- 非金属及其化合物
- 共31702题
(16分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是最重要的硫代硫酸盐,俗称“海波”,又名“大苏打”。易溶于水,不溶于乙醇。在棉织物漂白、定量分析中有广泛应用。
某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想,通过实验探究Na2S2O3的化学性质。
【样品制备】实验室中常用亚硫酸钠和硫磺制备Na2S2O3·5H2O。写出反应的化学方程式 ;
反应液经脱色、过滤、浓缩结晶、过滤、洗涤、干燥即得产品。所得晶体用乙醇洗涤的目的是 ;
【提出问题】Na2S2O3是否与Na2SO4具备相似的下列性质呢?
猜想①: ;
猜想②:溶液呈中性,且不与酸反应;
猜想③:无还原性,不能被氧化剂氧化。
【性质探究】基于上述猜想②、③,设计实验方案。
【实验结论】
Na2S2O3能与酸反应,具有还原性,与Na2SO4的化学性质不相似。
【问题讨论】
(1)甲同学向探究“猜想③”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液,观察到有白色沉淀产生,并据此认为氯水可将Na2S2O3氧化。你认为该方案是否正确并说明理由: 。
(2)请重新设计一个实验方案,证明Na2S2O3具有还原性。你的实验方案是: 。
正确答案
【样品制取】Na2SO3 + S + 5H2O ══Na2S2O3·5H2O 除去可溶性杂质,减少产品的溶解损耗
【提出问题】与BaCl2溶液反应有沉淀生成
【性质探究】用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液,点滴到pH试纸的中央,有淡黄色沉淀和无色刺激性气味气体产生 S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+
【问题讨论】
(1)不正确,因氯水中本来就含有Cl-
(2)在少量Na2S2O3溶液中滴入氯水,然后滴入氯化钡溶液,若观察到白色沉淀产生,加入盐酸后不溶解,则说明Na2S2O3能被氯水氧化
试题分析:【样品制取】:明确反应物是Na2SO3、S ,生成物是Na2S2O3·5H2O,可快速书写出化学反应方程式;由已知:“易溶于水,不溶于乙醇”,说明乙醇的作用是除去杂质、减少损耗。
【提出问题】硫酸钠与氯化钡反应生成白色沉淀,猜想Na2S2O3与BaCl2溶液反应有沉淀生成;
【性质探究】根据盐类水解的规律,无弱不水解,有弱才水解,越弱越水解,谁强显谁性,Na2S2O3为
强碱弱酸盐,水解呈碱性,用PH试纸测溶液的PH;
向pH=2的硫酸中滴加Na2S2O3溶液,硫代硫酸钠和硫酸反应生成二氧化硫气体和硫单质,Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O;
根据氧化还原反应的实质得失电子守恒,S2O32-→2SO42-~8e-,Cl2→2CI-~2e-,所以4molCl2氧化1molS2O32-,得到8molCl-和2molSO42-,根据电荷守恒,生成物中应有10molH+,根据原子守恒反应物中应有5molH2O,离子方程式为S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+。
【问题讨论】(1)氯水的成分中含有氯离子,可以和AgNO3溶液反应产生白色沉淀。
(2)Na2S2O3被氯水氧化生成硫酸根离子,硫酸根检验时要排除碳酸根离子和亚硫酸根离子的干扰,所以加入用盐酸酸化的氯化钡溶液,如果有白色沉淀产生,则证明含有硫酸根离子,反之则没有。
考查了物质的检验,要求会根据题中给予信息分析问题、解决问题,题目难度中等.
(16分)硫酸是一种实验室常用的化学试剂。请按要求填空:
(1)浓硫酸试剂瓶上适合贴上的图标是 (填写字母标号)。
(2)实验室有1.00mol·L-1的硫酸溶液,从中准确量出10.00 mL,其物质的量浓度为 mol·L-1。现将准确量出的10.00 mL的硫酸溶液配制成0.100mol·L-1的稀硫酸,所需要的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒还需 和 。
(3)用图所示的实验装置验证铜与浓硫酸反应生成的气体产物,则装置②、③分别为 。
A.品红溶液 B.BaCl2溶液 C.NaOH溶液 D.AgNO3溶液
(4)装置①中发生反应的化学方程式为 ,
若装置①中加入铜6.4g和含有0.2molH2SO4的浓硫酸,则产生二氧化硫质量
A.等于6.4克 B.大于6.4克 C.小于6.4克 D.不能确定
(5)若将装置①中的铜片换成木炭,装置②试管内为品红溶液, 装置③试管内为澄清石灰水,则装置①中发生反应的化学方程式为 。装置②中的现象是 。根据装置③观察到有白色沉淀生成的现象 , (填“能”或“不能”)判断该白色沉淀一定只有CaCO3。
正确答案
(共16分)
(1)C(1分) (2) 1.00(1分);胶头滴管(1分);100mL容量瓶(1分)
(3)A(1分);C(1分)
(4)Cu+2H2SO4(浓)="==" CuSO4+SO2↑+2H2O (2分) C(2分)
(5)C+2H2SO4(浓)=== CO2+2SO2↑+2H2O(2分)
溶液由红色变为无色(2分) 不能(2分)
试题分析:(1)浓硫酸具有强氧化性,有很强的腐蚀性。(2)在同一个溶液中的浓度是相等的。配置溶液需要的仪器有,烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶。(3)②中验证SO2用的是品红溶液。③中是进行尾气吸收用的是NaOH溶液。(4)①中发生的是铜和浓硫酸的反应,方程式为:Cu+2H2SO4(浓)="==" CuSO4+SO2↑+2H2O,因为浓硫酸反应过程中浓度越来越稀,到最后呈稀硫酸就不和铜反应了,故产生二氧化硫质量小于6.4克。(5)①中发生的是炭和浓硫酸的反应,方程式为:C+2H2SO4(浓)=== CO2+2SO2↑+2H2O,SO2通入到中品红溶液褪色,因为SO2能和反应生成沉淀,所以不能判断该白色沉淀一定只有CaCO3。
点评:本题重点考查的是浓硫酸的氧化性的相关知识,题中涉及到的化学反应均为课本中的,学生要注重对课本知识的学习。
(6分)右图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。
Ⅰ.硫酸具有A-D所示的性质,以下过程主要表现了浓硫酸的那些性质?请将选项字母填在下列各小题的括号内:
A强酸性 B 吸水性 C 脱水性 D 强氧化性
(1)浓硫酸可以干燥氢气( )
(2)浓硫酸使木条变黑 ( )
(3)热的浓硫酸与铜片反应( )
Ⅱ.现用该浓硫酸配制100 mL 1 mol/L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;⑦玻璃棒; ⑧100mL容量瓶。请回答:
(1)配制稀硫酸时,上述仪器中不需要使用的有 (选填序号)。
(2)经计算,配制100mL1mol/L的稀硫酸需要用量筒量取上述浓硫酸的体积为 mL。
(3)下列操作会使配制的溶液浓度偏高的是( )
正确答案
Ⅰ. (每空1分) (1)B ; (2)C ;(3)A D
Ⅱ.(每空1分) (1) ②④⑥ ; (2)5.4(3分) (3)B
Ⅰ.(1)浓硫酸可以干燥氢气,体现了浓硫酸的吸水性,选B。
(2)浓硫酸使木条变黑,体现了浓硫酸的脱水性,选C。
(3)热的浓硫酸与铜片反应,体现了浓硫酸的酸性和氧化性,选A D
Ⅱ.(1)配制稀硫酸时,因为溶质是液体,不需要使用的有烧瓶、药匙、托盘天平,选②④⑥
(2)经计算,配制100mL1mol/L的稀硫酸需要用量筒量取上述浓硫酸的体积为5.4ml。
根据稀释前后溶质的物质的量不变计算。设需要浓硫酸的体积为Vml,1.84V×98%=0.1×1×98 解得V=5.4ml
(3)A.量取浓H2SO4时,俯视刻度线,浓硫酸取得少,使所配浓度偏低
B.定容时,俯视容量瓶刻度线,水放得少,使所配浓度偏高
C.配制前,容量瓶中有水珠,对所配溶液无影响
D.定容后摇匀发现液面下降而未向其中再加水,相当于水放多了,使所配浓度偏低。
故选B。
硫铁矿又称黄铁矿(主要成分FeS2,杂质不含硫元素),是地壳中分布最广的硫化物。因其浅黄的颜色和明亮的金属光泽,常被误认为是黄金,故又称“愚人金”。
工业上硫铁矿主要用于接触法制造硫酸,其反应原理为:
①FeS2与O2高温下反应生成SO2;
②SO2在催化剂作用下与O2反应生成SO3;
③SO3与H2O反应生成H2SO4.
(1)若1.00吨 SO2与O2的混合气体中含SO2 0.40吨,在一定条件下发生反应②,有80%的SO2发生转化,则反应后混合气体中SO3的质量分数是_________。
(2)现用80吨硫铁矿制硫酸,最后生产出100吨98%的硫酸。若反应过程中硫元素的损失率为5%,则硫铁矿中FeS2的质量分数为__________________。
(3)在浓硫酸中继续溶解SO3后所形成的液体称发烟硫酸,其浓度通常以游离的SO3含量来表示,如20%的发烟硫酸即表示在硫酸中含有20%的SO3。现有1L含SO330%的发烟硫酸(密度为1.95g/cm3),要把它稀释成质量分数为95%的浓硫酸,需加水约多少?(写出计算过程)
(4)已知:850℃~900℃时,硫铁矿在氧气中煅烧,可能发生下列反应:
①3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2
②4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2
为使FeS2煅烧完全生成Fe2O3,工业上使用过量氧气,当氧气过量20%时,求所得炉气中SO2的体积分数。(写出计算过程)
57.将480 g纯净的FeS2在氧气中完全反应,若所得固体中n(Fe)∶n(O)=4∶a,此时消耗氧气b mol,试写出b与a的关系式_______________________。
正确答案
(1)0.4或40%40%
(2)78.9%
(3)241.2g
(4)78.4%
57.b=0.5a+8
试题分析:(1)2SO2+O22SO3。n(SO2)——n(SO3). 发生反应的SO2质量m(SO2)= 0.40吨×80%=0.32吨,则产生的SO3的质量为80/64×0.32吨=0.4吨。故反应后混合气体中SO3的质量分数是0.4÷1×100%=0.4或40%。
(2)根据元素守恒可知关系式为FeS2——2SO2——2SO3——2H2SO4。1mol FeS2可制取2mol H2SO4.即120吨FeS2若完全转化可制取196吨纯净的硫酸。假设的硫铁矿中FeS2的质量分数为X,则可列比例式120:( 2×98) =80×X(1-5%):( 100×98%).解得X=78.9%。
(3)现有1L含SO330%的发烟硫酸(密度为1.95g/cm3),要把它稀释成质量分数为95%的浓硫酸,需加水约多少?m(溶液)= 1.95g/cm3×1000ml ="1950g" .m(SO3)= 1.95g/cm3×1000ml×30%=1950g="585" g.由SO3产生的硫酸质量为585 g×98/80=716.6g. m(H2SO4)= 1.95g/cm3×1000ml×(1-30%)=1365g假设1L含SO330%的发烟硫酸(密度为1.95g/cm3),要把它稀释成质量分数为95%的浓硫酸,需加水质量为Y,则(1950g+Y) × 95%=716.6g+1365g.解得Y=241.2g。
(4)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 假设反应产生8摩尔的SO2,则理论上需要11摩尔的O2。由于氧气过量20%,所以实际通入的氧气的物质的量为11×120%mol =13.2mol.过量的氧气为2.2mol.在同温同压下,对于气体来说气体的体积比就是它们的物质的量的比。故所得炉气中SO2的体积分数8÷(8+2.2)×100%=78.4%。
57.在FeS2中n(Fe):n(S)=1:2。480g FeS2的物质的量为480g÷120g/mol=4mol.n(SO2)=8mol.n(Fe)=4mol。在所得固体中n(Fe)∶n(O)=4∶a, n(Fe)=4mol所以在固体中的氧原子的物质的量为amol.在氧化的过程中共消耗的氧气的物质的量为b=0.5a+8。
某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按下图所示装置进行实验。
请回答下列问题:
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是___________,其中发生反应的化学方程式为_____________________________________________;
(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是___________、_____________,这些现象分别说明SO2具有的性质是_________和___________;配平下面离子方程式:
□SO2+□+□H2O=□
+□
+□H+;
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象______________________;
(4)尾气可采用____________________溶液吸收。
正确答案
(1)蒸馏烧瓶;Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)溶液由紫红色变为无色;无色溶液中出现黄色浑浊;还原性;氧化性;5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+
(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色
(4)NaOH
试题分析:(1)根据实验装置图,盛放亚硫酸钠的仪器是圆底烧瓶;Na2SO4与浓硫酸反应生成SO2气体、Na2SO4、和H2O,进而可得化学方程式。
(2)二氧化硫中硫元素是+4价,是中间价态,既有还原性,又有氧化性,酸性高锰酸钾有强氧化性,能氧化二氧化硫中+4价的硫,所以二氧化硫能被酸性高锰酸钾溶液氧化而褪色,同时说明二氧化硫有还原性;硫化氢中的硫为-2价,与二氧化硫作用,二氧化硫表现为氧化性,被还原成0价的硫;由化合价升降法可配平离子方程式,Mn元素降低5价,S元素升高2价,求出最小公倍数,进行配平。
(3)二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,但加热褪色后的品红溶液,溶液的颜色能复原。
(4)SO2有毒,能造成污染,所以用NaOH溶液吸收。
(本题共16分)防治环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一。二氧化硫和氮氧化物是大气的主要污染物。
1.将1.5 mol SO2用氢氧化钠溶液、石灰及氧气处理后,假设硫元素不损失,理论上可得到_________________g石膏(CaSO4•2H2O)。
2.用CH4消除NOx污染的化学方程式为:
CH4+4NO → 2N2+CO2+2H2O; CH4+2NO2 → N2+CO2+2H2O
现有11.2 L NO2、NO的混合气体NOx,将其还原为N2,需要4.48 L 的CH4,则混合气体中NO2、NO的物质的量分别为___________________。(体积都已换算为标准状况)
3.(1)常温下用氧缺位铁酸锌ZnFe2Oy可以消除NOx污染,使NOx转变为N2,同时ZnFe2Oy转变为ZnFe2O4。若2 mol ZnFe2Oy与足量NO2可生成0.5 mol N2,则y=_______________。
(2)氧缺位铁酸锌ZnFe2Oz化学式的氧化物形式为aZnO•bFeO•cFe2O3。已知1 mol ZnFe2Oz最多能使4.0 L(标况)NO1.4转化为N2。则上述氧化物形式的化学式可具体表示为______________________________。
4.低温臭氧氧化脱硫脱硝技术可以同时吸收烟气中的氮氧化物和二氧化硫,反应原理是将NOx氧化成N2O5,通过洗涤形成硝酸盐,二氧化硫形成硫酸盐。其主要反应如下:
NO+O3 → NO2+O2 ……………………………………………①
2NO2+O3 → N2O5+O2 …………………………………………②
N2O5+2NH3+H2O → 2NH4NO3 ………………………………③
SO2+O3+2NH3+H2O → (NH4)2SO4+O2 ……………………④
某热电厂烟气中平均含NOx 4.5‰、SO2 9.0‰(体积分数),压缩空气经臭氧发生器变成臭氧空气,其中O3浓度为90 L/m3,臭氧空气与加湿氨气和烟气混合反应。若流量比为y,请通过计算列出y与x的关系式。
正确答案
(本题共16分)
1. 258(2分)
2. 0.3 mol 、0.2 mol(4分)。
3.(1)3(3分)。(2)4ZnO•2FeO•3Fe2O3(3分)。
4.(4分)由反应①②可知,O3在氧化过程中都生成O2,则NOx与O3反应时有如下关系:
2NOx + (5-2x)O3 + H2O → 2HNO3 + (5-2x)O2
设烟气为1m3,其中NOx为4.5L,SO2为9L,则有
2NOx ~ (5-2x)O3
2 5-2x
4.5 90y-9
解之y=0.225-0.05x
1.由S的守恒: SO2 ~ CaSO4•2H2O
2.由题意得:2CH4 + 5NOx→5/2N2 + 2CO2 +4H2O ,由O原子守恒可知x=8/5
再由十字交叉法可知:NO为0.2mol 、NO2为0.3mol
3.(1)由题意及原子守恒可知:2 ZnFe2Oy+ 1 NO2→0.5 mol N2 + 2ZnFe2O4,
由氧原子守恒:2y+2=2×4,知y=3
(2)1 ZnFe2Oz+ 1/4 NO1.4→ 1/8 mol N2 + 1ZnFe2O4可求出,z=15/4
则 ZnFe2O15/4可写作 Zn4Fe8O15,可拆解为4ZnO•2FeO•3Fe2O3
请分析回答某同学在探究浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸分别与铜反应的实验中发现的有关问题。
Ⅰ.探究上述四种酸的氧化性相对强弱及其与铜反应的还原产物的性质
(1)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸,实验结果记录如下表:
①由上表中实验结果,四种酸的氧化性由强到弱的顺序是 。
②由上表可知,铜与稀硫酸在加热条件下不反应,但若同时通入O2,铜片能逐渐溶解,溶液变为蓝色。写出该反应的化学方程式: 。
(2)先将铜与浓硫酸反应产生的气体X持续通入如图所示装置中,一段时间后再将铜与浓硝酸产生的气体Y也持续通入该装置中,则整个过程中可观察到的现象包括 (填字母)。
A.通入X气体后产生白色沉淀
B.通入X气体后溶液无明显现象
C.通入Y气体后产生沉淀
D.通入Y气体后沉淀溶解
E.通入Y气体后溶液中无明显现象
由此可得到的结论是 (填字母)。
A.硝酸的酸性比硫酸强
B.H2SO3的酸性比盐酸强
C.HNO3能氧化H2SO3(或SO2)
D.BaSO4既不溶于水也不溶于HNO3溶液
Ⅱ.如图是某同学探究铜与稀硝酸反应的还原产物的实验装置图,请回答下列问题:
(1)写出铜与稀硝酸反应的离子方程式: 。
(2)已知装置气密性良好,请简述利用该装置证明铜与稀硝酸反应生成的气体产物是NO的操作过程: 。
正确答案
Ⅰ.(1)①浓硝酸>稀硝酸>浓硫酸>稀硫酸
②2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O
(2)BC CD
Ⅱ.(1)3Cu+8H++23Cu2++2NO↑+4H2O
(2)反应停止后打开b,如果看到无色气体变为红棕色,证明生成的气体是NO
根据反应条件“不加热即可发生反应”“微热发生反应”“加热后发生反应”“加热也不发生反应”可以判断氧化性由强到弱的顺序为浓硝酸>稀硝酸>浓硫酸>稀硫酸。铜、稀硫酸与O2反应的化学方程式为2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。铜与浓硫酸反应产生的气体X为SO2,通入BaCl2溶液中不反应,但再通入铜与浓硝酸产生的气体Y(NO2)以后,SO2被氧化为H2SO4,与BaCl2生成BaSO4沉淀。铜与稀硝酸反应产生的NO为无色气体,在U形管右上端聚集,反应一段时间停止后,打开b,如果看到无色气体变为红棕色,则证明生成的气体是NO。
工业上常产生大量的废气、废水、废渣、废热,如果处理不好,随意排放,会造成污染,而如果科学回收,可变废为宝。
(1)工业制硫酸的尾气中含有的少量SO2,可先用氨水吸收,再用稀硫酸处理。
①该反应的化学方程式为_________;
②这样处理的优点是____________________。
(2)硫酸厂产生的大量烧渣(硫铁矿煅烧后的灰渣)的用途是________(写一种即可);写出电解精炼铜阳极泥的一种用途________。
(3)一座大型硫酸厂同时又是一座能源工厂,硫酸厂生产过程中的余热若能充分回收利用,不仅不需要外界供应能源,而且还可以向外界输出大量的热能。硫酸厂产生余热的主要设备名称是________。
(4)干熄焦技术是将炼焦炉推出的约1 000℃的赤热焦炭,在熄焦室中被其逆流的冷惰性气体(主要成分是氮气,温度在170~190℃)熄灭,被加热到700~800℃的惰性气体经除尘后进入余热锅炉,产生的过热蒸气送往汽轮发电机发电。干熄1 t焦炭可产生500 kg过热蒸气,可折合成46 kg标准煤。举出两例采用逆流原理的化工设备或化学仪器________、________。
正确答案
(1)①SO2+NH3·H2O=NH4HSO3、 2NH4HSO3+H2SO4=(NH4)2SO4+2H2O+2SO2↑[或SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O,(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+H2O+SO2↑]
②生成的SO2可用作制硫酸的原料,硫酸铵可作化肥
(2)作高炉炼铁的原料(或回收有色金属、提取金银、制砖等合理答案都可) 回收贵金属金、银等
(3)沸腾炉和接触室(只回答沸腾炉也可以)
(4)热交换器 冷凝管(或工业制硫酸中的吸收塔)
(2)硫酸厂产生的大量烧渣中含有丰富的铁元素(以Fe2O3形式存在),可用于炼铁。(3)盘点工业接触法制硫酸的化学反应中,矿石的燃烧和二氧化硫的接触氧化属于放热反应,这两个反应分别在沸腾炉和接触室中进行。
硫元素有多种化合价,可形成多种化合物。
(1)常温下用1 mol·L﹣1 100 mL NaOH溶液恰好完全吸收0.1 mol SO2气体,此反应的离子方程式为 ;该溶液pH_______7(填“=”“>”或“<”)。
(2)某同学在常温下设计如下实验流程探究Na2S2O3的化学性质。
实验①可说明________(填字母)
写出实验②发生反应的离子方程式 。
(3)实验室制得的Na2S2O3粗晶体中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中Na2S2O3·5H2O(摩尔质量为248g/mol)的含量,一般采用在酸性条件下用KMnO4标准液滴定的方法(假定粗产品中杂质与酸性KMnO4溶液不反应)。称取1.28 g的粗样品溶于水,用0.40mol/L KMnO4溶液(加入适量硫酸酸化)滴定,当溶液中S2O32﹣全部被氧化时,消耗KMnO4溶液体积20.00 mL。(已知:5S2O32﹣+8MnO4﹣+14H+=8Mn2++10SO42﹣+7H2O)。
试回答:
①KMnO4溶液置于——(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,滴定终点的现象为 。
②若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数的测量结果_____________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
③产品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为 。
正确答案
(1)SO2+OH-=HSO3- (2分) < (2分)
(2)B (2分) S2O32- +5H2O +4Cl2 + 2Ba2+ =2BaSO4↓+8Cl- +10H+ (2分)
(3)①酸式(2分) 当最后一滴液体滴入时,溶液恰好由无色变为浅紫红色,且半分钟内不变色(2分)
②偏低(2分) ③96.9%
试题分析: (1) 1 mol·L﹣1 100 mL NaOH为0.1mol,所以n(NaOH): n(SO2)=1:1,所以恰好生成酸式盐:离子方程式为:SO2+OH-=HSO3- 。生成的HSO3- 电离大于水解,所以溶液显酸性,pH<7。
(2)实验1测得Na2S2O3 溶液显碱性,pH=8,所以水解促进电离,水电离得c(H+)=c(OH﹣)=10﹣6mol/L,A错误;Na2S2O3 溶液水解呈碱性,能说明H2S2O3是一种弱酸,B正确;Na2S2O3是盐类,是强电解质,C错误;H2S2O3是二元弱酸,所以Na2S2O3水解分两步,D错误;故选B。
实验②中有白色沉淀生成,说明生成了BaSO4,所以发生了氧化还原反应,S2O32﹣ 被氧化为了SO42﹣ ,所以发生的反应方程式为:S2O32- +5H2O +4Cl2 + 2Ba2+ =2BaSO4↓+8Cl- +10H+。
(3)①用酸性高锰酸钾溶液滴定Na2S2O3 溶液,所以滴定终点的现象为“当最后一滴液体滴入时,溶液恰好由无色变为浅紫红色,且半分钟内不变色”;
②滴定过程中震荡不充分,则会使滴定终点过早到达,使用的标准液的体积会偏小,所以根据公式C测=C标V标/V测 可知,若V标偏小,则所测样品的质量分数会偏小。
③据反应方程式:5S2O32﹣+8MnO4﹣+14H+=8Mn2++10SO42﹣+7H2O,可知5n(S2O32﹣)=8n(MnO4﹣),所以n(Na2S2O3·5H2O)= n(S2O32﹣)="0.625" n(MnO4-)="0.625×0.40mol/L×20.00" mL×10-3 =0.005mol,所以Na2S2O3·5H2O的质量分数="0.005mol×248g/mol÷1.28" g×100%=96.9%.
(14分)某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按下图所示装置进行实验。
请回答下列问题:
(1)装置A中盛放浓硫酸和亚硫酸钠的仪器名称分别是 、 ;
(2)反应后,装置B中发生的现象是 ,反应的离子方程式为 ;装置C中的现象是 ,表现了SO2的 ;装置D中现象是 ,发生反应的化学方程式为 ;
(3)装置E的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象 。
(4)F装置的作用是 ,漏斗的作用是 。
正确答案
(14分)(1)分液漏斗、圆底烧瓶
(2)溶液褪色,SO2+Cl2+2H2O = 4H++2Cl-+SO42-;
溶液紫色褪去(溶液褪色),还原性;
有黄色沉淀生成,2H2S+SO2=3S+2H2O
(3)将试管E在酒精灯上加热,溶液恢复红色;
(4)吸收多余的SO2,防止倒吸。
试题分析:本实验的目的是探究二氧化硫的性质,A装置是制备二氧化硫,用圆底烧瓶和分液漏斗分别盛放固体及液体;B装置是验证二氧化硫的还原性,与氯气反应生成盐酸和硫酸,现象会溶液褪色,离子方程式为SO2+Cl2+2H2O = 4H++2Cl-+SO42-;C装置也是验证二氧化硫的还原性,紫色褪去,说明发生反应;D装置是检验二氧化硫的氧化性,有黄色沉淀生成,说明发生反应2H2S+SO2=3S+2H2O;E装置是检验二氧化硫的漂白性,为了检验漂白的暂时性,将试管E在酒精灯上加热,溶液恢复红色;F装置是用氢氧化钠吸收多余的SO2,加倒置的漏斗主要是防止倒吸。
点评:只要掌握二氧化硫的化学性质,对组合装置的作用了解清楚,本题不是很难。
(12分)根据下图回答问题:
(1)写出浓H2SO4和木炭粉在加热条件下反应的化学方程式 。
(2)若用图中的装置检验上述反应的全部产物,完成下列各题:
A中加入的试剂是 ,作用是
B中加入的试剂是 ,作用是
C中加入的试剂是 ,作用是
D中加入的试剂是 ,作用是
(3)实验时,C中应观察到的现象是:
正确答案
(1)2H2SO4(浓)+C2H2O+CO2↑+2SO2↑(2分)
(2)A无水硫酸铜 检验H2O
B品红溶液 检验SO2
C酸性KMnO4溶液 吸收SO2
D澄清石灰水 检验CO2 (每空1分)
(3)酸性高锰酸钾溶液的颜色不褪尽(或不褪色,或不褪成无色)(2分)
(2)首先明确实验目的:检验上述反应的产物(H2O、CO2、SO2);
然后确定检验时所需试剂:通常H2O用无水CuSO4白色粉末检验(因两者反应会生成蓝色晶体:CuSO4·5H2O);CO2用澄清石灰水检验(因两者反应会生成CaCO3白色沉淀),SO2用品红溶液检验(因SO2有漂白性,能使品红褪色),
其次,明确三者的检验顺序:应先检验H2O(因检验CO2、SO2时都要用到水溶液,会带入水蒸气,则干扰产物中水的检验),再检验SO2(因SO2也能澄清石灰水变浑浊,故在检验CO2前排除SO2),最后检验CO2;
所以:A中盛放无水CuSO4白色粉末,作用:检验产物水,现象:变蓝
B中盛放品红溶液,作用:检验SO2,现象:褪色
C中盛放酸性KMnO4,作用:利用氧化还原反应除去SO2
D中盛放澄清石灰水,作用:检验CO2,现象:出现白色浑浊
(3)因SO2会干扰CO2的检验,故在C中要除尽SO2,则要求有足量的酸性KMnO4溶液,故现象为:酸性高锰酸钾溶液的颜色不褪尽(或不褪色,或不褪成无色)
(13分)为测定Na2CO3与Na2SO3混合物中各组分的含量,取样品22.3g以下图所示装置进行实验。(铁架台、铁夹等仪器未在图中画出)
(1)将仪器连接好以后,必须进行的第一步操作是 。
(2)此实验还必须用到的最重要的仪器是 。
(3)已知仪器C中装有品红溶液,其作用是 。
(4)实验室中备有以下常用试剂:a.浓硫酸 b.品红溶液 c.酸性高锰酸钾溶液 d.饱和碳酸氢钠溶液 e.氢氧化钠溶液 f.无水硫酸铜 g.碱石灰 h.五氧化二磷i.无水氧化钙
请将下列容器中应盛放的试剂序号填入相应空格:
B中 ,D中 。
实验过程中,当仪器A的固体反应完全后,需打开活塞K,向A中通入大量的空气。这样做的目的是 。所通空气应先经过氢氧化钠溶液处理,否则可能引起Na2SO3含量的测量结果比实际值________(填“偏高”、“偏低”或“没影响”)。
(5)若仪器E在试验完成时增重4.4g,则Na2CO3与Na2SO3的物质的量之比为 。
正确答案
(13分)
(1)检查装置的气密性(1分) (2)托盘天平(2分)
(3)检验SO2是否除尽(2分)
(4)ca(2分)使ABCD各仪器中残留的CO2进入E被充分吸收(2分)偏低(2分)
(5)1:1(2分)
略
根据要求完成下列实验。(a、b 为弹簧夹,其他装置略去)
(一)验证酸性的相对强弱:碳酸>苯酚。(已知酸性:亚硫酸 >碳酸)
(1)铜与浓硫酸反应的化学方程式是_________________________________________,
装置A中的足量的试剂是 。
(2)连接仪器、 、加药品后,打开a关闭 b,然后滴入浓硫酸,加热。能说明碳酸的酸性比苯酚酸性强的实验现象是:____________________________。
(二)验证SO2具有氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。
(3)打开b,关闭a。能验证SO2具有氧化性的化学方程式是_______________________。
(4)若过量的SO2通入NaOH溶液中,其化学方程式是:____________________________。
(5)BaCl2溶液中无任何现象,将其分成两份,分别滴加氨水和氯水,均产生白色沉淀,沉淀化学式分别是__________________,_________________。
(6)写出其中SO2显示还原性并生成白色沉淀的总的离子方程式___________________________________________________________。
正确答案
(1)(2分)
酸性高锰酸钾溶液或品红溶液(1分 合理给分)
(2)检验装置的气密性(1分)A中的酸性高锰酸钾溶液(或品红溶液)不褪色,苯酚钠溶液变浑浊。(1分)
(3)2H2S+SO2→3S↓+2H2O(2分)
(4)SO2+NaOH→NaHCO3(1分)
(5)BaSO3,BaSO4(2分)
(6)Ba2++SO2+Cl2+2H2O→BaSO4↓+4H++2Cl-(2分)
试题分析:(1)铜与浓硫酸反应的化学方程式是,装置A的作用是除去二氧化硫,防止干扰二氧化硫与苯酚钠的反应,可以利用强氧化性物质如:装置A中的足量的试剂是酸性高锰酸钾溶液或品红溶液。
(2)装置A中反应制备气体,在加入药品之前需要检验装置的气密性。利用强酸制备弱酸,A中KMnO4溶液没有完全褪色,盛有苯酚钠溶液的试管中出现白色沉淀即可说明。
(3)要验证SO2具有氧化性化合价要降低,则发生2H2S+SO2=3S↓+2H2O这个反应。
(4)若过量的SO2通入NaOH溶液中,酸过量生成酸式盐,其化学方程式是:SO2+NaOH=NaHCO3。
(5)应后的BaCl2溶液中含有亚硫酸,亚硫酸被氯水氧化物硫酸,硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡,亚硫酸与氨水反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵与氯化钡反应生成硫酸钡,故都产生白色沉淀,故答案为:两份溶液中均有白色沉淀生成;
(6)二氧化硫被氯水氧化为硫酸,反应中二氧化硫表现还原性,同时与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,故反应离子方程式为:Ba2++SO2+Cl2+2H2O=BaSO4↓+4H++2Cl-,故答案为:Ba2++SO2+Cl2+2H2O=BaSO4↓+4H++2Cl-。
无水氯化铝是一种重要的化工原料,利用明矾石制备无水氯化铝的流程如下:
(1)验证焙烧炉产生的气体含有的方法是________________________________。
(2)吸收焙烧炉中产生的,下列装置合理的是________(填代号)。
(3)氯化炉中发生反应的化学方程式为_________________________________________。
(4)生产氯化铝的过程中产生等大气污染物,若将二者按照一定比例通入水中可减少或消除污染。试设计简单实验检验二者是否恰好完全反应。(简要描述实验步骤、现象和结论)
__________________________________________________________________________。
仪器自选;可供选择试剂如下:
①滴加酚酞的氢氧化钠溶液 ②氯化亚铁溶液 ③硫氰化钾溶液 ④品红溶液
(5)某学习小组设计用如下装置验证二氧化硫的某些化学性质。
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为_____________________________________。
②写出a瓶中发生反应的离子方程式___________________________________________。
③充分反应后,取a瓶中的溶液分成三份,分别进行如下实验。
实验I:向第一份溶液中加入足量的NaOH溶液,生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
实验II:向第二份溶液中加入少量KMnO4溶液,紫色褪去
实验III:向第三份溶液中加入BaC12溶液,生成白色沉淀
上述实验中能证明二氧化硫具有还原性的是________(填实验代号)。
正确答案
(1)将气体通入品红溶液,若品红褪色,加热后又变红,证明有SO2。
(2)ad
(3)3C+Al2O3+3Cl2 3CO+2 AlCl3
(4)取所得的溶液少许置于试管中,向其中加入品红溶液,若品红溶液不褪色,说明二者恰好完全反应;否则二者未完全反应。
(5)①b中出现淡黄色浑浊。
②2 Fe3++ SO2+2 H2O = SO42-+2 Fe2++4 H+
③Ⅰ和Ⅱ
试题分析:
(1)的检验试剂为品红,可以形成不稳定的有机化合物,变为无色,加热时有恢复。
(2)尾气的吸收装置的考查,需要有防倒吸装置,b装置的防倒吸装置安全瓶的导管错误。c无防倒吸装置。
(3)见答案。
(4)取所得溶液少许置于试管中,向其中加入品红溶液,若品红溶液不褪色,说明二者恰好完全反应;否则,二者未完全反应。Cl2和SO2均可使品红褪色,原理不同。
(5)①b装置中有黄色物质析出,SO2将S2-氧化成S。
②Fe3+将SO2氧化成硫酸。
③实验I:向第一份溶液中加入足量的NaOH溶液,生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,说明有Fe2+存在。证明Fe3+将SO2氧化成硫酸,Fe3+被SO2还原为Fe2+。
实验II:向第二份溶液中加入少量KMnO4溶液,紫色褪去,SO2将KMnO4还原。
实验III:向第三份溶液中加入BaC12溶液,生成白色沉淀,说明有硫酸根存在。
一定量的浓硫酸与足量Zn充分反应时,有SO2和H2生成。某校化学研究性学习小组分别从定性和定量两方面对此作了研究。
定性实验:按图组装好实验装置,微热试管A,观察实验现象。反应开始后,观察到A试管中Zn与浓硫酸反应,C、D、E中有气泡产生,随后气泡量减少,品红溶液褪色,D中先出现浑浊后浑浊消失。反应较长时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加。试回答下列问题:
(1)从甲、乙装置选择合适的填入B、C中,并进行正确连接,a接 、 接b,c接 、 接d;D、E两支试管中CCl4的作用是 。
(2)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为 ;反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是 。
(3)一定量的浓硫酸与足量Zn充分反应时,有H2生成的理由是 ;实验过程中,浓硫酸表现强氧化性的反应方程式是 。D中浑浊消失的离子反应方程式是 。
定量实验:某化学实验研究性学习小组设计了以下实验,以定量测定反应中生成的SO2和H2的体积之比。
取A试管中充分反应后的溶液2 mL(假设反应前后溶液的体积不变),配制成100 mL溶液。然后取稀释液20.00 mL滴加BaCl2溶液使沉淀完全,过滤、洗涤、干燥沉淀,称量所得沉淀为1.4 g。
(4)完成定量实验部分所需的玻璃仪器有:滴管、玻璃棒、烧杯、量筒、干燥器、 、 、 、 、 等(可填满,也可以空缺)。
(5)计算反应中生成的SO2和H2的体积之比: 。
正确答案
见解析
(1)B中应该选择乙,是一个安全装置,a接3或4;C中应该选择甲,c接2;由于SO2难溶于CCl4,所以D、E中CCl4的作用是防倒吸。(2)浓硫酸强氧化性表现在反应中被还原。微热试管时装置中残留的空气首先被排出,能观察到有气泡冒出的现象,当空气排尽后反应开始,生成的气体使品红溶液褪色,说明硫酸被还原成SO2;反应较长时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加,说明生成的不再是SO2,而是H2。(3)生成H2的原因是:反应一段时间后,硫酸浓度减小,变成稀硫酸,稀硫酸具有酸的通性。浓硫酸表现强氧化性的反应是:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O,D中浑浊消失的离子反应方程式为:CaSO3+SO2+H2O=Ca2++2HSO3-。(4)配制溶液还需要100 mL的容量瓶,取20.00 mL稀释液要用25 mL的酸式滴定管(或移液管),过滤需要普通漏斗。(5)硫酸表现强氧化性时,其反应为:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O,反应中表现酸性的硫酸和表现强氧化性的硫酸的物质的量之比为1∶1,如果设反应的硫酸总量为a mol,反应后溶液中剩余的硫酸根离子为b mol,则结合硫酸变稀后的反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,可以求得反应中生成的SO2和H2的体积之比为:V(SO2)∶V(H2)=(a-b)∶(2b-a),根据题目提供的数据可得V(SO2)∶V(H2)=2∶7。
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