- 非金属及其化合物
- 共31702题
对下列事实的解释错误的是
正确答案
A
在蔗糖中加入浓H2SO4后出现发黑现象,是由于浓H2SO4具有脱水性(即:蔗糖中并无水分子,只是使蔗糖中的H、O元素按H2O的组成脱去)
请用关系式法解决下列问题,然后自我界定学习本篇是否需要。
将 a g 铁和 b g 硫粉混合均匀,隔绝空气加强热,充分反应后,再将所得固体混合物放入足量稀 H2SO4 中,试求产生的气体在标准状况下的体积(用含 a 或 b 的代数式表示)。
正确答案
4a L
不论 Fe 过量与否,只要有 1 个 Fe 原子最终就产生 1 个气体分子,这个气体分子可能是 H2S,也可能是 H2。则:
n(气体)=n(Fe)=mol
V(气体)="22.4" L·mol-1×mol="4a" L。
(1)将m g铁粉和n g硫粉均匀混合,在密闭容器中加热到红热,冷却后加入____Lb mol·L-1的盐酸就不再产生气体。若把已放出的气体收集起来,在标准状况下的体积是______。
(2)若把0.1 mol铁粉和1.6 g硫粉均匀混合后,铺在石棉网上用酒精灯加热引燃,完全反应后,将残渣全部放入过量的稀H2SO4中充分反应,结果所产生的气体体积在标准状况下明显少于2.24 L,其原因是__________________________________________________。
正确答案
(1) 0.4m L
(2)与硫反应的铁粉过量,过量的铁粉在加热的条件下被空气中的氧气氧化,生成了铁的氧化物,与H2SO4反应不再放出H2,故放出气体的体积小于2.24 L
(1)由Fe+S
FeS,FeS+2HCl
FeCl2+H2S↑,得Fe~2HCl;又由Fe+2HCl
FeCl2+H2↑,得Fe~2HCl,即产生气体的总体积和消耗的盐酸的量与硫粉量无关,只由铁的量确定。
设加入b mol·L-1盐酸的体积为V,则
×2=V×b mol·L-1,得V=
L或
mL
标准状况下产生气体的体积为
×22.4 L·mol-1=0.4m L。
(2)n(S)=
="0.05" mol<0.1 mol,铁粉过量,过量的铁粉在加热的条件下被空气中的氧气氧化,生成的铁的氧化物与H2SO4反应不再放出H2,故放出气体的体积小于2.24 L。
硫酸和硝酸是中学阶段常见的两种强酸,请就两者与金属铜的反应情况回答下列问题:
(1)在100 mL 18 mol·L-1的浓硫酸中加入过量的铜片,加热使之充分反应,产生的气体在标准状况下的体积可能是 (填写代号);
(2)若使上述反应中剩余的铜片继续溶解,可将溶液稀释并向其中加入硝酸钠,写出反应的离子方程式: 。
正确答案
(1)AB
(2)3Cu+2N+8H+
3Cu2++2NO↑+4H2O
(1)n(H2SO4)="0.1" L×18 mol·L-1="1.8" mol,根据反应:2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O,硫酸完全反应,将有0.9 mol的H2SO4被还原为SO2气体,体积为20.16 L,但实际上随反应的进行,硫酸浓度变小,不能与铜反应,则生成的SO2体积小于20.16 L,可能是AB。
(2)加入NaNO3后,剩余的稀硫酸与N相当于存在稀硝酸,发生稀硝酸与Cu的反应:
3Cu+2N+8H+
3Cu2++2NO↑+4H2O。
(14分)某校研究性学习小组,探究一定量的浓硫酸与足量锌充分反应产生的气体产物,进行如下实验:按图组装好实验装置,在A中加入5 mL 98%的浓硫酸和足量的锌粒,微热试管A,观察到C、D、E中均有气泡产生;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:
(1)写出A中从反应开始到停止可能发生反应的化学方程式:____________________________________。
(2)从甲、乙中选择合适的装置填入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溶液的作用是______________________________________________。
(3) ①能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为____________________________________;
②反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是_______________________________________。
(4)D中浑浊消失的离子反应方程式为_________________________________________。
正确答案
(1)Zn+2H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2H2O Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑
(2)3或4 4或3 2 1 防倒吸
(3)C中品红溶液褪色 浓H2SO4变成稀H2SO4后,与Zn反应放出H2
(4)SO2+H2O+CaSO3===Ca2++2HSO
(1)浓硫酸和锌反应生成硫酸锌、SO2和水。但随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐降低,因此最后会生成氢气和硫酸锌,反应的方程式分别是Zn+2H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑。
(2)由于SO2极易溶于水,所以B处应该是防倒吸的装置,所以选择是乙装置;C处是检验SO2的漂白性的,所以选择甲装置,因此正确的连接顺序是3或4 4或3 2 1。由于SO2极易溶于水,而四氯化碳的密度不溶于水,且在水的下层,所以D、E两支试管中CCl4溶液的作用是防倒吸。
(3)①证明浓硫酸具有强氧化性,数目反应中有SO2生成,因此现象是C中品红溶液褪色。
②随着反应的进行,浓H2SO4变成稀H2SO4后,与Zn反应放出H2,所以气体又逐渐增加。
(4)由于过量的SO2能和亚硫酸钙反应生成亚硫酸氢钙,因此又变澄清,反应的方程式是SO2+H2O+CaSO3===Ca2++2HSO。
(15分)实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),过程如下:
(1)将过程②中的产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是 ;
A.品红溶液 B.紫色石蕊溶液 C.酸性KMnO4溶液 D.溴水
(2)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为: ;
(3)过程③中,需加入的物质是 ;
(4)过程④中,蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角,还需要的仪器有 ;
(5)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的 (填选项序号);
A.稀硫酸 B.CaCO3 C.NaOH溶液
(6)过程⑥中,将溶液Z加热到70一80℃,目的是 ;
(7)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验。①用分析天平称取2.700g样品;②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥,称量,得固体质量为3.495g。若该聚铁主要成分为[(Fe(OH)(SO4)]n,则该聚铁样品中铁元素的质量分数为 。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)。
正确答案
(1)ACD (2)4FeS+3O2 + 12H+= 4Fe3++6H2O+4S (3)Fe(或铁) (4)蒸发皿、玻璃棒
(5)C(6)促进Fe3+的水解 (7)31.1%
试题分析:(1)固体W中含有S、SiO2,将其灼烧。其中的S会变为SO2气体,SO2气体有漂白性,能使品红溶液褪色,SO2气体有还原性,能使酸性KMnO4溶液或溴水因发生氧化反应反应而褪色,但是使紫色石蕊试液变为红色。因此选项为A、C、D。(2)过程①中,根据框图中的各种物质及质量守恒定律和电子守恒、电荷守恒可知:FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为4FeS+3O2 + 12H+= 4Fe3++6H2O+4S。(3)由于发生反应得到的物质中含有Fe3+.,而最后要制取绿矾FeSO4,所以过程③中,要加入还原剂Fe粉。(4)过程④中,蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角,还需要的仪器有蒸发皿、玻璃棒。(5)过程⑤调节pH,使溶液的pH增大,应该加入碱,排除A,而若加入CaCO3,会消耗酸,但是引入的杂质离子Ca2+不容易除去,因此可选用下列试剂中的NaOH。选项为C。(6)过程⑥中,将溶液Z加热到70一80℃,目的是促进Fe3+的水解使迅速产生聚铁。(7)n(SO42-)=3.495g÷233g/mol=0.015mol。n(Fe)= n(SO42-)= 0.015mol,所以m(Fe)=0.015mol×56g/mol=0.84g,所以该聚铁样品中铁元素的质量分数为(0.84g÷ 2.700g)×100%=31.1%。2的性质、离子方程式的书写、化学实验基本操作及元素的质量分数的计算的知识。
硫酸是工业生产中重要的产品之一,以黄铁矿为原料生产硫酸的简单流程如下图所示。
请填写下列空白。
(1)黄铁矿燃烧生成SO2的化学方程式为_____________;接触室中发生反应的化学方程式为____________________。
(2)为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装_____________(填设备名称);吸收塔中填充有许多瓷管,其作用为__________________。
(3)为使黄铁矿煅烧充分,常通入过量40%的空气,则煅烧后炉气中SO2的体积分数为____________________(设空气中氧气的体积分数为0.20);将上述炉气经净化除尘后直接送入接触室,流量为1.00m3/s,从接触室导出气体的流量为0.95m3/s(同温同压下测定),则SO2的转化率为________________%。
(4)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的SO2和铵盐。SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式为___________________。
(5)硫酸的用途非常广泛,可应用于下列____________(可多选)。
a.橡胶的硫化 b.过磷酸钙的制备
c.铅蓄电池的生产 d.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
正确答案
(15分)4FeS2+11O24Fe2O3+8SO2(2分) 2SO2+O2
2SO3(2分)
(2)热交换器(1分) 增加SO3与浓硫酸的接触面,有利于SO3的吸收(1分)
(3)0.108(2分) 92.6(2分)
(4)SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-(2分) (5)b c d(3分)
试题分析:(1)黄铁矿燃烧燃烧生成SO2和氧化铁,反应的化学方程式为FeS2+11O24Fe2O3+8SO2;接触室中发生反应的化学方程式为2SO2+O2
2SO3。
(2)为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装热交换器;吸收塔中填充有许多瓷管,可以增加反应物的接触面积,加快反应速率,即作用为增加SO3与浓硫酸的接触面,有利于SO3的吸收。
(3)设二者恰好反应时需要空气的体积是x,则
4FeS2+11O24Fe2O3+8SO2
11 8
0.2x 1.6x/11
则反应后SO2的体积分数是=0.108
2SO2+O22SO3 △V↓
2 1 2 1
0.1 1-0.95
所以SO2的转化率是×100%=92.6%
(4)单质溴具有氧化性,能把SO2氧化生成硫酸,反应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-。
(5)硫酸的用途非常广泛,主要用于过磷酸钙的制备、铅蓄电池的生产表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成,橡胶的硫化用的是单质硫,答案选bcd。2的吸收
(15分)某校化学兴趣小组为探究SO2气体的还原性设计了如下装置图:
(1)SO2气体还原Fe3+的离子反应方程式为 ;
(2)实验中所需的SO2气体可以用浓硫酸和铜反应来制取,该反应的化学方程式为
,在反应表现了H2SO4的哪些性质 。
(3)装置C的作用是 。
(4)若要从A中得到溶液提取晶体,必须进行的实验操作步骤:蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥,在这一系列操作中没有用到的仪器有 (填字母序号)。
E.玻璃棒 F.坩埚
(5)在上述装置中通入过量的SO2,为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应他们取A中的溶液,分成三份,并设计了如下实验:
方案①:往第一份试液中加入KMnO4溶液,不变红,紫色褪去。
方案②:往第二份试液加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红。
方案③:往第三份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀
上述方案不合理的一个方案 (填数字序号),原因是 。
(6)上述装置中能表明I-的还原性弱于SO2的现象是 。
正确答案
(15分)(1)SO2+2Fe3++2H2OSO42-+2Fe2++4H+(2分);
(2)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑(2分);酸性和氧化性(2分);
(3)吸收SO2尾气,防止污染空气(2分);
(4)BF(2分);
(5)①(1分);因为A的溶液中含有SO2,SO2也能使KMnO4溶液褪色(2分);
(6)B中蓝色溶液褪色(2分)。
本题为SO2的性质综合实验,二氧化硫是酸性氧化物,具有其通性,S为+4价,既有氧化性又有还原性,更多时候体现出还原性。(5)方案一中,SO2和Fe2+,都能是酸性高锰酸钾褪色,故不能确定是否发生反应。(6)氧化性、还原性的强弱,我们一般是看在同一氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物,还原剂的还原性大于还原产物,故I2把SO2氧化,故SO2的还原性强于I-。
某学习小组对教材实验“在200mL烧杯中放人20 g蔗糖(C12H22O11),加入适量水,搅拌均匀,然后再加入15 mL质量分数为98%浓硫酸,迅速搅拌”进行如下探究。
(1)观察现象:蔗糖先变黄,再逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状黑色物质,同时闻到刺激性气味。压缩“黑色面包”时,感觉较硬,放在水中呈漂浮状态。
同学们由上述现象推测出下列结论:
①浓硫酸具有强氧化性 ②浓硫酸具有吸水性 ③蔗糖炭化得到的碳连成整体,碳原子间形成了化学键 ④浓硫酸具有酸性 ⑤黑色物质具有强吸附性
其中依据不充分的是 (填序号);
(2)为了验证蔗糖与浓硫酸反应生成的气态产物,同学们设计了如下装置:
试回答下列问题:
①上图A中应选用下列装置 (填编号)。
②B装置所装试剂是 ;D装置中试剂的作用是
;E装置中发生的现象是 ;
③A装置中使蔗糖变黑的化学反应方程式为 ;
④F装置中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅的原因是
;其反应的离子方程式是 。
正确答案
(1)②④ (2)①Ⅱ ②品红溶液或溴水溶液 检验SO2是否被除尽 溶液变浑浊
④CO气体能还原热的酸性高锰酸钾 5CO+6H++2MnO4-
5CO2↑ +2Mn2++3H2O
(1)浓硫酸使蔗糖炭化表现是浓硫酸的强氧化性和脱水性。(2)虚线框A应是浓硫酸使蔗糖炭化的装置,不需加热,炭化时蔗糖的体积会膨胀,故选Ⅱ装置。产生的气体有:CO2、SO2、CO,检验CO2之前应先检验并除去SO2。
(12分)【化学—化学与技术】
硫酸是工业生产中最为重要的产品之一,在化学工业的很多领域都要用到浓硫酸。
(1)在硫酸工业生产中,我国采用黄铁矿为原料生产SO2,反应的化学方程式为 ,该反应在 中进行(填设备名称)。
(2)为了有利于SO2转化为SO3,且能充分利用热能,采用了多层催化剂且有热交换器的 (填设备名称)中进行反应。在如图所示的装置中,C处流出的气体有 ;SO3进入 (填设备名称)用____ 吸收,得到浓硫酸或发烟硫酸。
(3)实验测得SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,结合工业生产实际,选择最合适的生产条件是 。
(4)吸收塔排出的尾气中SO2的含量如果超过500L/L,就要加以处理后才能排出,处理方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫,用方程式表示氨水洗涤吸收塔排除的尾气的化学方程式
。
正确答案
(12分)
(1)4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2(2分) 沸腾炉(1分)
(2)接触室(1分)SO2、SO3、O2(2分)吸收塔(1分)98.3%的H2SO4(1分)
(3)400℃,1个标准大气压(2分)
(4)2NH3•H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O(2分)
试题分析:(1)黄铁矿的主要成分为4FeS2,煅烧时与O2反应生成Fe2O3和SO2,化学方程式为:4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2;黄铁矿煅烧的设备是沸腾炉。
(2)SO2转化为SO3在接触室中进行;SO2与O2的反应为可逆反应,所以C处流出的气体有:SO2、SO3、O2;为了防止酸雾的形成,用98.3%的H2SO4吸收SO3,吸收SO3的设备是吸收塔。
(3)因为SO2与O2的反应是放热反应,所以选择的温度为400℃,而1个标准大气压时SO2的转化率已经很大,再增大压强,SO2的转化率提高不大,但会增加生产成本,所以选择1个标准大气压。
(4)SO2为酸性氧化物,与碱反应生成盐和水,化学方程式为:2NH3•H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O
已知某厂每天排出10000 m3尾气(已折算为标准状况),内含0.268%(体积分数)的SO2,SO2可完全转化为H2SO4,若用黄铁矿来生产同样多的H2SO4,则需要多少克含FeS2
78.2% 的黄铁矿?
正确答案
9.18×104 g
只需找出 SO2与 FeS2的关系
FeS2 ~ 2SO2
120 g 44.8 L
m(黄铁矿)×78.2% 104+3 L×0.268%
m(黄铁矿)=9.18×104g。
某课外学习小组的同学设计了如图的装置,以验证SO2的氧化性、还原性和漂白性。
回答以下问题:
33.单独检查装置C的气密性的操作是,关闭活塞b,然后________________________,
若发现________________,说明装置C气密性良好。
34.用Na2SO3固体和硫酸溶液制取SO2气体,应选用__________(选“A”或“C”)做气体发生装置,不选用另一装置的理由是 。
35.小组的同学在A、C装置中的另一个用FeS固体和稀硫酸制取H2S气体,反应的化学方程式为_________________ 。
36.SO2气体通过D装置时现象是____________________ ,通过E装置时现象是
________________ ;SO2与H2S在B装置中反应,现象是______________________。
37.F中盛有碱石灰,其作用是______________________。
正确答案
33.往试管中加水(1分);若水加不进去(1分)
34.C(1分);Na2SO3易溶于水,SO2也易溶于水,不能用有启普发生器功能的装置.(1分,答对1点即可)
35. FeS+H2SO4(稀)à Fe SO4+H2S↑(1分)。
36.红色褪去(1分);紫色褪去(1分); 瓶壁有淡黄色粉末和无色的小液滴(1分,答对1点即可)
37.吸收尾气(1分)
试题分析:33.检查装置C的气密性,关闭活塞b,然后往试管中加水,若水加不进去说明装置C气密性良好。
34.因为Na2SO3是固体粉末,启普发生器隔板盛放不了,和硫酸溶液制取SO2气体,应选用分液漏斗和反应器做气体发生装置。
35.用FeS固体和稀硫酸制取H2S气体为FeS+H2SO4(稀)→ Fe SO4+H2S↑。
36.SO2气体有漂白作用,通过D装置时使品红褪色;SO2气体有还原性,通过E装置时使酸性高锰酸钾溶液褪色;SO2与H2S在B装置中反应:SO2+2H2S→3S+2H2O,瓶壁有淡黄色粉末和无色的小液滴。
37. SO2和H2S都是酸性气体,F中盛有碱石灰,其作用是多余的SO2和H2S。2和H2S气体的发生装置及性质实验设计与评价。
研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验。
(1)根据反应Na2SO3(固)+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2+H2O,制备SO2气体。
①用下列简图,在答题卡的方框中画出制备并收集SO2的实验装置(含试剂)示意图。
②实验过程中,使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作是 。
(2)将SO2气体分别通入下列溶液中:
①品红溶液,现象是 ;
②溴水溶液,现象是 ;
③硫化钠溶液,现象是 。
(3)有一小组在实验中发现,SO2气体产生缓慢,以致后续实验现象很不明显,但又不存在气密性问题。请你推测可能的原因并说明相应的验证方法(可以不填满)。
①原因 ,验证方法 。
②原因 ,验证方法 。
③原因 ,验证方法 。
正确答案
(1)①
②打开分液漏斗上口的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,慢慢滴加
(2)①溶液褪色 ② 溶液褪色 ③ 有浅黄色溶液(或溶液变浑浊)
(3)①Na2SO3变质取待测试样于试管中,加适量蒸馏水配成溶液,先滴入足量稀盐酸,再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成,则证明该Na2SO3固体变质
(1)根据反应原理和题目要求制备SO2并收集,考虑到SO2有毒等可以画出装置图。(2)SO2气体通入品红溶液品红褪色;通入溴水被氧化,溴水被还原成Br-而褪色;通入Na2S溶液因发生2S2-+SO2 +4H+
3S↓+2H2O而变浅黄色浑浊。(3)因不存在气密性问题,可能原分别为①Na2SO3变质产生了Na2SO4,可用HCl和BaCl2验证。②用的不是浓H2SO4,可利用浓H2SO4的脱水性等特征验证。
针对以下A~D四个涉及H2O2的反应(未配平),填写空白
(1)H2O2仅体现氧化性的反应是(填代号) 。
(2)H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是(填代号) 。
(3)H2O2体现弱酸性的反应是(填代号) ,其理由为 。
正确答案
(1)D (2)C(3)A 这一反应可看作是强酸制取弱酸的反应
反应A是一个非氧化还原反应。盐酸是为人熟知的强酸,它与Na2O2反应除了生成盐以外还得到H2O2,按照“强酸可置换弱酸”的规律,在此反应中H2O2表现出弱酸的性质。
反应B中Ag2O变成单质银,可见H2O2当是一种还原剂,其中的氧元素应合理地认为转化成为氧气。至于生成物中的水,其氧元素可认为从氧化银而来。
过氧化氢的分解反应C,是一个自身氧化还原反应,H2O2既表现了氧化性,又表现了还原性。
为了证实木炭和浓H2SO4的反应产物,可用下列流程进行验证(箭头表示气体的流向)。
回答下列问题:
根据上述流程中什么现象证明产物是H2O、CO2、SO2:
; ; 。
(2)酸性KMnO4溶液的作用是 ,能否用溴水代替酸性高锰酸钾溶液? 。(填“能”或“不能”),请写出化学反应方程式 (若回答不能,则此空不用答题)
正确答案
(1)无水硫酸铜变蓝,证明有H2O;品红试液I褪色,证明有SO2;
品红试液Ⅱ不褪色,澄清石灰水变浑浊,证明有CO2
(2)去除SO2;能; Br2+SO2+2H2O=2 HBr+H2SO4
试题分析:(1) ;SO2可使品红褪色,所以品红试液I褪色,证明有SO2;当品红Ⅱ不褪色时则说明酸性KMnO4已经完全除去SO2气体。所以当石灰水变浑浊时可以说明CO2的存在。
(2)SO2具有较强的还原性,可以被强氧化剂KMnO4氧化。因为溴水也具有强氧化性。所以也可以和SO2反应。Br2+SO2+2H2O=2 HBr+H2SO42的性质,以及CO2和SO2的鉴定问题。
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