- 非金属及其化合物
- 共31702题
请按要求分别设计一个简单易行的验证实验。
(1)验证钠和镁的金属性强弱______________________________;
(2)验证硫和氯的非金属性强弱______________________________。
正确答案
(1)把一小块钠和镁条分别投入盛有适量水的烧杯中,钠能剧烈反应,镁无明显现象
(2)把氯水滴入氢硫酸溶液中,产生黄色沉淀
(其他答案合理即可)
(6分)根据硝酸和硫酸所具有的性质,选择适当的字母按要求填空。
(1)浓硫酸常用作干燥剂,说明浓硫酸具有 ;
(2)用玻璃棒蘸浓硫酸滴在纸上,发现变黑,说明浓硫酸具有 ;
(3)浓硫酸和浓硝酸都可以与铜反应,反应中浓硫酸和浓硝酸显示出 ;
正确答案
(1)A (2)B (3)D
(1)浓硫酸用作干燥剂,即吸收水分,故表现吸水性;
(2)浓硫酸使纸中的H、O元素按水的组成脱去,故表现脱水性;
(3)铜为不活泼金属,能反应说明浓硫酸和浓硝酸具有强氧化性,同时生成盐和水,则表现出酸性;
请回答下列实验室中制取气体的有关问题。
(1)如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
装置B,C,D的作用分别是:B ;C ;D 。
(2)在实验室欲制取适量NO气体。
①下图中最适合完成该实验的简易装置是 (填序号);
②根据所选的装置完成下表;(不需要的可不填)
③简单描述应观察到的实验现象 。
正确答案
(1)向上排气收集氯气 安全作用,防止D中的液体倒吸进入集气管B中 吸收尾气,防止氯气扩散到空气中污染环境
(2)①Ⅰ
②
③反应开始时,A中铜表面出现无色小气泡,反应速率逐渐加快 A管上部空间由无色逐渐变为浅棕红色,随反应的进行又逐渐变为无色 A中的液体由无色变为浅蓝色 B中的水面逐渐下降,B管中的水逐渐流入烧杯C中
(1)因氯气的密度比空气大,所以收集氯气时可用向上排空气法,装置B中导管是长进短出,装置C中导管是短进长出,则B,C装置能用于收集氯气的只能是装置B。装置D中盛有的稀NaOH溶液,能够吸收Cl2及挥发出的HCl。(2)实验室中可用铜与稀硝酸制取NO,因NO极易被氧化,所以收集NO不能用排空气法,应用排水法收集,可选用图I作制取NO气体的简易装置。A为NO的发生装置,加入的物质为铜屑和稀硝酸;B为排水法收集NO气体的装置,加入的物质为水;C主要是接收B中排出的水。
(12分)在右图所示的实验装置中,A中盛有品红溶液,B中盛有NaOH溶液。
请回答下列问题:
(1)若向A中通入足量的二氧化硫气体,A中的现象是______________________。
(2)若向A中通入足量的氯气后,再加热A,A中的溶液______(填“能”或“不能”)恢复到原来的颜色。
(3)如果A中盛的是氨水,B中盛的是无色酚酞溶液,微热A,B中溶液会变为红色,则此时表现氨水具有______性和______性。
(4)如果A中盛的是浓硫酸,加入铜,加热反应,此反应中表现浓硫酸的酸性和______性。
(5)如果A中盛的是盐酸,加入铜粉,为了让铜粉溶解,可以加入NaNO3,反应的离子方程式为:3Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O,请用单线桥标出其电子转移的方向和数目。
正确答案
(1)红色褪去
(2)不能
(3)挥发性 碱性
(4)强氧化
(5)3Cu+2N2e-×3O+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O
二氧化硫具有漂白作用,能使品红溶液褪色,氯气也具有漂白作用,能使品红溶液褪色,但褪色后再加热,溶液不能恢复到原来的颜色。用单线桥标出Cu和HNO3反应中电子得失的方向和数目,如下:
3Cu+2N2e-×3O+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O
硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%(体积分数)时需经处理后才能排放。某校化学兴趣小组欲测定某硫酸工厂排放尾气中二氧化硫的含量,分别采用以下方案:
[甲方案]:如右图所示,图中气体流量计B用于准确测量通过的尾气体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定SO2的含量。当洗气瓶C中溶液蓝色消失时,立即关闭活塞A。
(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D,可以提高实验的准确度,其理由是___________________________________。
(2)洗气瓶C中溶液蓝色消失后,没有及时关闭活塞A,测得的SO2含量_________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
[乙方案]:实验步骤如下面流程图所示:
(3)步骤①中过量H2O2的作用是
(4)写出步骤②中反应的化学方程式______________________________________
(5)步骤②中Ba(OH)2是否足量的判断方法是_______________________________
___________________________________________________________________。
(6)通过的尾气体积为V L(已换算成标准状况)时,该尾气中二氧化硫的含量(体积分数)为_____________________________(用含有V、m的代数式表示)。
正确答案
(1)增大气体与溶液的接触面积,有利于SO2与碘水反应
(2)偏低
(3)使SO2完全转化为SO42-
(4)H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O
(5)静置分层后,往上层溶液中继续滴加Ba(OH)2溶液,若无浑浊现象产生,则Ba(OH)2已足量,反之不足。
(6)22.4m/233V或2240m/233V% (3分)
试题分析:甲方案利用的原理为:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,最后测定剩余气体的体积,进而定尾气中二氧化硫的含量;
(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D,可以增大SO2与碘水的接触面积,使SO2和碘水充分反应;
故答案为:增大SO2与碘水的接触面积,使SO2和碘水充分反应;
(2)洗气瓶C中溶液蓝色消失后,没有及时关闭活塞A,则通入尾气的体积增大,因此SO2含量偏低;
故答案为:偏低;
乙方案利用的原理为:SO2+H2O2=H2SO4,H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O,最后沉淀硫酸钡的质量计算尾气中二氧化硫的质量,进而计算尾气二氧化硫含量;
(3)由方案原理可知,H2O2是将SO2完全转化为SO42-;
故答案为:将SO2完全转化为SO42-;
(4)步骤②中反应的化学方程式为:H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O;
故答案为:H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O;
(5)步骤②中Ba(OH)2是否足量的判断方法是:静置分层后,向上层清液中继续滴加Ba(OH)2溶液,若无浑浊现象产生说明Ba(OH)2足量,否则不足;
故答案为:静置分层后,向上层清液中继续滴加Ba(OH)2溶液,若无浑浊现象产生说明Ba(OH)2足量,否则不足;
(6)mg是硫酸钡的质量,硫酸钡的物质的量为mg÷233g/mol= (m/233)mol,根据硫元素守恒可知二氧化硫的体积为(m/233)mol×22.4L/mol="(22.4m/233)" L,故尾气中二氧化硫的体积分数(22.4m/233) L/ VL=22.4m/233V,故答案为:22.4m/233V。
点评:本题考查学生对实验原理与实验操作的理解、实验方案设计、元素化合物性质、化学计算等,难度中等,清楚实验原理是解题的关键,需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力
Na2SO3是常用的抗氧剂。
(1)实验室通常用浓硫酸(1:1)和Na2SO3微热制备SO2气体,
反应方程式为: ,制备的SO2气体中通常含有水蒸气,下列干燥剂能干燥SO2气体的是: ;
A.浓硫酸 B.碱石灰 C.无水CaCl2
(2) 少量SO2气体通入NaOH溶液中可得NaOH和Na2SO3的混合溶液,向该混合溶液中加入少许溴水,振荡后溶液变为无色。碱性溶液中Br2与Na2SO3发生氧化还原反应,反应的离子方程式为______________;
(3)反应后的溶液含有SO32-、SO42-、Br-、OH-等阴离子,请填写鉴定其中SO32-、SO42-和Br-的实验报告;
限选试剂:2 mol·L-1HCl;1 mol·L-1H2SO4;1mol·L-1HNO3;1 mol·L-1BaCl2;
1 mol·L-1Ba(NO3)2;0.1 mol·L-1AgNO3;CCl4;苯;新制饱和溴水;新制饱和氯水。
正确答案
(1) 2 分 AC 2分 每个选项1分,错选不给分
(2)SO32-+Br2+2OH-=H2O+SO42-+2Br- 2分
(3)
(每空2分)
试题分析:(1)根据强酸制弱酸,浓硫酸(1:1)和Na2SO3微热可制取SO2,化学方程式为:;SO2为酸性氧化物,不能用碱石灰干燥,可用浓硫酸或无水CaCl2干燥,故A、C项正确。
(2)Br2把Na2SO3氧化为SO42‾,在碱性条件下离子方程式为:SO32-+Br2+2OH-=H2O+SO42-+2Br-。
(3)SO32‾利用还原性检验,加入新制溴水,SO32‾被Br2氧化,现象为溴水褪色;SO42‾的检验应先加入足量稀盐酸,排除Ag+、CO32‾、SO32‾等离子的干扰,然后加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,证明待测液含有SO42‾;加入足量新制饱和氯水,可把Br‾氧化为Br2,因为上层液体呈橙红色,所以加入了密度小于水的苯。
金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性,应用广泛。
(1)碳与短周期元素Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物,其中一种化合物R为非极性分子。碳元素在周期表中的位置是____________,Q是____________,R的电子式为________。
(2)一定条件下,Na还原CCl4可制备金刚石。反应结束冷却至室温后,回收其中的CCl4的实验操作名称为________,除去粗产品中少量钠的试剂为________。
(3)碳还原SiO2制SiC,其粗产品中杂质为Si和SiO2。现将20.0 g SiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应,收集到0.1 mol氢气,过滤得SiC固体11.4 g,滤液稀释到1 L。生成氢气的离子方程式为__________________________________,硅酸盐的物质的量浓度为_________。
(4)下列叙述正确的有________(填序号)。
①Na还原CCl4的反应、Cl2与H2O的反应均是置换反应
②水晶、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同
③Na2SiO3溶液与SO3的反应可用于推断Si与S的非金属性强弱
④钠、锂分别在空气中燃烧,生成的氧化物中阴阳离子数目比均为1:2
正确答案
(1)第二周期第ⅣA族氧(或O)
(2)过滤 水(或乙醇)
(3)Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑0.17 mol·L-1
(4)③④
(1)由题意可知Q为O(氧),形成的化合物R为CO2,其电子式为:。(2)因为CCl4为液体,C和Na都为固体,所以用过滤法分离;除去C(金刚石)中的Na可以用水或乙醇。(3)混合物中的Si可以与NaOH溶液反应生成氢气,离子方程式为Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑。由于杂质SiO2也能生成Na2SiO3,所以可先求混合物中SiO2的质量,再求硅酸盐的物质的量浓度。
Si~ 2H2
28 g 2 mol
1.4 g 0.1 mol
m(SiO2)=20.0 g-11.4 g-1.4 g=7.2 g
n(SiO2)=0.12 mol
所以n(Na2SiO3)=n(Si)+n(SiO2)=+0.12 mol=0.17 mol
c(Na2SiO3)==0.17 mol·L-1。
(4)①中Cl2与H2O的反应不是置换反应;②中水晶熔化克服的是共价键,干冰熔化克服的是分子间作用力,两者不同;③④说法正确。
有一瓶无色干燥的混合气体,可能由HCl、NO、NO2、CO2、NH3、H2、O2、Cl2中的几种混合而成,根据下列实验现象:
①把混合气体通过浓硫酸时,气体体积明显减小;②再通过碱石灰时,体积又明显减小;③剩余气体接触空气时,立即变为红棕色.则:
(1)混合气体中一定存在 ,
(2)一定不存在 ,
(3)可能存在 。
正确答案
(1)NH3 CO2 NO (2) NO2 Cl2 HCl O2 (3)H2(每空2分)
试题分析:气体无色,表明不含NO2、Cl2气体;把混合气体通过浓硫酸时,气体体积明显减小,表明一定含有NH3,因为含有氨气,所以一定不含有氯化氢;再通过碱石灰时,体积又明显减小,一定含有CO2,剩余气体接触空气时,立即变为红棕色,表明气体中一定含有NO,一定不含有O2。H2的有无无法确定。
请回答下列化工生产中的一些问题:
(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂,你认为厂址宜选在 的郊区(填标号)。
(2)CuFeS2 是黄铁矿的另一成分,煅烧时CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2,该反应的化学方程式为 。
(3)为提高SO3吸收率,实际生产中通常用 吸收SO3。
(4)已知反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH <0,现将0.050 mol SO2和0.030 mol O2充入容积为1 L的密闭容器中,反应在一定条件下达到平衡,测得反应后容器压强缩小到原来压强的75%,则该条件下SO2的转化率为 ;该条件下的平衡常数为 。
(5)由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成),其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化(见下表)
已知CuSO4在低于660 ℃时不会分解,请简要分析上表中CuSO4 的质量分数随温度升高而降低的原因 。
(6)在硫酸工业尾气中,SO2是主要大气污染物,必须进行净化处理,处理方法可用 (填名称)吸收,然后再用硫酸处理,重新生成SO2和一种生产水泥的辅料,写出这两步反应的化学方程式 。
正确答案
(1)C
(2)4CuFeS2+13O24CuO+2Fe2O3+8SO2
(3)98%的浓硫酸
(4)80% 1.6×103
(5)SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应,随温度升高,平衡左移,SO3物质的量减少,所以CuSO4的量减少(或温度升高,SO3物质的量减少,故CuSO4的量减少)
(6)石灰水 SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O
CaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2O
(1)硫酸具有很强的腐蚀性,运输成本较高,故硫酸厂厂址应靠近硫酸消费中心;(2)由题意可知,反应物为CuFeS2和O2,产物为CuO、Fe2O3和SO2,配平即可;(3)SO3与水反应放出大量的热,易形成酸雾,影响SO3的吸收,故用水吸收的效率很低,而用98%的浓硫酸则可避免酸雾的形成,达到较高的吸收率;(4)设平衡时反应的O2的物质的量为x,可得反应的三段式:
2SO2 + O2 2SO3
开始时 0.050 mol 0.030 mol 0
反应了 2x mol x mol 2x mol
平衡时 (0.050-2x)mol (0.030-x)mol 2x mol
由题意可知反应后气体分子物质的量为反应前的75%。则:×100%=75%,解得x=0.020,则SO2的转化率为
×100%=80%;该条件下的平衡常数K=
=
=1.6×103;
(6)SO2溶于水显酸性,可用碱性溶液吸收,和硫酸反应后可得到一种生产水泥的辅料,可知所用碱性溶液为Ca(OH)2溶液,反应为SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O,CaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2O。
资料显示:在煤中加入适量石灰石粉可使煤(含S)燃烧时产生的SO2转化成固体CaSO4 ,从而减少SO2排放,该方法被称为钙基固硫。这一过程是通过以下两步反应实现的:
㈠ CaCO3CaO+CO2 ㈡ 2CaO+2SO2+O2 =2CaSO4
对此,某实验小组利用下列实验装置和药品对其可行性进行了模拟探究。
已知实验所用样品:Ⅰ---S粉与CaCO3粉末的混合物
Ⅱ---CaSO4粉末
(1)实验一:①取样品Ⅰ装入A中。连续通入过量O2,加热至500℃左右,充分反应发现,B中红色消失、C中出现大量白色浑浊。停止该步实验的正确操作是 。
②取反应后D中溶液滴加过量盐酸,无明显现象。由此得知实验一过程中: A中发生反应的化学方程式是 ;C中反应的离子方程式是 。
③要获得与以上实验事实相一致的结论,可替代B中品红溶液的是 。
a.酚酞的NH3·H2O溶液 b.酸性KMnO4溶液
c.酚酞的NaHCO3溶液 d.Br2的CCl4溶液
(2)实验二:①取样品Ⅰ装入A中。连续通入过量O2,并迅速加热升温,控制在1000℃左右,充分反应。发现B中红色消失,C中出现白色浑浊。
②取反应后D中溶液滴加过量盐酸,出现大量无色气泡,反应的离子方程式是 。
③反应结束后,将A中余下固体溶入水中,取其上层清液,滴加BaCl2溶液,立即有白色沉淀出现。
由此得知实验二: A中发生的反应有 (填选 “㈠”、“㈡”)。
(3)实验三:取样品Ⅱ装入A中。连续通入过量O2,加热至1200℃左右,充分反应,B中红色消失,则A中发生反应的化学方程式是 。比较实验一、二、三可知,如用该方法固硫,可行的基本条件是 。
(4)在中学化学实验室里,装置A通常只能选 为材料制作的玻璃管,但这种选择有一点不妥,其理由用化学方程式解释是: 。
(5)实验所需O2若改由空气提供,且对上述实验探究事实不产生影响,应在A前添加一装有某药品的装置。请将该药品和装置图示在图中的虚线框内。
正确答案
① 撤掉喷灯,继续通入O2至A冷却
② S +O2 SO2 2SO2+2H2O+O2+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+
③ a、b(2)② CO32-+2H+=CO2 ↑+H2O③ (一)、(二)
(3)2CaSO42CaO+2SO2↑+O2 ↑ 燃烧温度需1000℃左右
(4)石英 , SiO2+CaO CaSiO3(2分)
(5)图略(装置+药品)
试题分析:(1)实验一:①取S粉与CaCO3粉末的混合物高温灼烧,有SO2产生,C中产生硫酸钡沉淀,D用来吸收过量的SO2,停止实验时,为了避免倒吸,撤掉酒精喷灯以后,要持续通氧气一直到冷却。②取反应后D中溶液滴加过量盐酸,无明显现象,说明没有CO2生成,CaCO3粉末没有分解,只有硫燃烧生成了SO2,C中SO2被氧气氧化产生硫酸钡沉淀,③要获得与以上实验事实相一致的结论,可替代B中品红溶液的用酚酞的NH3·H2O溶液,红色褪去,a正确;b.酸性KMnO4溶液,紫色褪去,正确;c.酚酞的NaHCO3溶液,亚硫酸酸性比碳酸强,会产生CO2,NaOH溶液会吸收CO2,加盐酸有气体产生,错误;d.Br2的CCl4溶液,与SO2不反应,无现象,错误。(2)实验二控制温度在1000℃左右,CaCO3粉末分解,硫燃烧生成了SO2,D中溶液吸收CO2,产生碳酸盐,加入盐酸有大量气泡。(3)实验三:取样品CaSO4粉末装入A中。连续通入过量O2,加热至1200℃左右,充分反应,B中红色消失,说明CaSO4分解,有SO2生成,因此用此方法固硫时,温度应选择实验二的温度,过低CaCO3粉末没有分解,过高CaSO4分解又有SO2生成,不能起到固硫的作用。(4)在中学化学实验室里,装置A通常选择石英材料,但是SiO2和CaO在高温下会反应。(5)实验所需O2若改由空气提供,且对上述实验探究事实不产生影响,应在A前添加一装有NaOH的洗气瓶,除去空气中的CO2。
某兴趣小组设计如下图实验装置进行实验。
Ⅰ、探究大气污染物SO2的性质
(1)为了实现绿色环保的目标,能否用上图A2代替A1装置 (填“能”或“否”)。
(2)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 ,D中反应的化学方程式
为 。
Ⅱ、探究铜片与浓H2SO4反应的产物
实验结束,发现在铜片表面附着黑色固体。查阅资料得知:此黑色固体可
能含有CuO、CuS、Cu2S。常温下CuS和Cu2S都不溶于稀盐酸,在空气中煅烧都转化为Cu2O和SO2。该小组同学收集一定量黑色固体,按如下实验方案探究其成分:
(3)步骤Ⅱ 中检验滤渣洗涤干净的实验方法是____________________________。
(4)黑色固体的成分是________________。
Ⅲ、尾气处理
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。
(5)氨水吸收过量SO2的反应的离子方程为 。
正确答案
(1)能(1分)
(2)品红溶液(1分) SO2+I2+2H2O=SO42-+2 I-+4H+(2分) SO2+2H2S="3S↓+" 2H2O(2分)
(3)取最后一次洗涤液少许,滴加少量AgNO3溶液,若无明显现象,则洗涤干净(2分)
(4)CuO、CuS、Cu2S(2分)
(5)NH3·H2O+SO2=NH4++HSO3-(2分)
试题分析:(1)A2装置不需要加热,且可以控制加入浓硫酸的量控制反应进行,更环保;(2)检验SO2漂白性一般用品红试剂,C中SO2与碘单质反应,D中与H2S反应归中反应;(3)取最后一次洗涤液少许,滴加少量AgNO3溶液,若无明显现象,则洗涤干净,强调最后一次洗涤液;(4)根据步骤Ⅰ产生蓝色溶液得出固体含有CuO,根据最后煅烧后质量的变化计算:若全为CuS,最后得到沉淀的质量应为2÷96÷2×144=1.5g,若全为Cu2S,最后得到沉淀的质量应为2÷160×144=1.8g,故两种物质均含有。(5)过量SO2应生成亚硫酸氢铵。
为了探究SO2与Na2O2的反应是否类似于CO2,甲同学设计了如图实验装置。
回答下列问题:
(1)制取SO2的合适试剂是 。
a.80%的H2SO4(aq) b.10%的H2SO4(aq)
c.Na2SO3(s) d.Na2SO3(aq)
(1)装置C中NaOH(aq)的作用是 。
(1)移开棉花,将带火星的木条放在C试管口,未见木条复燃。甲同学因此认为SO2与Na2O2的反应不同于CO2。请按甲同学的观点写出反应的化学方程式 。
(1)检验反应后B装置中生成物的方法是 。
(1)乙同学认为无论反应原理如何,最终都有O2产生。乙同学的理由是 。按照乙同学的观点,该装置还需作如下改进: 。(简要阐述,并指明必需的装置名称与试剂。)
正确答案
(1)a、c(1分×2)
(2) 吸收多余的SO2,防止污染环境(1分×2)
(3)SO2+ Na2O2→ Na2SO4(2分)
(4)取少量B中固体于试管中,加盐酸至溶液呈酸性,再滴入氯化钡溶液,若有白色沉淀生成,则B中反应后的生成物里有Na2SO4(2分)
(5)A中生成的SO2气体中含有水蒸气(2分)。在A和B之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶(或其他合适的干燥装置)。合理给分。 (2分)
试题分析:(1)因SO2的溶解度较大,应选用浓度较大的H2SO4溶液;为了使反应顺利进行须选择Na2SO3固体与硫酸反应(CaSO3固体与硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水).故答案为:bc(2)SO2有毒,直接排放到空气中污染环境.故答案为:吸收多余的SO2,防止污染环境(3)进入B装置的气体应该干燥,故应将②加在A和B之间.故答案为:②;将②加在A和B之间(4)木条不复燃,说明没有氧气生成,Na2O2有强氧化性,有SO2较强的还原性,产物应为Na2SO4,方程式为:SO2+Na2O2=Na2SO4.故答案为:SO2+Na2O2=Na2SO4
(5)在检验是否有Na2SO4生成时,要考虑到Na2SO3的干扰,因为SO32-有较强的还原性,可被过氧化钠氧化成SO42-.故答案为:不合理;如果固体中还有未反应的Na2O2,也能氧化亚硫酸钠为硫酸钠.(6)将Na2SO4转化成BaSO4沉淀,通过称量BaSO4沉淀的质量,计算含量,故应为acd。故答案为:acd
某校化学兴趣小组在学习了过氧化钠性质后,进一步研究其与SO2反应情况,查阅相关资料知:过氧化钠与CO2反应有气体生成,而将SO2通入过氧化钠粉末中也有气体生成。有同学认为:CO2、SO2虽然都是酸性氧化物,但SO2具有较强的还原性,CO2无还原性,反应原理应该不相同,并设计如下实验进行探究。
(1)[提出假设]向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO2,对反应后的固体产物成分及反应原理提出如下假设:
假设一:反应后固体中只有Na2SO3,证明SO2未被氧化;
假设二:反应后固体中只有Na2SO4,证明SO2完全被氧化;
假设三:反应后固体中____________ _____,证明 。
(2)[定性研究]
为验证假设三是否成立,兴趣小组进行如下研究,请你完成下表中内容
(3)[定量研究]通过测量气体的体积判断发生的化学反应,实验装置如下:
①装置D的作用是 。
②实验测得装置C中过氧化钠质量增加了m1g,装置D质量增加了m2g,装置E中收集到的气体为VL(已换算成标准状况下),用上述有关测量数据进行判断
正确答案
(1)固体为Na2SO3和Na2SO4的混合物,证明二氧化硫部分被氧化(每空2分,共4分)
(2)
(其他合理答案均可,如先加足量盐酸,再加BaCl2溶液)(每空2分,共4分)
(3)①吸收未反应的SO2。(共2分)
②
(每空2分,共4分)
试题分析:(1)固体为Na2SO3和Na2SO4的混合物,证明二氧化硫部分被氧化;
(2)要证明假设3是否成立,就是要证明Na2SO3和Na2SO4存在,可以取反应后的固体放入试管中,加少量水溶解,加入BaCl2溶液,再加入稀盐酸。若加入BaCl2溶液有白色沉淀产生,加入盐酸沉淀部分溶解,则证明原固体中既有亚硫酸钠也有硫酸钠。
(3)①D的作用吸收未反应的SO2。
②若Na2SO3未被氧化发生的反应只有2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2根据差量法得到V=7m1/30或m1=30V/7,若部分被氧化发生的反应还有Na2O2+SO2=Na2SO4,该反应中SO2全部转化为固体的质量,没有气体生成,这个时候固体的质量增大,可知0
研究性学习小组用Na2SO3与硫酸溶液(硫酸与水体积比1∶1)制备SO2并进行性质探究实验。
(1)D中的实验现象是 ,C、E中溶液都褪色,分别体现SO2 、 性质。
(2)请在方框中画出收集SO2以及尾气处理装置(标相关试剂)。
(3)研究小组发现B中有白色沉淀,为了清楚沉淀的物质,研究小组往B中加入过量稀盐酸,沉淀不溶解,你认为留下的沉淀物是 ,形成该沉淀的反应方程式有: 。
为了进一步验证沉淀原因,研究小组另取BaC12溶液,加热煮沸,冷却及时加入少量苯液封,然后再通SO2,结果发现沉淀量减少,但仍有轻微浑浊。研究小组改进A装置(如右图),再进行实验,B中没有出现浑浊。下列气体可作为X气体的是 (填序号,不定项选择)
A.CO2 B.NH3 C.O3 D.N2 E.NO2
(4)SO2为空气污染物,研究小组为测定某工厂区空气中SO2的含量,取10m3(标准状况)的空气,缓慢通过足量溴水中,在所得溶液中加入过量的BaC12溶液,将产生的白色沉淀洗涤、干燥,用电子称称其质量为0.233g,则:
①沉淀洗涤要干净,检验洗涤已经干净的实验操作是 。
②试计算此空气中SO2的浓度(列出计算表达式并计算结果,结果单位用mg/m3表示)。
正确答案
(1)出现淡黄色浑浊(或淡黄色沉淀或有淡黄色固体产生)(每空2分) 漂白性、还原性(各1分,共2分)
(2) (2分,只画收集装置0分,没标注或标澄清石灰水扣1分)
(3)BaSO4(2分) SO2+H2OH2SO3、 2H2SO3+O2=2H2SO4、 H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl(每个1分,共3分) AD(2分)
(4)①取最后一次洗涤液少量于试管中,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,没有明显现象,证明洗涤干净(2分)
②(2分,列式1分,结果1分)
试题分析:(1)SO2+2H2S==3S↓+2H2O,则D中出现淡黄色浑浊(或淡黄色沉淀或有淡黄色固体产生);使品红溶液褪色体现了SO2的漂白性,使酸性高锰酸钾溶液褪色体现了SO2的还原性;(2)SO2易溶于水、密度比空气、有毒,因此常用向上排空气法或长进短出法收集,用NaOH溶液吸收多余的SO2;(3)BaSO3、BaSO4均为难溶物,前者能溶于盐酸,后者难溶于盐酸;SO2+H2OH2SO3、 2H2SO3+O2=2H2SO4、 H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl;改进的目的是防止空气中的氧气氧化SO2、H2SO3,因此常通入CO2、N2驱赶装置中的氧气;(4)沉淀具有吸附性,BaSO4沉淀吸附了BaCl2,因此取最后一次洗涤液少量于试管中,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,没有明显现象,证明洗涤干净;由m/M可知,n(BaSO4)=
;由硫元素守恒可知,n(SO2)=n(BaSO4)=
;由n•M可知,m(SO2)=
×64gmol—1=
×64gmol—1×1000mg/g;则题给空气中SO2的浓度为
=6.4mg•m—3。
(15分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验:
实验一 焦亚硫酸钠的制取
采用右图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为:Na2SO3+SO2=Na2S2O5
(1)装置I中产生气体的化学方程式为 。
(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是 。
(3)装置Ⅲ用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为 (填序号)。
实验二 焦亚硫酸钠的性质
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
(4)证明NaHSO3溶液中HSO3- 的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是 (填序号)。
a.测定溶液的pH b.加入Ba(OH)2溶液 c.加入盐酸
d.加入品红溶液 e.用蓝色石蕊试纸检测
(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是 。
实验三 葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定
(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下:
(已知:滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI)
①按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00 mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为 g·L-1。
②在上述实验过程中,若有部分HI被空气氧化,则测得结果 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。
正确答案
⑴Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O
⑵过滤 ⑶d ⑷a、e
⑸取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成
⑹①0.16 ②偏低
试题分析:⑴装置I中浓硫酸与亚硫酸钠反应产生二氧化硫气体,同时生成硫酸钠和水,根据观察法将其配平。
⑵装置Ⅱ中析出Na2S2O5晶体,通过过滤操作得到该晶体。
⑶处理过量的SO2尾气,A项装置瓶口封闭,错误;B项食盐水不能将大量的SO2尾气吸收,错误;C项漏斗口没入了液体中,错误,D项氢氧化钠溶液可吸收SO2尾气,同时能防倒吸,正确。
⑷若NaHSO3溶液中HSO3- 的电离程度大于水解程度,则所得溶液显弱酸性,可通过测定溶液的pH(pH<7),用蓝色石蕊试纸检测(显红色)等途径来证明。
⑸若Na2S2O5晶体在空气中已被氧化,则应该生成Na2SO4,通过检验样品中是否含有SO42-即可。
⑹①根据反应“SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI”,则样品中抗氧化剂的残留量==0.16 g/L。
②若有部分HI被空气氧化又生成I2,导致消耗标准I2溶液的体积偏小,则测得结果偏低。
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