- 硫和氮的氧化物
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下列情况下,二氧化硫可作为还原剂的是( )
正确答案
解析
解:A、因二氧化硫与潮湿的硫化氢发生以下反应:2H2S+SO2═3S↓+2H2O,反应时SO2中的硫从+4价转变成0价,降价得电子,SO2发生还原反应,是氧化剂,故A错误;
B、因二氧化硫使溴水褪色,因发生了以下反应:SO2+Br2+2H2O═H2SO4+2HBr,反应时SO2中硫元素的化合价由+4价转变成+6价,SO2在反应中被氧化,是还原剂,故B正确;
C、因二氧化硫与NaOH反应生成Na2SO3和水,二氧化硫的化合价未变,未发生氧化还原反应,故C错误;
D、因二氧化硫的漂白作用是二氧化硫溶解于水,生成亚硫酸,亚硫酸跟有色的有机物质直接结合而生成无色化合物,二氧化硫的化合价未变,故D错误;
故选B.
某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验.请回答下列问题:
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是______,其中发生反应的化学方程式为______;
(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是______、______,这些现象分别说明SO2具有的性质是______和______;装置B中发生反应的离子方程式为______;
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象______;
(4)尾气可采用______溶液吸收.
正确答案
蒸馏烧瓶
Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
溶液由紫红色变为无色
无色溶液中出现黄色浑浊
还原性
氧化性
5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+
品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色
NaOH
解析
解:(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是蒸馏烧瓶,其中发生反应的化学方程式为:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O,
故答案为:蒸馏烧瓶;Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)高锰酸钾溶液为紫红色,具有氧化性,二氧化硫具有还原性,二者发生氧化还原反应,则观察到红色逐渐变浅直至完全褪去,二氧化硫进入硫化钠溶液中发生的氧化还原反应为2S2-+SO2+2H2O=3S↓+4OH-,则观察到出现黄色浑浊,B中S元素的化合价升高,表现还原性,C中二氧化硫中硫元素的化合价降低,表现氧化性,高锰酸钾溶液和二氧化硫气体发生的离子反应为:2MnO4-+5SO2+2H2O═2Mn2++5SO42-+4H+,
故答案为:溶液由紫红色变为无色;出现黄色浑浊;还原性;氧化性;2MnO4-+5SO2+2H2O═2Mn2++5SO42-+4H+;
(3)因二氧化硫能使品红褪色,但加热褪色后的溶液又可恢复红色,则操作为待品红溶液完全褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,观察到的现象为无色溶液恢复为红色,故答案为:待品红溶液完全褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热;无色溶液恢复为红色;
(4)利用氢氧化钠溶液来吸收尾气,发生的离子反应为SO2+2OH-=SO32-+H2O,故答案为:NaOH.
当我们查看葡萄酒标签上的成分信息时,常发现其成分中含有少量SO2.下列关于SO2说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.葡萄酒中的少量SO2可以防腐、除杂、抗氧化的作用,故A错误;
B.葡萄酒中的少量SO2可以防腐、除杂、抗氧化的作用,少量SO2对人体是无害的,故B正确;
C.SO2与H2SO4中硫元素的化合价分别是+4和+6,属于相邻价态,它们之间不会发生氧化还原反应,故C错误;
D.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,体现了它的还原性,故D错误;
故选:B.
下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、SO2具有还原性和氧化性,在作漂白剂时并不发生氧化还原反应,而是与品红中的有色物质发生化合而褪色,故A错误;
B、Na是活泼金属,Na与MgCl2溶液反应时,先与水反应得到H2,可采用电解熔融的氯化镁来制取镁,故B错误;
C、浓硝酸不稳定,见光分解,生成二氧化氮红棕色气体,有时在实验室看到的浓硝酸呈黄色,就是硝酸分解产生的二氧化氮溶于硝酸的缘故,故C正确;
D、Fe与其它非金属反应产物的化合价取决于非金属的氧化性强弱,并不一定是+3价,如与S反应生成FeS中Fe显+2价,故D错误.
故选C.
硫酸是工业生产中一种重要的化工产品,我国工业生产硫酸的主要方法是接触法,主要原料为黄铁矿,请回答下列问题:
(1)已知煅烧黄铁矿的化学方程式为 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2;该反应中氧化剂和氧化产物的物质的量之比为______;标准状态下得到4.48升SO2时,一共转移了______mole-.
(2)已知温度、压强对SO2平衡转化率的影响如下表所示:
根据上表回答,SO2转化到SO3的最佳反应条件是______.
A.400-500℃0.1MPa B.400℃10MPa
C.500℃10MPa D.400-500℃1MPa
(3)在一定条件下,1mol SO2完全转化成SO3气体时放出热量为Q1 KJ,写出该反应的热化学方程式:______.若在该条件下将2mol SO2 放入一定容积的密闭容器中,一段时间后测得反应放出热量为Q2 KJ,则此时SO2的转化率为______ (用含Q1、Q2代数式表示).
(4)市售浓硫酸的密度是1.84g/cm3、质量分数为98%,若用H2SO4•XH2O来表示这种浓硫酸,则X为______.
正确答案
解:(1)反应4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2,前后各元素化合价的变化情况如下:
Fe:+2→+3,化合价升高;S:-1→+4,化合价升高;
O:0→-2,化合价降低;
因此,在反应中FeS2还原剂,O2是氧化剂,Fe2O3既是氧化产物也是还原产物,SO2既是氧化产物也是还原产物,n(氧化剂):n(还原产物)=11:10;
在上述反应中共转移44个电子,所以n(SO2):n(e-)=8:44,而4.48升SO2的物质的量为:=0.2mol所以电子的物质的量为:1.1mol,
故答案为:11:10 1.1
(2)因温度越高,转化率越低,所以温度不能太高,当然,温度太低,转化率虽然高,但速率慢;压强越大,转化率越高,但压强越大,对设备和动力要求太高,综合考虑应选择:400-500℃0.1MPa,
故选:A
(3)因1mol SO2完全转化成SO3气体时放出热量为Q1 KJ,
所以热化学方程式:2 SO2(g)+O2(g)2 SO3(g)△H=-2Q1 KJ/mol,
所以放出Q2 KJ 热量需要的SO2 的物质的量为:mol,此时SO2的转化率为:
×100%=
%,
故答案为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-2Q1 KJ/mol
或SO2(g)+O2(g)
SO3(g)△H=-Q1 KJ/mol
%
(4)设浓硫酸的质量为100g,则溶质H2SO4的质量为98g,物质的量为1mol,溶剂H2O的质量为100g-98g=2g,物质的量为:mol,所以 n(H2SO4):n(H2O)=9:1,即
=9:1,得X=
,
故答案为:.
解析
解:(1)反应4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2,前后各元素化合价的变化情况如下:
Fe:+2→+3,化合价升高;S:-1→+4,化合价升高;
O:0→-2,化合价降低;
因此,在反应中FeS2还原剂,O2是氧化剂,Fe2O3既是氧化产物也是还原产物,SO2既是氧化产物也是还原产物,n(氧化剂):n(还原产物)=11:10;
在上述反应中共转移44个电子,所以n(SO2):n(e-)=8:44,而4.48升SO2的物质的量为:=0.2mol所以电子的物质的量为:1.1mol,
故答案为:11:10 1.1
(2)因温度越高,转化率越低,所以温度不能太高,当然,温度太低,转化率虽然高,但速率慢;压强越大,转化率越高,但压强越大,对设备和动力要求太高,综合考虑应选择:400-500℃0.1MPa,
故选:A
(3)因1mol SO2完全转化成SO3气体时放出热量为Q1 KJ,
所以热化学方程式:2 SO2(g)+O2(g)2 SO3(g)△H=-2Q1 KJ/mol,
所以放出Q2 KJ 热量需要的SO2 的物质的量为:mol,此时SO2的转化率为:
×100%=
%,
故答案为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-2Q1 KJ/mol
或SO2(g)+O2(g)
SO3(g)△H=-Q1 KJ/mol
%
(4)设浓硫酸的质量为100g,则溶质H2SO4的质量为98g,物质的量为1mol,溶剂H2O的质量为100g-98g=2g,物质的量为:mol,所以 n(H2SO4):n(H2O)=9:1,即
=9:1,得X=
,
故答案为:.
以硫酸工艺的尾气、氨水、石灰石、焦炭及碳酸氢铵和KCl为原料可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸氢铵等物质.合成路线如下:
(1)生产过程中,反应Ⅰ中需鼓入足量空气,试写出该反应的总方程式______.
(2)反应Ⅱ中需要向溶液中加入适量的对苯二酚等物质,其可能的作用是______.
(3)反应Ⅲ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______.
(4)反应Ⅴ反应液用40%乙二醇溶液,温度控制在25℃,硫酸钾的产率超过90%,其原因是______.
(5)能用于测得尾气中SO2含量的是______.
A.滴有酚酞的NaOH溶液 B.酸性KMnO4
C.滴有淀粉的碘水 D.BaCl2溶液.
正确答案
解:(1)碳酸钙、二氧化硫和氧气反应生成硫酸钙和二氧化碳,方程式为2CaCO3+2SO2+O2═2CaSO4+2CO2,故答案为:2CaCO3+2SO2+O2═2CaSO4+2CO2;
(2)对苯二酚具有还原性,空气中的氧气具有氧化性,亚硫酸氨中+4价的硫具有还原性,故答案为:防止亚硫酸铵被氧化;
(3)反应Ⅲ化学方程式为:CaSO4+4C=CaS+4CO↑,氧化剂为CaSO4,还原剂为C,氧化剂与还原剂物质的量之比为1:4,故答案为:1:4;
(4)反应V中选用了40%的乙二醇溶液,温度控制在25℃,此时硫酸钾的产率超过90%,选用40%的乙二醇溶液原因是利用乙二醇降低硫酸钾溶解度,有利于析出,
故答案为:乙二醇是有机溶剂能减小K2SO4的溶解度,使硫酸钾充分析出;
(5)酸性KMnO4与二氧化硫反应的方程式为:5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++4H++5SO42-,碘与二氧化硫发生氧化还原的方程式为:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,碘消耗完,淀粉因没有碘单质不再显蓝色,故答案为:BC.
解析
解:(1)碳酸钙、二氧化硫和氧气反应生成硫酸钙和二氧化碳,方程式为2CaCO3+2SO2+O2═2CaSO4+2CO2,故答案为:2CaCO3+2SO2+O2═2CaSO4+2CO2;
(2)对苯二酚具有还原性,空气中的氧气具有氧化性,亚硫酸氨中+4价的硫具有还原性,故答案为:防止亚硫酸铵被氧化;
(3)反应Ⅲ化学方程式为:CaSO4+4C=CaS+4CO↑,氧化剂为CaSO4,还原剂为C,氧化剂与还原剂物质的量之比为1:4,故答案为:1:4;
(4)反应V中选用了40%的乙二醇溶液,温度控制在25℃,此时硫酸钾的产率超过90%,选用40%的乙二醇溶液原因是利用乙二醇降低硫酸钾溶解度,有利于析出,
故答案为:乙二醇是有机溶剂能减小K2SO4的溶解度,使硫酸钾充分析出;
(5)酸性KMnO4与二氧化硫反应的方程式为:5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++4H++5SO42-,碘与二氧化硫发生氧化还原的方程式为:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,碘消耗完,淀粉因没有碘单质不再显蓝色,故答案为:BC.
分析下图装置,回答问题:
(1)装置A的烧瓶中发生的反应的化学方程式为______,
(2)装置C的直玻管中发生的反应的化学方程式为______,
(3)在装置D的U形管中有无色晶体生成,此晶体的化学式是______,
(4)装置E中NaOH的作用是______,反应的离子方程式为______;
(5)B装置的作用很多,除了可以混匀气体外,还可以:______;______.
正确答案
Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑
2SO2+O22SO3
SO3
吸收尾气
SO2+2OH-=SO32-+H2O
与圆底烧杯相接导管的气泡速度与直玻管中气泡速度之比为2:5(SO2与O2的气泡之比为2:1,空气中氧气所占体积约为五分之一)
干燥气体
解析
解:(1)因强酸可以制备弱酸,H2SO4是强酸,H2SO3是弱酸,发生的反应为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,
故答案为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;
(2)因二氧化硫在五氧化二钒的作用下,发生催化氧化:2SO2+O22SO3,故答案为:2SO2+O2
2SO3;
(3)因三氧化硫的熔点、沸点低,经冷凝后变为固体,而二氧化硫的熔点、沸点较高,常温下为气体,故答案为:SO3;
(4)因二氧化硫有毒,需要进行尾气吸收,以防止污染空气,由于二氧化硫为酸性氧化物,可以与碱反应:
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O,离子方程式:SO2+2OH-=SO32-+H2O,故答案为:吸收尾气;SO2+2OH-=SO32-+H2O;
(5)因浓硫酸具有吸水性,可做干燥剂,单位时间内产生气泡数越多,气体的体积越大,故答案为:与圆底烧杯相接导管的气泡速度与直玻管中气泡速度之比为2:5(SO2与O2的气泡之比为2:1,空气中氧气所占体积约为五分之一);干燥气体.
进行化学实验,观测实验现象,通过分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一.下列对有关实验事实的解释正确的是( )
正确答案
解析
解:A、因SO2气体使高锰酸钾溶液褪色是发生反应:2MnO4-+5SO2+2H2O═2Mn2++5SO42-+4H+,SO2中硫元素的化合价升高,体现了还原性,故A错误;
B、因由金属活动顺序表可知,几种金属的盐,银是最不活泼的金属,Ag+的氧化性最强,因此,最容易被置换出来的是Ag,故B错误;
C、因浓硝酸不稳定,在光照条件下分解,分解生成二氧化氮溶于浓硝酸,最终浓硝酸呈黄色,故C正确;
D、因浓硝酸具有强氧化性,在常温下,能与铝片反应,在表面生成一层致密的氧化膜而发生钝化,故D错误;
故选C.
(2014春•湖州期中)将绿矾晶体加强热,除生成水蒸气以外,还发生如下反应:2FeSO4═Fe2O3+SO2↑+SO3↑,如将生成的混合气体通过BaCl2溶液,应发生的现象有( )
正确答案
解析
解:混合气体中含有SO3,将生成的气体通入BaCl2溶液中发生:SO3+H2O=H2SO4,则没有SO3逸出;
H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl,则有BaSO4沉淀生成;
由于H2SO3酸性小于HCl和H2SO4,则SO2不能与BaCl2溶液反应而从溶液中逸出,故得不到BaSO3沉淀.
故选B.
某学生课外活动小组利用如图装置做如下实验:在试管中注入某无色溶液,加热试管,溶液颜色变为红色,冷却后恢复无色,则( )
正确答案
解析
解:A.二氧化硫和有色物质反应生成无色物质,但二氧化硫的漂白性不稳定,加热时溶液又恢复原来的颜色,所以溶有二氧化硫的品红溶液符合题意,故A正确;
B.氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离出氢氧根离子而使溶液呈碱性,酚酞遇碱变红色,加热条件下,一水合氨易分解生成氨气而使溶液褪色,故B错误;
C.二氧化硫和水反应生成亚硫酸,酚酞在酸性溶液中为无色,二氧化硫不能使酸碱指示剂褪色,故C错误;
D.氯气和水反应生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性而使品红溶液褪色,且次氯酸的漂白性具有不可逆性,故D错误;
故选A.
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