- 非金属及其化合物
- 共31702题
SO2是一种重要的化工原料,也是一种环境污染物。
(1)SO2可用于工业制Br2过程中吸收潮湿空气中的Br2,反应的离子方程式是 。
(2)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应: 。
(3)工业上用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2。将烟气通入1.0 mol•L-1的Na2SO3溶液,溶液pH不断减小。当溶液pH约为6时,吸收SO2的能力显著下降,应更换吸收剂。
①此时溶液中c(SO32-)的浓度是0.2 mol•L-1,则溶液中c(HSO3-)是_________mol•L-1,由此说明NaHSO3溶液显 性,用化学平衡原理解释: 。
②向pH约为6的吸收剂中通入足量的O2,可将其中的NaHSO3转化为两种物质,反应的化学方程式是 。
正确答案
(1)SO2 + Br2 + 2H2O = SO42—+ 2Br—+ 4H+;(2)SO2 + H2O H2SO3;2H2SO3 + O2 = 2H2SO4(3)①1.6;酸;NaHSO3溶液中存在HSO3—
H+ + SO32—和 HSO3— + H2O
H2SO3 + OH—,HSO3—的电离程度大于其水解程度② 2NaHSO3 + O2 = Na2SO4 + H2SO4
试题分析:(1)SO2发生氧化反应生成SO42—而Br2被还原为Br—,反应离子方程SO2+Br2+2H2O= SO42—+2Br—+4H+;(2)氧化硫是酸性氧化物,和水反应生成亚硫酸,亚硫酸不稳定能被空气中的氧气氧化生成硫酸,反应方程式为SO2+H2OH2SO3;2H2SO3+O2=2H2SO4(3)①向Na2SO3溶液中通入SO2生成NaHSO3,反应方程式SO2+Na2SO3+2H2O=2NaHSO3,溶液中反应的硫酸根离子和生成硫酸氢跟离子的物质的量比为1:2,即溶液中参加反应的硫酸根为(1.0-0.2)mol•L-1,则生成的硫酸氢跟为2(1.0-0.2)mol•L-1="1.6" mol•L-1,硫酸氢跟电离产生氢离子,且电离程度大于水解程度,故溶液显酸性,NaHSO3溶液中存在HSO3—
H+ + SO32—和 HSO3— + H2O
H2SO3 + OH—,HSO3—的电离程度大于其水解程度②向NaHSO3溶液中通入氧气,可将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,反应方程式2NaHSO3 + O2 = Na2SO4 + H2SO4。
(11分)有一瓶无色气体可能含有H2S、CO2、HBr、SO2、Cl2中的一种或几种,将其通入稀氯水中得无色透明溶液,将溶液分成两份,向一份中加入用稀HNO3酸化的AgNO3,生成白色沉淀,向另一份中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,也生成白色沉淀。
(1)原气体中肯定含有____________________________,可能含有
____________________________。
(2)对可能含有的成分,请你设计一套简单合理的实验方案,并具体说明在此方案中,气体通过的各装置的作用。
正确答案
(1)SO2 CO2
(1)因为气体为无色气体,所以不含Cl2。该气体通入稀氯水中得无色透明溶液,证明不含H2S和HBr,含SO2。因为,如果含H2S,则发生下列反应:
H2S+Cl2====2HCl+S↓
生成的S会使溶液变浑浊;如果含有HBr,则会发生下列反应:
2HBr+Cl2====2HCl+Br2
生成的Br2会使溶液显黄色(或橙色);如果不含SO2,就不会发生下列反应:
SO2+Cl2+2H2O====2HCl+H2SO4
不发生上列反应,就不会除去氯水中的Cl2,所得溶液就不会无色,而是浅黄绿色。
将该气体通入氯水中所得溶液为稀HCl(aq)和稀H2SO4(aq)的混合溶液,加入AgNO3(aq)生成AgCl沉淀:
Ag++Cl—====AgCl↓
加入BaCl2(aq)生成BaSO4沉淀:
Ba2++====BaSO4
由此也能证明原气体肯定含有SO2,CO2可能含有,也可能不含有。
(2)欲验证CO2,可除去SO2,将验证不含SO2的剩余气体通过足量石灰水,石灰水变浑浊,证明含CO2;石灰水不变浑浊,证明不含CO2。
(10分)
(1)浓硫酸和木炭(C)加热时反应的化学方程式为:
;
为了验证反应的全部生成物,用下图装置进行实验。
(2)上图A处是完成实验的必要装置,它是下列图中的(填编号) ;
(3) C装置中盛放的试剂为 ,
其作用是 ;
(4)能够证明存在CO2气体的实验现象是:
。
正确答案
(1)C + 2H2SO4(浓)CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O;(2分)
(2)③(2分)
(3)酸性KMnO4溶液(2分) 除去SO2;(2分)
(4)C中酸性KMnO4溶液不褪色,同时D中澄清石灰水变混浊。(2分)
由反应C + 2H2SO4(浓)CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O知道,由于CO2和SO2的检验过程中都需要水溶液,故产物检验时必须先检验水,一般用无水硫酸铜;
而CO2和SO2均为酸性氧化物,性质相近,而SO2具有还原性、漂白性,是独有性质,故可用品红溶液来检验它的存在,再用酸性KMnO4溶液进行吸收,随后用澄清石灰水检验CO2的存在。
(4分)浓硫酸在下列用途和现象中所表现的性质是
用途或现象
体现浓硫酸的性质
(1)浓硫酸使胆矾变成白色
(2)浓硫酸使蔗糖变”黑面包”
(3)浓硫酸与铜片共热
(4)浓硫酸的木炭共热产生气体
正确答案
(1)C (2)D E (3)B E (4)E
略
(9分)燃煤锅炉将排放大量SO2,污染大气造成公害,常采用两种方法消除燃煤SO2的污染。
(1)使排放的烟气通过氨水洗涤,化学方程式是
(2)在煤中加适量石灰,使SO2与石灰反应,化学方程式为 ,
该生成物仍可被氧化而成稳定的石膏,化学方程式为 。
正确答案
(1)SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3
(2)CaO+SO2=CaSO3; 2CaSO3+O2 +4H2O="2" (CaSO4·2H2O)
略
硫与热强碱溶液可生成S2-和SO32-;生成物继续与硫作用得S22-和S2O32-。过滤后除去过量硫,向滤液中加入一定量的强碱后,再适入足量的SO2,SO2与S22-也完全转化为S2O32-。问:
S+SO2+OH-完全转化为S2O32-的离子方程式____________________
amol S最终转化为Na2S2O3,需SO2、NaOH的物质的量分别为________
若amolS最终转化为Na2Sz耗原热碱溶液6molNaOH,则Na2Sx中x值为
_________。
正确答案
(1) S+SO2+2OH-=S2O32-+H2O (2) a、2amol (3)
3S+6OH‑ △ 2S2-+SO32-+3H2O …………①
S2-+(x+1)S Sx2- ………………②
SO32-+S △ S2O32- ……………………③
由①②③迭加得:(2x+2)S+6OH- = 2Sx2-+S2O32-+3H2O …………④
SO2+Sx2-+OH-——S2O32-+H2O ………………⑤
由④⑤迭加得:S+SO2+2OH-=S2O32-+H2O …………………………⑥
答第(1)问时,实质不必要这么繁的过程,因Sx2-、SO32-均为中间产物,只要抓住反应物为S和SO2及OH-,生成物为S2O32-和水即可得反应⑥。
由⑥式可知每有1mol硫需1molSO2和2molOH-,则SO2和OH-分别为a、2amol。
(3)由④式可知
x=
使一定质量的Zn与100mL18.5mol/L的浓硫酸充分反应,Zn完全溶解,同时生成标准状况下的气体A为33.6L。将反应后的溶液稀释至1L,测得溶液中c(H+)=0.1mol/L。求气体A中各组分的体积比
正确答案
V(SO2)/V(H2)=1/4
设A中SO2、H2的物质的量分别为x、y
Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
_ 2x X y y
则:2x+y=0.1×18.5-1×0.1/2 x+y=33.6/22.4
解得:x=0.3mol y=1.2mol
所以:V(SO2)/V(H2)=1/4
(12分)某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应,用如图所示的装置进行有关实验。请回答:
(1)装置A中发生的化学反应方程式为 。
(2)装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体,这种液体是 ,其作用是 。
(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后,关闭旋塞K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中现象是 。B中应放置的液体是 (填字母)。
a. 水 b. 酸性KMnO4溶液 c. 浓溴水 d. 饱和NaHSO3溶液
(4)实验中,取一定质量的铜片和一定体积18mol·L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完毕,发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是 。
②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是 (填字母)。
a. 铁粉 b. BaCl2溶液 c. 银粉 d. Na2CO3溶液
正确答案
(12分)
(1) Cu+2H2SO4==CuSO4+SO2↑+2H2O 。
(2) NaOH溶液 , 吸收SO2尾气 。
(3) 广口瓶B中液体被压入漏斗中 。 d. 。
(4) ① 反应变成稀硫酸后不与铜反应 。 ② a. d
略
(10分) 向氢氧化钠溶液中慢慢地通入二氧化硫气体,反应生成正盐,当继续通入过量二氧化硫时,正盐便转化成酸式盐。
⑴写出上述反应的化学方程式①
②
⑵标准状态下,向100mL2mol/L的NaOH溶液中通入3.36L二氧化硫气体,反应后溶液中溶质的成分为 。
⑶试计算,在标准状态下,100mL2mol/L的NaOH溶液中最多可吸收多少体积二氧化硫气体?
正确答案
(10分)⑴SO2+2NaOH Na2SO3+H2O 2分
Na2SO3+SO2+H2O 2NaHSO3 2分
⑵Na2SO3 、NaHSO3 2分
⑶当NaOH溶液反应吸收最多体积二氧化硫气体时,反应为
SO2 + NaOH NaHSO3
1mol 1mol
0.2mol x x=0.2mol
V(SO2)=22.4L/mol×0.2mol=4.48L 4分
略
(14分)工业生产中含硫废水的排放会污染环境,需要对含硫废水进行处理与利用。
(1)某制革厂含硫废水中主要含有物是Na2S。
①测得该废水溶液pH=12,用离子方程式解释溶液呈碱性的原因 。
②含硫废水的处理过程中可以采用纯氧将Na2S转化为Na2SO4,则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。已知1000℃时,硫酸钠与氢气发生下列反应:Na2SO4(s) + 4H2(g) Na2S(s) + 4H2O(g) ,已知该反应的平衡常数K1000℃<K1400℃,则该反应的△H______0(填“>”“=”或“<”)。
(2)含硫燃料中间体废水中主要含有物为Na2SO3,回收废水中的硫化物,以减少资源的浪费,可采用以下方法:
①中和含酸废水工业常用的试剂x是 。
②写出H2S气体与足量NaOH溶液反应的化学方程式 。
③铁屑与石墨能形成微型原电池,SO32—在酸性条件下放电生成H2S进入气相从而达到从废水中除去Na2SO3的目的,写出SO32—在酸性条件下放电生成H2S的电极反应式: 。
④已知:2H2S(g)+O2(g) =" 2" S(s) +2 H2O(l) △H=" —632.8" kJ/mol
SO2 (g) =" S(s)" + O2(g) △H= +269.8kJ/mol
H2S与O2反应生成SO2和H2O的热化学方程式为 。
正确答案
(14分)
(1)①S2—+ H2OHS— + OH— (2分)
② 1:2 (2分) > (2分)
(2)①石灰水 (2分)
② H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O (2分)
③ SO32—+ 8H+ + 6e—= H2S↑+ 3H2O (2分)
④ 2H2S(g)+3O2(g) = 2SO2 (g) + 2H2O(l) △H= —1172.4kJ/mol (2分,合理给分)
略
(5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________________;(2)干燥氢气________________;
(3)浓硫酸溶解金属铜________________;(4)浓硫酸可用钢瓶贮运_____;
(5)硫酸使蔗糖变黑_______________;
正确答案
(1) B(2)C(3)B、E(4)E(5)D
略
(13分)二氧化硫和氮氧化物是常用的化工原料,也会给大气带来严重污染,综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。
(1)汽车尾气中主要含有CO、NO2、SO2、CO2气体,其中 能导致光化学烟雾的形成;
目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器,可以有效的将尾气中的有害气体转化。如:CO(g)+NO2(g)NO(g)+CO2(g) △H=-akJ·mol—1(a>0)2CO(g)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-bkJ·mol—1(b>0)
据此回答:若用标准状况下3.36升CO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为 mol,放出的热量为 kJ(用含有a和b的代数式表示)。
⑵新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2,再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外,还能得到一种复合肥料,该复合肥料可能的化学式为 (只要求写一种)。
(3)工业上生产硫酸时,将SO2氧化为SO3是关键一步。
①某温度下,SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g);△H=" —98" kJ· mol—1。开始时在10L的密闭容器中加入4.0mol SO2(g)和5.0molO2(g),当反应达到平衡时共放出热量196kJ,该温度下平衡常数K= 。
②一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2,发生下列反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡后改变下述条件SO3 的体积分数变大的是
A.保持温度和容器压强不变,充入2mol SO3
B.保持温度和容器体积不变,充入2mol N2
C.保持温度和容器体积不变,充入0.5mol SO2和0.25mol O2
E.升高温度 F.移动活塞压缩气体
(4)某人设想以右上图所示装置用电化学原理生产硫酸,写出通入SO2的电极的电极反应式:
。
正确答案
(1)NO2;0.3; 3(2a+b)/80
⑵(NH4)3PO4(或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4)
(3)①2.5 mol-1·L
②CF
(4)SO2+ 2H2O→ SO42—+4 H+ + 2e—
略
(17分)在化学课上,围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究:将适量的蔗糖放入烧杯中,加入几滴水,搅拌均匀。然后加入适量浓硫酸,迅速搅拌,放出大量的热,同时观察到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,并放出有刺激性气味的气体。请回答:
(1)生成的黑色(单质)物质是 ___________(填化学式)。
(2)这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体,其中一种气体有刺激性气味,是大气的主要污染物之一,这种刺激性气味的气体成分是_________(填化学式),这种黑色物质继续与浓硫酸作用,产生两种气体的化学方程式为___________________________________。
(3)据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象,说明浓硫酸具有_________(填序号)。
(4)将实验②产生的刺激性气味气体通入品红溶液,可以看到品红溶液________说明这种气体具有__________性;将②中产生的刺激性气味的气体通入水中可生成一种不稳定、易分解的酸,请写出该反应的化学方程式_________________________
(5)能否用澄清石灰水鉴别这两种气体?_________(填“能”或“不能”)若不能请填写两种能鉴别的试剂__________________________________________。
正确答案
(17分)
(1) C (2分)
(2)SO2 ; C+2H2SO4(浓)=△=CO2↑+2SO2↑+2H2O ;(3分
(3)C.D (2分)
(4)褪色;漂白;SO2 + H2OH2SO3 (4分)
(5)不能(2分);品红溶液、溴水、KMnO4溶液、FeCl3溶液等(答案合理即可)(4分)
浓硫酸有脱水性,把氢和氧按2:1脱去,蔗糖化学式为C12H22 O11,脱水后为碳,所以出现黑色;浓硫酸具有强氧化性,能和碳氧化还原,,自身还原为SO2,把碳氧化为CO2;其中SO2为酸性氧化物,能和水反应生成亚硫酸,具有漂白性,使品红褪色,因为CO2;也是酸性氧化物,和澄清石灰水都反应生成沉淀,只能用SO2不同于CO2的性质(漂白性、还原性)来检验,品红溶液、溴水、碘水、KMnO4溶液、FeCl3溶液、Ba(NO3)2
亚硫酸钠中的+4价硫,既有氧化性,又有还原性。现有试剂:溴水、Na2S溶液、 Na2SO3溶液、稀硫酸、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、Na2SO3溶液 溴水颜色逐渐褪去 SO32-+Br2+H2O=SO42-+2Br-+2H+
(2)Na2S溶液、Na2SO3溶液、稀硫酸 有淡黄色的沉淀生成 SO32-+2S2-+6H+=3S↓+3H2O
要证明Na2SO3具有还原性,只能选择氧化剂溴水,且溴水会褪色;要证明Na2SO3具有氧化性,应选用还原剂Na2S溶液,并选择稀硫酸作为酸性介质。
铜与浓硫酸发生反应的化学方程式为:Cu+2 H2SO4(浓) △ CuSO4+ SO2↑ + 2 H2O,其中铜元素的化合价 (填“升高”或“降低”),被 (填“氧化”或“还原”,下同),浓H2SO4作 剂;在该反应中,若消耗了0.5 mol Cu,则标准状况下生成SO2的体积约为 L。
正确答案
27、升高 氧化 氧化 11.2L
化合价升高被氧化,浓硫酸做氧化剂还有酸的作用。在该反应中,若消耗了0.5 mol Cu,则标准状况下生成SO2为0.5mol.
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