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题型:填空题
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填空题

工业制硫酸的过程中利用反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0,将SO2转化为SO3,尾气SO2可用NaOH溶液进行吸收。请回答下列问题:

(1)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1mol O2发生反应,则下列说法正确的是                   

A.若反应速率v (SO2) ﹦v (SO3),则可以说明该可逆反应已达到平衡状态

B.保持温度和容器体积不变,充入2 mol N2,化学反应速率加快

C.平衡后仅增大反应物浓度,则平衡一定右移,各反应物的转化率一定都增大

D.平衡后移动活塞压缩气体,平衡时SO2、O2的百分含量减小,SO3的百分含量增大

E.平衡后升高温度,平衡常数K增大

F.保持温度和容器体积不变,平衡后再充入2molSO3,再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大

(2)将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,在不同温度下进行反应得到如下表中的两组数据:

 

①实验1从开始到反应达到化学平衡时,v(SO2)表示的反应速率为       , 表中y ﹦      

②T1                 T2 ,(选填“>”、“<”或“="”)," 实验2中达平衡时 O2的转化率为                

(3)尾气SO2用NaOH溶液吸收后会生成Na2SO3。现有常温下0.1 mol/L Na2SO3溶液,实验测定其pH约为8,完成下列问题:

① 该溶液中c(Na+)与 c(OH)之比为                                        

② 该溶液中c(OH-)= c(H+)+              +               (用溶液中所含微粒的浓度表示)。

③ 当向该溶液中加入少量NaOH固体时,c(SO32)                , 水的离子积Kw                     。(选填“增大”、“减小”或“不变”)

(4)如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别来吸收SO2,则理论吸收量由多到少的顺序是                                               

A. Na2CO3           B. Ba(NO3)2             C.Na2S         D.酸性KMnO4

正确答案

(1)D F;(2)①  0.2 mol· L-1· min-1;    0.2 mol    ②  >;   90﹪

(3)① 2×105 ;   ② c(HSO3-)+2c(H2SO3)  ③增大; 不变 (4)B﹥C = D﹥A   。

试题分析:(1)A、没有明确v和v,反应速率v (SO2) ﹦v (SO3),不能说明该可逆反应已达到平衡状态,错误;B、保持温度和容器体积不变,充入2 mol N2,SO2、SO3和O2浓度不变,化学反应速率不变,错误;C、平衡后仅增大反应物浓度,则平衡一定右移,但各反应物的转化率不一定都增大,错误;D、该反应正向为气体体积减小的反应,平衡后移动活塞压缩气体,平衡正向移动,平衡时SO2、O2的百分含量减小,SO3的百分含量增大,正确;E、该反应为放热反应,平衡后升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,错误;F、保持温度和容器体积不变,平衡后再充入2molSO3,平衡逆向移动,再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大,正确;选DF;(2)①根据题给数据分析,实验1从开始到反应达到化学平衡时O2的物质的量变化为1.2mol,根据反应方程式确定SO2的物质的量变化为2.4mol,根据公式v=△n/△tV计算,v(SO2)表示的反应速率为0.2 mol· L-1· min-1;根据题给数据分析,实验2从开始到反应达到化学平衡时SO2的物质的量变化为3.6mol,根据反应方程式确定O2的物质的量变化为1.8mol,则平衡时O2的物质的量为0.2mol,表中y﹦0.2mol;②根据题给数据分析,温度由T1变为T2,平衡正向移动,该反应为放热反应,根据温度对化学平衡的影响规律判断,改变的条件为降温,故T1>T2 , 根据题给数据分析,实验2从开始到反应达到化学平衡时SO2的物质的量变化为3.6mol,根据反应方程式确定O2的物质的量变化为1.8mol,则实验2中达平衡时 O2的转化率为90﹪;(3)①常温下0.1 mol/L Na2SO3溶液,c(Na+)=0.2mol/L,实验测定其pH约为8,c(OH)=10—6 mol/L,该溶液中c(Na+)与 c(OH)之比为2×105;② 根据质子守恒,该溶液中c(OH-)= c(H+)+c(HSO3-)+2c(H2SO3);③ 常温下0.1 mol/L Na2SO3溶液存在水解平衡:SO32- + H2O  HSO3- + OH-,当向该溶液中加入少量NaOH固体时,氢氧根浓度增大,平衡逆向移动,c(SO32)增大,温度不变,水的离子积Kw不变;(4)设各物质物质的量为1mol,A.根据化学方程式2SO2+Na2CO3+H2O=2NaHSO3 +CO2判断,1molNa2CO3最多吸收2molSO2;B. 根据化学方程式Ba(NO3)2 +3SO2+2H2O=BaSO4+2H2SO 4判断,1molBa(NO3)2 最多吸收3molSO2;C.根据化学方程式2Na2S+SO2 +2H2O=3S+4NaOH和SO2 +NaOH=NaHSO3判断,1molNa2S最多吸收2.5molSO2;D.根据电子守恒判断,1molKMnO4最多吸收2.5molSO2;则理论吸收量由多到少的顺序是B>C = D>A 。

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简答题

为探究亚硫酸钠的热稳定性,某研究性学习小组将无水亚硫酸钠隔绝空气加热,并利用受热后的固体试样和下图所示的实验装置进行实验。请回答下列有关问题:

(1)若某种固体物质受热发生了分解,下列说法正确的是(     )

A.充分加热后一定有固体残留           B.加热前后固体颜色一定无变化

C.加热前后固体质量一定有变化         D.一定生成了新的物质

E.充分加热后得到的残留固体一定为混合物

(2)查阅资料:无水亚硫酸钠隔绝空气受热到600℃才开始分解,且分解产物只有硫化钠和另外一种固体,则Na2SO3固体加热到600℃以上分解的化学方程式                        。如果加热温度低于600℃,向所得固体试样中缓缓滴加稀盐酸至足量,在滴加稀盐酸的整个过程中HSO3的物质的量浓度变化趋势为                        

(3)如果加热温度高于600℃一段时间后,向所得固体试样中缓缓滴加稀盐酸至足量,观察到烧瓶中出现淡黄色沉淀,且有大量气泡产生,则固体试样跟盐酸反应生成淡黄色沉淀的离子方程式为                               ;此时在B、C两装置中可能观察到得现象为                                              

(4)在(3)中滴加足量盐酸后,烧瓶内除Cl外,还存在另一种浓度较大的阴离子(X)。为检验该阴离子(X),先取固体试样溶于水配成溶液,以下是检验阴离子(X)的两种实验方案,你认为合理的方案是      (填“甲”或“乙”),请说明另一方案不合理的原因                              

方案甲:取少量试样溶液于试管中,先加稀HNO3,再加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,证明该离子存在。

方案乙:取少量试样溶液于试管中,先加稀HCl,再加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,证明该离子存在。

正确答案

(1)D(2分)

(2),先逐渐增大,后逐渐减小(2分)

(3)2S2-+SO+6H+ =3S↓+3H2O(2分);   B中品红溶液褪色,C中无明显变化(或答“B中无明显变化,C中产生黑色沉淀”, 答“B中品红溶液褪色,C中产生黑色沉淀”不得分) (2分)

(4)乙(2分);甲中先加入具有强氧化性的稀HNO3,它能将SO氧化成SO,不能判定是否生成SO(2分)

(2分)

试题分析:(1)A.充分加热后不一定有固体残留,如碳酸氢铵分解,故A不符合;   B.加热前后固体颜色不一定无变化,如高锰酸钾溶液前后有元素变化,故B不符合;C.加热前后固体质量不一定有变化,如亚硫酸钠受热分解生成硫化钠和硫酸钠,因分解产物都是固体,因此反应前后固体质量并没有发生变化,故C不符合;    D.一定生成了新的物质,化学反应一定有新物质变化,故D符合;E.充分加热后得到的残留固体不一定为混合物,如氯酸钾完全分解生成氯化钾和氧气,故E不符合;故选D; (2)由题意,Na2SO3要加热到600度以上才分解,因此题中加热温度600度以下冷却后得到的固体仍为Na2SO3向此固体中滴加HCl后,一方面是Na2SO3固体溶于水,这将导致溶液中SO32-浓度增大;另一方面是HCl与SO32-反应,这将导致SO32-浓度减小生成亚硫酸氢根离子浓度增大;加入HCl到一定程度时,SO32-已完全转化为HSO3-,此时前者作用消失,完全是后者起作用,HSO3-浓度先增大后将逐渐减小,直至最后下降到接近于零,故答案为:先逐渐增大,后逐渐减小;(3)如果加热温度为700℃,向所得固体试样中缓缓滴加稀盐酸至足量,观察到烧瓶中出现淡黄色沉淀为硫,且有大量气泡产生说明为二氧化硫,则固体试样跟盐酸反应生成淡黄色沉淀的离子方程式为:2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O;生成二氧化硫的反应为SO32-+2H+=SO2↑+H2O,此时在B、C两装置中可能观察到得现象为二氧化硫具有漂白作用使品红褪色,生成的气体不是硫化氢通过硫酸铜无现象;(4)在(3)中滴加足量盐酸后,烧瓶内除Cl-外,还存在另一种浓度较大的阴离子(X).通过实验分析判断,离子为硫酸根离子,确定分解产物为硫化钠和硫酸钠,为检验该阴离子(X),先取固体试样溶于水配成溶液,为了加速固体试样的溶解,可以用玻璃棒搅拌或加热,检验硫酸根离子是加入盐酸,无变化,再加入氯化钡生成白色沉淀证明是硫酸根离子;甲实验加硝酸,原来溶液中含亚硫酸钠,遇硝酸被氧化为硫酸钠,干扰硫酸根离子的检验,故答案为:搅拌(或加热); 乙;甲中先加入具有强氧化性的稀HNO3,它能将SO32-氧化成SO32-,不能判定是否生成SO32-;(5)依据上述分析判断,亚硫酸钠加热到600℃以上分解生成硫化钠和硫酸钠,反应的化学方程式为4Na2SO3=Na2S+3Na2SO4

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题型:简答题
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简答题

某研究性学习小组的同学为验证浓硫酸与铜能反应而稀硫酸不能,设计了如图所示装置进行探究:将6.4 g铜片和含0.2 moL溶质的18.4 mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到无气体生成为止。(假定在此过程溶液体积不变)

(1)甲同学认为要证实上述结论,还应进行稀硫酸与铜片混合加热实验,你认为有无必要,并说明理由:________________

(2)下列试剂中能够用来进一步证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是:_____

(3)为定量测定余酸的物质的量浓度,甲、乙两位同学进行了如下设计:

Ⅰ甲同学设想:在A装置增加一个导管通氮气驱赶气体(假定生成的气体全部逸出),先测定生成的SO2的量,然后计算剩余硫酸的浓度。他设计了如下二种方案来测定SO2的量:

方案① 将产生的气体缓缓通入足量用稀硫酸酸化的KMnO4溶液,再加入足量BaCl2溶液,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀。

方案② 将气体缓缓通入足量硝酸钡溶液中,然后过滤、洗涤、干燥、称量沉淀。

经仔细分析后,发现有不合理之处,请填写下表(可以不填满):

 

Ⅱ乙学生设计的方案是:分离出反应后的溶液并加蒸馏水稀释至1000 mL,取20.00 mL于锥形瓶中,滴入2~3滴酚酞指示剂,用标准NaOH溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5),这种方法能否求出余酸的浓度,理由是_______________________________________。

(4)请再设计其他可行的实验方案,来测定余酸的物质的量浓度,简要写出操作步骤及需要测定的数据(不必计算,不必写操作细节)_____________________________________________________。

正确答案

(1)无必要,随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸,稀硫酸与铜不反应。 (2)A

(3)I

 

Ⅱ.不能,PH>5时,Cu2+会与碱反应生成沉淀,不能达到滴定终点。

(4)方案一:①取反应后溶液,向其中加入足量锌;②收集并测定氢气的体积;③通过氢气量计算剩余硫酸的物质的量浓度

方案二:反应结束后将烧瓶中的铜片取出,洗净、烘干,称其质量即可

方案三:反应结束后将烧瓶中的铜片取出,然后向溶液中加入足量氯化钡溶液,过滤出沉淀,洗净、干燥后称量。

试题分析:(1)开始是能硫酸与Cu发生反应:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。随着反应的进行。硫酸逐渐变稀。稀硫酸与铜片不发生反应。反应后的溶液中含有CuSO4、H2O及过量的H2SO4。要证明反应结束后的烧瓶中确有余酸,A.加入Fe粉会发生反应:CuSO4+Fe= FeSO4+Cu; H2SO4+Fe= FeSO4+H2↑.会有气体产生,因此会冒出气泡。正确。B.由于溶液中含有大量的水,无论酸是否有剩余,都会发生反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。因此不能证明酸剩余。错误。C.溶液中含有CuSO4,一定会发生反应:Ba2++SO42-=BaSO4↓。不能证明酸剩余。错误。D.在金属活动性顺序表中Ag位于H后面,不能把酸中的氢置换出来。错误。因此选项为A。(3)I、方案①中KMnO4溶液酸化是用的硫酸,因此在高锰酸钾溶液中的SO42-包括SO2氧化产生的和外加的两部分,这样产生的硫酸钡沉淀就偏多,导致剩余的硫酸偏少(或偏低)。改变的措施是采用其它的氧化剂如溴水或碘水或硝酸溶液等氧化SO2,使其转化为硫酸,再用氯化钡溶液减小滴定。方案②设计合理、操作无误。Ⅱ、用标准NaOH溶液滴定剩余硫酸时,由于在溶液中含有CuSO4,用酚酞作指示剂,变色点为8,但氢氧化铜开始沉淀的pH约为5。Cu2+也会与碱反应生成沉淀,不能达到滴定终点。无法准确测定剩余硫酸的物质的量的多少。(4)其他可行的用来测定余酸的物质的量浓度实验方案可以是方案一:①取反应后溶液,向其中加入足量锌;②收集并测定氢气的体积;③通过H2量计算剩余硫酸的物质的量浓度。方案二:反应结束后将烧瓶中的铜片取出,洗净、在N2的环境中烘干,称其质量即可。方案三:反应结束后将烧瓶中的铜片取出,然后向溶液中加入足量氯化钡溶液,过滤出沉淀,洗净、干燥后称量。根据反应消耗的Cu的质量科确定由CuSO4产生的沉淀的质量。进而计算出剩余酸的物质的量。在这三种方案中第三种方案可操作性更强,误差更小。第二种方法中要在惰性气体或N2的环境中进行不容易进行。而第一种方法H2的体积测量容易引起误差,而且不容易换算为标准状况下。容易产生误差。

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简答题

二氧化硫是硫的重要化合物,在生产、生活中有广泛应用。探究二氧化硫的制取和性质都有着非常重要的意义。

(1)工业上用黄铁矿(FeS2,其中S元素为-1价)在高温下和氧气反应制备SO2

该反应中被氧化的元素是__________(填元素符号)。当该反应转移5.50mol电子时,生成的二氧化硫在标准状况下的体积为________L。

(2)①实验室可用70%的浓硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,如果能控制反应速度,下图中可选用的发生装置是_______(填写字母)。

②若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫,如果已有4.0%亚硫酸钠(质量分数)被氧化成硫酸钠,则至少需称取该亚硫酸钠_______g(保留一位小数)。

(3)某化学兴趣小组设计用如图装置验证二氧化硫的化学性质。

①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为___________________________。

②为验证二氧化硫的还原性,充分反应后,取试管b中的溶液分成三份,分别进行如下实验:

方案Ⅰ:向第一份溶液加入品红溶液,红色褪去

方案Ⅱ:向第二份溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀

方案Ⅲ:向第三份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成

上述方案中合理的是________(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管b中发生反应的离子方程式为______________。

正确答案

(1)S、Fe(2分)   22.4(2分)

(2)①a d(2分)  ②19.8(2分)

(3)①a试管中有淡黄色沉淀生成(2分)

②II (2分)   Cl2+SO2+2H2O=4H+2Cl+SO42(2分)

试题分析:(1)4FeS2 + 11O22Fe2O3 + 8SO2,该反应中化合价升高的元素有S、Fe,所以被氧化的元素是S、Fe;设生成二氧化硫的体积是x L。

4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2   转移电子

179.2 L           44 mol

x L              5.50 mol     x=22.4

(2)①用硫酸和亚硫酸钠制取SO2的试剂为固态和液态,反应条件不需加热,可通过控制添加硫酸的速率来控制反应速率,结合装置可知a、d可达到目的。亚硫酸钠为粉末状固体,不能用装置e。②由硫守恒可得:Na2SO3~SO2,因此需称取纯净Na2SO3的质量为:m(Na2SO3)=126g·mol-1×3.36L/22.4 L·mol-1=18.9g;4g亚硫酸钠氧化为硫酸钠后质量变为(4×142)/126=4.5g,则有4.0%亚硫酸钠被氧化为硫酸钠的样品中亚硫酸钠的质量分数为:96/100.5×100%=95.5%,因此称取变质样品的质量应为:18.9g÷95.5%=19.8g。(3)①硫化钠能和二氧化硫发生氧化还原反应生成硫单质,所以现象是a试管中有淡黄色沉淀生成。②II合理,二氧化硫被氧化生成硫酸根离子,和钡离子反应生成白色沉淀,据此能证明二氧化硫的还原性;氯气和二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸和盐酸,离子方程式为:Cl2+SO2+2H2O=4H+2Cl+SO42

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题型:填空题
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填空题

我国目前使用最多的燃料是煤、石油、天然气,它们都是______燃料.造成环境污染的SO2,主要是燃烧______产生的,它与空气中的水蒸气结合可以变成______,随雨降到地面,会使土壤______而伤害农作物.

正确答案

煤、石油、天然气都属于化石燃料,故答案为化石燃料.造成环境污染的SO2,主要是化石燃料的燃烧,以及含硫矿石的冶炼和硫酸、磷肥、纸浆生产等产生的工业废气,二氧化硫与空气中的水蒸气结合可以变成酸雾,随雨降到地面,会使土壤酸性增强,而伤害农作物,

故答案为:化石;化石燃料;酸雾;酸性增强.

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