- 非金属及其化合物
- 共31702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)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。如果加热温度低于600℃,向所得冷却后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________________;
(2)如果加热温度为700℃,向所得冷却后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的现象为___________或___________。
(3)在(2)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,为了加速固体试样的溶解,可采取____________措施。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”)。
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。
(4)写出Na2SO3固体加热到600℃以上分解的化学方程式____________。
正确答案
(1)先逐渐增大,后逐渐减小 (2分)
(2)2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O(2分);
B中品红溶液褪色,C中无明显变化(1分);B中无明显变化,C中产生黑色沉淀 (1分)
(说明:在同一空格中答“B中品红溶液褪色,C中产生黑色沉淀”不得分)
(3)SO42-(2分)搅拌(或加热)(2分);乙(2分);
(4)4Na2SO3Na2S+3Na2SO4(2分)
试题分析:(1)温度低于600℃,Na2SO3不分解,先反应生成NaHSO3,全部转化为NaHSO3后,再继续反应生成SO2和H2O,所以HSO3-的物质的量浓度变化趋势为先逐渐增大,后逐渐减小;(2)如果加热温度为700℃,Na2SO3分解,得到Na2S和Na2SO4,加盐酸反应2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O,还有大量气泡可能是H2S或SO2,所以现象为B中品红溶液褪色,C中无明显变化或者B中无明显变化,C中产生黑色沉淀。(3)分解产物中有Na2SO4,SO42-的鉴定甲方案加硝酸,把SO32-氧化为SO42-,不能证明它的存在,甲错误,乙正确。
某课外活动小组的同学,研究用过量的锌与浓硫酸反应制取二氧化硫的有关问题:
(1)锌与浓硫酸反应制取二氧化硫的化学方程式为___________ _____ _________。
(2)这样制取的二氧化硫气体中可能含有的杂质是 ____________ ;原因是____ ________________________________ ___。
(3)某同学用下列装置连接成一整套实验装置以验证(2)的判断是否正确,若按气体从左到右流向时,气体流经的各装置导管的编号依次是 (用a、b……填写)。
(4)根据(3)确定的实验过程,请将实验时有关装置中所盛药品、实验现象、结论或解释填入下表:
正确答案
(共11分)(1)Zn+2H2SO4(浓)= ZnSO4+SO2↑+2H2O ( 2分)
(2)氢气和水蒸气( 1分) 随着反应的进行浓硫酸被消耗会变成稀硫酸,锌与稀硫酸反应产生氢气,同时会有少量水蒸气 ( 2分)
(3)c d (或d c) a b (或b a) e ( 1分)
(4) (各1分,共5分)
(1)浓硫酸具有强氧化性,和锌反应的方程式是Zn+2H2SO4(浓)= ZnSO4+SO2↑+2H2O。
(2)生成的SO2中一定含有水蒸气。又因为在反应过程中,浓硫酸的浓度会逐渐变稀,所以还会生成氢气,即SO2中含有的杂质是氢气和水蒸气。
(3)水蒸气的检验用无水硫酸铜,氢气的检验用加热的氧化铜,因为氢气还原氧化铜生成水。所以在和氧化铜反应之前,需要首先检验水蒸气,且还需要除去水蒸气,所以正确的顺序是c d (或d c) a b (或b a) e。
(4)根据(3)中的分析可知,正确的答案应该是
某校课外活动小组同学设计实验,探究木炭与浓硫酸在加热条件下反应生成气体的成分。
【实验探究】
(1)木炭与浓硫酸反应的化学方程式:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,其中浓H2 S04所起的作用是 (填“氧化剂”或“还原剂”)。若有0.2mol碳的完全反应,则消耗H2S04的质量是 g,标况下产生SO2的体积为______________L。
(2)A装置中品红溶液颜色 (填“褪色”或“不褪色”),证明含有 气体。
(3)实验过程中,装置C将观察到的现象是_______________________________。
【实验讨论】
(4)有同学对B装置能否除尽SO2气体有疑义。你认为应该在B、C装置之间连接右图中 装置,以确认SO2是否除尽。
【联系实际】
(5)煤和石油的燃烧过程中都有二氧化硫和二氧化碳排放,其中二氧化硫造成的环境影响主要是_________,二氧化碳造成的环境影响主要是_______。(每空格只填一个选项)
A.酸雨 B.破坏臭氧层 C.温室效应
正确答案
(14分)
(1)氧化剂(1分) 39.2 (2分) 8.96(2分)
(2)褪色(1分) SO2(或二氧化硫)(2分)
(3)石灰水变浑浊(2分)
(4)a (2分)
(5)A C (每空1分,共2分)
试题分析:(1)浓H2 SO4中硫化合价降低,作氧化剂,0.2mol碳的完全反应,则消耗H2S04的质量是0.4mol×98g/mol=39.2g;标况下产生SO2的体积为0.4mol×22.4L/mol=8.96 L,答案:氧化剂(1分) 39.2 (2分) 8.96(2分)
(2)A装置中品红溶液颜色褪色,说明有SO2中生成。答案:褪色(1分), SO2(或二氧化硫)(2分)
(3)B将SO2除去后,装置C将观察到的现象石灰水变浑浊,说明有CO2生成,答案:石灰水变浑浊(2分)
(4)应该在B、C装置之间连接a装置,用来证明SO2已经除尽,答案:a (2分)
(5)SO2主要是形成酸雨,CO2主要是形成温室效应,答案:A C (每空1分,共2分)
(11分)某实验小组的同学为探究Na2O2与SO2的反应,用下图所示装置进行实验。通入SO2气体后,将带火星的木条插入试管C中,木条复燃。
请回答下列问题:
(1)A装置中浓硫酸的作用是__________。
(2)部分同学依据和
的反应,用类比的方法推理
与
反应的固体产物为__________。另一部分同学依据
的强还原性和
的强氧化性,猜想产物中含有
。为检验生成物中是否存在
,他们设计了如下实验方案:
请判断上述方案是否合理__________,简要说明理由:__________。
(3)向溶液中缓慢通入
气体,请分析通入
物质的量与溶液中溶质组成的关系,填写下表空格。
请在下图中画出溶液中溶质的总质量随缓慢通入物质的量的变化曲线。(作图时请在起点、拐点和终点注明坐标)
正确答案
(1)干燥(1分)
(2)(1分);不合理(1分),
可将
氧化为
或过量的
可将
氧化为
(1分)
(3)和
(2分);(0.5,1.0)(2分)
(1)由于SO2中含有水蒸气,而水也能和过氧化钠反应,所以浓硫酸的作用是干燥SO2。
(2)过氧化钠和CO2的生成物是碳酸钠和氧气,据此类推SO2和过氧化钠反应的固体生成物应该是Na2SO3。由于稀硝酸具有氧化性,能把BaSO3氧化生成BaSO4,其次过量的过氧化钠也能把Na2SO3氧化生成Na2SO4,因此是不合理的。
(3)氢氧化钠和SO2反应的方程式为2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O、NaOH+SO2=NaHSO3。因此根据方程式可知,如果SO2的物质的量小于0.5mol,则溶液中的溶质就是NaOH和Na2SO3;如果SO2恰好是0.5mol,则溶质只有Na2SO3;如果SO2的物质的量大于0.5mol,而小于1.0mol,则溶质是Na2SO3和NaHSO3;如果SO2恰好是1mol,则溶质只有NaHSO3。由于氢氧化钠和SO2都是1mol,所以氢氧化钠是40g,最多生成亚硫酸钠是63g,亚磷酸氢钠是104g,图像见答案。
由下列仪器组成的一套制取SO2并验证它有氧化性、还原性和漂白性。(图中铁架台、铁夹等省略,装置③中E管气体向上流出)②④⑤装置中所用试剂只能从以下物质中选用:氯水、浓H2SO4、溴水、硝酸、品红溶液、烧碱溶液、石灰水。
试回答:
(1)连接仪器时,导气管连接顺序从左到右J接_____、_____接_____、H接D、______接I、______接______。
(2)装置②用以检验SO2的还原性,所盛试剂最好是______,装置④中所盛试剂最好是______,装置⑤中所盛试剂最好是_______,目的是
(3)仪器连接好后,怎样检查装置①的气密性,简述操作要点 。
(4)书写①装置中反应的化学方程式 。
书写③装置中反应的化学方程式 。
正确答案
(1)C、 B、 G、 E、 F、 A (2分)
(2)溴水(1分) 品红(1分) 氢氧化钠(1分) 吸收二氧化硫或硫化氢尾气,避免污染空气(1分)
(3)关闭活塞K,向长颈漏斗中加水,直到长颈漏斗中液面高度高于试管中液面高度,若过一段时间水柱不下降,就证明气密性良好,反之,气密性不好。(1分)
(4)FeS+H2SO4=H2S↑+FeSO4 SO2+2H2S=3S↓+2H2O
试题分析:(1)由题目中所给部分接口顺序知⑥为二氧化硫发生装置,所以装置顺序为⑥②④③①⑤,接口顺序为J接C、B接G、H接D、E接I、F接A,
(2)装置②用以检验SO2的还原性,所盛试剂最好是溴水,所以装置④用来检验二氧化硫的漂泊性,所盛试剂为品红,装置⑤用来进行尾气吸收,盛放氢氧化钠溶液,目的是吸收二氧化硫或硫化氢尾气,避免污染空气
(3)检查装置①的气密性,利用“液封”的原理。关闭活塞K,向长颈漏斗中加水,直到长颈漏斗中液面高度高于试管中液面高度,若过一段时间水柱不下降,就证明气密性良好,反之,气密性不好。
(4)①装置用来产生硫化氢气体,化学方程式为FeS+H2SO4=H2S↑+FeSO4
③装置用来检验二氧化硫的氧化性,与硫化氢反应,生成硫单质,反应的化学方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H2O
(1)火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用如图所示的工艺流程生产硫酸。
请回答下列问题:
①为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装 (填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是 。
②为使硫黄充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%。为提高SO2转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为 。假设接触室中SO2的转化率为95%,b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为 。(空气中氧气的体积分数按0.2计),该尾气的处理方法是 _。
③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,该工艺的特点是 (可多选)。
A.耗氧量减少
B.二氧化硫的转化率提高
C.产生的废气减少
D.不需要使用催化剂
(2)硫酸的用途非常广泛,可应用于下列哪些方面 (可多选)。
A.橡胶的硫化
B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C.铅蓄电池的生产
D.过磷酸钙的制备
(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石,可有效减少煤燃烧时SO2的排放,请写出此脱硫过程中反应的化学方程式 。
正确答案
(1)①热交换器 使浓H2SO4与SO3充分接触
②6∶5 0.41% 用氨水吸收 ③A
(2)BCD
(3)SO2+CaO=CaSO3 2CaSO3+O2=2CaSO4
(1)①热交换器可促进热量的充分利用;增大接触面积可以加快反应速率,提高吸收效率。②燃烧室中的反应为S+O2SO2,假设SO2的体积为x,则流量计1中通入氧气的体积为1.5x,接触室中的反应为2SO2+O2
2SO3,则流量计2中通入氧气的体积为1.25x;流量计1中通入空气的体积为7.5x,流量计2中通入空气的体积为6.25x,故流经流量计1和流量计2的空气体积比应为7.5x∶6.25x=6∶5。燃烧室剩余空气6.5x,接触室剩余空气6.25x-
x=5.775x,剩余SO2 0.05x,故b管尾气中SO2的体积分数为0.41%;SO2可以用碱液(如氨水)吸收。③硫铁矿中铁的氧化需要消耗O2,A项正确;原料选择与SO2的转化率无关,B项错误;用硫铁矿为原料产生的废渣较多,但废气量相同,C项错误;用SO2制取SO3的过程中都需要使用催化剂,D项错误。(2)橡胶硫化所用到的为单质硫,A项错误;烷基苯磺酸钠中含有磺酸基,制取过程中需要发生磺化反应,B项正确;铅蓄电池中需要用到硫酸和硫酸铅,C项正确;过磷酸钙的制取过程中需要浓硫酸和磷矿石,D项正确。(3)SO2为酸性氧化物,可以和碱性氧化物CaO反应生成CaSO3,而CaSO3易被氧化为CaSO4。
某研究性学习小组按下图所示装置进行探究实验。
请回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)实验过程中,装置B发生的现象是 ,发生反应的离子方程式为 。
(3)装置C中发生的现象是 ,这说明SO2具有的性质是 。
(4)装置D的目的是探究SO2与品红作用的稳定性,请写出实验操作及现象
。
(5)试设计实验验证装置B溶液是否含有SO42- 。
(6)试在框图内画出SO2尾气处理装置图。
正确答案
(1) Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O (2分)
(2)溶液由紫红色(1分)变为无色(1分)或紫红色褪色
5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+(2分)
(3)无色溶液出现黄色(1分)浑浊或沉淀 (1分) 氧化性(1分)
(4)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗活塞(1分);点燃酒精灯加热(1分),溶液恢复红色(1分)
或:取少量褪色后品红溶液于试管(1分),加热(1分),溶液恢复红色(1分)
(5)取少量待测液,滴加入适量氯化钡溶液,若有白色沉淀产生,说明含有SO42-(操作、现象、结论全对得1分);若无白色沉淀产生,说明没有SO42-(现象、结论全对得1分)。(“先加入足量稀盐酸酸化”,不扣分)
(6)(2分,其中装置1分,标注试剂1分,装置、试剂
试题分析:(1)浓硫酸是强酸,和亚硫酸钠反应生成硫酸钠、SO2和水,因此装置A是制备SO2的,所以装置A中发生反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)SO2具有还原性,酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,和SO2发生氧化还原反应,因此实验过程中,装置B发生的现象是溶液由紫红色变为无色或紫红色褪色,发生反应的离子方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+。
(3)SO2中S元素的化合价是+4价,具有氧化性。Na2S中S元素的化合价是-2价,具有还原性。因此SO2通入到Na2S溶液中发生氧化还原反应生成单质S沉淀,所以装置C中发生的现象是无色溶液出现黄色浑浊或沉淀,反应的离子方程式为SO2+2S2-+2H2O=3S↓+4OH-。
(4)由于SO2的漂白性不稳定,在加热的条件下又恢复到原来的颜色,因此探究SO2与品红作用的稳定性的实验操作及现象是品红溶液褪色后,关闭分液漏斗活塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复红色或取少量褪色后品红溶液于试管,加热,溶液恢复红色。
(5)硫酸钡是不溶于水也不溶于酸的白色沉淀,据此可以检验SO42-。因此验证装置B溶液是否含有SO42-的方法是取少量待测液,滴加入适量氯化钡溶液,若有白色沉淀产生,说明含有SO42-,若无白色沉淀产生,说明没有SO42-。
(6)SO2是大气污染物,需要尾气处理。由于SO2是酸性氧化物,可以用氢氧化钠溶液吸收,因此正确的装置图为。2制备、性质验证、尾气处理以及离子检验
二氧化硫是一种大气污染物,研究对NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理有重要意义,某化学实验爱好小组欲探究SO2的性质,设计如下方案:
(1)B、C、D分别用于检验SO2的还原性、氧化性和漂白性。其中B、C分别为碘水和硫化氢的水溶液,则D中所盛试剂为_________,B中反应的离子方程式为:_________________。
(2)为了实现绿色实验的目标,某同学重新设计了如上右图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:________________________________(任写一点即可)。
(3)E中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。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;2mol/L盐酸、1mol/L BaCl2溶液、1mol/L Ba(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-和HSO3-,完成下表的实验操作、预期现象和结论:
正确答案
(1)品红溶液 (1分)
SO2 + I2 + 2H2O = SO42- +2I- + 4H+(2分,电荷不守恒0分;化学式任错一个0分)
(2)①不用加热,安全性能高。
②易于控制反应进行,反应更充分。(任写一个,合理答案均给1分)
(3)
试题分析:(1)可以使用品红溶液来验证二氧化硫的漂白性,碘单质可以把二氧化硫氧化成正六价的硫而本身被还原成负一价的碘。除了氟之外所有的卤素单质都有这一性质。(2)改进以后的装置少了加热的部分,相对来讲安全程度要好点。再者就是这样的装置可以随时控制二氧化硫的生成量,避免过多的二氧化硫产生从而污染空气。
(3)利用亚硫酸根离子亚硫酸氢根离子的特性来进行检验。
直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应:______________________________________________________________。
(2)在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是____________________________________________________。
(3)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-)∶n(HSO3-)变化关系如下表:
①由上表判断,NaHSO3溶液显________性,用化学平衡原理解释:_____________。
②当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母):________。
a.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)
b.c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)
c.c(Na+)+c(H+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)
(4)(2012·福建高考节选)能证明Na2SO3溶液中存在SO32-+H2OHSO3-+OH-水解平衡的事实是________(填序号)。
A.滴入酚酞溶液变红,再加入H2SO4溶液后红色褪去
B.滴入酚酞溶液变红,再加入氯水后红色褪去
C.滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去
正确答案
(1)SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O22H2SO4
(2)2OH-+SO2=H2O+SO32-
(3)①酸 HSO3-存在:HSO3-H++SO32-和HSO3-+H2O
H2SO3+OH-,HSO的电离程度大于水解程度
②ab
(4)C
(1)二氧化硫形成硫酸型酸雨的过程为二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸再被氧化成硫酸。
(2)氢氧化钠溶液吸收二氧化硫生成亚硫酸钠和水,而亚硫酸钠溶液可以继续吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠。
(3)①由表格数据知,随n(HSO3-)的增大,溶液酸性增强,即HSO3-的电离程度大于水解程度,亚硫酸氢钠溶液呈酸性。②由表格数据知,当溶液中亚硫酸氢钠的浓度略大于亚硫酸钠的浓度时,溶液呈中性,故离子浓度关系有c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-),b正确。由电荷守恒式c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),中性溶液中c(H+)=c(OH-)知,a正确,c错误。
(4)H2SO4溶液显酸性、氯水具有漂白作用,A、B均不能证明平衡移动了;加入BaCl2溶液后,平衡发生移动。
(16分)面粉增白剂主要包括过氧化苯甲酰(俗称面粉增白剂)和过氧化钙两种物质。其中过氧化钙(CaO2)在日常生活和工农业生产中还常用于种子消毒、药物制造、油脂漂白及鱼池增氧等,还可以作为高温氧化剂。已知:过氧化钙与CO2反应有气体生成,而将SO2通入过氧化钙粉末中也有气体生成。有人提出CO2、SO2与过氧化钙的反应原理相同,但也有人提出SO2具有较强的还原性,CO2无强还原性,反应原理不相同。据此设计如下实验操作进行判断。
实验一: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)试剂A可以选用________,试剂B的作用是________。
(2)装置E用于测定氧气的体积,请在方框中画出装置图。
(3)实验测得装置C中过氧化钙质量增加了m1 g,装置D质量增加了m2 g,装置E中收集到的气体为V L(已换算成标准状况下),用上述有关测量数据判断,SO2未被氧化、部分被氧化、完全被氧化的V——m1关系式。
未被氧化:____________,部分被氧化:____________,
完全被氧化:____________。
若SO2完全被氧化,写出反应的化学方程式:___________________________。
实验二:向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO2,取反应后的固体进行实验探究,以证明过氧化物与SO2反应的特点。
提出假设:
假设1:反应后固体只有________,证明SO2未被氧化;
假设2:反应后固体中只有________,证明SO2完全被氧化;
假设3:________________________________________________________。
实验探究:
(4)设计实验,证明假设3是正确的,简要回答实验过程、现象和结论:______
_____________________________________________________________。
实验评价:
(5)实验过程中SO2的通入量直接影响探究实验结果的科学性,请简要说明原因:___________________________________________________________。
正确答案
(1)浓硫酸 吸收未反应的SO2 (各一分)
(2) (其他合理答案均可)(2分)
(3)V=7m1/30 0<V<7m1/30 V=0 CaO2+SO2===CaSO4(5分)
假设1:Na2SO3 假设2:Na2SO4 假设3:固体为Na2SO3和Na2SO4的混合物,证明二氧化硫部分被氧化(3分)
(4)取反应后的固体放入试管中,加少量水溶解,加入BaCl2溶液有白色沉淀产生,再加入稀盐酸,沉淀部分溶解,证明原固体中既有亚硫酸钠也有硫酸钠,即Na2O2将SO2部分氧化(2分)
(5)若CaO2有剩余,固体加水溶解时,过氧化钠能将SO32-氧化成SO,检验出SO时不能说明其是过氧化钠与SO2反应生成的(2分)
(1)根据装置可知,A是制取SO2的。但由于生成的SO2中含有水蒸气,而水蒸气也能和过氧化钙反应,所以装置B中的试剂应该是浓硫酸,用来干燥SO2;由于SO2和过氧化钙的反应中,SO2是过量的,所以为了防止SO2对反应中生成的气体的干扰,则装置D中应该盛放碱石灰,用来吸收未反应的SO2。
(2)由于氧气难溶于水,所以应该用排水法来测量氧气的体积,因此装置图是(见答案)。
(3)如果SO2没有被氧化,则反应式是2CaO2+2SO2=2CaSO3+O2,所以生成的氧气体积是V=;如果是完全被氧化,则生成气体是0,即反应的方程式为CaO2+SO2===CaSO4;因此如果是部分被氧化,则生成的氧气是0<V<7m1/30;根据以上分析可知,如果生成的固体中只有亚硫酸钠,则SO2未被氧化;如果生成的固体只有硫酸钠,则全部被氧化;如果既有亚硫酸钠,也有硫酸钠,则SO2是部分被氧化。
(4)要证明假设3正确,则可以利用亚硫酸钠和硫酸钠的性质差异,即取反应后的固体放入试管中,加少量水溶解,加入BaCl2溶液有白色沉淀产生,再加入稀盐酸,沉淀部分溶解,证明原固体中既有亚硫酸钠也有硫酸钠,即Na2O2将SO2部分氧化。
(5)由于过氧化钙具有氧化性,因此如果过氧化钙有剩余,固体加水溶解时,过氧化钙能将SO32-氧化成SO,检验出SO时不能说明其是过氧化钙与SO2反应生成的。
某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按下图所示装置进行实验。
请到答F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中发生的现象分别是 、 ,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+ H2O+SO 2↑
(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 5SO2 + MnO4- + 2H2O = 2Mn2+ + 5SO42- + 4H+
(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色
(4)NaOH
试题分析:该实验为制备SO2并检验其性质,则A为SO2的发生装置,B、C、D为检验装置;B中为酸性高锰酸钾溶液。它具有强氧化性能把SO2氧化成H2SO4,它本身被还原为Mn2+,溶液的紫色变浅或褪去。故可用于检验SO2的还原性;C中为硫化钠溶液,其具有强还原性二者发生反应产生难溶于水的S单质,看见溶液变浑浊,故可用于检验SO2的氧化性;D中为品红溶液,可检验SO2的漂白性;SO2的漂白是结合漂白,产生的无色物质不稳定,受热容易分解而恢复原来的红色。SO2是大气污染物,它是酸性氧化物,可用碱性溶液NaOH来消除其危害。2的实验室制法及性质的检验。
(15分)用下图装置进行转化为
的转化率测定实验:
;
。已知:
(1)要顺利进行实验,上图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处各应连接合适的装置(可重复使用),请从下列A~E中选择适宜的装置,将其序号填入空格内。
(2)将装置连接好,实验前,必须进行的操作是(不必写具体过程) 。
(3)实验时,浓硫酸能顺利滴入烧瓶中,甲装置所起的作用是 。
(4)开始实验时,先从乙处均匀通入,为使
有较高的转化率,实验时滴入浓硫酸与加热催化剂的先后顺序是 。
(5)实验中“当表面红热时,应将酒精灯移开一会儿再加热”,以防温度过高,这样做的原因是 ;若用大火加热有
处的反应管时,
的转化率会 (填“升高”、“降低”或“不变”)。
(6)实验时若用25.2g的,加入的浓硫酸是足量的,反应结束时继续通入
一段时间,称得Ⅱ处装置的质量增加11.3g,则本实验中
的转化率为 %(保留小数点后一位)。
正确答案
(1)`Ⅰ:B Ⅱ:A Ⅲ:BE(各1分,共3分)
(2)检查装置的气密性(2分)
(3)保持分液漏斗内压强与烧瓶内压强相等(2分)
(4)先加热催化剂,然后缓慢滴加浓硫酸(2分)
(5)温度过高不利于SO3的生成,且影响催化剂的活性(2分) 降低(2分)
(6)70.6%(2分)
综合题给信息,实验装置自左至右分别为的发生装置生成
,经浓硫酸干燥(I)后催化氧化,生成的SO3的经冰水冷凝(II)在U型管中,为了避免SO3吸水及SO2污染空气,在(III)中填加浓硫酸的吸水装置及NaOH的尾气吸收装置。
(4)为防止SO2的损失应该先预热催化剂,然后缓慢滴加浓硫酸
(5)2SO2+O22SO3,正反应是放热反应,温度过高不利于SO3的生成,且影响催化剂的活性。
(6)Na2SO3 → SO2→ SO3
可:25.2g 16g
故:SO2的转化率为:11.3/16 = 70.6%
硬质玻璃管是化学实验中经常使用的一种仪器,请分析下列实验(固定装置略)并回答问题。
Ⅰ、硬质玻璃管常作为气体和固体反应的场所,如图(其他装置省略,必要时可加热)。
下列实验描述不正确的是
Ⅱ、进行微量实验:如图所示,将浓硫酸滴入装有Na2SO3固体的培养皿一段时间后,
a、b、c三个棉球变化如下表。请填写表中的空白:
正确答案
Ⅰ、C Ⅱ
试题分析:C、在空气流作用下,加热氯化铁晶体得到纯净的氢氧化铁,考虑Fe3+水解。
(1)a:品红溶液;SO2与品红反应生成无色不稳定物质,遇热分解又生成SO2和品红;
b:含酚酞的NaOH溶液,遇SO2反应,红色退去。
c:碘与淀粉的混合溶液;还原2的性质。
工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。某兴趣小组的同学发现:将一定量的生铁与浓硫酸加热时,观察到固体完全溶解,并产生大量气体。实验室现有下列试剂: 0.01 mol/L 酸性KMnO4溶液、0.10 mol/L KI溶液、新制氯水、淀粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶液和气体的成分。
【提出猜想】
Ⅰ.所得溶液中的金属离子可能含有Fe2+和Fe3+中的一种或两种;
Ⅱ.所得气体中肯定含有 气体。
【实验探究】
【问题讨论】
(1)有同学提出:若另外选用KSCN溶液,则仅利用KSCN和新制氯水两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究,试问是否可行,并说明原因: 。
(2)有同学提出:试管中气体可能是H2和Q气体,为此重新设计了实验装置如下图(图中夹持仪器省略)。
①Q产生的原因是 (用化学方程式表示)。
②为确认Q的存在,则M中盛放的试剂为 ,并将装置M添加于 (选填序号)。
a.A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
③装置图中D、E、F组合的作用是 。
正确答案
SO2
【实验探究】
步骤①溶液紫红色褪去;含有Fe2+
步骤②另取少量所得溶液,滴加KI和淀粉溶液;溶液变为蓝色(或者另取少量溶液,滴加数滴KSCN溶液,溶液变成血红色。)
猜想Ⅱ甲中KMnO4溶液褪色,乙中KMnO4溶液颜色不变,试管中收集到气体
【问题讨论】
(1)不正确(1分);若溶液中含有Fe3+则无法检验溶液中是否含有Fe2+
(2)①C+2H2SO4(浓)=CO2↑+2SO2↑+2H2O
②澄清石灰水;c ③确认是否有H2
试题分析:【提出猜想】浓硫酸和铁在加热条件下反应生成二氧化硫,所以所得气体中肯定含有SO2,答案为:SO2;
【实验探究】验证猜想Ⅰ:所得溶液中的金属离子可能含有Fe2+和Fe3+中的一种或两种;
酸性高锰酸钾溶液显紫红色,有强氧化性,二价铁离子有还原性,酸性高锰酸钾能被二价铁离子还原而使紫红色褪去,如果步骤①溶液紫红色褪去,说明含有二价铁离子,否则没有;碘化钾有还原性,三价铁离子有氧化性,碘离子能被三价铁离子氧化生成单质碘,碘遇淀粉变蓝色,所以步骤②另取少量所得溶液,滴加KI溶液和淀粉溶液,如果溶液变为蓝色,说明含有三价铁离子,否则没有;答案为:溶液紫红色褪去;含有Fe2+;另取少量所得溶液,滴加KI溶液和淀粉溶液;溶液变为蓝色;
猜想Ⅱ:所得气体中肯定含有SO2气体;
二氧化硫有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,氢气不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但氢气不易溶于水,所以如果甲中KMnO4溶液褪色,说明含有二氧化硫;乙中KMnO4溶液颜色不变,说明二氧化硫完全被吸收,如果试管中收集气体,只能是氢气,答案为:甲中KMnO4溶液褪色,乙中KMnO4溶液颜色不变,试管中收集到气体;
【问题讨论】
(1)氯水具有氧化性,二价铁离子有还原性,氯水能将二价铁离子氧化生成三价铁离子,KSCN只能检验三价铁离子不能检验二价铁离子,所以若溶液中含有Fe3+则无法检验溶液中是否含有Fe2+,所以该观点不正确,答案为:不正确,若溶液中含有Fe3+则无法检验溶液中是否含有Fe2+;
(2)①在加热时,生铁中不仅铁和浓硫酸反应,碳也和浓硫酸反应生成生成二氧化硫、二氧化碳和水,反应方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;②Q为二氧化碳,二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,选择a或b受二氧化硫的影响无法判断二氧化碳的存在,选d时二氧化碳被碱石灰吸收,答案为:澄清的石灰水,C;③根据氢气的性质分析,氢气具有还原性,能还原黑色的氧化铜而生成水,水能使白色的无水硫酸铜变蓝。答案为:确认是否有H2。
(12分)为验证木炭可被浓硫酸氧化成二氧化碳,选用下图中的仪器(含所盛物质)组装成套实验装置,回答下列问题。(KMnO4能吸收SO2)
(1)在实验进行中,按气流方向从左到右的顺序,导管口的三处连接应该
是 接 , 接 , 接 。
(2)试管B,C中各有什么现象,才能表示已检验出二氧化碳?
B中 ,C中 。
(3)试管D中能否用饱和NaHCO3溶液代替酸性KMnO4溶液?
说明理由:
(4)试管E的作用是
(5)写出A中反应的化学方程式:
正确答案
(1)①接⑥,⑤接④,③接②;(2分)
(2)品红不褪色(2分) 澄石灰水变浑浊(2分)
(3)不能,(1分)若用NaHCO3饱和溶液, NaHCO3会发生反应:2NaHCO3+SO2==Na2SO3+H2O+CO2↑,生成CO2,因此无法确认木炭是否被氧化生成CO2(2分) (4)防倒吸(或为安全瓶装置)(1分)
(5)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O(2分)
(1)由于SO2也能使澄清的石灰水变混浊,所以首先除去SO2,所以连接顺序是①接⑥,⑤接④,③接②。
(2)C是检验SO2是否被完全除尽的,因此当C中品红不褪色,而B中澄石灰水变浑浊,才能说明反应中产生了CO2。
(3)由于SO2能和碳酸氢钠反应产生CO2,方程式为2NaHCO3+SO2==Na2SO3+H2O+CO2↑,因此无法确认木炭是否被氧化。所以不能用碳酸氢钠来代替顺序高锰酸钾溶液。
(4)CO2在石灰水反应时,溶液有可能倒流,所以E的作用是防倒吸(或为安全瓶装置)。
(5)方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
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