- 二氧化硫的污染及治理
- 共21题
3．酸雨形成的示意图如右图。下列说法中，不正确的是
正确答案
解析
酸雨分为硫酸型和硝酸型，氮元素最终变为+5价，硫元素最终变为+6价，过程中一定发生氧化还原反应；燃煤中加入石灰石可防治酸雨的方程式为
考查方向
解题思路
从物质类别和化合价两个角度看氮和硫物质的转化
易错点
涉及化学反应较多，易错
知识点
10.工业生产中产生的SO2、NO直接排放将对大气造成严重污染。利用电化学原理吸收SO2和NO，同时获得 Na2S2O4和 NH4NO3产品的工艺流程图如下(Ce为铈元素)。
请回答下列问题。
(1)装置Ⅱ中NO在酸性条件下生成NO－2的离子方程式 。
(2)含硫各微粒(H2SO3、HSO－3和SO2－3)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数ω与溶液pH的关系如下图所示。
①下列说法正确的是 （填标号）。
A. pH = 7时，溶液中c( Na+)= 3c (HSO3－)
B.由图中数据，可以估算出H2SO3的第二级电离平衡常数Ka2≈10－7
C.为获得尽可能纯的NaHSO3，应将溶液的pH控制在 4～5为宜
D. pH = 9时溶液中 c(OH－)= c (H+) +c(HSO3－) + c(H2SO3)
②若1L1mol/L的NaOH溶液完全吸收13.44L（标况下）SO2，则反应的总离子方程式为
③取装置Ⅰ中的吸收液vmL，用cmol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定。酸性高锰酸钾溶液应装在 （填“酸式”或“碱式”）滴定管中，判断滴定终点的方法是
(3)装置Ⅲ 的作用之一是再生Ce4+，其原理如下图所示。
图中A为电源的 （填“正”或“负”）极。右侧反应室中发生的主要电极反应式为 。
(4) 已知进入装置Ⅳ的溶液中NO2-的浓度为 0.4 mol/L ，要使 1m3该溶液中的NO2－完全转化为 NH4NO3，需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的 O2的体积为 L 。
正确答案
（1）H2O + NO + Ce4+ = 2H+ + NO2- + Ce3+
（2）①ABC；②3SO2 + 5OH- = 2SO32- + HSO3- + 2H2O；③酸式；当滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液由无色变为浅红色，且半分钟不褪色。
（3）正；2H+ + 2HSO3- + 2e- = S2O42- + 2H2O
（4）4480L
解析
（1）在装置Ⅰ中SO2与NaOH溶液发生反应，离子方程式是SO2+OH-=HSO3-；装置Ⅱ中NO在酸性条件下生成NO2-的离子方程式H2O + NO + Ce4+ = 2H+ + NO2- + Ce3+
（2）若1L1mol/L的NaOH溶液完全吸收13.44L（标况下）SO2，则反应的总离子方程式为3SO2 + 5OH- = 2SO32- + HSO3- + 2H2O。
（3）在装置Ⅱ中，在酸性条件下根据流程示意图可得反应的离子方程式是NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+；NO+H2O+ Ce4+=Ce3++NO2-+2H+；
取装置Ⅰ中的吸收液vmL，用cmol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定。酸性高锰酸钾溶液应装在酸式滴定管中，判断滴定终点的方法是当滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液由无色变为浅红色，且半分钟不褪色。
（4）由于NO2－的浓度为0.4mol·L-1，所以1 m3该溶液中的NO2－的量为0.4mol·L-1×1000L；每1mol的NO2－完全转化为NH4NO3，失去电子2mol.所以转移电子的物质的量可知,每一mol的氧气反应转移电子4mol，所以消耗氧气的物质的量可计算,需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2的体积是消耗氧气的物质的量×22.4L/mol。
考查方向
本题主要考查了离子方程式的书写、离子浓度的比较、电解原理及应用、氧化还原反应的有关计算的知识。
解题思路
（1）在装置Ⅰ中SO2与NaOH溶液发生反应，离子方程式是SO2+OH-=HSO3-；装置Ⅱ中NO在酸性条件下生成NO2-的离子方程式H2O + NO + Ce4+ = 2H+ + NO2- + Ce3+
（2）溶液的pH=7时，溶液中含有的物质是Na2SO3和NaHSO3. 知c(SO32-)=c(HSO3-)，由于溶液显中性，根据电荷守恒可得c(Na+)+(H+)=(SO32-)+(HSO3-)+(OH-)； A. pH = 7时，溶液中c( Na+) = 3c (HSO3-)B.由图中数据，可以估算出H2SO3的第二级电离平衡常数Ka2≈10－7 C.为获得尽可能纯的 NaHSO3，应将溶液的pH控制在 4～5为宜 正确。
易错点
1、滴定终点现象的描述。
2、氧化还原反应电子转移的计算。
知识点
对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一。
请回答以下问题：
22.硫酸工厂的酸性废水中砷（As）元素（主要以弱酸H3AsO3形式存在）含量极高，为控制砷的排放，某工厂采用化学沉降法处理含砷废水。
①已知砷是氮的同族元素，比氮原子多2个电子层，砷在元素周期表的位置为 ，AsH3的稳定性比NH3的稳定性 （填“强’’或“弱’’）;
②工业上采用硫化法（通常用硫化钠）去除废水中的砷，生成难溶的三硫化二砷，该反应的离子方程式为 
23.砷的常见氧化物有As2O3和As2O5，其中As2O5热稳定性差。根据下图写出As2O5分解为As2O3的热化学方程式： 。
24.砷酸盐可发生如下反应：AsO43-＋2I﹣＋2H+
①A中盛有棕色的KI和I2的混合溶液，B中盛有无色的Na3AsO4和Na3AsO3的混合溶液，当连接开关K，并向B中滴加浓盐酸时发现灵敏电流计G的指针向右偏转。此时C2上发生的电极反应是 。
②该电池工作时，当外电路转移4NA e— 时生成 mol I2。
25.利用24中反应可测定含As2O3和As2O5的试样中的各组分含量（所含杂质对测定无影响），过程如下：
①将试样溶于NaOH溶液，得到含AsO43-和AsO33-的混合溶液。已知：As2O3与NaOH溶液反应生成AsO33-，则As2O5与NaOH溶液反应的离子方程式是 ;
②上述混合液用0.02500 mol·L-1的I2溶液滴定，消耗I2溶液20.00 mL。滴定完毕后，使溶液呈酸性，加入过量的KI，析出的I2又用0.1000 mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定，消耗Na2S2O3溶液30.00 mL。（ 已知2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI ，MAs =75）试样中As2O5的质量是 g。
正确答案
①第四周期第VA族；弱
②2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O
解析
①砷是氮的同族元素，比氮原子多2个电子层，则As位于第四周期第VA族，由同主族位置和元素周期律可知，非金属性N＞As，则As的气态氢化物的稳定性比NH3弱；②据题意可写出反应的离子方程式：2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O
考查方向
解题思路
本题以砷元素为载体考查了元素周期律的应用，热化学方程式的书写，原电池工作原理的分析，氧化还原滴定的计算等知识点，在解题过程中一定要细心。
易错点
本题在氧化还原滴定的计算过程中容易犯错。
正确答案
As2O5(s) = As2O3(s) + O2(g) H= +295.4 kJ·mol-1
解析
由图象可知，As2O5分解为As2O3需要吸收的热量为-619kJ·mol-1-（-914.6kJ·mol-1）= + 295.4 kJ·mol-1，则热化学方程式As2O5（s）=As2O3（s）+O2（g）△H = +295.4 kJ·mol-1；
考查方向
解题思路
本题以砷元素为载体考查了元素周期律的应用，热化学方程式的书写，原电池工作原理的分析，氧化还原滴定的计算等知识点，在解题过程中一定要细心。
易错点
本题在氧化还原滴定的计算过程中容易犯错。
正确答案
① AsO43-+ 2e- + 2H+ = AsO33-+ H2O
② 2
解析
①B中滴加浓盐酸时发生AsO43-+2I-+2H+
考查方向
解题思路
本题以砷元素为载体考查了元素周期律的应用，热化学方程式的书写，原电池工作原理的分析，氧化还原滴定的计算等知识点，在解题过程中一定要细心。
易错点
本题在氧化还原滴定的计算过程中容易犯错。
正确答案
① As2O5 + 6OH- = 2AsO43-+ 3H2O
② 0.115
解析
（4）①根据反应物和生成物可写出反应的离子方程式为As2O5 + 6OH- = 2 AsO43－ + 3H2O；
②根据2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI可知反应中消耗的碘的物质的量是0.03L×0.1mol/L×＝0.0015mol，而加入的碘是0.025mol/L×0.02L＝0.0005mol，所以由AsO42-氧化生成的碘是0.0015mol－0.0005mol＝0.001mol，则根据方程式AsO43-+2I-+2H+AsO33-+I2+H2O可知AsO42-的物质的量是0.001mol。所以由As2O5 + 6OH- ＝2 AsO43－ + 3H2O可知As2O5的物质的量是0.001mol÷2＝0.0005mol，其质量是0.0005mol×230g/mol＝0.115g。
考查方向
解题思路
本题以砷元素为载体考查了元素周期律的应用，热化学方程式的书写，原电池工作原理的分析，氧化还原滴定的计算等知识点，在解题过程中一定要细心。
易错点
本题在氧化还原滴定的计算过程中容易犯错。
8.硫代硫酸钠（Na2S2O3）俗名大苏打，可用做分析试剂。它易溶于水，难溶于酒精，受热、遇酸易分解。工业上可用硫化碱法制备，反应原理：
2Na2S + Na2CO3 + 4SO2 == 3Na2S2O3 + CO2，实验室模拟该工业过程的装置如图所示，回答下列问题：
开启分液漏斗a，使硫酸慢慢滴下，适当调节螺旋夹，使反应产生的SO2气体较均匀地通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中，同时开启电磁搅拌器搅动。
（1）b装置的名称是 ，b中反应的离子方程式为________________________。
（2）反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变为澄清，此浑浊物是____________。
（3）控制b中的溶液的pH接近7，停止通入SO2。若未控制好pH<7,会影响产率，原因是（用离子方程式表示） 。
（4）停止通入SO2后，将c中的溶液抽入d中，d中的试剂为________。
（5）将d所得液溶转移到蒸发皿中，水浴加热浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤，洗涤晶体所用的试剂为（填化学式） 。
（6）为检验制得的产品的纯度，该实验小组称取5.0克的产品配制成250mL硫代硫酸钠溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：。在锥形瓶中加入25mL 0.01mol/L KIO3 溶液，并加入过量的KI酸化，发生下列反应：5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3溶液滴定，发生反应：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，当达到滴定终点时，消耗Na2S2O3溶液20.00mL，则该产品的纯度是 。（用百分数表示，保留1位小数）
正确答案
（1）蒸馏烧瓶；SO32-+2H+= H2O +SO2↑；
（2）硫或S；
（3）S2O32-+2H+= S↓+H2O+SO2↑
（4）NaOH溶液；
（5）C2H5OH；
（6）59.3%
解析
（1）装置b是制取SO2的装置．在b中反应的离子方程式为：SO32﹣+2H+=H2O+SO2↑或HSO3﹣+H+=SO2↑+H2O；根据反应原理可知在c中的试剂是硫化钠和碳酸钠的混合溶液；
故答案为：SO32﹣+2H+=H2O+SO2↑或HSO3﹣+H+=SO2↑+H2O，硫化钠和碳酸钠的混合溶液；
（2）反应开始后，c中先发生反应：H2O+SO2+Na2S=H2S+Na2SO3；SO2+2H2S=3S↓+2H2O，S是不溶于水的淡黄色物质，因此反应开始后，产生的浑浊物是硫；
故答案为：硫；
（3）由于硫代硫酸钠在酸性溶液中会发生氧化还原反应生成S、SO2和水，离子方程式为：S2O32﹣+2H+=S↓+H2O+SO2↑，所以若未控制好，pH＜7时会影响产率；
故答案为：S2O32﹣+2H+=S↓+H2O+SO2↑；
（4）由于硫代硫酸钠易溶于水，难溶于酒精，受热、遇酸易分解，停止通入SO2后，将c中的溶液抽入d中，d中的试剂应该显碱性，为氢氧化钠溶液；
故答案为：NaOH溶液；
（5）由于硫代硫酸钠易溶于水，难溶于酒精，所以洗涤晶体所用的试剂为酒精，化学式为C2H5OH；
故答案为：C2H5OH；
（6）根据反应式5I﹣+IO3﹣+6H+=3I2+3H2O、I2+2S2O32﹣=2I﹣+S4O62﹣建立关系式：KIO3～6Na2S2O3，则20ml溶液中Na2S2O3的物质的量是：0.025L×0.01mol/L×6=0.0015mol，则原溶液中Na2S2O3的物质的量是0.0015mol×250/20=0.01875mol，质量是0.01875mol×158g/mol=2.9625g，因此该产品的纯度是
考查方向
解题思路
（1）装置b为二氧化硫的制取，制取二氧化硫的原料为：亚硫酸钠和70%的浓硫酸；c装置为Na2S2O3的生成装置；d装置为尾气吸收装置，吸收二氧化硫和硫化氢等酸性气体；
（2）由于SO2具有氧化性，能与硫化钠发生氧化还原反应生成单质S，从而使溶液变混浊，因此反应开始后，产生的浑浊物是S；
（3）由于硫代硫酸钠在酸性溶液中会发生氧化还原反应生成S、SO2和水；
（4）由于硫代硫酸钠易溶于水，难溶于酒精，受热、遇酸易分解，所以d中的溶液应该显碱性；
（5）由于硫代硫酸钠易溶于水，难溶于酒精，所以洗涤晶体所用的试剂为酒精；
（6）根据反应式5I﹣+IO3﹣+6H+=3I2+3H2O、I2+2S2O32﹣=2I﹣+S4O62﹣建立关系式：KIO3～6 Na2S2O3，根据碘酸根离子的物质的量求出Na2S2O3的物质的量浓度，求出250mL溶液中Na2S2O3晶体的质量，与总质量5g相比得纯度。
易错点
本题主要考查物质制备实验方案设计与探究，易错点涉及物质的性质与现象、化学方程式的书写以及氧化还原滴定，注意反滴定误差分析的原理，难度较大。
知识点
56．【化学—选修化学与技术】工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下图所示。
(1) 电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽。离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是________。电解槽中的阳极材料为__________。
(2) 本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备？_____（填“能”或“否”），原因是___________________________________。
(3) 溴单质在四氧化碳中的溶解度比在水中大得多，四氧化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是____________________________。
(4) 工业上电解饱和食盐水能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅。多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注。
①SiCl4可制气相白炭黑（与光导纤维主要原料相同），方法为高温下SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，化学方程式为________________________________________。
②SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用。一定条件下，在20 L恒容密闭容器中的反应：3SiCl4（g）+2H2（g）+Si（s）
正确答案
（1）阳离子（或Na+） 钛（或石墨）
（2）否 如果先沉淀氢氧化镁，则沉淀中会夹杂有硫酸钙沉淀，产品不纯净。
（3）四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大；经济效益低、环境污染严重。
（4）①SiCl4＋2H2＋O2
解析
（1）电解饱和食盐水，电解槽离子膜或隔膜，允许阳离子（或Na+）和水分子通过，不允许阴离子通过；阳极生成氯气，用石墨做电极；故答案为：阳离子（或Na+）和水分子；石墨；
（2）工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg（OH）2，不能沉淀Mg（OH）2，硫酸钙为微溶物，如果先沉淀Mg（OH）2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，使产品不纯．故答案为：否；如果先沉淀Mg（OH）2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，产品不纯；
（3）因为溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，而且四氯化碳与水不互溶，因此可用于萃取，但也有缺点，如四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大；经济效益低、环境污染严重。故答案为：四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大；经济效益低、环境污染严重。
（4）①SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，光导纤维的主要成分是SiO2，H、Cl元素必在另一产物中，H、Cl元素结合成HCl，然后配平即可。
发生的化学方程式为：SiCl4+2H2+O2
②由 3SiCl4（g）+2H2（g）+Si（s）
起始量（mol） n 0
变化量（mol） 2x x 4x
平衡量（mol） n-2x 4x
4x=0.020mol/L×20L=0.4mol，x=0.1mol，
n-2x=0.140mol/L×20L=2.8mol，n=3.0mol，
由2NaCl+2H2O 
2mol 1mol 6.0mol 3.0mol
则m(NaCl)= 58.5g/mol×6.0mol=351g=0.351kg
考查方向
解题思路
（1）电解饱和食盐水水时为了提高产率，通常将中间加入离子膜，只允许阳离子和水分子通过，电解饱和食盐水时两极都可以用石墨做电极；
（2）硫酸钙属于微溶物，可以先使其沉淀下来，在沉淀镁离子，若先沉淀镁离子，则会有部分硫酸钙掺杂在氢氧化镁中，使固体不纯；
（3）四氯化碳萃取溴，有优点也有缺点，优点是溴单质在四氯化碳中的溶解度大，四氯化碳与水不互溶，缺点是四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大；经济效益低、环境污染严重．等知识点来解题．
（4）①SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，光导纤维的主要成分是SiO2，H、Cl元素必在另一产物中，H、Cl元素结合成HCl，然后配平即可；
②利用三段分析法，根据平衡时H2与SiHCl3物质的量浓度，求出的起始物质的量，再根据2NaCl+2H2O
易错点
化学平衡的计算；
知识点
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