- 非金属及其化合物
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(22分)黄铁矿(FeS2)燃烧产生的SO2通过下列工艺过程既能制得H2SO4，又能制得H2。
（1）该过程中能循环利用的物质为 。
（2）写出反应器中发生反应的离子方程式 。
（3）某研究性学习小组欲探究SO2能否与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀，进行如下实验。
已知浓硫酸的沸点为338oC，加热时酒精灯火焰的温度为400oC～500oC。
①甲同学用装置I(如下图)进行实验，发现BaCl2溶液中出现白色沉淀，且白色沉淀不溶于盐酸，该实验结论不能说明SO2能与BaCl2溶液发生反应，请解释生成该白色沉淀的两种可能原因(用文字和离子方程式表示)：
，
；
②乙同学设计了装置Ⅱ(夹持装置和A的加热装置略去)进行实验，发现C中没有出现白色沉淀。
装置Ⅱ改进了装置I的四处不足，请填表说明另外的三处。
（4）丙同学取乙同学实验后的C中溶液少许，滴加一种无色溶液，产生不溶于盐酸的白色沉淀，丙同学滴加的试剂可能是 (填字母序号)。
a．NaOH溶液 b．H2O2溶液 C．新制氯水 d．酸性KMnO4溶液
正确答案
（1）I2；（2）I2 + SO2 + 2H2O====2I- + SO42- + 4H+；（3）①挥发出的硫酸与氯化钡反应生成BaSO4沉淀，SO42-+Ba2+═BaSO4↓，二氧化硫和氧气在水溶液反应生成硫酸，硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，2Ba2++2SO2+O2+2H2O═2BaSO4↓+4H+；②实验前向A中通入N2，排出装置中的O2；A、C之间添加装有饱和亚硫酸氢钠溶液的洗气瓶，除去挥发出的H2SO4蒸汽；将导管末端连接硬质玻璃管，二氧化硫通入氢氧化钠溶液中，吸收多余的尾气并防止倒吸。（4）b。
试题分析：由题给工艺流程知，反应器内发生的反应为I2 + SO2 + 2H2O====2I- + SO42- + 4H+,分离器分离出硫酸，膜反应器中发生的反应为2HI
硫酸是用途广泛的化工原料，可作脱水剂、吸水剂、氧化荆和催化剂等。
工业制硫酸铜的方法很多。
（1）方法一、用浓硫酸和铜制取硫酸铜。该反应的化学方程式是_____________________,此法的最大缺点是____________________________。
（2）方法二、用稀硫酸、铜和氧化铁制取硫酸铜，生产的主要过程如下图所示：
①稀硫酸、铜和氧化铁反应的离子方程式是__________________、________________；
向混合溶液中通入热空气的反应的离子方程式是_______________________________。
②请说出调整PH为4的目的是_______________________；由滤液得到无水硫酸铜的实验操作是______________________________。
正确答案
（1）Cu+2H2SO4(浓) 
（2）①Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O
② 使Fe3+完全沉淀 加热、蒸发
试题分析：（1）铜和浓硫酸反应，生成CuSO4、SO2、H2O，进而得出化学方程式；缺点是产生二氧化硫污染空气。
（2）①Fe2O3与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3和H2O，Cu把Fe3+还原为Fe2+；热空气中的O2在酸性条件下，把Fe2+氧化为Fe3+，进而可得离子方程式。
②pH为4时，Fe3+完全水解转化为Fe(OH)3沉淀；对硫酸铜溶液进行加热、蒸发可得无水硫酸铜。
（每空2分，共6分）在下图所示的实验装置中，A中盛有品红溶液，B 中盛有NaOH溶液。请回答下列问题：
（1）若向A中通入足量的二氧化硫气体，A中的现象是 。
（2）如果A中盛的是浓硫酸，加入铜，加热反应，此反应中表现浓硫酸的酸性和 性。
（3）如果A中盛的是浓盐酸，加入二氧化锰，加热反应，此反应中浓盐酸的作用是 。
正确答案
37．（每空2分，共6分）（1） 红色褪去 。（2） 强氧化 。（3） 还原剂 。
（1）SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色。
（2）浓硫酸再加热的条件下，和铜发生氧化还原反应，生成硫酸铜、SO2和水，所以表现硫酸的氧化性和酸性。
（3）在加热的条件下，二氧化锰能氧化浓盐酸，生成氯化锰、氯气和水，所以表现盐酸的还原性和酸性。
臭氧能与KI溶液反应，生成一种可使带余烬的木条复燃的气体，向反应后溶液中滴入酚酞变成红色，若滴入淀粉溶液则变成蓝色。为测定大气中臭氧的含量，将0℃，1.01×105Pa，33.6m3的空气通过KI溶液，使之完全反应，在所得溶液中用0.01mol／L的Na2S2O3溶液60mL恰好与之反应完全（反应式为2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI）。
（1）完成下列方程式：O3+KI+H2O→____
（2）计算大气中臭氧的体积分数。
正确答案
(1)O3+2KI+H2O=O2+I2+2KOH
(2)空气中含臭氧的体积为2×10-5%
(1)O3+2KI+H2O=O2+I2+2KOH
(2)设空气中含臭氧的体积为x
依题意：O3～I2～2Na2S2O3
22.4L 2 mol
X 0.01 mol／L×0.060L
（8分）在下列用途或反应中，硫酸表现出的性质为：
（1）实验室制取氢气体现硫酸的酸性；（2）浓硫酸干燥氢气体现浓硫酸的吸水性；（3）浓硫酸溶解金属铜体现强氧化性；
（4）浓硫酸可用钢瓶贮运强氧化性；（5）浓硫酸使蔗糖变黑体现浓硫酸的脱水性；
（6）浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑体现浓硫酸酸性和脱水性。
正确答案
⑴ B ⑵ C ⑶ B E ⑷ E ⑸ D ⑹ B D （每字母各1分)
（1）实验室制取氢气体现硫酸的酸性；
（2）浓硫酸干燥氢气体现浓硫酸的吸水性；
（3）浓硫酸溶解金属铜体现强氧化性；
（4）浓硫酸可用钢瓶贮运强氧化性；
（5）浓硫酸使蔗糖变黑体现浓硫酸的脱水性；
（6）浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑体现浓硫酸酸性和脱水性。
硫化钠是用于皮革鞣制的重要化学试剂，可用无水芒硝（Na2SO4）与炭粉在高温下反应而制得，反应式如下：
① Na2SO4 + 4C →高 温 Na2S + 4CO
② Na2SO4 + 4 CO→高 温 Na2S + 4CO2
(1)现要制取Na2S 7.8克，需要无水芒硝（Na2SO4） g；
(2)若在反应中生成的Na2S物质的量为1 mol，则消耗的碳单质的物质的量范围n的范围是 < n < ；
(3)若在上述反应中消耗的碳单质为1mol，生成Na2S的物质的量为 y mol，生成的CO和CO2的物质的量之比为x，则y与x的关系式为y= ；
(4)Na2S放置在空气中，会缓慢氧化成Na2SO3及Na2SO4，现称取已经被部分氧化的硫化钠39.2 g溶于水中，加入足量盐酸，充分反应后，过滤得沉淀9.6g，放出H2S气体1.12L(标准状况)，求：39.2g被部分氧化的硫化钠中Na2S的物质的量为 mol；Na2SO3的物质的量为 mol；Na2SO4的物质的量为 mol。
正确答案
(1) 14.2 （2分） (2) 2 ~4 （2分）(3) y = （3分） (4)0.25；010 ；0.05 （3分）
略
某研究性学习小组用如下图装置进行铜与浓硫酸反应的实验研究。
（1）装置A中发生反应的化学方程式 ；
（2）若要使B 中收集满干燥的SO2气体（并证实B中已收集满），则上述装置的连接顺序为： 接 接 接 接 （用字母表示）
（3）待烧瓶中充分反应后，同学们发现铜有剩余。经检测发现硫酸也有剩余．其原因是 ；
检验硫酸有剩余的方法是 .
（4）在不补充浓硫酸的前提下．为使铜进一步溶解，可向烧瓶中加入 （填序号）
①盐酸 ② FeSO4 ③ Fe2O3 ④KNO3
正确答案
按正确的顺序连接装置：A―制SO2，C―干燥，B―收集SO2，D―检验SO2,E―吸收尾气。
⑴Cu＋2H2SO4（浓）
⑵ACBDE
⑶稀硫酸与铜不反应，所以随反应的进行，硫酸浓度变稀，铜和硫酸都有剩余；取反应后的溶液，加入锌等活泼金属，有气泡产生，检验气体，有爆鸣声，说明硫酸有剩余。
⑷溶液中有H＋，补充NO3―会发生3Cu＋2NO3―＋8H＋=3Cu2＋＋2NO＋4H2O，选④，另外Cu也能被Fe3＋氧化，③也行。
（18分）某同学设计了如下装置用于制取SO2和验证SO2的性质。分流漏斗内装75%的浓硫酸，锥形瓶内装固体Na2SO3。试回答以下问题：
⑴锥形瓶内发生的反应的化学方程式为： 。
⑵实验过程中，品红试液的颜色变为： ；石蕊试液的颜色变化为： 。实验后加热烧瓶，品红试液的颜色变化为： 。
⑶溴水与SO2反应的离子方程式为： 。
⑷导管①的作用是： ；倒置漏斗的作用是 。
⑸方框内装置能否换成启普发生器？ （回答“能”或“不能”）。
正确答案
⑴Na2SO3+H2SO4＝Na2SO4+SO2↑+H2O（2分） ⑵由红色变为无色（2分）；先由紫色变为红色，后颜色逐渐褪去（2分）；颜色又恢复为原来的红色（2分）⑶Br2+SO2+H2O＝4H++2Br-+SO42-（3分）⑷平衡分液漏斗和锥形瓶内压强，使液体能够顺利流下（3分）；防止烧杯内液体倒流入左侧试剂瓶内 （2分）⑸不能（2分）。
本题旨在考查SO2的性质及对实验设计的简单理解和评价。⑴⑶都为常见的化学反应，相对简单。⑵由于SO2具有漂白性且其漂白具有稳定性，故品红先变无色，加热后又逐渐恢复为红色。由于SO2不能使指示剂褪色，故其溶液只能表现出酸性而使石蕊变为红色。⑷当方框右侧的多个装置会对SO2的流动造成阻碍作用，故锥形瓶内的压强较大，液体不易流下。由此可以想到导管①的作用是为平衡压强之作用。⑸一方面Na2SO3的晶粒较小，会落入硫酸，另一方面Na2SO3易溶于水，遇到硫酸立即溶解，使反应失去控制，故不能使用启普发生器。
【误区警示】I.SO2的漂白具有选择性，它不能使指示剂褪色，如它只能使石蕊由紫色变为红色 Ⅱ.启普发生器只有同时具备以下条件时才能使用：①反应不需要加热；②反应不会放出大量的热；③反应药品为固体和液体，且固体药品为块状且难溶液于水。
（10分）Na2SO3固体在实验室中长期保存易变质。
（1）实验室中欲检验Na2SO3固体样品是否已经变质，最简单的方法为 。
（2）选用以下装置和药品，通过测定生成SO2的质量，可计算m1 gNa2SO3固体样品的纯度。
反应原理：H2SO4（浓）+Na2SO3
供选用的药品：①浓硫酸 ②浓硝酸 ③碱石灰 ④氮气
供选用的装置如下（同一装置可重复选用），将所选仪器按连接顺序从左至右依次填入下表，并填入仪器中对应所加的试剂（不用填A装置中的药品；根据需要填写，可不填满）。
（3）实验结束后，若测得A装置质量减少了m2 g，B装置增重了m3 g，上表中已知的C装置增重了m4 g，则该Na2SO3固体样品的纯度为 。
正确答案
（10分）
（1）取少量样品溶解，先加足量BaCl2溶液，再加足量稀盐酸(或先加足量稀盐酸,再加足量BaCl2溶液)，若仍有白色沉淀存在，证明Na2SO3变质，若无白色沉淀证明Na2SO3未变质。
（2）（从前往后看，某一步出错此步之前正确照样得分，其后则不得分）
略
（4分）已知Cu+2H2 SO4（浓）= CuSO4 +2H2O + SO2↑，若有0.2molCu反应掉，则生成SO2的体积为： （标况下），有 mol H2SO4发生还原反应。
正确答案
（4分）4.48L（无单位或写错单位扣1分） ； 0.2
略
向铜片中加某浓度的硫酸120 mL，在加热条件下反应，待铜片全部溶解后，将其溶液稀释到500 mL，再加入足量锌粉，使之充分反应收集到标准状况下气体2.24 L,过滤残留固体，干燥后称量，质量减轻了7.5 g，求原硫酸的物质的量浓度。
正确答案
17.5 mol·L-1
Zn + H2SO4(稀)====ZnSO4+H2↑
0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol
Zn与CuSO4反应固体质量减轻：
7.5 g-0.1 mol×65 g·mol-1="1.0" g
Zn+CuSO4====ZnSO4+Cu Δm(固)
65 g 1 mol 64 g 1.0 g
Cu+2H2SO4(浓)
2 mol 1 mol
c(H2SO4)=
下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物，填写下列空白。
(1)如下图将装置中①②③三部分仪器的连接顺序变为②①③，则可以检验出的物质
是___________；不能检验出的物质是___________。
(2)如果将仪器的连接顺序变为①③②，则可以检验出的物质是___________；不能检验出的物质是___________。
(3)如果将仪器的连接顺序变为②③①，则可以检验出的物质是___________；不能检验出的物质是___________。
正确答案
(1)SO2、CO2 H2O (2)H2O SO2、CO2 (3)SO2、CO2 H2O
浓H2SO4与木炭反应式为
C+2H2SO4(浓)
随CO2与SO2逸出的还有H2O(g)。
①可用来检验并除H2O(g)；②可用来检验并除去SO2；③可用来检验CO2。但即使干燥的气体，通过②或③后也会带出H2O(g)。
试题采用变式训练的模式，设计出了检验反应产物的三套错误装置，实为考查实验设
计和物质性质判定能力。试题新颖，难度适中，能较好地考查实验能力和思维能力，具有较好的导向。
写出CO2气体与Na2O2反应的化学方程式。某学生欲通过实验来探索SO2和Na2O2反应的产物，请你协助完成下列假设与设计：
(1)从SO2和Na2O2双方的性质出发，推测彼此反应的产物，写出虚拟反应式。
(2)画出完成此项实验的装置图。
(3)说明装置各部分所起的作用或添置它的目的。
(4)如何确认二者反应的产物？
正确答案
2CO2+2Na2O2====2Na2CO3+O2 (1)SO2+Na2O2====Na2SO4
(2)见下图：
(3)前一洗气瓶中浓硫酸用于干燥SO2，以防水蒸气与Na2O2反应；中间玻璃管用于SO2与Na2O2反应；后一洗气瓶一是吸收未反应的SO2，二是检验有无O2生成。
(4)将Na2O2反应后的固体溶于水后，加盐酸酸化的BaCl2溶液，如有沉淀生成则说明生成的产物为Na2SO4。
SO2有较强的还原性，Na2O2有较强的氧化性，二者发生氧化还原反应，产物只能为Na2SO4。
Na2SO3在30℃时的溶解度为35.5克/100克水。
（1）计算30℃时Na2SO3饱和溶液的质量分数。（保留两位小数）
（2）计算30℃时271克Na2SO3饱和溶液中水的质量。
（3）的将30℃时271克Na2SO3饱和溶液冷却到10℃，析出Na2SO3·7H2O晶体79.5克。计算10℃时Na2SO3在水中的溶解度。
正确答案
（1）35.5/135.5*100%=26.20%
（2）水200克
（3）18．6克
略
下列溶液中可能含有
（1）若滴入溴水后，溶液由无色变成棕黄色，并出现浑浊，则溶液中一定含有__________。
（2）若加入硝酸钡溶液，有白色沉淀生成，再加入盐酸，沉淀少部分溶解，原溶液中一定含有__________。
（3）若加入氯化钡溶液及盐酸的混合溶液无沉淀生成。若先加氯水，然后再加入氯化钡溶液和盐酸，有白色沉淀生成，则原溶液中一定含有__________。
（4）若加入氢氧化钡无沉淀生成，加入硝酸银溶液也无沉淀生成，则原溶液中阴、阳离子只可能是__________。
正确答案
（1）Br-、S2-、Na+ (2)
(3)
离子存在的情况决定了所加试剂及产生的现象。
（1）滴入溴水后溶液由无色变为棕黄色并出现浑浊，溶液中一定含有I-，I-被Br2氧化为单质：2I-+Br2====I2+2Br-,故溶液变为棕黄色。
出现浑浊是由于S2-被氧化为单质S出现沉淀：S2-+Br2====2Br-+S↓，所以也一定含有S2-。
因为有阴离子就必须有与之相应的阳离子，故必有Na+。
（2）加入硝酸钡有白色沉淀生成，现加入盐酸，沉淀少部分溶解，则溶液中必含有
同样该溶液中必含阳离子。由于Na2SO4、Na2SO3、MgSO4可溶于水，而MgSO3微溶于水，可能形成沉淀，Mg2+与
（3）若在溶液中加入氯化钡和盐酸的混合溶液，无沉淀生成。先加入氯水，然后再加入氯化钡溶液及盐酸，有白色沉淀产生。该溶液中必含
故再加入氯化钡溶液及盐酸将产生不溶于酸的白色沉淀BaSO4。该溶液中的阳离子应为Na+,因为Mg2+与
（4）若加入Ba(OH)2溶液无沉淀，则溶液中无
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