不好，易使硫元素重新转化为挥发性污染物，为避免之，设计了③的反应，写出其化学方程式为 。
正确答案
（1）SO2 +2OH- =SO32- +H2O 成本高（或Na2SO3 不稳定等合理答案）
（2）作氧化剂 成本低（或Ca2SO4·H2O稳定等合理答案）
（3）2 Na2SO3 + O2 =" 2" Na2SO4
试题分析：（1）二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水，离子方程式为SO2 +2OH- =SO32- +H2O，该法的缺点有成本高、生成的亚硫酸钠不稳定等
（2）反应⑤的目的是稳定固化硫元素形成高价态的化合物，所以氧气的作用是做氧化剂；对比（1），可得该法的优点是：成本低、生成的Ca2SO4·H2O稳定
（3）Na2SO3的稳定性不好，易使硫元素重新转化为挥发性污染物，所以将其转化为硫酸钠，提高其稳定性，化学方程式为2 Na2SO3 + O2 =" 2" Na2SO4
（6分）浓硫酸在下列用途和现象中所表现的性质是
正确答案
（6分）C D A B、E E (每个字母1分)
试题分析：（1）浓硫酸具有吸水性，能使蓝矾表白，利用的浓硫酸的吸水性，答案选C。
（2）浓硫酸具有脱水性，能使木条变黑，利用的浓硫酸的脱水性，答案选D。
（3）浓硫酸难挥发性的高沸点的强酸，可以制取氯化氢，利用的浓硫酸的浓硫酸的沸点高、难挥发，答案选A。
（4）浓硫酸具有强氧化性和酸性，在和铜的反应，表现浓硫酸的氧化性和酸性，答案选BE。
（5）浓硫酸在碳加热的反应中，没有硫酸盐生成，只表现出氧化性，答案选E。
点评：该题是基础性试题的考查，试题主要是考查学生对浓硫酸性质的了解掌握程度，以及灵活运用浓硫酸的性质解决实际问题的能力，难度不大，学生记住即可。
(18分)含硫物质燃烧会产生大量烟气，主要成分是SO2、CO2、N2、O2。某研究性学习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气，并测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率。
回答下列问题：
I．模拟烟气的制备
(1)用A装置制SO2，其化学反应方程式为 。
(2)用B装置制CO2，使用该装置优点的是 。
(3)将制得的气体与空气充分混合，获得模拟烟气用于后续实验。
II．测定烟气中SO2的体积分数
(4)将部分模拟烟气缓慢通过C、D装置，其中C、D中盛有的药品分别是 、 。(填序号)
①KMnO4溶液 ②饱和NaHSO3溶液 ③饱和Na2CO3溶液 ④饱和NaHCO3溶液
(5)若模拟烟气的流速为a mL/min，若t1分钟后，测得量简内液体体积为V mL(已折算为标准状况)，则SO2的体积分数是 。
III．测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率(已转化的SO2占原有SO2的百分比)
(6)将模拟烟气通过转化器E装置，E装置中盛有FeCl2、FeCl3的混合溶液，常温下，它可催化SO2与O2的反应，以达到脱硫目的。写出SO2与FeCl3溶液参与反应过程的离子方程式 。
(7)若模拟烟气仍以a mL/min的流速通过转化器E装置，t2分钟后，向E装置中加入酸化的BaCl2溶液得到白色浑浊液，经 、洗涤、 、称量，得到mg固体。若实验的气体体积已折算为标准状况，则该转化器的脱硫效率是 。
正确答案
I.（1）Cu + 2H2SO4（浓）
（2）可以随时控制反应的发生和停止（2分）
Ⅱ．（4）① ④（各1分，共2分） （5）
（6）2H2O + 2Fe3+ + SO2 ＝2Fe2+ + SO42- + 4H+ （2分）
（7）过滤 （2分） 干燥 （2分） 
试题分析：（1）装置A需要加热，这说明所用试剂是浓硫酸和铜，反应的化学方程式为Cu + 2H2SO4（浓）
（2）B装置制CO2，属于简易启普发生器，使用该装置优点的是通过控制长颈漏斗盐酸的加入量，控制反应的发生和停止。
Ⅱ．（4）二氧化硫具有强的还原性，可以用强氧化性的高锰酸钾吸收；二氧化碳在饱和碳酸钠溶液中的溶解度很小，可以用排饱和碳酸氢钠溶液来侧量其体积，故答案为：①④；
（5）二氧化碳的体积是Vml，则二氧化碳的体积分数为：
（6）①SO2+2H2O+2Fe3+═SO42-+2Fe2++4H+在反应①中三价铁离子被还原为二价铁离子，要想保持质量、性质不变，得到的二价铁离子应该被氧气氧化为三价铁离子，反应的方程式为：4Fe2++O2+4H+＝2H2O+4Fe3+；
（7）为了保证准确的测量出反应生成的硫酸钡固体，从溶液中分离固体硫酸钡，依次进行过滤、洗涤、干燥的操作；t2分钟内烟气中含二氧化硫的体积为：V（SO2）=at2×
SO2～SO42-～BaSO4
22400ml 233g
V（SO2）′ mg
所以转化的二氧化硫气体的体积为：V（SO2）′＝
则二氧化硫的转化率=
（12分）为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动：
[探究一]（1）将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 。
（2）称取碳素钢6．0 g放入15．0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3＋之外还可能含有Fe2＋。若要确认其中的Fe2＋，应选用 (选填序号)。
A．KSCN溶液和氯水 B．铁粉和KSCN溶液
C．浓氨水 D．酸性KMnO4溶液
②乙同学取560 mL(标准状况)气体Y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4．66 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为 。
[探究二]根据上述实验中SO2体积分数的分析，丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体，其中Q1气体，在标准状况下，密度为0．0893 g·L－1。为此设计了下列探究实验装置(假设有关气体完全反应)。
（3）装置B中试剂的作用是 。
（4）分析Y气体中的Q2气体是如何生成的 (用化学方程式表示)。
（5）已知洗气瓶M中盛装澄清石灰水，为确认Q2的存在，需在装置中添加洗气瓶M于 (填序号)。
A．A之前 B．A—B间
C．B—C间 D．C—D间
（6）如果气体Y中含有Q1，预计实验现象应是 。
正确答案
（1）铁被钝化（2）①D ②0．80（3）检验SO2是否除尽（4）C＋2H2SO4(浓)
（5）C（6）D中的固体由黑变红、E中的固体由白变蓝
试题分析：（1）常温下，铁遇冷的浓硫酸发生氧化还原反应，在铁表面生成一层致密的氧化物薄膜而阻止了进一步的反应，即发生钝化现象，所以反应片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化；
（2）①亚铁离子具有还原性，而酸性高锰酸钾有氧化性，发生氧化还原反应使高锰酸钾溶液褪色，故选D；②SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，所以硫酸钡和二氧化硫之间的关系式为SO2~BaSO4，即n(SO2)=n(BaSO4)=4．66g÷233g/mol=0．02mol，体积为448mL，所以二氧化硫的体积分数=
（3）二氧化硫能使品红溶液褪色，所以用品红溶液检验二氧化硫是否除尽；
（4）碳素钢中含有碳，加热条件下，碳能和浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应方程式为：C+2H2SO4（浓）
（5）二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊，但二氧化硫还能使品红溶液褪色，所以要检验二氧化碳必须排除二氧化硫的干扰，B装置是检验二氧化硫是否除尽，所以澄清石灰水应放置在B和C之间，故选C；
（6）氢气具有还原性，能还原性，能还原黑色的氧化铜生成红色的铜单质，同时生成水，水能使无水硫酸铜变蓝色，这是检验水的特征反应，所以如果D中氧化铜变红，E中无水硫酸铜变蓝，则证明含有氢气。
SO2气体通入BaCl2溶液中无化学反应，若向溶液中先通入下列气体中的一种之后再通入SO2气体就会出现白色沉淀。请在下列气体后面的短线上填写沉淀的化学式：① NH3 、②NO2 、③Cl2 。请写出等体积的SO2和Cl2气体混合通入BaCl2溶液中充分反应的化学方程式 。
正确答案
①BaCO3 ②BaSO4 ③ BaSO4 2H2O + SO2 + Cl2 + BaCl2＝ BaSO4↓+ 4HCl
试题分析：SO2和氯化钡溶于不能生成亚硫酸钡沉淀，因为溶液显酸性，不可能生成亚硫酸钡，牵引要得到沉淀，可用降低溶液的酸性，即可用通入氨气，则就可用生成亚硫酸钡白色沉淀；NO2溶于水生成硝酸，具有氧化性，能把SO2氧化生成硫酸，进而生成硫酸钡白色沉淀；同样氯气具有氧化性，能把SO2氧化生成硫酸，进而生成硫酸钡白色沉淀，该反应的化学方程式是2H2O + SO2 + Cl2 + BaCl2＝ BaSO4↓+ 4HCl。2的化学性质
点评：该题是中等难度的试题，试题基础性强，注重能力的培养和训练。有利于培养学生的逻辑推理能力和创新思维能力，也有助于提高学生分析问题、解决问题的能力。该题的关键是熟练记住SO2的化学性质，然后结合题意灵活运用即可。
有一纯净的亚硫酸钠晶体因部分被氧化而变质，为了测定样品中杂质的质量分数进行以下实验过程，按要求填写空格：
（1）向混合溶液中加入的无色溶液A是____________（填化学式），A必须过量的原因是
________________________________________________________________________．
（2）白色沉淀c中含有____________________（填化学式）．
（3）无色溶液B通常是_____________（填试剂名称），加入后与c反应的离子方程式为
________________________________________________________________________．
（4）通过以上测定可得到样品中杂质的质量分数的计算式为_______________________．
正确答案
（8分）（1）BaCl2（1分）使SO32－、SO42－沉淀完全（1分）（2）BaSO4、BaSO3（1分）
（3）稀盐酸（1分）2H＋＋BaSO3＝H2O＋SO2↑＋Ba2＋（2分）（4）
试题分析：（1）不论是亚硫酸钠，还是硫酸钠，都能和氯化钡溶液反应生成白色沉淀，据此可以检验和计算，所以A是氯化钡。氯化钡过量的目的是使使SO32－、SO42－沉淀完全。
（2）根据（1）中分析可知，白色沉淀c中含有BaSO4、BaSO3。
（3）要溶解亚硫酸钡，而又不能影响硫酸钡，则B应该是盐酸，不能用硝酸，因为硝酸具有氧化性，反应的方程式是2H＋＋BaSO3＝H2O＋SO2↑＋Ba2＋。
（4）最终得到的白色沉淀d是硫酸钡，质量是m2g，则该原子守恒可知，样品中杂质的质量分数的计算式为
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题贴近高考，难易适中，基础性强。在注重对学生基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生实验能力的培养。有利于调动学生的学习兴趣，激发学生的学习积极性，也有利于培养学生的逻辑推理能力和规范严谨的实验设计能力和动手操作能力，提升学生的学科素养。
氧化铜是一种黑色固体，可溶于稀硫酸。某同学想知道是稀硫酸的哪种粒子（H2O，H+，SO42-）能使氧化铜溶解。请你和他一起通过如图Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三个实验完成这次探究活动。
正确答案
（1）H2O、H+、SO42-中的某一种粒子能够使CuO溶解
根据下图所示实验回答下列问题：
正确答案
（1）SO2 +2OH-＝SO32-+H2O （2）红色褪去 溶液又恢复红色 氧化
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