- 非金属及其化合物
- 共31702题
美国和日本正在研究用Na2SO3吸收法作为处理SO2污染的一种新方法，第一步是用Na2SO3水溶液吸收SO2；第二步是加热吸收液，使之重新生成Na2SO3，同时得到含高浓度SO2的水蒸气副产品。写出上述两步反应的化学方程式：（1） ；（2） 。
正确答案
（1）Na2SO3+SO2+H2O
（2）2NaHSO3
（1）Na2SO3+SO2+H2O
（2）2NaHSO3
（10分）2.8g 铁与100 mL稀硫酸恰好完全反应，反应前后溶液体积的变化忽略不计。
求：
（1）产生的气体在标准状况下的体积。
（2）反应完全后，所得溶液中亚铁离子的物质的量浓度。
（3）稀硫酸的物质的量浓度。
正确答案
（1）1.12L（2）0.5mol/L （3）0.5mol/L
略
在二氧化碳中混有少量的二氧化硫、三氧化硫、氯化氢杂质。设计一种一步只除去一种杂质，最后得到干燥纯净二氧化碳的实验方案。试回答：
（1）使气体经过各试剂(自选)的顺序为______________；
（2）写出有关的离子方程式：______________。
正确答案
（1）浓硫酸→饱和NaHSO3→饱和NaHCO3→浓硫酸（或无水氯化钙等酸性或中性干燥剂）。
（2）HSO3-+H+＝H2O+SO2↑，HCO3-+SO2＝HSO3-+CO2↑。
首先确定除各种杂质应采试剂。①除去SO3可选用浓硫酸使它溶解，这样可以不影响CO2、SO2和HCl。②除去SO2的试剂在CO2为主气体时，不能用NaOH，可用酸性KMnO4溶液，但HCl也溶于KMnO4溶液中，甚至HCl会被氧化生成Cl2(带入新的杂质)。若选用NaHCO3，虽能除SO2，但同时也除去了HCl，所以也不能选用。但若在除SO3之后除去HCl可选用NaHSO3饱和溶液，可不影响CO2、SO2。其后再用饱和NaHCO3除SO2即可。气体用溶液洗气后必然混有水蒸气，可用干燥剂除之。
在氧气中充分燃烧1克含杂质的硫铁矿试样，得到残余固体0.76克(假设杂质不参加反应)，问生产10吨98%的浓硫酸需要这种矿石多少吨？（反应过程中硫损失2%）
正确答案
需该矿石8.5吨。
设硫铁矿样品中FeS2的纯度为X，生产10吨98%浓硫酸需该矿石质量为Y。4FeS2+11O2 ="=== " 2Fe2O3 +8SO2 △m
480克 320克 160克
1克×X 1克-0.76克=0.24克
X=72%
120 196
Y·72%×(1-2%) 10吨×98%
Y=8.5吨
工业制CuSO4时，不是直接用铜跟浓硫酸在加热条件下反应，而是将铜丝浸入稀硫酸中，再不断由容器下部吹入细小的空气泡。这样做的好处是 。
正确答案
①减少了硫酸的用量，提高了硫酸的利用率。②不会产生对大气有污染的SO2。
铜与浓硫酸的反应为：Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O。分析反应方程式可知：由于浓H2SO4有1/2表现氧化性，1/2表现酸性，导致浓H2SO4的利用率只有50%。又由于生成的二氧化硫是有毒气体，也是引起酸雨的主要成分，所以工业上一般不采用此法。本题所给方法的反应方程式为：2Cu＋2H2SO4＋O22CuSO4＋2H2O。可知：硫酸仅表现酸性。对比以上两种方法，不难看出，这样做的好处主要有两条：①减少了硫酸的用量，提高了硫酸的利用率②不会产生对大气有污染的二氧化硫。
I、磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。
（1）磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500℃生成白磷，反应为：
2Ca3（PO4）2＋6SiO26CaSiO3＋P4O10 10C＋P4O10P4＋10CO
每生成1mol P4时，就有__________mol电子发生转移。
（2）硫代硫酸钠（Na2S2O3）是常用的还原剂。在维生素C（化学式C6H8O6）的水溶液中加入过量I2溶液，使维生素C完全氧化，剩余的I2用Na2S2O3溶液滴定，可测定溶液中维生素C的含量。发生的反应为：C6H8O6＋I2C6H6O6＋2H＋＋2I－ 2
（3）在酸性溶液中，碘酸钾（KIO3）和亚硫酸钠可发生如下反应：2
该实验的目的是______________；表中X＝__________mL
Ⅱ、稀土元素是宝贵的战略资源，我国的蕴藏量居世界首位。
（4）铈（Ce）是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3易发生水解，无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是_______________________.
（5）在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2，调节pH≈3，Ce3＋通过下列反应形成Ce（OH）4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式：
正确答案
略
(16分)硫及其化合物有如下转化关系
(1)发生氧化还原反应的是 (填序号)
(2)写出(5)的反应方程式 ，
说明浓硫酸具有 ，制取CuSO4， 方法最好(填序号)，
(3)SO2是造成空气污染，形成酸雨的主要物质。SO2在水的存在下与氧气反应生成硫酸，反应方程式为 。
验证二氧化硫的方法是 。
(4)某溶液中含有Cl-、SO42-，可能含有Na+、Fe2+或其中一种。
①验证Cl-、SO42-的方法是
A.先加BaCl2溶液，等沉淀后，再加AgNO3溶液
B.先加AgNO3溶液，等沉淀后，再加BaCl2溶液
C.先加Ba(NO3)2溶液，等沉淀后，再加AgNO3溶液
②验证Na+或Fe2+最简单的方法是 。
正确答案
(16分)
(1) (1)(2)(5) (2分)
(2)2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O， (2分)
强氧化性， (6) (各1分=2分)
(3) 2SO2+O2+2H2O===2H2SO4 (2分)
将某气体通入盛品红溶液的试管中，品红褪色，再加热，又出现红色，证明是SO2。 (3分)
(4)① C (2分)
②若溶液为无色，则溶液中只有Na+；若溶液显绿色，一定有Fe2+，再做焰色反应，以证明Na+的存在。(其他合理答案也给分) (3分)
略
工业上用含80% FeS2的硫铁矿制取硫代硫酸钠，涉及到的化学反应如下（杂质不与O2、盐酸反应）：
4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 ①
FeS2＋2HCl→ FeCl2＋H2S↑＋S↓ ②
2H2S＋SO2→ 3S＋2H2O ③
2NaOH＋SO2→Na2SO3＋H2O ④
Na2SO3＋S
通过分析上述反应，进行计算：
（1）若在某密闭容器中加入150 g上述硫铁矿，并通入10 mol含氧气体积分数为0.4的富氧空气，按反应①充分反应后得到的气体中SO2的体积分数为__________（计算结果保留3位小数）。
（2）若以上各步反应的转化率均为100%，则150 g上述硫铁矿理论上最多可制得Na2S2O3___ g。
（3）若NaOH溶液吸收SO2的吸收率为90%，其它反应的转化率均为100%，则150 g上述硫铁矿最多可制得Na2S2O3多少g（写出计算过程，计算结果保留1位小数）？
（4）若反应②、④的转化率为90%，其它反应的转化率均为100%，要制得Na2S2O3最多，则原料中FeS2在反应①和②中的理论质量配比为多少（写出计算过程，计算结果保留3位小数）?
正确答案
（10分）
（1）0.216（2分）。（2）158 g（2分）。（3）149.7 g（3分）。（4）1.475（3分）
略
根据下表，用化学式或元素符号完成下列问题：
(1)非金属性最强的元素是_________________。
（2）还原性最强的离子是________________。
（3）H2Te的稳定性比HI（填“强”或“弱”）______________。
（4）已知：2F2+2H2O====4HF+O2，Cl2+H2S====2HCl+S↓，请完成下列化学方程式：
Br2+H2Se====________________。I2+H2Te====______________。
正确答案
（1）F （2）Te2- （3）弱 （4）2HBr+Se 2HI+Te
在元素周期表中，氧族元素位于卤素的左边，所以，非金属性要比同周期卤素的非金属性弱。同主族元素，从上到下，非金属性逐渐减弱。因此，上表中非金属性最弱的元素是Te，非金属性最强的元素是F。
正确答案
241.0 mL
在稀释过程中SO3与水作用生成硫酸，反应方程式如下：
SO3＋H2O===H2SO4。
(1)1 L发烟硫酸的总质量为1000×1.95="1950" g，其中SO3的质量为1950×30%="585" g,n(SO3)=
(2)混合物原H2SO4的质量为1950－585="1365" g，由SO3转化生成H2SO4的质量为98×7.3="716.6" g，溶液中H2SO4的总质量为m总(H2SO4)=1365＋716.6="2081.6" g
(3)假设稀释后总溶液的质量为x,则有
2081.6=95%·x，x="2191" g，应补加水的质量m2(H2O)=2191－2081.6="109.4" g。
(4)整个稀释过程中应加入水的质量m总(H2O)=m1(H2O)＋m2(H2O)="131.6" g＋109.4g
=241.0g。
某硫酸厂每天用含FeS2 60%的硫铁矿500 t生产硫酸，如果在沸腾炉内损失5%的硫，SO2的转化率为90%。每天能生产98%的硫酸多少吨？
正确答案
427.5 t
设可得98%的浓硫酸的质量为x。
2H2SO4 ～ FeS2
2×98 t 120 t
98%x 500 t×60%×(1－5%)×90%
(2×98 t)∶120 t=(98%x)∶［500 t×60%×(1－5%)×90%］
x="427.5" t
煤是重要的化工原料，用煤作燃料，不仅存在浪费，而且因烟煤中含有硫的化合物（如FeS2），燃烧时会生成SO2气体造成环境污染。
设某具有30万户人口的中等城市，每户每天燃煤5 kg，这种煤中含FeS2 5%，燃烧时，设有90%的硫转化成二氧化硫，被排放到大气中。FeS2燃烧时化学方程式如下：
4FeS2+11O2
问：（1）燃烧1 t煤，可产生多少千克的SO2？
（2）该中等城市如果全部以上述的煤作燃料，每年（按365天计算）将有多少吨SO2排放到大气中？
正确答案
（1）48 kg (2)26280 t
（1）设产生SO2的质量为x，根据硫元素守恒，得下列关系式：
FeS2 ~ 2SO2
120 2×64
1 t×103 kg·t-1×5%×90% x
x="48" kg
(2)由（1）可知1 t煤燃烧时产生SO2 48 kg，即0.048 t，一年烧煤的质量="0.005" t×30×104×365=5.475×105 t
所以一年产生的SO2的质量=5.475×105×0.048 t="26280" t
硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。
（1）据测算，接触法制硫酸过程中，若反应热都未被利用，则每生产1 t 98%的硫酸需消耗3.6×105 kJ的热量。请通过计算判断，若反应SO2(g)+
（2）CuFeS2是黄铁矿的另一成分，燃烧时，CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2，该反应的化学方程式为 。
（3）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的不同而变化（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 。
正确答案
（1）6.23×105 kJ的热量
（2）4CuFeS2+13O2
（3）SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应，随温度的升高，平衡向逆反应方向移动，SO3的物质的量减少，所以CuSO4的量减少
（1）SO2~SO3~H2SO4 放出的热量
98 g 98.3 kJ
1×106×98% g x
x=9.83×105 kJ
9.83×105 kJ-3.6×105 kJ=6.23×105 kJ
所以可向外界输出6.23×105 kJ的热量
（2）4CuFeS2+13O2
（3）SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应，随温度的升高，平衡向逆反应方向移动，SO3的物质的量减少，所以CuSO4的量减少
向一个小烧杯中加入20克蔗糖，加3~4滴水，再加入20ml浓硫酸，观察到的实验现象是：烧杯发热、蔗糖变黑、体积膨胀，变成疏松多孔的海棉状的炭，并放出有制激性气味的气体。这个过程表现出浓硫酸的特性是 。
正确答案
吸水性、脱水性、强氧化性。
本题能力层次为D，浓硫酸吸水会放出大量的热，为后面发生的反应提供热量，浓硫酸的脱水可以使蔗糖“炭化”，在受热的情况下浓硫酸和碳反应生成有刺激性气味的SO2气体。2H2SO4（浓）+C
学法指导：浓硫酸有很强的吸水性，可以做干燥剂，吸水同时会放热；浓硫酸能按水的组成比脱去纸、棉布、木条等有机物中的氢、氧元素，也就是平时说的“脱水”；浓硫酸有很强的氧化性（比稀硫酸强）能和大多数金属（如Cu）或非金属（如C）起氧化还原反应。
用如图装置进行实验，请回答下列问题：
I．（1）若通入SO2气体，请填写表中空格：
（2）写出③中反应的离子方程式：______
II．若通入HCl气体，装置中的四处棉花依次做了如下处理：①包有用水润湿某固体物质、②浸有KI溶液、③浸有石蕊溶液、④浸有浓NaOH溶液．请回答：
（1）观察到②处棕黄色物质产生，则：①处包有的某固体物质可能是下列的______（填下面物质的序号），其反应的离子方程式为______．
a．MnO2 b．KMnO4 c．KCl d．Cu
（2）在实验过程中，在③处能观察到______．
（3）反应较长时间后，②处棕黄色褪去，生成无色的IO3-，该反应的离子方程式为______．
正确答案
I．（1）①二氧化硫能和水反应生成亚硫酸，亚硫酸能电离出氢离子使溶液呈酸性，石蕊试液遇酸变红色．
故答案为：变红．
②二氧化硫有漂白性，能使品红溶液褪色．
故答案为：褪色．
③二氧化硫有还原性，碘有氧化性，二氧化硫和碘能发生氧化还原反应而使淀粉和碘水混合液褪色．
故答案为：还原性．
（2）二氧化硫能和碘发生氧化还原反应生成硫酸和氢碘酸，离子方程式为I2+SO2+2H2O=SO42-+4H++2I-．
故答案为：I2+SO2+2H2O=SO42-+4H++2I-．
Ⅱ．（1）氯化氢和碘化钾不反应，但氯化氢有还原性，能被强氧化剂氧化生成氯气，所以应选取强氧化剂，能把氯化氢氧化成氯气，具有强氧化性的物质只有高锰酸钾；发生的离子方程式为：
2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5 Cl2↑+8H2O．
故答案为：b； 2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5 Cl2↑+8H2O
（2）氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，所以溶液呈酸性，石蕊试液遇酸显红色；次氯酸有漂白性，而使溶液褪色，所以看到的现象是先变红后褪色．
故答案为：先变红后褪色．
（3）氯气有氧化性，碘有还原性，氯气能把碘氧化为碘酸同时生成盐酸，
离子方程式为：5Cl2+I2+6H2O=2IO3-+10Cl-+12H+．
故答案为：5Cl2+I2+6H2O=2IO3-+10Cl-+12H+．
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