- 非金属及其化合物
- 共31702题
用CO还原SO2(500℃,铝钒土作催化剂)是冶金工业中从烟道废气中回收硫的方法。
(1)写出有关反应的方程式: 。
(2)某工厂每天排放500m3烟道废气,已知其中含SO2的体积分数为2.6%(已折算成标准状况),试计算用上述方法理论上可回收多少千克硫?
正确答案
(1)2CO+SO2S+2CO2 (2)18.6kg
从性质和价态分析,CO作还原剂,被氧化的产物为CO2;SO2则作氧化剂,被还原的产物为S。计算时,根据上述反应式找出计算关系式,一步计算,注意单位换算要准确。
设能从500m3烟道废气中回收的硫质量为m。
SO2 ~ S
1mol 32g
m
m="18" 600g=18.6kg
(1)将一束灼热的细铜丝立刻放进盛有氯气的集气瓶中,产生的现象是 ,反应的方程式是 。若将一束擦亮的细铜丝伸进装有硫蒸气的大试管内,产生的现象是 ,反应的方程式是 ,由此得出Cl2与S的氧化性比较是 。
(2)某学生在做铜丝在硫蒸气中燃烧的实验时,先将铜丝用砂纸磨光,在酒精灯上预热后迅速插入试管内靠近熔化的硫的液面上方,结果未见铜丝燃烧。实验失败的可能原因是:① ,② 。
(3)汞蒸气有毒。①万一把汞洒出,可以在溅洒有微细汞滴的部位撒一层硫磺粉,这时发生反应的化学方程式是: 。②室内有汞蒸气时,应进行通风以降低汞蒸气浓度,这时通风口装在墙的 (填“上”或“下”)部的效率高。
(4)举出两个实验事实,说明氧的非金属性比氟弱:① ;② 。
正确答案
(1)棕黄色的烟 Cu+Cl2 CuCl2 燃烧生成黑色的固体 2Cu+S
Cu2S Cl2>S
(2)①铜丝预热时表层生成的CuO隔绝了铜与硫蒸气的接触 ②熔化的硫未达到沸腾,S蒸气的浓度小,温度低
(3)①Hg+S HgS ②下
(4)①F2与H2在暗处化合,O2与H2要点燃才化合 ②F2与水反应:2F2+2H2O 4HF+O2,H2O中-2价的氧被F2氧化生成O2
(1)Cu在Cl2中燃烧生成固体小颗粒CuCl2,Cu在S蒸气中燃烧生成Cu2S。(2)应考虑S蒸气的浓度大小、反应温度等因素。(3)由于汞在常温下可与S反应,故可用此法消除少量汞引起的污染。汞的相对原子质量为200.6,远大于空气的平均相对分子质量29,所以汞蒸气的密度大于空气,在室内的下部空间存在。(4)根据氟气、氯气与氢气化合的难易、反应条件及反应的剧烈程度设计实验,此外,F2与H2O反应可以置换出氧而产生氧气。
接触法制H2SO4的基本原理是:
①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
②2SO2+O2 2SO3
③SO3+H2O H2SO4
其中排放的尾气含少量SO2,为防止污染大气,在排放前应设法进行综合利用。
(1)某硫酸厂每天排放10000m3(换算成标准状况下体积)尾气中含0.2%(体积分数)的SO2,问用NaOH溶液、石灰及氧气处理后,假设硫元素不损失,理论上可得到多少千克石膏(CaSO4·2H2O)?
(2)如果将一定体积的尾气通入100mL2mol·L-1的NaOH溶液使其完全反应,经测定所得溶液含16.7g溶质。试分析溶液的成分,并计算各成分的物质的量。
(3)工厂在尾气处理制石膏的过程中,中间产物是NaHSO3,调节尾气排放的流量,以取得SO2和NaOH间物质的量的最佳比值,从而提高NaHSO3的产量。现设n(SO2)、n(NaOH)、n(NaHSO3)分别表示SO2、NaOH、NaHSO3的物质的量,且=x,试写出x在不同取值范围时,n(NaHSO3)的值或n(NaHSO3)与n(SO2)、n(NaOH)间的关系式。
x=n(SO2)/n(NaOH)
n(NaHSO3)
提示:该题取材于接触法制硫酸的过程中对废气SO2的处理,即消除了SO2对空气的污染,又使SO2得到综合利用。该题在能力要求上有一定的深度和坡度。第(1)步考查多步反应的计算,所发生的一系列反应较为复杂,但根据S元素守恒找出关系式,即可得出答案。第(2)步涉及平行反应中混合物的计算。反应方程式为2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O;NaOH+SO2
aHSO3。根据题给条件,对上述反应运用极值假设法进行分析讨论。第(3)步考查计算题中范围讨论的基础知识,以及过量问题和平行反应的计算。
正确答案
(1)设得CaSO4·2H2O的质量为y。
根据S元素守恒有:
SO2 ~ CaSO4·2H2O
22.4L 172g
104×103×0.2%L y
y=153.6kg
(2)若溶质全为Na2SO3,则反应为
2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O
m(Na2SO3)=126g·mol-1×2×mol=12.6g
若溶质全为NaHSO3,则根据反应
NaOH+SO2 NaHSO3
m(NaHSO3)=104g·mol-1×2×0.1mol=20.8g
由于20.8>16.7>12.6,所以溶质为Na2SO3和NaHSO3的混合液。
设混合物中NaHSO3的物质的量为m,Na2SO3的物质的量为n。
解法一:
解之,得:m=0.1mol,n=0.05mol
解法二:用配平方程式计算
(2n+m)NaOH+(m+n)SO2 nNa2SO3+mNaHSO3+nH2O
则有
m=0.1mol n=0.05mol
(3)SO2通入NaOH溶液时可能发生的反应为
2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O(Ⅰ)
NaOH+SO2 NaHSO3(Ⅱ)
①当x=≤
时,反应按(Ⅰ)式进行,SO2全部反应,生成物皆为Na2SO3,故n(NaHSO3)=0。
②当x=≥1时,反应按(Ⅱ)式进行,NaOH全部反应,生成物全是NaHSO3,有n(NaHSO3)=n(NaOH)。
③当
n(NaHSO3)+2n(Na2SO3)=n(NaOH) (Na+守恒)
n(Na2SO3)+n(NaHSO3)=n(SO2) (S守恒)
解之,得n(NaHSO3)=2n(SO2)-n(NaOH)
有不溶于水的混合物A45g,它是由一种二价阳离子和两种二价阴离子组成的两种盐。将A加入足量B溶液中,生成无色、有刺激性气味的气体;将该气体通入C溶液,产生白色沉淀,此沉淀是组成A的一种盐;在A和B充分反应后,将所得残渣过滤、洗净、烘干后称量,其质量比A增重1.6g。求A的组成及它们的物质的量之比。
正确答案
BaSO3、BaSO4,二者物质的量之比是1∶1。
本题主要考查将酸、碱、盐等化学知识按其内在逻辑进行归纳的思维能力。从题设条件看,首先判断出“无色、有刺激性气味气体”为SO2,这是解题的突破口。
混合物A中的两种物质均不溶于水,当将其加入B中时,产生无色、有刺激性气味气体。由此可断定,B为强酸溶液,而气体是SO2。SO2通入C中,可以产生白色沉淀,C一定是碱溶液。又因为A和B反应后,残渣经过滤、洗净、烘干、称量,增重1.6g,所以B必为H2SO4,而A中则一定存在不溶于水和H2SO4的BaSO4,C一定是Ba(OH)2溶液。设混合物中BaSO4和BaSO3的物质的量分别为x和y。
BaSO3 ~ BaSO4 Δm
1mol 16g
xmol 1.6g
x=0.1mol。
0.1mol×217g·mol-1+y×233g·mol-1=45g,y=0.1mol。
即=
=1∶1。
下图是某学校实验室从化学试剂商店买回的浓硫酸试剂标签上的部分内容。现用该浓硫酸配制100 mL 1 mol·L-1的稀硫酸。
可供选用的仪器有:
①胶头滴管;②烧瓶;③烧杯;④ 药匙;⑤量筒;⑥托盘天平。
请回答下列问题:
(1)盛放浓硫酸的试剂瓶标签上应印有下列警示标记中的
(2)配制稀硫酸时,还缺少的仪器有 (写仪器名称);
(3)经计算,配制100 mL1 mol·L-1的稀硫酸需要用量筒量取上述浓硫酸的体积为 mL,量取硫酸时应选用 mL规格的量筒;
A.10 mL B.50 mL C.100 mL D.200mL
(4)在烧杯中稀释浓硫酸的实验操作为
,若在稀释过程中,少量浓硫酸不慎沾在手上,处理方法为
。
(5)对所配制的稀硫酸进行测定,发现其浓度大于1 mol·L-1,配制过程中下列各项操作可能引起该误差的原因 。
A.用量筒量取浓硫酸时,仰视刻度线取浓硫酸
B.容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥,含有少量蒸馏水
C.将稀释后的稀硫酸立即转入容量瓶后,紧接着就进行以后的实验操作
D.转移溶液时,不慎有少量溶液洒到容量瓶外面
E.定容时,俯视容量瓶刻度线进行定容
F.定容后,把容量瓶倒置摇匀后发现液面低于刻度线,便补充几滴水至刻度处
正确答案
(1)D(1分) (2)玻璃棒、100mL的容量瓶(各1分) (3)5.4(2分) A(1分)
(4)将浓硫酸沿烧杯壁缓缓注入装有水的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌,使产生的热迅速散去(1分) 立即用大量水冲洗,可以涂上NaHCO3的稀溶液(1分) (5)ACE(2分)
略
化合物SOCl2是一种液态化合物,沸点为77℃。在盛有10mL水的锥形瓶中,小心地滴加8~10滴SOCl2,可观察到剧烈反应,液面上有大量白雾,并有刺激性气味的气体逸出。该气体可使滴有品红试液的滤纸褪色。轻轻振荡锥形瓶,等白雾消失后,往溶液中滴加AgNO3溶液,有不溶于稀HNO3的凝乳状白色沉淀产生。根据上述实验,写出以下反应的化学方程式:
(1)SOCl2和水反应_____________。
(2)SOCl2和足量氢氧化钠溶液反应 。
(3)SOCl2和足量碳酸钠溶液反应 。
正确答案
(1)SOCl2+H2O=2HCl+SO2
(2)SOCl2+4NaOH=2NaCl+Na2SO3+2H2O
(3)SOCl2+2Na2CO3=2NaCl+Na2SO3+2CO2
略
硫通常是一种淡黄色的晶体。有橙色、无色、红棕色三种颜色的硫蒸气,它们都是硫的单质,但每个分子中硫原子的个数不同,可用Sx表示。对这三种硫蒸气测定的结果是:①橙色蒸气的密度折算成标准状况后是11.43g·L-1,则它的化学式是 ;②红棕色蒸气的质量是相同状况时同体积空气的6.62倍,则它的化学式为 ;③无色蒸气对氢气的相对密度是64,则它的化学式是 。此事实说明:硫有 。
正确答案
S8 S6 S4 多种同素异形体
硫有多种同素异形体,本题可依据不同的方法求算这些单质的摩尔质量。①M=ρVm=11.43g·L-1×22.4L·mol-1≈256g·mol-1,故其化学式为S8; ②M=6.62×29g·mol-1≈192g·mol-1,故该单质的化学式为S6; ③M=64×2g·mol-1=128g·mol-1,故该单质的化学式为S4。
对绿矾晶体加强热,全部反应后将生成的混合气体通入浓BaCl2溶液中,生成硫酸钡白色沉淀,同时放出能使品红溶液褪色的气体,过滤沉淀后得浅黄色溶液。试写出绿矾晶体分解的化学方程式 。最后获得的浅黄色溶液中所含的溶质有 。
正确答案
2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑ Fe2(SO4)3和FeCl3
晶体全部分解,生成的混合气体与BaCl2溶液反应生成硫酸钡白色沉淀,说明混合气体溶于水生成了,可判定混合气体中有SO3生成。分解生成的能使品红试液褪色的气体应为SO2。最后所得浅黄色溶液必定是含Fe3+的溶液,据此可推知绿矾晶体分解生成了+3价的铁。根据质量守恒,该反应的化学方程式为2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑。过滤沉淀,最后所得的浅黄色溶液为Fe2(SO4)3和FeCl3的混合物。
用如右图所示气体发生装置可以制取SO2(两种方法)和氯化氢(两种方法)气体,分别写出有关化学反应的化学方程式。
(1)制SO2(氧化还原反应) ;制SO2(复分解反应) 。
(2)制HCl的化学方法: ;制HCl的物理方法:烧瓶中盛 ,分液漏斗中盛 。
(3)如果撤去酒精灯,此装置可用于制H2、CO2、H2S及O2,如果用于制O2,烧瓶中盛 ,分液漏斗中盛 ,所发生反应的化学方程式为 。
正确答案
(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)NaCl+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl↑
浓盐酸 浓H2SO4
(3)MnO2 H2O2 2H2O2 2H2O+O2↑
(1)浓H2SO4具有强氧化性,与Cu或木炭粉在加热条件下反应被还原为SO2,因此可用浓H2SO4的氧化性来制取SO2。H2SO3不稳定,在加热条件下易分解,可通过强酸制弱酸得到H2SO3,再加热使其分解制SO2。
(2)实验室制取HCl是利用浓H2SO4的高沸点性,NaCl与浓H2SO4在加热条件下制得HCl气体。物理方法制HCl是利用了浓盐酸的挥发性,浓H2SO4吸水有利于HCl的溢出(注意浓H2SO4与其他液体混合时一般是向其他液体中慢慢滴加浓H2SO4)。
(3)实验室制O2是固体与固体在加热条件下的反应,而题目要求撤去酒精灯,因此不能用实验室方法来制取。本题可利用H2O2的不稳定性,易分解来制取O2。
(1)按要求写出下列各类具体反应的例子:
①两种弱酸相互反应生成两种强酸: 。
②两种弱酸盐相互反应生成两种强酸盐: 。
③两种酸溶液相互反应后溶液酸性减弱: 。
④一种酸与一种盐溶液反应后溶液酸性增强。 。
(2)广西盛产重晶石矿,其主要成分是 ;以BaSO4为原料通过如下反应可制得BaS:
BaSO4+4C BaS+4CO↑
①上述反应中, 元素被氧化, 是氧化剂。
②BaS与盐酸反应可制得BaCl2,在此过程中会产生污染环境的物质,消除污染的方法是 ,有关的化学反应方程式是 。
正确答案
(1)①H2SO3+HClO H2SO4+HCl
②Na2SO3+NaClO Na2SO4+NaCl
③H2SO3+2H2S 3S↓+3H2O
④H2S+CuSO4 CuS↓+H2SO4
(2)BaSO4 ①碳 硫酸钡 ②将产生的气体通入NaOH溶液中 H2S+2NaOH Na2S+2H2O
(1)按题目要求,选择合适的反应物并写出化学方程式,如:①H2SO3与HClO;②Na2SO3与NaClO;③H2SO3与H2S;④H2S与CuSO4。
(2)重晶石的主要成分为BaSO4;①分析所给氧化还原反应中有关元素化合价的变化可知:BaSO4中+6价的硫变为BaS中的-2价,被还原;而单质碳由0价变为CO中的+2价,被氧化;②BaS与盐酸反应制得BaCl2的同时,会产生污染环境的H2S气体,可以用NaOH溶液吸收。
已知盐酸加到品红溶液中,使品红溶液的红色加深。试推测:
(1)向品红溶液中通过量SO2的过程中的现象为__________;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___________。
(3)向品红溶液中通入物质的量比为1∶1且足量的SO2和Cl2后现象为______________。
正确答案
(1)溶液颜色先变深后又逐渐褪去 逐渐恢复原来的红色
(2)溶液的颜色先变深后又逐渐褪去 不再恢复红色(或仍为无色)
(3)溶液的红色比原来加深
当向品红溶液中通入过量的SO2时,发生如下反应:SO2+H2OH2SO3,生成的酸能使品红溶液红色加深,因SO2过量,SO2与品红溶液结合成不稳定的无色物质而褪色,加热,无色物质分解又逐渐恢复到原来的红色。当向品红溶液中通入Cl2,因Cl2+H2OHClO+HCl,同样生成了酸,品红溶液红色加深,因Cl2过量,Cl2氧化有色物质而褪色,加热后不再恢复红色,当向品红溶液中通入1∶1的SO2和Cl2时,两者发生以下反应:Cl2+SO2+2H2O2HCl+H2SO4,因生成了酸,使品红溶液颜色加深。
(1)写出上述两个反应的化学方程式:①_____________;②_________________。
(2)试说明用熟石灰的悬浊液,而不用澄清石灰水洗涤废气的理由:________。
(3)在英国进行的一个研究结果表明:高烟囱可以有效地降低地表面二氧化硫的浓度。在二十世纪六七十年代的10年间,由发电厂排放出的二氧化硫增加了35%,但由于建造高烟囱的结果使地面二氧化硫的浓度降低了30%之多。请从全球环境保护的角度,分析这种方法是否可取?答____________________。
正确答案
(1)①2SO2+O2+2CaCO3=2CaSO4+2CO2
或2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2[CaSO4·2H2O]+2CO2
① 2SO2+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4+2H2O
或2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2[CaSO4·2H2O]
(2)氢氧化钙微溶于水,澄清的石灰水中氢氧化钙的浓度小,不利于二氧化硫的吸收。
(3)不可取,因为二氧化硫的排放总量没有减少,进一步形成酸雨仍会造成对全球环境的危害。
(1)①2SO2+O2+2CaCO3=2CaSO4+2CO2
或2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2[CaSO4·2H2O]+2CO2
② 2SO2+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4+2H2O
或2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2[CaSO4·2H2O]
(2)氢氧化钙微溶于水,澄清的石灰水中氢氧化钙的浓度小,不利于二氧化硫的吸收。
(3)不可取,因为二氧化硫的排放总量没有减少,进一步形成酸雨仍会造成对全球环境的危害。
评注:工业上处理尾气二氧化硫的方法有多种,在学习这一知识时要注意不要思维定势,要学会多向思考,从二氧化硫是酸性氧化物、具有氧化性和还原性等角度去理解。
(16分)Y是由硫的含氧酸盐组成的纯净物或者混合物,该物质可溶于水,食品工业常将它用作漂白剂、防腐剂、疏松剂、护色剂及保鲜剂等。化学兴趣小组在实验室对Y中硫元素的价态进行探究:①将过量的稀硝酸加入少量样品中,振荡;②取少许反应后的溶液,滴加硝酸钡溶液,出现白色沉淀。甲认为不能由此确定Y中硫的价态为+6价。
(1)上述实验中产生的沉淀是 。
(2)你认为甲的判断是否正确 (填“是”或“否”),作出这种判断的依据是 。
(3)请完成对硫元素价态的探究:
限定实验仪器与试剂:烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管和试管架;1mol·L-1H2SO4、2mol·L-1 HCl、2mol·L-1HNO3、3%H2O2、0.5mol·L-1BaCl2、品红试纸、蒸馏水。
①提出合理假设
假设1,硫的价态是+4价
假设2,硫的价态是+6价
假设3,
②设计实验方案证明你的假设
③实验过程
根据②的实验方案,进行实验。请写出实验步骤、预期现象与结论。
正确答案
(1)BaSO4(2分)
(2)是(2分);SO42-被HNO3氧化为SO2-4,生成的白色沉淀也不溶于HNO3(2分)
(3)①硫的价态既有+4价也有+6价(2分)
③
(每空2分,其它合理答案也对)
略
亚硫酸钠中有+4价的硫,它既有氧化性又有还原性。现有试剂:溴水、硫化钠溶液、Na2SO4、稀H2SO4、NaOH溶液、氨水。
(1)要证明Na2SO3具有还原性,应选用的试剂有________;看到的现象是________;反应的离子方程式为_______________。
(2)要证明Na2SO3具有氧化性________,应选用的试剂有_________;看到的现象是_______;反应的离子方程式为_______________。
正确答案
(1)溴水 溴水褪色 +Br2+H2O
+2Br-+2H+
(2)Na2S、稀H2SO4溶液变浑浊2S2-++6H+
3S↓+3H2O
(1)欲证明Na2SO3具有还原性,需用一种氧化剂与之反应,还要产生明显现象。(2)欲证明Na2SO3具有氧化性,需用一种还原剂与之反应,并且也产生明显现象,+4价硫只有与-2价硫作用时才表现氧化性。
某无色气体可能含HCl、HBr、SO2、CO2、H2S、Cl2中的一种或几种,将气体通入到适量的氯水中,恰好完全反应,不再剩余气体。将得到的无色溶液分装在两支试管中,分别加入酸化的AgNO3溶液,酸化的BaCl2溶液,均生成白色沉淀,则原气体中肯定含有______气体,肯定没有______,________气体不能确定。
正确答案
SO2HBr、H2S、CO2、Cl2HCl
无色气体可排除Cl2的存在,通入适量氯水中,不再有气体剩余说明没有CO2气体,得到无色溶液,说明气体中不含HBr(2HBr+Cl22HCl+Br2,Br2溶于水显橙红色),H2S(H2S+Cl2
2HCl+S↓)。通入氯水后得到的无色溶液中分别加入酸化的AgNO3溶液和BaCl2溶液,均有白色沉淀生成说明无色溶液中有Cl-和
,Cl-来源于氯水,也可能有来源于HCl气体的,
来源于SO2(被Cl2氧化生成的)。
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