- 非金属及其化合物
- 共31702题
有甲、乙两位同学根据所学化学知识,设计了由铜和硫酸为原料制取硫酸铜的两种方案:①铜与浓硫酸加热直接反应,即Cu→CuS04
②将铜加到热的稀硫酸中并通入空气来制备硫酸铜,即由Cu→CuO→CuSO4,
试回答:
(1)、写出方案①的化学反应方程式
这两种方案,你认为哪一种方案比较合理? 。(答编号),理由是
(2)、实验室采用方案①取6.4 g铜片和10 mL 18 mol·L-1浓硫酸,放在试管中共热时发现,铜与热的浓硫酸反应后并没有得到预期的蓝色溶液,而是在试管底部看到灰白色沉淀。甲、乙两位同学为了验证其中灰白色沉淀的主要成分,设计下列实验:
实验步骤:倾倒掉上层液体后,向所得灰白色的固体中加入适量蒸馏水,边加边搅拌
实验现象:_____________________________________________
实验结论:所得灰白色固体的化学式为_ _______
直到最后反应完毕,发现试管中还有铜片剩余。可两位同学仍然认为试管中还有硫酸剩余,他们这样认为的理由是___________ _____
正确答案
(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
② 无污染空气的SO2生成,节约H2SO4
(2)灰白色物质溶解,溶液变为蓝色 CuSO4
随着反应的进行,浓硫酸的浓度逐渐变小,由浓变稀,稀硫酸不能与铜发生反应
试题分析:(1)方案②合理,原因是不产生污染物二氧化硫、生成同质量硫酸铜消耗硫酸少。
(2)铜与浓硫酸反应时,硫酸过量,生成硫酸铜、二氧化硫和水。随着反应进行,硫酸由浓变稀,铜与稀硫酸不反应。向灰白色固体中加水,固体溶解,若溶液呈蓝色,说明灰白色固体是硫酸铜。
点评:评价实验方案优劣可从以下几个方面进行:1.对环境是否友好;2.原料来源是否广泛、原料是否经济;3.生成等质量的产品所需原料越少越好。
(15分)某学校课外活动小组针对教材中铜与浓硫酸反应,提出了“能够与铜反应的硫酸的最低浓度是多少?”的探究课题,并设计了如下方案进行实验:实验试剂:18mol/L硫酸20mL,纯铜粉足量,足量2mol/LNaOH溶液。
请根据实验回答问题:
(1)首先根据下图所示,组装实验装置,并在加入试剂前先进行 操作。
(2)烧杯中用NaOH溶液吸收的物质是
(填化学式),利用倒置的漏斗而不是将导气管直接伸入烧杯中的目的是: 。
(3)加热烧瓶20分钟,烧瓶中发生反应的化学方程式是: 。待烧瓶中反应基本结束,撤去酒精灯,利用烧瓶中的余热使反应进行完全。然后由导管a通入足量的空气,以确保烧瓶中的SO2气体全部进入烧杯中。在该实验装置中的 (填仪器名称)起到了确保硫酸溶液体积保持不变的作用。
(4)将充分反应后的烧杯取下,向其中加入足量的双氧水,再加入足量的BaCl2溶液,再进行 、 、 后称量固体的质量为13.98g,请计算能与铜反应的硫酸的最低浓度是 。
(5)有同学提出在上面⑷中可以不必加入双氧水,直接进行后面的实验,也能得到准确的数据,请结合你的理解分析 (填“需要”或“不需要”)加入双氧水,说明原因: 。
正确答案
⑴检验装置气密性 (1分) ⑵SO2 (1分) 防倒吸(1分) ⑶Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O ( 2分) 长导管(1分)
⑷过滤、洗涤、干燥 (共3分) 12mol/L ( 2分)
⑸需要 ( 2分) 原因:在烧杯中生成的Na2SO3可能被部分氧化为Na2SO4,如果不加入双氧水而直接测定沉淀质量则无法确定S元素的物质的量,从而使实验结果错误。(2分)
(1)组装装置之后,不能立即装入试剂,二应该是首先检验装置气密性。
(2)SO2属于大气污染物,需要尾气处理。由于SO2易溶于水,如果导管口直接插入溶液中,容易导致液体倒流,所以倒置的漏斗起防倒吸作用。
(3)在加热的条件下,浓硫酸能氧化单质铜,方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。再加热的条件下,水蒸气易挥发,所以利用长导管,起冷凝回流作用。
(4)加入双氧水是氧化亚硫酸钠的。加入氯化钡能产生硫酸钡沉淀,所以需要通过过滤、洗涤、干燥操作。硫酸钡是13.98g,物质的量是13.98g÷233g/mol=0.06mol,则参加反应的硫酸0.12mol,所以剩余硫酸是18mol/L×0.02L-0.12mol=0.24mol,浓度是0.24mol÷0.02L=12mol/L。即能与铜反应的硫酸的最低浓度是12mol/L。
(5)由于亚硫酸钠不稳定,易被氧化生成硫酸钠,所以如果不加入双氧水而直接测定沉淀质量则无法确定S元素的物质的量,从而使实验结果错误,因此必须加入双氧水。
(14分)实验室中,用如下图所示装置及所给药品(图中部分夹持仪器已略去)探究工业制硫酸接触室中的反应,并测定此条件下二氧化硫的转化率。已知SO3熔点为16.8℃,假设气体进入装置时分别被完全吸收,且忽略装置内空气中的CO2。
(1)已知0.5molSO2被O2氧化成气态SO3,放出49.15 kJ热量,反应的热化学方程式为 。
(2)根据实验目的,请从上面右图中选择Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处合适的装置,将其序号填入空格中:装置Ⅰ ,装置Ⅱ ,装置Ⅲ 。
(3)开始进行实验时,首先应进行的操作是 。
(4)加热硬质玻璃管时,若不断升高温度,SO2的转化率会 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(5)停止通入SO2,熄灭酒精灯后,为使残留在装置中的SO2、SO3被充分吸收,操作方法是 。
(6)实验结束后,若装置Ⅱ增加的质量为b g ,装置Ⅲ增加的质量为a g,则此条件下二氧化硫的转化率是 (用含字母的代数表示)。
正确答案
略
(16分)测定化成SO3的转化率可以用题27—1图装置,装置中烧瓶内发生的化学反应方程式为:
(已知S03的熔点是沸点是
)
(1)装置中甲管的作用是__________________。
(2)根据实验需要,应该在I、II、III、IV处连接合适的装置,请从题27〜2图A〜E装置中选择最适合装置并将其序号填放下面的空格中。
I、 II、III、IV处连接的装置分别是________________________
(3) 为使SO2有较高的转化率,实验中加热fi化剂与滴加浓硫酸的顺序中,应采取的操作是______________________________ ,若用大火加热烧瓶时,SO2的转化率会____________ (填“升高”、“不变”或“降低”)。
(4) 有一小组在实验中发现,SO2气体产生缓慢,以致后续实验现象不明显,但又不存在气密性问题,请你推测可能的原因(可以不填满)
①原因:______②原因:______ ③原因:______
(5)将SO2通入含1mol氯酸的溶液中,可生成一种强酸和一种氧化物,并有个电子转移,则该反应的化学方程式为__________________
(6)用粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2 —段时间后,测得装置IV增重了 mg,则实验中SO2的转化率为__________________.(用含m、n的代数式填写)
正确答案
略
(12分)为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某小组进行了以下探究活动:
【探究一】称取铁钉(碳素钢)12.0 g放入30.0 mL浓硫酸中,加热充分反应后得到溶液X,并收集到气体Y。
(1)甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中是否含有Fe2+,应选择加入的试剂为________(选填序号)
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液
c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
(2)乙同学取672mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为___________。
【探究二】分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有H2和CO2气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3)写出产生CO2的化学方程式______________________________________
(4)装置A中试剂的作用是_____________________装置G的作用是
(5)简述确认气体Y中含有CO2的实验现象___________________________。
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是_________________________。
正确答案
(1)d(1分) (2)66.7%(1分)
(3)C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O(2分)
(4)除去混合气体中的SO2(2分)、防止空气中的水蒸气进入装置F。(2分)
(5)B中品红溶液不褪色,C中石灰水变浑浊。(2分)
(6)E中黑色固体变红色,F中无水硫酸铜由白色变蓝色。(2分)
Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中是否含有Fe2+,加入氧化剂再检验。
SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,硫酸钡的质量为4.66 g,n(SO2)=n(BaSO4)=0.02mol
Y中SO2的体积分数为66.7%, C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O(2分)确认气体Y中含有CO2的实验现象要先除去SO2,再检验CO2,SO2用品红溶液,CO2用纯净的石灰水检验。
某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。
请回答下列问题:
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是__________________,其中发生反应的化学方程式为______________;
(2)实验过程中,装置B、C中产生的现象分别是___________、___________,这些现象分别说明SO2具有的性质是___________和___________;装置B中发生反应的离子方程式为_________________________________________________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性,请写出实验操作及现象____________;
(4)尾气可采用______________溶液吸收。
正确答案
(1)蒸馏烧瓶
Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)溶液由紫红色变为无色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性
(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,品红溶液恢复为红色
(4)NaOH(答案合理即可)
本题考查了SO2的制备及性质、化学实验的基本操作。(1)常见的烧瓶有:圆底烧瓶、平底烧瓶和蒸馏烧瓶,图示中带支管的为蒸馏烧瓶。(2)SO2因有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,离子方程式为:。SO2能与-2价的硫离子反应生成硫沉淀,体现氧化性。(3)SO2与品红溶液作用的可逆性指:SO2使品红溶液褪色,加热后品红溶液又恢复红色,注意实验操作中品红溶液褪色后要关闭分液漏斗的旋塞。(4)SO2为酸性气体,一般用碱性溶液吸收,也可用酸性高锰酸钾溶液等强氧化性溶液吸收。
(16分)几位同学设计实验观察铜与浓硫酸的反应,检验生成的气体的性质。甲设计了如图所示的装置,在大试管里加入2mL浓硫酸,用带导管和一个小孔的胶管塞紧,从孔中插入一根铜丝,加热,把产生的气体依次通入品红溶液和石蕊溶液中。
请回答下列问题:
(1)写出铜与浓硫酸反应的化学方程式: 。
(2)试管b中的现象是 ,
通过试管a、b的现象得出的结论是 。
(3)乙同学认为甲同学的设计不能全面体现SO2的性质,他打算增加试管进行其它实验。以下为增加的试管中盛放的试剂:A. 澄清石灰水 B. KMnO4(aq) C. 氢硫酸
请你帮助乙同学作出选择,在横线上先写出字母,再用文字简单说明实验的目的。
(4)丙同学评价甲同学的实验装置既有优点也有不足,优点是
,不足之处改进的具体措施是 。
(5)若把上述装置中大试管的浓硫酸换成稀硝酸,试管a和b作如下改变(其中a装满水,b空置),则在大试管中发生的反应的离子方程式为 ,
试管a的作用是 。
正确答案
(1)Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4 + SO2↑+ 2H2O (2分)
(2)紫色溶液变红色(1分),SO2是一种酸性气体,具有漂白性(能漂白品红)(2分)
(3)B,验证SO2的还原性;C,验证SO2的氧化性。(各1分)
(4)使用可抽动的铜丝能随时控制反应的开始和结束,节约药品用量,减少污染气体的产生(2分); 把尾气通入NaOH溶液中(1分)。
(5)3Cu2+ + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O (2分);
除去NO2,排水法收集纯净的NO(2分)。
(1)浓硫酸具有强氧化性,在加热的条件下能氧化铜生成硫酸铜。
(2)浓硫酸的还原产物是SO2,SO2溶于水显酸性,所以紫色溶液变红色。SO2能使品红溶液褪色,具有漂白性。
(3)SO2中S的化合价是+4价,处于中间价态,既有氧化性,又有还原性。因此可以通过酸性高锰酸钾溶液来验证其还原性。通过硫化氢来验证其氧化性。
(4)根据装置的特点可判断,通过使用可抽动的铜丝能随时控制反应的开始和结束,节约药品用量,减少污染气体的产生。但由于SO2属于大气污染为,反应结束后需要进行尾气处理,可将尾气通入氢氧化钠溶液中。
(5)硝酸具有强氧化性,也能把铜氧化生成硝酸铜,而硝酸被还原生成NO2或NO气体。NO不溶于水,NO2溶于水生成NO,所以可利用排水法收集纯净的NO。
焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常用作食品漂白剂。其制备工艺流程如下:
已知:反应Ⅱ包含2NaHSO3Na2S2O5+H2O等多步反应。
(1)反应I的化学方程式为: 。
(2)“灼烧”时发生反应的化学方程式: 。
(3)已知Na2S2O5与稀硫酸反应放出SO2,其离子方程式为: 。
(4)副产品X的化学式是 。
(5)为了减少产品Na2S2O5中杂质含量,需控制反应Ⅱ中气体与固体的物质的量之比约为 。检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂是 (填编号)
①酸性高锰酸钾;②品红溶液;③澄清石灰水;④饱和碳酸氢钠溶液;⑤NaOH;⑥稀硫酸
正确答案
(1)NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
(2)2CuS+3O22CuO+2SO2
(3)S2O52-+2H+=2SO2↑+H2O
(4)CuSO4•5H2O
(5)2∶1 ①③⑥或①②③⑥
试题分析:(1)根据流程确定反应物为NaCl、NH3、CO2,产物为NH4Cl和碳酸氢钠;(2)CuS与氧气反应生成黑色氧化铜和二氧化硫气体;(3)Na2S2O5中硫元素的化合价为+4价,生成二氧化硫化合价没变;(4)氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜,结晶得出硫酸铜晶体;(5)反应Ⅱ中反应应是二氧化硫与碳酸钠反应生成NaHSO3,NaHSO3再生成Na2S2O5,反应方程式为Na2CO3+2 SO2+H2O= 2NaHSO3+ CO2,为了控制杂质,二氧化硫与碳酸氢钠应按反应方程式中比例关系反应;检验产品中含有碳酸钠杂质,需加酸反应检验二氧化碳生成,即用的澄清石灰水,但加酸会生成二氧化硫,二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,故应先除去,用酸性高锰酸钾溶液,并用品红(或酸性高锰酸钾)检验是否除净,或直接用酸性高锰酸钾溶液根据颜色不褪色确定二氧化硫除净。
某化学探究小组欲对SO2的化学性质进行如下探究,请你帮助他完成实验报告。
(2)该探究小组还根据SO2中S元素的化合价,预测并通过实验探究SO2的其他性质。探究过程中选用的实验药品有:浓硫酸、亚硫酸钠固体、Na2S溶液、酸性高锰酸钾溶液、品红溶液等。探究过程的实验装置图如图所示,请回答下列问题。
①请你完成下列表格。
②A中发生反应的离子方程式为 。
③实验时C中的实验现象是 。
④D装置的作用是 。E是尾气处理装置,有人认为E装置中可以加入足量的Ba(NO3)2溶液,你认为是否合理,请结合离子方程式加以说明: 。
正确答案
(1)①试管中液面上升,溶液pH<7
②将二氧化硫气体通入足量澄清石灰水[或Ba(OH)2溶液]中
③SO2+Ca2++2OH-=CaSO3↓+H2O(或SO2+Ba2++2OH-=BaSO3↓+H2O)
(2)①
②5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+
③品红溶液褪色
④防倒吸 不合理,因为发生的反应为3Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+,生成的NO仍然对环境有污染
(1)二氧化硫在水中的溶解度较大,将盛满SO2气体的试管倒立在水中,由于二氧化硫的溶解造成试管内压强减小,导致液面上升。同时,二氧化硫的水溶液即亚硫酸呈酸性,所以溶液的pH<7。验证二氧化硫与碱反应时,由于题目要求“出现白色沉淀”,因此不能用NaOH、KOH等碱溶液,必须用Ba(OH)2或Ca(OH)2等碱溶液。(2)根据所提供的药品,验证二氧化硫的还原性,可选择具有强氧化性的酸性高锰酸钾溶液。品红溶液显然是验证二氧化硫的漂白性,现象是品红溶液褪色。具有还原性的Na2S判断SO2具有氧化性。二氧化硫的水溶液呈酸性,在酸性环境中2NO3-可将溶液中+4价的S氧化为SO42-并生成BaSO4沉淀,同时2NO3-被还原为NO,带来新的污染。
如图每一方框中的字母代表一种反应物或生成物。产物J是含金属元素A的白色胶状沉淀,I为NaCl溶液,D是淡黄色固体单质。试填写下列空白。
(1)框图中所列物质中属于非电解质的物质的化学式是 。
(2)用电子式表示出H的形成过程 。
(3)将E的水溶液蒸干并灼烧得到的固体物质的化学式为 。
(4)F的水溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
(5)F的水溶液显碱性的原因: (用离子方程式表示)。
(6)E与F在L中反应的离子方程式为 。
(7)H和G之间反应的化学方程式为 。
正确答案
(1)SO2
(2)
(3)Al2O3
(4)c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)
(5)S2-+H2OHS-+OH-
(6)2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
(7)2H2S+SO2=3S↓+2H2O
根据J是含金属元素A的白色胶状沉淀,可推断出A是Al,J是Al(OH)3;根据D是淡黄色固体单质,可推断出D为S。从图示转化关系知,E是含铝的化合物,F是含硫的化合物,结合I为NaCl溶液,可以推断出E是AlCl3、F是Na2S、L是H2O,则B 为Cl2,C为Na。G是SO2,结合SO2的性质及G与H的反应,可推断出H是H2S。(1)框图中只有SO2为非电解质。(3)AlCl3蒸干时水解得到Al(OH)3,灼烧最终得到Al2O3。(4)Na2S溶液中由于S2-水解溶液显碱性,离子浓度大小为c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)。(5)S2-水解的离子方程式为S2-+H2OHS-+OH-。(6)Al3+与S2-发生相互促进的水解反应:2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑。(7)该反应为硫元素的归中反应:2H2S+SO2=3S↓+2H2O。
分析下图装置,回答问题:
(1)装置A的烧瓶中发生的反应的化学方程式为 ,
(2)装置C的直玻管中发生的反应的化学方程式为 ,
(3)在装置D的U形管中有无色晶体生成,此晶体的化学式是 ,
(4)装置E中NaOH的作用是 ,反应的离子方程式为 ;
(5)B装置的作用很多,除了可以混匀气体外,
还可以:____________________; __________________________________。
正确答案
(1)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2,(2)2SO2+O2==2SO3,
(3)吸收尾气,SO2+2OH-=SO32-+2H2O;
(4)与圆底烧杯相接导管的气泡速度与直玻管中气泡速度之比为2:1(SO2与O2的气泡之比为2:1);干燥气体
试题分析:该实验装置图为在A产生了二氧化硫,气体在B中被干燥,然后二氧化硫和氧气在五氧化二钒催化加热下生成了三氧化硫,三氧化硫的凝固点很低,在D中被凝结,E为除去还没有反应的二氧化硫,所以(1)装置A的烧瓶中发生的反应的化学方程式为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2,(2)装置C的直玻管中发生的反应的化学方程式为:2SO2+O2==2SO3,(3)在装置D的U形管中有无色晶体生成,此晶体的化学式是SO3;(4)装置E中NaOH的作用是吸收尾气,其反应的离子方程式为SO2+2OH-=SO32-+2H2O;(5)B装置的作用很多,可以用来混合气体,也可以与圆底烧杯相接导管的气泡速度与直玻管中气泡速度之比为2:1(SO2与O2的气泡之比为2:1);干燥气体。
点评:本题考查了三氧化硫的制备实验,解答该题的关键是要分析该题的各个小装置作用,本题有利于培养学生分析实验的能力,该题难度适中。
(14分)某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应,设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)。
实验选用铜片、98.3%的H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品,铜片一端没入浓H2SO4中,另一端露置在液面上方。
回答下列问题。
(1)Cu与浓H2SO4的反应的化学方程式为____________________。
(2)D、E两容器中CCl4的作用是____________________。
(3)加热过程中,观察到A容器中出现大量白色烟雾,随着反应的进行,A容器下有白色沉淀生成,你认为该沉淀物是_________,分析可能的原因是________________________________________。
(4)对A容器中的浓H2SO4和铜片进行加热,很快发现C容器中品红溶液褪色,但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。你的猜想是_________________________________________,设计实验验证你的猜想_______________________________________。
(5)实验结束后,为了减少环境污染,排除各装置中的SO2,可采取的操作是________________________________________________________。
正确答案
(1) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+H2O(2分) (2)防止倒吸(2分)
(3)CuSO4(2分),浓硫酸中含水少,生成的硫酸铜较多,浓硫酸的吸水作用(2分)
(4)由于SO2溶解度较大,澄清石灰水中Ca(OH)2含量低,生成了Ca(HSO3)2溶液的缘故(2分);取样后,向其中加入氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(2分)(或者加热、加盐酸检验SO2气体等方法)
(5)打开A容器上的弹簧夹,向里通入空气,将装置中的SO2赶到E中,最后再在B中加入NaOH溶液盖上塞子,振荡即可(2分)(注:直接在A中加NaOH溶液不给分)
(1)浓硫酸具有强氧化性,和铜的反应的方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+H2O。
(2)由于SO2易溶于水,如果直接通入SO2,容易引起倒吸。而SO2不溶于四氯化碳,且四氯化碳不溶于水,密度大于水,所以四氯化碳的作用就是防止倒吸。
(3)由于浓硫酸中含有的溶剂水很少,而生成的硫酸铜较多,且浓硫酸具有吸水性,所以会有硫酸铜晶体析出。
(4)由于SO2溶解度较大,澄清石灰水中Ca(OH)2含量低,因此SO2是过量的,所以不能生成硫酸钙沉淀,而是生成了可溶性的Ca(HSO3)2,因此溶于不变混浊。由于Ca(HSO3)2能和强碱反应生成沉淀,据此可以鉴别。或者利用Ca(HSO3)2和盐酸反应生成SO2来检验。即取样后,向其中加入氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(或者加热、加盐酸检验SO2气体等方法)。
(5)由于装置中会残留没有挥发出的SO2,所以正确的做法是打开A容器上的弹簧夹,向里通入空气,将装置中的SO2赶到E中,最后再在B中加入NaOH溶液盖上塞子,振荡即可。
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)T业上用黄铁矿(FeS2)在高温下和氧气反应制备SO2:4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3该反应中被氧化的元素是_______(填元素符号)。当该反应转移2. 75mol电子时,生成的二氧化硫在标准状况下的体积为_______L。
(2)实验室中用下列装置测定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是______。
②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______。
③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)。
(3)某兴趣小组欲在绿色环保的条件下探究SO2的性质,设计如下图实验装置。
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中的实验现象为______ ;E装置的作用是______。
正确答案
(1)S、Fe 11.2
(2)①打分液漏斗上的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加。②使残留在装置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸收。③×100﹪
(3)品红溶液 SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+ 试管中有淡黄色沉淀生成。 吸收尾气,防止倒吸。
试题分析:在反应4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3中FeS2中的Fe为+2价,反应后变为Fe2O3的+3价,化合价升高,失去电子,被氧化;FeS2中的S为-1价,反应后变为SO2的+4价,化合价升高,失去电子,被氧化. 该反应中被氧化的元素是Fe、S。在该反应中每产生8mol的SO2转移电子44mol. 。现在转移2. 75mol电子,所以产生SO2在标准状况下的体积为(2. 75mol÷44mol)×8mol×22.4L/mol="11.2L." (2) ①使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓硫酸的操作是打分液漏斗上的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加。②当停止通入SO2,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气,其目的是使残留在装置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸收。③装置D中增加的质量是SO3的质量,E中的沉淀为BaSO4。则此条件下二氧化硫的转化率是
×100﹪。(3) B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性,则B中所盛试剂为品红溶液,C中反应的离子方程式为SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+,D中发生的反应为:SO2+2H2S=3S↓+2H2O。产生的S是不溶于水的淡黄色沉淀。故D的实验现象为试管中有淡黄色沉淀生成。SO2是有害的气体,容易导致大气污染,是大气污染物,E装置的作用是既能吸收尾气,也能防止倒吸现象的发生。2的制备方法和性质的知识。
(12分)
Ⅰ.(3分)化学反应经常伴随着颜色变化,下列有关反应显示的颜色正确的有
①氢氧化亚铁在空气中最终变为灰绿色; ②淀粉溶液遇碘化钾变为蓝色;
③向硫酸铁溶液中加入KSCN变为红色 ④品红溶液通入过量氯气后褪色
⑤无水硫酸铜吸收水蒸气变成浅绿色; ⑥新制氯水久置后变为无色;
Ⅱ.(9分)某化学实验小组同学为了证明、比较SO2和氯水的漂白性,设计了如下图所示的实验装置。
(1) 实验室常选用制CO2的发生装置制SO2;实验室在用MnO2跟浓盐酸反应制备Cl2时,应选用上图A、E两发生装置中 装置(填装置序号)制Cl2。在制Cl2的反应中MnO2表现出的性质是 。
(2) 反应开始后,发现B、D两个试管中的品红溶液都褪去,停止通气后,给B、D两个
试管加热,两个试管中的现象分别为B: ,D: 。
(3) 装置C的作用是 。
(4) 甲乙两同学分别利用下图所示装置探究两种气体按不同比例混合后的漂白性。试分析:
①在气体进入品红溶液之前,先将SO2和Cl2通过盛有浓硫酸装置的目的是: 。
②甲同学在实验过程中发现:通气一段时间后,品红溶液几乎不褪色,其原因是: ,并写出其相应的离子方程式: 。
③乙同学在实验过程中发现:通气一段时间后,品红溶液颜色随时间推移变得越来越浅,其原因是: 。
正确答案
略
(13分)硫代硫酸钠是一种常见的化工原料。将SO2通入按一定比例配成的Na2S和Na2CO3的混合溶液中,便可得到Na2S2O3,其制备反应方程式为:
o
(1) 在配制混合溶液前先将蒸馏水加热煮沸一段时间后待用,其目的是_______。
(2) 用该方法获得的Naj2O3^H2O晶体中常混有一定量的杂质。某兴趣小组欲对其中所含杂质成分进行探究(不考虑副反应和杂质所带的结晶水)。
【提出假设】
假设1 :晶体中只含>fe2C03杂质
假设2:晶体中只含Na2S杂质
假设3: ____________________________
【查阅资料】
②NhS2O3在中性、碱性溶液中较稳定,而在酸性溶液中能迅速反应:
【判断与思考】
某同学取少量制得的晶体溶于足量稀H2SO4,并将产生的气体通入CuSO4溶液中,未见黑色沉淀,据此认为假设2不成立。你认为其结论是否合理?_______ (填“合理”、“不合理”)并说明理由:____________________________
【设计方案进行实验】
基于假设1,完成下表实验方案、现象及结论(仪器自选)。
限选实验试剂:酸性KMnO4溶液、饱和NaHCO3溶液、品红溶液、澄清石灰水
(3) 已知:。为测定所制得晶体的纯度,该小组以淀粉作指示剂,用
的碘水进行多次取样滴定,测得
的含量约为102%。若所用试剂及操作均无不当,产生该结果最可能的原因是______________。
正确答案
(1)赶走水中的溶解氧(或空气) (2分)
(2)晶体中含Na2S和Na2CO3两种杂质(2分)
不合理;(1分) Na2S2O3与稀H2SO4反应生成的SO2和H2S发生反应,可能无H2S逸出。(2分)
(其他合理答案均给分)
(3)晶体中含有杂质(如Na2S等)在滴定时参与反应或晶体部分失去结晶水(2分)(其他合理答案均给分)
晶体的主体Na2S2O3·5H2O与稀H2SO4反应生成的SO2对H2S和CO2的检验都有干扰,在检验时应充分考虑;考虑到晶体中含有的杂质(Na2S)在滴定时参与反应,是解答第(3)小题的关键。
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