- 非金属及其化合物
- 共31702题
根据硫酸及其盐的性质回答下列问题。
(1)将适量的蔗糖放入一烧杯中,再加入浓硫酸,观察到蔗糖变黑,体积膨胀,并产生刺激性气味的气体。生成的黑色物质是__________(填化学式);刺激性气味的气体主要成分是_________(填化学式);该实验表明浓硫酸具有 性、 性。
(2) “绿色化学”要求综合考虑经济、技术、环保等方面来设计化学反应路线。若以铜为原料制取硫酸铜,请你设计符合“绿色化学”思想的反应路线(用化学方程式表示)。
正确答案
(1)C ;SO2 ; 脱水性、强氧化性
(2)2Cu + O22CuO 、CuO +H2SO4=CuSO4 +H2O
(1)浓硫酸具有脱水性,能使蔗糖炭化,生成C。浓硫酸还具有氧化性,能和碳反应生成CO2、SO2和水,SO2具有刺激下气味。
(2)根据绿色化学的思想可知,要制取硫酸铜,应该先让铜生成氧化铜,然后再与稀硫酸反应即可,方程式为2Cu + O22CuO 、CuO +H2SO4=CuSO4 +H2O。
(8分)某研究性学习小组用48.0克铜屑与氧化铜的混合物与硫酸和硝酸的混酸100 ml溶液反应制取五水硫酸铜晶体,混酸中硝酸的还原产物为NO,反应过程中不产生SO2,反应后溶液中只有硫酸铜。若在固体混合物中铜屑的质量分数为0.4,试计算:(1)最终制得晶体的质量。(2)混酸中两溶质的物质的量浓度。
正确答案
(8分)(1)165g(4分) (2)CHNO3=2mol/L CH2SO4=6.6mol/L(各2分)
略
(15分)为研究硫酸的性质,研究性学习小组设计以下两个实验。实验一:检查好装置的气密性后,在如图一所示甲的试管中加入足量的Fe合金(含有一定量的C),然后,加入少量浓硫酸。
图一 图二
①.在未点燃酒精灯时,乙中没有明显现象,这是因为________________________
为处理生成的有毒气体,还应在乙、丙之间接入干燥管,并在其中填充足量的 。
②.反应开始一段时间后,在丙处检验到某种无色无味气体,它是__________。
若甲中加入的是纯铁,丙处产生气体的速率没有前者的快,这是因为____________
实验二:
高一必修教材《浓硫酸与蔗糖反应的实验》这个传统实验是在敞口容器中进行,药品用量大,且浓硫酸与蔗糖反应过程中生成大量有毒气体直接排放到空气中,不符合“绿色化学”的新理念;对此实验进行新的设计和改进:取少量的蔗糖置于锥形瓶中加入几滴水,用胶头滴管滴加几滴浓硫酸,通过圆形玻璃搅拌棒不断搅拌;如上图二所示观察:
①.白色的蔗糖发黄再变黑,这是因为浓硫酸具有 性;一会儿迅速变成蜂窝状(形似“黑馒头” );写出发生的化学方程式:
②.紫色石蕊试纸变红,品红试纸褪色,澄清石灰水出现浑浊,该小组同学认为有二氧化碳生成,你是否赞成此观点;若赞成就不填写;若不赞成,你将如何改进才能证明有二氧化碳生成:
③.另一小组将紫色石蕊试纸更换为少许无水硫酸铜,结果没有观察到无水硫酸铜变蓝,证明浓硫酸具有 ;
正确答案
实验一
①常温下,Fe遇浓硫酸钝化(1分),而C不与浓硫酸反应(1分); 碱石灰(2分)
②氢气(或H2)(1分) 形成原电池加快反应速率 (2分)
实验二
① 脱水性 (2分) , C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O (2分)
②在乙与丙之间增加酸性KMnO4除SO2 ,再用品红溶液检验SO2是否除尽
(2分,合理答案均给分)
③ 吸水性 (2分)
略
假设双氧水(H2O2)是比碳酸还弱的二元酸。
(1)双氧水电离的方程式为___ _。
(2)若CO2与Na2O2不发生反应,而潮湿的CO2可与Na2O2反应,则该反应的化学方程式为:__ __。
正确答案
(1)H2O2HO2-+H+ HO2-
O2-2+H+
(2)Na2O2+CO2+H2O==Na2CO3+H2O2
H2O2是比碳酸还弱的二元酸,只需迁移已学过的碳酸电离方程式就不难回答问题(1)。至于问题(2)只要仅仅抓住潮湿CO2中含水分可形成H2CO3,利用中学已学过的强酸与弱酸盐反应制弱酸的规律,就可写出该反应的化学方程式。
(11分)已知SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物,化学性质具有一定的相似性;Mg和Na的化学性质也具有一定的相似性。用如图所示装置进行Mg和SO2反应的实验。
(1)选择制取SO2的合适试剂 。
①10%的H2SO4溶液 ②80%的H2SO4溶液
③Na2SO3固体 ④CaSO3固体
(2)写出装置乙和B中发生的主要反应的化学方程式:
;
。
装置C中NaOH溶液的作用是 。
(3)你认为该装置是否有不足之处? 。如果有,请说明 。
正确答案
(11分)
(1)②③(2分)
(2)Na2SO3+H2SO4= Na2SO4+H2O+ SO2(2分) ; 3Mg + SO2
2MgO + MgS 或写成 2Mg + SO2
MgO + S;(2分)还可能发生 Mg + S ="=" MgS,不写不扣分。 吸收多余的SO2,防止污染环境(2分)
(3)有(1分) 在A和B之间未连接一干燥装置;C装置未与大气相通;在镁下方未垫一不锈钢片,镁与玻璃管反应;未设计一防倒吸装置(只要答出一点即给分)(2分)
略
I.硫在空气燃烧生成A,A溶于水得B,B与I2反应得C和D,C与Na2S反应得到含硫化合物E,据此回答下列问题:
(1)写出各物质的分子式: B , D 。
(2)E与A、B、C中某种物质反应的方程式 。
II.加热H2C2O4·2H2O,释放出气体通入澄清石灰水,出现浑浊。
(1)H2C2O4·2H2O热分解反应方程式为 。
(2)由上可知,Na2C2O4热分解反应方程式为 。
正确答案
I.(1)H2SO3 HI(各1分) (2)2H2S+SO2=3S↓+2H2O (2分)
II.(1)H2C2O4·2H2O==CO↑+CO2↑+3H2O (2分) (2)Na2C2O4==Na2CO3+CO↑ (2分)
略
有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应,都用如图所示的装置进行实验。通入SO2气体,将带余烬的木条插入试管C中,木条复燃。
请回答下列问题:
(1)第一小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2,该反应的化学方程式是________________________。
(2)请设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3__________。
(3)设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外,还有Na2SO4生成。为检验是否由Na2SO4生成,他们设计了如下方案:
上述方案是否合理?________ (若不合理,请说明理由;若合理,以下不用回答)
①
②
正确答案
(7分)(1)2Na2O2 + 2SO2 = 2 Na2SO3 +O2 (2分)
(2)取反应生成的白色固体少许,加一定量的稀硫酸,如果产生无色有刺激气味的气体(且能使品红溶液褪色),则说明生成了Na2SO3 (2分)
(3)不合理 (1分)
①稀硝酸能将亚硫酸钡氧化为硫酸钡而不溶解 (1分)
②如果反应后的固体中还残留Na2O2,它溶于水后也能将SO32-氧化成SO42- (1分)
略
为了防治环境污染并对尾气进行综合利用,某硫酸厂用氨水吸收尾气中的SO2,再向吸收液中加入浓硫酸,以制取高浓度的SO2及(NH4)2SO4和NH4HSO4固体。
为了测定上述(NH4)2SO4和NH4HSO4固体混合物的组成,现称取该样品四份,分别加入相同浓度的NaOH溶液各40.00mL,加热至120℃左右,使氨气全部逸出[(NH4)2SO4和NH4HSO4的分解温度均高于200℃],测得有关实验数据如下(标准状况):
(1)实验过程中有关反应的离子方程式为
;
(2)由I组数据直接推测:标准状况下3.7g样品进行同样实验时,生成氨气的体积为
L;
(3)试计算该混合物中(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量之比 ;
(4)欲计算该NaOH溶液的物质的量浓度应选择第 组数据,由此求得NaOH溶液的物质的量浓度为 。
正确答案
(1)H+ + OH— = H2O NH4+ + OH- =" " NH3 + H2O
(2) 0.84 L;(3) 1:4 ;(4) Ⅲ 5.0 mol/L
略
(10分)a、b、c、d、e是含有一种相同元素的五种物质,可发生如下转化:
其中:a是一种淡黄色粉末固体;b是气体;c、d是氧化物;e是最高价氧化物对应的水化物。试推断这五种物质(用名称表示):
a ;b ;c ;d ;e 。
正确答案
(每空2分) 硫;硫化氢;二氧化硫;三氧化硫;硫酸
略
为了验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2,选用下图所示仪器(内含物质)组装成实验装置:
(1)如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母):
接 , 接 , 接 ;
(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2?
乙中 ____ ,丙中 ______ ;
(3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是 ;
(4)写出甲中反应的化学方程式 。
正确答案
(1)A,F,E.C,D,B (2)乙中出现白色沉淀,丙中品红未褪色 (3)吸收SO2
(4)
试题分析:碳与浓硫酸反应中,会有二氧化硫杂质生成,丁装置主要是除去二氧化硫,丙装置主要是验证二氧化硫是否完全除去,乙装置主要是验证产物中是否含有二氧化碳。
(15分)
某学习小组依据SO2具有还原性,推测SO2能被Cl2氧化生成SO2Cl2。
查阅资料:SO2Cl2常温下为无色液体,极易水解,遇潮湿空气会产生白雾。
Ⅰ.化合物SO2Cl2中S元素的化合价是 。
Ⅱ.用二氧化锰和浓盐酸制氯气的化学方程式是 。
Ⅲ.在收集氯气前,应依次通过盛有饱和食盐水和 的洗气瓶。
Ⅳ.用如图所示装置收集满Cl2,再通入SO2,集气瓶中立即产生无色液体,
充分反应后,将液体和剩余气体分离,进行如下研究。
(1)研究反应的产物。向所得液体中加水,出现白雾,振荡、静置得到无色溶液。经检验该溶液中的阴离子(除OH-外)只有SO42-、Cl- ,证明无色液体是SO2Cl2。
① 写出SO2Cl2与H2O反应的化学方程式 。
② 检验该溶液中Cl-的方法是 。
(2)继续研究反应进行的程度。用NaOH溶液吸收分离出的气体,用稀盐酸酸化后,再滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀。
① 该白色沉淀的成分是 。
② 写出SO2与Cl2反应的化学方程式,并阐述理由______。
正确答案
(15分)
I.+6价(2分);
II.MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O(2分);
Ⅲ.浓硫酸(2分);
Ⅳ.(1)① SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl (2分)。
② 取少量该溶液于试管中,加入过量Ba(NO3)2溶液,过滤,向滤液中滴加
HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则说明溶液中有Cl-(2分);
(2)① BaSO4(2分);
② SO2+Cl2 SO2Cl2
由于白色沉淀是BaSO4,所以反应后的混合气体中必然存在SO2和Cl2两种气体。因此SO2和Cl2生成SO2Cl2的反应为可逆反应。(3分)
试题分析:I.SO2能被Cl2氧化生成SO2Cl2则氯元素的化合价是-1价,O一般表现为-2价,所以S的化合价是+6价;
II.实验室制取氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;
Ⅲ.SO2Cl2极易水解,遇潮湿空气会产生白雾,所以氯气必须是干燥的,因此在收集氯气前,应依次通过盛有饱和食盐水和浓硫酸的洗气瓶。
Ⅳ.(1)①根据元素的化合价,判断SO2Cl2水解的产物是硫酸和氯化氢,化学方程式为 :SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl ;
②检验该溶液中Cl-的方法是:因为溶液中有硫酸存在,所以检验氯离子前应除去硫酸根离子,取少量该溶液于试管中,加入过量Ba(NO3)2溶液,过滤,向滤液中滴加HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则说明溶液中有Cl-;
(2)①若尾气中只含二氧化硫,被氢氧化钠吸收后滴加盐酸再滴加BaCl2溶液,不会产生白色沉淀。只含氯气也不会产生白色沉淀,所以尾气中有氯气和二氧化硫气体,白色沉淀是BaSO4
②SO2+Cl2 SO2Cl2,由上面的分析可知反应后的混合气体中必然存在SO2和Cl2两种气体,若该反应不是可逆反应,则不可能2种反应物同时有剩余,所以SO2和Cl2生成SO2Cl2的反应为可逆反应。
一同学分析硫元素的化合价有-2、0、+4、+6,而硫单质处于中间价态,所以硫应该既有氧化性,又有还原性。该同学欲探究硫的还原性,下面是该同学的实验探究过程,请解答其中的问题。
(1)该同学应该选择________(填“氧化剂”或“还原剂”)进行实验探究。
(2)该同学用红热的玻璃棒引燃了石棉网上的硫粉,硫粉开始燃烧,反应的化学方程式为________________________________________________
(3)该同学欲验证硫燃烧产物的性质,请你帮助他选择合适的试剂,并说明原因。
正确答案
(1)氧化剂 (2)S+O2 SO2
(3)
(1)探究还原性,需要氧化剂。(2)硫在空气中燃烧的化学方程式的书写不要忘记反应条件为“点燃”。(3)尽管SO2能使新制的氯水、品红溶液、滴有酚酞的NaOH稀溶液都褪色,但作为漂白性的只有使品红褪色,而与新制的氯水的反应体现SO2的还原性,与NaOH溶液的反应体现SO2的酸性氧化物的通性。
(10分)某无色溶液可能含有下列钠盐中的几种:
Na2S2O3+H2SO4="==" Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O)
根据上述实验现象回答下列问题
(1)不能使品红试液褪色,说明该气体中不含____________(填分子式).
(2)此无色溶液中至少可能存在哪几种钠盐?请写出全部可能的情况(填写相应的字母).
第一种情况是______ ______,第二种情况是____ ________,第三种情况是_________ ___,第四种情况是______ ______.
(可不填满,也可补充)
正确答案
(10分)(每空2分)
(1)SO2
(2)B C F BDF BCDF (填出三种情况给满分)
略
某化学小组进行Na2SO3的性质实验探究。
在白色点滴板的a、b、c三个凹槽中滴有Na2SO3溶液,再分别滴加下图所示的试剂:
实验现象如下表:
根据实验现象进行分析:
(1)a中实验现象证明Na2SO3具有________性。
(2)b中发生反应的离子方程式是_____________________________________________
(3)应用化学平衡原理解释c中现象(用化学用语及简单文字表述)__________________________________________________________。
正确答案
(1)还原性 (2)SO32-+2S2-+6H+=3S↓+3H2O
(3)在Na2SO3溶液中,SO32-水解显碱性:SO32-+H2OHSO3-+OH-,所以滴入酚酞后溶液变红;在该溶液中加入 BaCl2后,Ba2++SO32-=BaSO3↓(白色),由于c(SO32-)减小,SO32-水解平衡左移,c(OH-)减小,红色褪去。
(1)a中发生反应的化学方程式为:Na2SO3+Br2+H2O=Na2SO4+2HBr,证明Na2SO3具有还原性。
(2)b中产生淡黄色沉淀,发生反应的离子方程式是SO32-+2S2-+6H+=3S↓+3H2O。
(3)滴入酚酞溶液变红是因为SO32-发生了水解反应而使溶液显碱性:SO32-+H2OHSO3-+OH-,再加入BaCl2溶液后,Ba2+与SO32-反应产生BaSO3沉淀,反应消耗了SO32-使其浓度减小,水解平衡向左移动,OH-浓度减小,红色褪去。
黄铁矿是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。某化学兴趣小组对某黄铁矿石(主要 成分为FeS2)进行硫元素含量测定的实验探究及工业生产硫酸的探究。
I .将m1,g该黄铁矿样品(杂质中不含硫和铁)放入如下图所示装置(夹持和加热装置 省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气,高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全。石英管中发生反应的化学方程式为:4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2
II反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如下处理
(1)I中,乙瓶内发生反应的离子方程式有____________、__________。
(2)II中,所加H2O2溶液需足量的理由是____________________________
(3)该黄铁矿石中硫元素的质量分数为____________________________
(4)简述在催化反应室中设置热交换器的目的:______________。
(5)工业生产中常用氨——硫酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的,用 两个化学方程式表示其反应原理_______________、______________
正确答案
(15分)
(1)SO2 + 2OH-=SO32- + H2O (2分)2SO32-+ O2= 2SO42-(2分)
(2)使SO32-完全氧化为SO42- (2分)(3)×100%
(4)利用SO2氧化为SO3时放出的热量来预热即将参加反应的SO2和O2等(2分)
SO2+2NH3•H2O═(NH4)2SO3,(NH4)2SO3+H2SO4═(NH4)2SO4+SO2↑+H2O.(2分)
试题分析:(1)乙中二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,离子方程式为 SO2+2OH-=SO32-+H2O,亚硫酸钠和氧气反应生成硫酸钠,离子方程式为2SO32-+O2=2SO42-,故答案为: SO2+2OH-=SO32-+H2O;2SO32-+O2=2SO42-;(2)为使亚硫酸根离子完全转化为硫酸根离子,加入的双氧水要足量,故答案为:使SO32-完全氧化为SO42-;(3)最终所得沉淀是硫酸钡,根据硫原子守恒得硫的质量,设硫的质量为x,
S-----BaSO4
32g 233g
x m2g
x=g 质量分数=
×100%=
×100%
(4)在S02催化氧化设备中设置热交换器,把不同温度之间的气体进行热交换,可预热反应气体,冷却生成气体,可起到充分利用能源的目的,(5)工业生产中常用氨-酸法进行尾气脱硫,即先用氨水吸收,再用浓硫酸处理.先用氨水吸收时,发生反应:SO2+2NH3•H2O═(NH4)2SO3,再用浓硫酸处理时,发生反应:(NH4)2SO3+H2SO4═(NH4)2SO4+SO2↑+H2O,以达到消除污染、废物利用的目的.
故答案为:SO2+2NH3•H2O═(NH4)2SO3,(NH4)2SO3+H2SO4═(NH4)2SO4+SO2↑+H2O.
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