- 三氧化硫的物理性质
- 共739题
在一定条件下，下列各物质（均为中学化学常见物质，其中A是淡黄色固体。）可发生如下图所示的变化（反应中生成的水未写出）：
请回答下列问题：
（1）固体A是______________（填化学式），A中含有的化学键为______________（填化学键类型）。
（2）反应（Ⅰ）的离子方程式为____________________________；反应（Ⅱ）的化学方程式为____________________________。
（3）H与液体X反应的化学方程式为____________________________；固体B与溶液L反应的离子方程式为____________________________。
正确答案
（1）Na2O2；离子键和共价键
（2）OH-+SO2==HSO3-；SO2+Br2+2H2O==H2SO4+2HBr
（3）SO3+H2O==H2SO4；HSO3-+H+==SO2↑+H2O
Na2S2O3·5H2O（俗称海波或大苏打）是照相业常用的一种定影剂。
（一)常用下列途径制备海波：
已知反应：4FeS+7O2 
（1）计算原料FeS在反应(a)和(b)中的理论分配比：_________。
（2）现有88gFeS，设NaOH溶液吸收SO2的吸收率为96%，问最多制备海波质量为____克（精确到0．1克）
（二）工业上制得的海波晶体中可能含有少量的亚硫酸钠和硫酸钠杂质。为了测定某海波样品的成分，称取三份质量不同的该样品，分别加入相同浓度的硫酸溶液30mL，充分反应后过滤出硫，微热滤液使生成的SO2全部逸出（Na2S2O3+ H2SO4® Na2SO4+ SO2↑+ S↓+ H2O）。测得有关实验数据如下（标准状况）：
（3）计算所用硫酸溶液的物质的量浓度。(写出计算过程)
（4）分析以上实验数据，可判断该样品__________（填字母）
A．不含Na2SO3和Na2SO4 B．不含Na2SO3 含Na2SO4
C．含Na2SO3不含Na2SO4 D．含Na2SO3和Na2SO4
（5）若将30．16g该样品和一定量的上述硫酸溶液混合微热。试讨论：当加入硫酸的体积______(aL)在不同取值范围时，生成SO2体积___________(bL,标态)的值。（可用含a和b的代数式表示）
正确答案
（1）2:1
（2）121．5 g
（3）4mol/L
（4）D
（5）0
试题分析：
（1）4FeS+7O2
（2）(1)n(FeS)=88g÷88g/mol=1mol．若制备海波质量最多。则根据方程式Na2SO3+S
（3）通过对表中的数据进行分析发现第三组中是硫酸完全反应。有关的反应方程式为Na2S2O3+ H2SO4= Na2SO4+ SO2↑+ S↓+ H2O；Na2SO3+ H2SO4= Na2SO4+ SO2↑+H2O。可见无论硫酸发生那个反应都有关系式H2SO4～SO2。n(SO2)= 2．688L÷22．4L/mol=0．12mol．所以n(H2SO4)= 0．12mol．c(H2SO4) =0．12mol÷0．03L=4mol/L．
（4）n(S)=0．1mol,则根据方程式Na2S2O3+ H2SO4= Na2SO4+ SO2↑+ S↓+ H2O可知n(Na2S2O3)=0．1mol, m(Na2S2O3·5H2O)=24．8g;它产生的SO2也是0．1mol。由Na2SO3产生的SO2为0．12mol-0．1mol=0．02mol，所以n(Na2SO3)=0．02mol．m(Na2SO3)=0．02mol×126g/mol=2．52g．由于m(Na2S2O3·5H2O)＋m(Na2SO3) = 24．8g＋2．52g=27．32g<35．00g．所以在该固体中还含有Na2SO4。因此选项为D。
（5）通过上述表格中的数据分析可知30ml的硫酸恰好与样品完全反应时固体的质量为30．16g 。因此若0
以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：
（1）已知：
（2）沸腾炉中发生反应的化学方程式为 。
（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母） 。
a．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
b．过量空气能提高SO2的转化率
c．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率
d．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
（4）在吸收塔吸收SO3不用水或稀硫酸的原因 。
（5）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。
①SO2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的离子方程式是 。
②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出（此温度下铵盐不分解）。该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量。部分测定结果如下表（a>0）：
计算：该铵盐中氮元素的质量分数是 %；若铵盐质量为15.00g，浓硫酸增加的质量为 。（计算结果保留两位小数）
正确答案
（1）3.9×105kJ（2分） （2）4FeS2+11O2
（4）SO3与H2O化合时放出大量的热，用水或稀硫酸吸收容易形成酸雾，反而不利于充分吸收SO3（2分）
（5）①SO2＋Br2＋2H2O＝4H＋＋2Br－＋SO42－（2分） ②14.56（2分）（14.56%不给分）
2.31g（2分）
试题分析：（1）根据热化学方程式可知SO3气体与H2O化合时放出的热量为
（2）黄铁矿燃烧燃烧生成SO2和氧化铁，反应的化学方程式为FeS2＋11O2
（3）生产过程中的矿渣中含有三氧化二铁，可以炼铁，a正确；增加空气的量会使平衡正向进行，提高了二氧化硫的转化率，b正确；催化剂只改变速率不改变平衡，不改变转化率，c不正确；粉碎矿石增大接触面积提高反应速率，d正确，所以正确答案选abd。
（4）由于SO3与H2O化合时放出大量的热，用水或稀硫酸吸收容易形成酸雾，反而不利于充分吸收SO3，所以在吸收塔吸收SO3不用水或稀硫酸。
（5）①单质溴具有氧化性，能把SO2氧化生成硫酸，而溴单质被还原为溴离子，因此反应的离子方程式是SO2＋Br2＋2H2O＝4H＋＋2Br－＋SO42－。
②从吸收塔出来的气体用一定量氨水吸收，得到的铵盐产品是（NH4）2SO3和NH4HSO3的混合物；本反应历程是：OH－首先是和NH4HSO3中的H+反应，然后OH－再和NH4+反应放出氨气。由题知铵盐质量为30.00g时，产生0.68g÷17g/mol＝0.04molNH3。该铵盐中NH4HSO4先与NaOH溶液反应，2NH4HSO4+2NaOH＝（NH4）2SO4+Na2SO4+H2O，只有当NH4HSO4中的H+消耗完全后，NH4+才能与NaOH溶液反应产生NH3，NH4++OH-＝NH3↑+H2O。据此判断铵盐质量为10.00g时NaOH溶液过量，铵盐质量为20.00g和30.00g时，消耗的NaOH质量相等。设10.00g铵盐中NH4HSO4 与（NH4）2SO4的物质的量分别为X、Y，n（NH3）＝n（OH-）－n（H+），则有：
因此3X+2Y＝3X+0.04，解得Y＝0.02mol，又115X+132Y＝10.00，得X＝0.064mol．则该铵盐中氮元素的质量分数＝
由上面讨论可知此NaOH溶液中共有0.232molNaOH，当铵盐质量为15.00g时含0.096mol NH4HSO4和0.03mol （NH4）2SO4，共有NH4+和H+ 0.252mol，故NaOH不足，此时产生n（NH3）＝（0.232－0.096）mol＝0.136mol，因此NH3的质量＝0.136mol×17g/mol＝2.31g。
（18分)甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀，用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略，气密性己检验)。
实验操作和现象：
（1）A中反应的化学方程式是 。
（2）C中白色沉淀是 ，该沉淀的生成表明SO2，具有 性。
（3）C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是 。
（4）分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲同学认为是空气参与反应，乙同学认为
是白雾参与反应。
①为证实各自的观点，在原实验基础上/甲同学在原有操作之前增加一步操作，该操作是
;乙同学在A、B间增加洗气瓶D，D
中盛放的试剂是 。
②甲、乙两同学分别改进实验后，B装置中现象分别为:
甲
大量白色沉淀
乙
少量白色沉淀
检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。请用离子方程式解释甲、乙两同学改进实验后仍然产生沉淀的原因，甲： ，乙： 。
（5）合并（4）中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成，而C中产生白色沉淀，由此得出的结论是 。
正确答案
略
某研究性学习小组通过下列实验探究SO2能否与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀，并制备硫酸铜晶体。完成下列填空。甲同学用装置I进行实验，加热反应物至沸腾，发现BaCl2溶液中出现白色沉淀，且白色沉淀不溶于盐酸。
（1）白色沉淀是 。
（2）甲同学就白色沉淀的生成原因提出了两种假设，这两种假设可能是：
① ②
乙同学设计了改进装置Ⅱ进行实验，检验甲同学提出的假设（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）。
①打开弹簧夹，通入N2一段时间后关闭弹簧夹；
②滴加一定量浓硫酸，加热A，一段时间后C中未见沉淀生成。
（3）操作①的目的是 ，集气瓶B中的试剂是 。
（4）该实验能否检验甲同学上述两种假设中的任意一种 ，理由是 。
丙同学向反应后的蓝色溶液中加入足量的CuO，过滤后将滤液制成硫酸铜晶体（CuSO4·xH2O），采用加热法测定该晶体中结晶水x的值，实验数据记录如下：
（5）若无需再进行第三次称量，则a的数值范围应为 。
（6）若加热后坩埚与固体总质量为18.620g，计算x 的实测值 （保留二位小数），相对误差 。
正确答案
（1）BaSO4（2分）；
（2）①浓硫酸沸腾蒸出进入氯化钡溶液生成沉淀（1分）
②SO2被氧气氧化成硫酸生成沉淀（1分）
（3）排除装置内的空气（O2）（1分） 饱和NaHSO3溶液（1分）
（4）不能（1分），因为同时改变了两个变量，无法确定到底是哪个变量的作用。（1分）
（5）18.621±0.001 （1分）
（6）5.25 （2分） +5%（1分）
试题分析：（1）白色沉淀不溶于盐酸，因此白色沉淀是硫酸钡。
（2）根据硫酸的沸点和加热温度分析，说明浓硫酸在温度较高时也能挥发出H2SO4蒸气，由于BaSO3能够溶于盐酸，根据元素守恒可知该沉淀只能是BaSO4，有可能一是挥发出的H2SO4提供的SO42-与Ba2+反应生成的，也有可能是溶液中溶解的氧气与SO2作用产生了硫酸，进而得到BaSO4；
（3）氮气性质稳定，排净装置中的空气中的氧气，以验证上述原理是否正确；为除去反应中带出的雾状硫酸，可以将气体通过饱和NaHSO3溶液；
（4）由于同时改变了两个变量，无法确定到底是哪个变量的作用。
（5）由于两次实验误差不能超过0.001，所以若无需再进行第三次称量，则a的数值范围应为18.621±0.001。
（6）若加热后坩埚与固体总质量为18.620g，因此失去的结晶水质量为22.700g －18.620g＝4.08g，水的物质的量是0.227mol。晶体的质量为22.700g－11.710g＝10.99g，则
解得x＝5.25，因此相对误差为
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