- 三氧化硫的物理性质
- 共739题
（8分）.1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧做出贡献的化学家。臭氧能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如图：呈V形，两个O—O键的夹角为116.5°。三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成非极性共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键(虚线内部)——三个O原子均等地享有这4个电子。请回答：
(1)题中非极性共价键是________键，特殊的化学键是________键。
(2)臭氧与氧气的关系是____________________。
(3)下列分子中与O3分子的结构最相似的是( )
(4)分子中某原子有一对或几对没有跟其他原子共用的价电子叫孤对电子，那么O3分子有______对孤对电子。
(5)O3具有强氧化性，它能把PbS氧化为PbSO4而O2不能，试配平：
________PbS＋________O3===________PbSO4＋_______O2，生成1 mol O2，转移电子的物质的量为________mol。
正确答案
(1)σ 大π/π (2)同素异形体 (3)C (4)5 (5)1 4 1 4 2
（1）臭氧分子中非极性共价键都是单键，属于α键；特殊的化学键是大π键。
（2）氧气和臭氧都是氧元素形成的不同单质，所以互为同素异形体。
（3）氧元素和硫元素都属于第ⅥA，因此SO2的结构和臭氧最相似，答案选C。
（4）根据臭氧的结构可知。中间碳原子还有1对电子没有参与成键。两端的氧原子分别还有2对电子没有参与成键，所以共计是5对。
（5）PbS中S元素的化合价从－2价升高到＋6价，失去8个电子；臭氧中只有1个氧原子得到电子，化合价从0价降低到－2价，所以根据电子的得失守恒可知，配平后的系数依次是1、4、1、4；根据方程式可知，生成1 mol O2，转移电子的物质的量为2mol。
（14分）已知：①FeS不溶解于水；②实验室制取H2S、SO2气体的原理是：
FeS+H2SO4＝FeSO4+H2S↑ Na2SO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+SO2↑
③硫化氢与二氧化硫气体相遇会发生反应：2H2S＋SO2＝3S＋2H2O
根据下图中A～D的实验装置和试剂进行实验，回答下列问题：
⑴装置A是由双孔塞、玻璃导管及 和 组装起来的
⑵组装一套制取SO2气体的装置，并证明SO2既有氧化性、又有还原性和漂白性
①按实验装置连接顺序，把a
②若C装置中的溶液为 ，反应后该溶液变为无色，说明SO2具有还原性；
③若C装置中的溶液为 ，反应后该溶液变为无色，说明SO2具有漂白性；
④当D中产生 现象时，说明SO2具有氧化性；
(3)D装置烧杯中NaOH溶液的作用 。
正确答案
（14分）
⑴ 分液漏斗、圆底烧瓶
⑵ ① AB ②酸性KMnO4溶液或溴水、碘水等
③ 品红溶液 ④有淡黄色固体析出
(3) 吸收未反应的H2S或SO2气体，以免污染空气
本题考查了气体的实验室制取、硫的化合物的相关性质
首先，FeS不溶解于水，而Na2SO3可溶于水，所以制取H2S的装置用B，而制SO2的装置为A；
第二，为了证明SO2的氧化性，应该在D装置的锥形瓶中混合两气体；为了证明其还原性，可以C试剂瓶中注放氧化剂，例如酸性KMnO4溶液或溴水等；为了证明其漂白性，可在C装置中加入品红溶液来检验。
第三，很明显D装置中的碱溶液起到尾气吸收的作用。
[2012·广东肇庆市一模]（14分）I：某兴趣小组欲在绿色环保的条件下探究大气污染物SO2的性质，设计如下图实验装置。请回答：
（1）B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性，则B中所盛试剂为 ；
C中反应的离子方程式为 。
（2）为了实现绿色环保的目标，某同学设计了上图A2的制取装置来代替A1装置，与A1装置相比，A2装置的优点是 （写两点）。
II：用氨水吸收尾气中的SO2，“吸收液”中可能含有OH-、SO32-、SO42-、HSO3-等阴离子。请回答：
（3）氨水吸收过量SO2的反应的离子方程式为 。
（4）已知亚硫酸氢盐一般易溶于水，SO2也易溶于水。现有仪器和试剂为：小烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、过滤装置和滤纸；2 mol/L盐酸、2 mol/LHNO3、1 mol/LBaCl2溶液、l mol/LBa(OH)2溶液、品红溶液、蒸馏水。请设计实验证明“吸收液”中存在SO32-、HSO3-，完成下表的实验操作、预期现象和结论：
正确答案
（14分）（1）品红溶液 SO2＋I2＋2H2O ＝SO42-＋2 I-＋4H+
（2）不用加热（或节约能源或药品）；相对安全；易于控制反应进行；反应更充分（任何合理的两点均给分）
（3）NH3·H2O＋SO2＝NH4+＋HSO3-
（4）
（1）用碘水检验SO2的还原性，该反应的离子方程式为：SO2＋I2＋2H2O ＝SO42-＋2 I-＋4H+，用H2S检验SO2的氧化性，该反应的反应方程式为：2H2S＋SO2＝3S↓＋2H2O，用品红溶液检验SO2的漂白性，故B中所盛试剂为品红溶液。
（2）用装置A2制取SO2的优点有：①反应不需要加热，比较安全；②用分液漏斗滴加反应物浓硫酸，易于控制反应进行；③滴加的浓硫酸能够与Na2SO3充分反应。
（3）过量的SO2与氨水反应生成亚硫酸氢铵，反应的离子方程式为：NH3·H2O＋SO2＝NH4+＋HSO3-。
（4）若“吸收液”中存在SO32-，则步骤2中的固体为BaSO3，向该固体中滴入1滴（或少量）品红溶液，再滴入过量2mol/L盐酸，振荡，固体溶解，品红溶液褪色且有气泡产生。
若“吸收液”中存在HSO3-，则步骤2中的滤液中含有HSO3-，取适量的滤液于试管中，滴加过量的l mol/LBa(OH)2溶液，会产生白色沉淀；或取适量的滤液于试管中，滴加1滴（或少量）品红溶液，再滴入2～3滴（或过量）的2mol/L盐酸，振荡，品红溶液褪色且有气泡产生。
有一硫酸与硝酸的混合溶液，取出10mL加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、烘干后得到9．32g的沉淀；滤液与4mol·L-1NaOH溶液反应，用去40mLNaOH溶液时恰好完全中和。试求：
（1）混合液中H2SO4、HNO3的物质的量浓度各是多少？
（2）另取10mL原混合液，加入4．48g铜粉共热时，收集到气体在标准状况下的体积为多少毫升？
正确答案
（1）4mol/L 8mol/L （2）896ml
试题分析：（1）由题意知9．32g的沉淀是硫酸钡沉淀，物质的量是0．04mol，所以10mL的溶液中硫酸的物质的量是0．04mol，则硫酸的物质的量浓度是0．04mol/0．01L=4mol/L；滤液与4mol·L-1NaOH溶液反应，用去40mLNaOH溶液时恰好完全中和，说明10mL的溶液中氢离子的物质的量是0．04L×4mol·L-1=0．16mol，根据电荷守恒规律，n（NO3-）+2n（SO42-）= n（H+），解得n（NO3-）=0．16-0．04×2=0．08mol，所以硝酸的物质的量浓度是0．08mol/0．01L=8mol/L;
（2）Cu与硝酸反应的离子方程式是3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，溶液中n（NO3-）=0．08mol，n（H+）=0．16mol，n（Cu）=0．07mol，通过计算判断Cu、NO3-过量，按氢离子的量计算，所以生成NO的物质的量是0．04mol，标准状况下的体积是0．896L，即896mL。
（15分）二氧化硫是重要的工业原料，探究其制备方法和性质具有非常重要的意义。
（1）实验室用图1装置测定SO2催化氧化为SO3的转化率。（已知SO3熔点为16．8℃，假设气体进入装置时分别被完全吸收，且忽略空气中CO2的影响。）
①简述使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓硫酸的操作： 。
②实验过程中，需要通入氧气。试写出一个用如图2所示装置制取氧气的化学方程式： 。
③当停止通入SO2熄灭酒精灯后，需要继续通一段时间的氧气，其目的是： 。
④实验结束后，若装置D增加的质量为mg，装置E中产生白色沉淀的质量为ng，则此
条件下二氧化硫的转化率是 （用含字母的代数式表示，不用化简）。
（2）某学习小组设计用如图3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中的溶液分三份，分别进行如下实验。
方案I：向第一份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉
淀生成。
方案II：向第二份溶液中加入品红溶液，红色褪去。
方案III：向第三份溶液中加入BaC12溶液，产生白色沉淀
上述方案中合理的是 （填“I”、“II”、或“III”）；
试管b发生反应的离子方程式： 。
③当通入二氧化硫至试管c中溶液显中性时，该溶液中
c(Na+)= （用含硫微粒浓度的代数式表示）。
正确答案
(除说明外其余2分，共15分）
(1) ①打开分液漏斗上口的活塞，旋开分液漏斗的旋塞，缓慢滴加。
②2KClO3
③使残留在装置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸收。
④
(2)①试管a中出现淡黄色浑浊
②Ⅲ合理（1分）， SO2＋Cl2＋2H2O=4H＋＋SO42－＋2Cl－
③ 2 C(SO32－)+ C(HSO3－)
试题分析：（1）①用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓硫酸的操作打开分液漏斗上口的活塞，旋开分液漏斗的旋塞，缓慢滴加；
②图2为加热固体制取气体的装置，所以用该装置制取氧气可以用2KClO3
③为确保实验的准确度，要保证二氧化硫和三氧化硫的量的测定准确，当停止通入SO2，熄灭酒精灯后，需要继续通一段时间的氧气，可以让装置中的二氧化硫和三氧化硫充分被后面的装置吸收；
④装置D增加的质量为mg，及生成三氧化硫的质量是mg，物质的量是mg/80g/mol，装置E 中产生白色沉淀为硫酸钡沉淀，质量为ng，则吸收的二氧化硫的物质的量是ng/233g/mol，根据元素守恒，则二氧化硫的转化率=mg/80g/mol/(mg/80g/mol+ng/233g/mol)×100%=
（2）①二氧化硫与硫化钠溶液反应生成淡黄色的单质硫，证明二氧化硫有氧化性，所以能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为试管a中出现淡黄色浑浊
②二氧化硫与氯水反应生成硫酸根离子和氯离子，所以方案I：溶液中存在氯离子产生的白色沉淀不能证明是硫酸银沉淀，所以不能证明溶液中存在硫酸根离子，错误；方案II：使品红溶液褪色只能证明b溶液中含有未完全反应的次氯酸，不能证明有硫酸根离子，错误；方案III：与钡离子反应生成沉淀的在b溶液中只能是硫酸根离子，证明b溶液中存在硫酸根离子，说明二氧化硫被氧化，具有还原性，所以方案III合理；试管b发生反应的离子方程式：SO2＋Cl2＋2H2O=4H＋＋SO42－＋2Cl－
③二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠或亚硫酸氢钠或二者都有，溶液呈中性，说明c(H＋)= c（OH－），根据电荷守恒规律，所以c(Na+)="2" C(SO32－)+ C(HSO3－)。
扫码查看完整答案与解析