- 三氧化硫的物理性质
- 共739题
以下是有关SO2、Cl2的性质实验。
（1）某小组设计如图所示的装置图（图中夹持和加热装置略去），分别研究SO2和Cl2的性质。
①若从左端分别通入SO2和Cl2，装置A中观察到的现象是否相同？ (填“相同”或“不相同”)；若D中盛铜粉，通入足量的Cl2，D中的现象是___________；若装置D中装的是五氧化二钒(催化剂)，通入SO2时，打开K通入适量O2的化学反应方程式为 。
②SO2通入B中，碘水褪色，则该反应的离子方程式为 。
③E中盛有______________溶液。
（2）某同学将足量的SO2通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成，若向该试管中加入足量(填字母) ，则可以看到白色沉淀产生。
（3）若由元素S和O组成–2价酸根离子X，X中S和O的质量比为4∶3；当Cl2的与含X的溶液完全反应后，得澄清溶液，取少量该溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀产生。写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式 。
（4）某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸，装置如右图，含有某种催化剂，电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
通入SO2的电极为_________极，其电极反应式为：
。
电池的总反应式为：
。
正确答案
(1) ①相同， Cu粉红热，并产生棕黄色烟
2SO2 + O22SO3
②SO2 + I2 + 2H2O = 4H＋+ 2I－+ SO42－
③NaOH
(2) A C
(3) 4Cl2 + S2O32－+ 5H2O = 2SO42－+ 8Cl－+ 10H＋
(4) 负 SO2 – 2e－+ 2H2O = 4H＋+ SO42－
2SO2 + O2 + 2H2O = 2H2SO4
（1）①由于SO2和Cl2都可以使品红溶液褪色，所以A中分别通入SO2和Cl2，观察到的现象是相同的。若D中盛铜粉，通入足量的Cl2，D中发生的反应是：Cu+ Cl2= CuCl2，现象是Cu粉红热，并产生棕黄色烟。若装置D中装的是五氧化二钒(催化剂)，通入SO2时，打开K通入适量O2，则发生SO2的催化氧化，反应方程式为2SO2 + O22SO3。
②SO2通入B中，碘水褪色，并不是SO2的漂白作用，而是SO2与碘水反应生成了无色的物质，离子方程式为：SO2 + I2 + 2H2O = 4H＋+ 2I－+ SO42－
③E是一个尾气吸收装置，应用碱液，可以是NaOH 或KOH
（2）SO2通入装有氯化钡溶液，是不发生化学反应的，参照②，则加入NaOH可以产生白色沉淀。
（3）由题知X为S2O32－，此离子中S元素的化合价为+2价，与Cl2发生氧化还原反应，S2O32－被氧化成SO42－，离子方程式为：4Cl2 + S2O32－+ 5H2O = 2SO42－+ 8Cl－+ 10H＋
（4）此装置为原电池，原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应，所以SO2做电池的负极，被氧化成SO42－，电极反应为：SO2 – 2e－+ 2H2O = 4H＋+ SO42－。电池的总反应式为：2SO2 + O2 + 2H2O = 2H2SO4
（11分）实验室用铜制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。
（1）理论上硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为： ︰ ；
（2）实际上，即使铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，制得的CuSO4·5H2O中还是有可能存在的杂质是 ，除去这种杂质的实验操作称为 。
（3）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：
方案甲：以空气为氧化剂。将铜粉在___________（填仪器名称）中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应。
方案乙：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4，即发生反应，生成硫酸铜。反应完全后，加物质甲调节pH ，铁元素全部沉淀（一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol·L-1，就认为沉淀完全），然后过滤、浓缩、结晶。
已知：Ksp[Cu((OH)2]≈10-22， Ksp[Fe((OH)2]≈10-16, Ksp[Fe((OH)3]≈10-38
请回答下列问题：
①为了使铁元素全部沉淀，应调节pH至少为_________；
②甲物质可选用的是 ；
③反应中加入少量FeSO4对铜的氧化可以起催化作用。其反应过程是：第1步，4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O，请写出其第2歩反应的离子方程式 。
方案丙：将铜丝放到一定量的稀硫酸中，加入适量的H2O2，并控温在50℃~60℃，持续反应1 h，也能获得硫酸铜。请回答下列问题：
④反应时温度必须控制在50℃~60℃，温度不宜过高的主要原因是 ；
⑤写出该反应的化学方程式为 。
正确答案
（1）3∶2 (1分) （2）Cu(NO3)2 (1分) 重结晶(1分)
（3）坩埚(1分) ①3 (1分) ②CD(1分)
③2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+(2分)
④防止双氧水分解(1分)
⑤Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O(2分)
（1）得到1mol硫酸铜需要转移2mol电子，根据得失电子守恒可知，需要硝酸2/3mol，理论上硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为3︰2。
（2）因为反应中硝酸不可能完全被还原，所以有可能存在硝酸铜，可通过重结晶来除杂。
（3）铜是固体，灼烧需放在坩埚中。当铁离子的浓度等于10-5mol·L-1时，根据[Fe((OH)3]≈10-38可得出OH－的浓度为
煤是一种常用的燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有SO2、NO2和NO等多种有害气体和烟尘，会对环境造成污染，因此需要对煤进行加工后再燃烧，或将废气净化后再排放。
（1）将煤直接进行燃烧，造成环境污染的主要原因之一是形成硝酸型酸雨。
①写出有关物质转化为硝酸的化学方程式____________________________。
②以下是对硝酸型酸雨的评价，其中正确的是_________________________（用序号填空）。
a.杀死水中的浮游生物，减少鱼类食物来源，破坏水生生态系统
b.对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害
c.破坏臭氧层
d.硝酸与土壤中的矿物质发生作用转化为硝酸盐，向植物提供氮肥
（2）如图是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程示意图，试写出在废气脱硫并形成副产物的过程中所发生的主要化学反应的化学方程式_______。
（3）脱硫以后，在废气中含量明显增加的不良气体是（写物质名称）_______，它对环境的负面影响是____________________________________________。
（4）检验脱硫后废气中是否含有SO2的简单方法是_________________________。
正确答案
（1）①2NO+O2=2NO2，
3NO2+H2O=2HNO3+NO ②a、b、d
（2）CaCO3+SO2=CaSO3+CO2，
2CaSO3+O2=2CaSO4，
CaSO4+2H2O=CaSO4·2H2O
（3）二氧化碳 使“温室效应”加剧，导致全球气候变暖
（4）将气体通入品红溶液观察品红溶液是否褪色，品红褪色，说明废气中还含有SO2；品红溶液不褪色，说明废气中不含SO2
（1）形成硝酸型酸雨，这说明煤燃烧生成了NO和NO2等氮氧化物，NO跟O2反应生成NO2，NO2跟H2O反应生成HNO3。硝酸型酸雨有它的危害性，但它所含有的氮元素又是植物所需要的主要元素之一。因此应该一分为二地评价酸雨的利与弊。这里不是对NO和NO2的评价，而是对硝酸型酸雨的评价，该酸雨对臭氧层没有破坏作用。
（2）由图可知，脱硫是硫元素转化为CaSO4，最终产品是石膏CaSO4·2H2O。
（3）通过问题（2）的解答可知，在脱硫的同时生成了CO2，并且CO2与SO2以等物质的量代换。
（4）检验SO2的高效试剂是品红溶液，并且这里没有干扰因素。
为研究某铁质材料与浓硫酸反应生成气体的成分，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）称取铁钉5.6g放入20mL足量浓硫酸中，加热，理论上收集到气体SO2 L（标况）。将所得气体全部通入足量溴水中，然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体23.3g。由此推知实际生成气体SO2的体积为 L（标况）。
（2）分析上述实验中SO2体积的结果，有同学认为所得气体中除含有
①装置A中试剂的作用是
②认为气体中还含有的Q气体是
③为确认Q的存在，需在装置中添加M于 ，
a.A之前 b.AB之间 c.BC之间 d.CD之间
M中的试剂是
④如果气体中含有H2，预计实验现象应是
正确答案
（10分）（1）3.36（2分） 2.24（2分）
（2）①除去气体中的SO2（1分） ②CO2（1分） ③c （1分）澄清石灰水（1分）④D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝（2分）
略
已知盐酸加到品红溶液中，由于酸性增强使品红溶液的红色加深。试推测：
(1)向品红溶液中通入过量SO2的过程中，观察到的现象为_____ ____；
加热后的现象为____ ____。
(2)向品红溶液中通入过量Cl2的过程中，观察到的现象为_____ ____；
加热后的现象为____ _____。
(3)向品红溶液中通入物质的量之比为1∶1的SO2和Cl2后现象________。
正确答案
（5分）(1) _先红色加深，后褪色 ___品红溶液红色恢复____。
(2) __先红色加深，后褪色___； __无明显现象(红色不能恢复)___。
(3)溶液颜色加深_____
略
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