- 非金属及其化合物
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(10分) 浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4(浓)+CCO2↑+2H2O+2SO2↑请从下图中选用所需的仪器(可重复选用)组成一套进行该反应并检出反应产物的装置。现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液,其他固、液试剂自选。(连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去)
将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表,并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。
正确答案
(10分,每行2分
浓硫酸和碳的反应需要加热,因此选择C装置,作为发生装置;检验CO2用澄清的石灰水,SO2用品红溶液检验,水蒸气用无水硫酸铜检验。但由于SO2也能使澄清的石灰水反应,且通过溶液时会带出水蒸气,所以首先检验的是水蒸气、其次是SO2,最后是CO2,且在检验CO2之前还需要除去SO2。SO2具有还原性,可用酸性高锰酸钾溶液氧化而除去SO2。
含有SiO2的黄铁矿(FeS2)试样1克,在O2中充分灼烧后残余固体为0.76克,则该黄铁矿的纯度为________%;用这种黄铁矿100吨可制得98%的浓硫酸多少吨?(设工业生产中有2%的硫损失)
正确答案
72%,117.6
略
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。
(6分)我国农业因遭受酸雨而造成每年损失高达15亿多元。为了有效控制酸雨,目前国务院已批准了《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规。
(1)现有雨水样品1份,每隔一段时间测定该雨水样品的pH,所得数据如下表:
分析数据,回答下列问题:(已知Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl)
①雨水样品的pH变化的原因是(用化学反应方程式表示)____________________。
②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合,pH将变________(填“大”或“小”)。
(2)你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是________。
①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
正确答案
共6分)
(1)①2H2SO3+O22H2SO4 ②小 (2)C
略
某学习小组设计用如图装置验证二氧化硫的化学性质。
(1)能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为_________________________。
(2)为验证二氧化硫的还原性,充分反应后,取试管b中的溶液分成三份,分别进行如下实验。
方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成
方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去
方案Ⅲ:向第三份溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
上述方案中合理的是________(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管b中发生反应的离子方程式为____________________________________________。
(3)当通入二氧化硫至试管c中溶液显中性时,该溶液中c(Na+)=________(用含硫微粒浓度的代数式表示)。
正确答案
(1)试管a中出现淡黄色浑浊
(2)Ⅲ SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+2Cl-
(3)2c(SO32-)+c(HSO3-)
(1)SO2能将S2-氧化,生成硫单质。(2)方案Ⅰ,氯水中加入AgNO3溶液也可得到白色沉淀;方案Ⅱ中二氧化硫和氯水均可使品红褪色;方案Ⅲ中产生沉淀可证明SO2与Cl2发生了氧化还原反应(因溶液显酸性,不会产生BaSO3沉淀,而是BaSO4沉淀)。(3)溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),溶液显中性,则c(H+)=c(OH-),故c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)。
某同学探究SO2有关性质。
(1)将SO2通入BaCl2溶液中,将所得溶液分成2份,在第一份中加入NaOH溶液,在第二份中滴入FeCl3溶液,两份都有白色沉淀。BaCl2溶液中通入SO2气体的现象为 。在第二份溶液中滴入FeCl3溶液时,SO2表现 性,反应的离子方程式为 ,生成沉淀的化学式为 。
(2)下列不能用来吸收SO2气体的是 。
(3)工业废气含SO2为7%(体积分数),在同温同压下,将以上废气用废气中的O2氧化含SO3。反应后气体体积为原来气体的96.64%。则SO2的转化率为 。
(4)硫原子33 16S的电子排布式为 。
正确答案
(1)无明显现象。 还原性, 2Fe3++H2SO3+H2O=2Fe2++SO42-+4H+ , BaSO4
(2)D (3)96% (4)1s22s22p63s23p4
试题分析:(1)根据复分解反应发生的条件,由于酸性HCl>H2SO3 故SO2通入BaCl2溶液中不会与溶质发生反应,只与水反应生成H2SO3 故得到BaCl2、H2SO3混合液。再加入NaOH溶液时发生反应2NaOH+H2SO3=Na2SO3+H2O, Na2SO3和BaCl2发生离子反应生成BaSO3白色沉淀。另一份滴入FeCl3溶液,则发生氧化还原反应:2FeCl3+SO2+2H2O=2FeCl2+2HCl+H2SO4 , BaCl2与H2SO4生成 BaSO4白色沉淀。在该反应中SO2中S化合价升高,表现为还原性,反应的离子方程式为:2Fe3++H2SO3+H2O=2Fe2++SO42-+4H+ ,生成沉淀的化学式为BaSO4。
(2)SO2有还原性、酸性,能与KMnO4(aq)氨水、石灰水反应,可以吸收SO2有,盐酸不能反应,故不可以吸收,所以正确选项为D.
(3)发生反应:2SO2+O2= 2SO3用量差法求解。假设反应前总体积为100升,则SO2体积为7升,反应后总体积为96.64升根据方程式可看出若有2体积的SO2反应,反应后总体积减少1体积,现在减少100-96.64=3.36(升),则反应的SO2体积是6.72升,所以SO2的转化率为6.72L÷7L×100%=96%(4)S为16号元素,根据能级图可知其电子排布式为1s22s22p63s23p4.
(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
(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。
(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。
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