- 三氧化硫的化学性质
- 共739题
焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常用作食品漂白剂。其制备工艺流程如下:
已知:反应Ⅱ包含2NaHSO3Na2S2O5+H2O等多步反应。
(1)反应I的化学方程式为: 。
(2)“灼烧”时发生反应的化学方程式: 。
(3)已知Na2S2O5与稀硫酸反应放出SO2,其离子方程式为: 。
(4)副产品X的化学式是 。
(5)为了减少产品Na2S2O5中杂质含量,需控制反应Ⅱ中气体与固体的物质的量之比约为 。检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂是 (填编号)
①酸性高锰酸钾;②品红溶液;③澄清石灰水;④饱和碳酸氢钠溶液;⑤NaOH;⑥稀硫酸
正确答案
(1)NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
(2)2CuS+3O22CuO+2SO2
(3)S2O52-+2H+=2SO2↑+H2O
(4)CuSO4•5H2O
(5)2∶1 ①③⑥或①②③⑥
试题分析:(1)根据流程确定反应物为NaCl、NH3、CO2,产物为NH4Cl和碳酸氢钠;(2)CuS与氧气反应生成黑色氧化铜和二氧化硫气体;(3)Na2S2O5中硫元素的化合价为+4价,生成二氧化硫化合价没变;(4)氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜,结晶得出硫酸铜晶体;(5)反应Ⅱ中反应应是二氧化硫与碳酸钠反应生成NaHSO3,NaHSO3再生成Na2S2O5,反应方程式为Na2CO3+2 SO2+H2O= 2NaHSO3+ CO2,为了控制杂质,二氧化硫与碳酸氢钠应按反应方程式中比例关系反应;检验产品中含有碳酸钠杂质,需加酸反应检验二氧化碳生成,即用的澄清石灰水,但加酸会生成二氧化硫,二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,故应先除去,用酸性高锰酸钾溶液,并用品红(或酸性高锰酸钾)检验是否除净,或直接用酸性高锰酸钾溶液根据颜色不褪色确定二氧化硫除净。
某化学探究小组欲对SO2的化学性质进行如下探究,请你帮助他完成实验报告。
(2)该探究小组还根据SO2中S元素的化合价,预测并通过实验探究SO2的其他性质。探究过程中选用的实验药品有:浓硫酸、亚硫酸钠固体、Na2S溶液、酸性高锰酸钾溶液、品红溶液等。探究过程的实验装置图如图所示,请回答下列问题。
①请你完成下列表格。
②A中发生反应的离子方程式为 。
③实验时C中的实验现象是 。
④D装置的作用是 。E是尾气处理装置,有人认为E装置中可以加入足量的Ba(NO3)2溶液,你认为是否合理,请结合离子方程式加以说明: 。
正确答案
(1)①试管中液面上升,溶液pH<7
②将二氧化硫气体通入足量澄清石灰水[或Ba(OH)2溶液]中
③SO2+Ca2++2OH-=CaSO3↓+H2O(或SO2+Ba2++2OH-=BaSO3↓+H2O)
(2)①
②5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+
③品红溶液褪色
④防倒吸 不合理,因为发生的反应为3Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+,生成的NO仍然对环境有污染
(1)二氧化硫在水中的溶解度较大,将盛满SO2气体的试管倒立在水中,由于二氧化硫的溶解造成试管内压强减小,导致液面上升。同时,二氧化硫的水溶液即亚硫酸呈酸性,所以溶液的pH<7。验证二氧化硫与碱反应时,由于题目要求“出现白色沉淀”,因此不能用NaOH、KOH等碱溶液,必须用Ba(OH)2或Ca(OH)2等碱溶液。(2)根据所提供的药品,验证二氧化硫的还原性,可选择具有强氧化性的酸性高锰酸钾溶液。品红溶液显然是验证二氧化硫的漂白性,现象是品红溶液褪色。具有还原性的Na2S判断SO2具有氧化性。二氧化硫的水溶液呈酸性,在酸性环境中2NO3-可将溶液中+4价的S氧化为SO42-并生成BaSO4沉淀,同时2NO3-被还原为NO,带来新的污染。
分析下图装置,回答问题:
(1)装置A的烧瓶中发生的反应的化学方程式为 ,
(2)装置C的直玻管中发生的反应的化学方程式为 ,
(3)在装置D的U形管中有无色晶体生成,此晶体的化学式是 ,
(4)装置E中NaOH的作用是 ,反应的离子方程式为 ;
(5)B装置的作用很多,除了可以混匀气体外,
还可以:____________________; __________________________________。
正确答案
(1)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2,(2)2SO2+O2==2SO3,
(3)吸收尾气,SO2+2OH-=SO32-+2H2O;
(4)与圆底烧杯相接导管的气泡速度与直玻管中气泡速度之比为2:1(SO2与O2的气泡之比为2:1);干燥气体
试题分析:该实验装置图为在A产生了二氧化硫,气体在B中被干燥,然后二氧化硫和氧气在五氧化二钒催化加热下生成了三氧化硫,三氧化硫的凝固点很低,在D中被凝结,E为除去还没有反应的二氧化硫,所以(1)装置A的烧瓶中发生的反应的化学方程式为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2,(2)装置C的直玻管中发生的反应的化学方程式为:2SO2+O2==2SO3,(3)在装置D的U形管中有无色晶体生成,此晶体的化学式是SO3;(4)装置E中NaOH的作用是吸收尾气,其反应的离子方程式为SO2+2OH-=SO32-+2H2O;(5)B装置的作用很多,可以用来混合气体,也可以与圆底烧杯相接导管的气泡速度与直玻管中气泡速度之比为2:1(SO2与O2的气泡之比为2:1);干燥气体。
点评:本题考查了三氧化硫的制备实验,解答该题的关键是要分析该题的各个小装置作用,本题有利于培养学生分析实验的能力,该题难度适中。
(14分)某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应,设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)。
实验选用铜片、98.3%的H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品,铜片一端没入浓H2SO4中,另一端露置在液面上方。
回答下列问题。
(1)Cu与浓H2SO4的反应的化学方程式为____________________。
(2)D、E两容器中CCl4的作用是____________________。
(3)加热过程中,观察到A容器中出现大量白色烟雾,随着反应的进行,A容器下有白色沉淀生成,你认为该沉淀物是_________,分析可能的原因是________________________________________。
(4)对A容器中的浓H2SO4和铜片进行加热,很快发现C容器中品红溶液褪色,但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。你的猜想是_________________________________________,设计实验验证你的猜想_______________________________________。
(5)实验结束后,为了减少环境污染,排除各装置中的SO2,可采取的操作是________________________________________________________。
正确答案
(1) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+H2O(2分) (2)防止倒吸(2分)
(3)CuSO4(2分),浓硫酸中含水少,生成的硫酸铜较多,浓硫酸的吸水作用(2分)
(4)由于SO2溶解度较大,澄清石灰水中Ca(OH)2含量低,生成了Ca(HSO3)2溶液的缘故(2分);取样后,向其中加入氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(2分)(或者加热、加盐酸检验SO2气体等方法)
(5)打开A容器上的弹簧夹,向里通入空气,将装置中的SO2赶到E中,最后再在B中加入NaOH溶液盖上塞子,振荡即可(2分)(注:直接在A中加NaOH溶液不给分)
(1)浓硫酸具有强氧化性,和铜的反应的方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+H2O。
(2)由于SO2易溶于水,如果直接通入SO2,容易引起倒吸。而SO2不溶于四氯化碳,且四氯化碳不溶于水,密度大于水,所以四氯化碳的作用就是防止倒吸。
(3)由于浓硫酸中含有的溶剂水很少,而生成的硫酸铜较多,且浓硫酸具有吸水性,所以会有硫酸铜晶体析出。
(4)由于SO2溶解度较大,澄清石灰水中Ca(OH)2含量低,因此SO2是过量的,所以不能生成硫酸钙沉淀,而是生成了可溶性的Ca(HSO3)2,因此溶于不变混浊。由于Ca(HSO3)2能和强碱反应生成沉淀,据此可以鉴别。或者利用Ca(HSO3)2和盐酸反应生成SO2来检验。即取样后,向其中加入氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(或者加热、加盐酸检验SO2气体等方法)。
(5)由于装置中会残留没有挥发出的SO2,所以正确的做法是打开A容器上的弹簧夹,向里通入空气,将装置中的SO2赶到E中,最后再在B中加入NaOH溶液盖上塞子,振荡即可。
(12分)
Ⅰ.(3分)化学反应经常伴随着颜色变化,下列有关反应显示的颜色正确的有
①氢氧化亚铁在空气中最终变为灰绿色; ②淀粉溶液遇碘化钾变为蓝色;
③向硫酸铁溶液中加入KSCN变为红色 ④品红溶液通入过量氯气后褪色
⑤无水硫酸铜吸收水蒸气变成浅绿色; ⑥新制氯水久置后变为无色;
Ⅱ.(9分)某化学实验小组同学为了证明、比较SO2和氯水的漂白性,设计了如下图所示的实验装置。
(1) 实验室常选用制CO2的发生装置制SO2;实验室在用MnO2跟浓盐酸反应制备Cl2时,应选用上图A、E两发生装置中 装置(填装置序号)制Cl2。在制Cl2的反应中MnO2表现出的性质是 。
(2) 反应开始后,发现B、D两个试管中的品红溶液都褪去,停止通气后,给B、D两个
试管加热,两个试管中的现象分别为B: ,D: 。
(3) 装置C的作用是 。
(4) 甲乙两同学分别利用下图所示装置探究两种气体按不同比例混合后的漂白性。试分析:
①在气体进入品红溶液之前,先将SO2和Cl2通过盛有浓硫酸装置的目的是: 。
②甲同学在实验过程中发现:通气一段时间后,品红溶液几乎不褪色,其原因是: ,并写出其相应的离子方程式: 。
③乙同学在实验过程中发现:通气一段时间后,品红溶液颜色随时间推移变得越来越浅,其原因是: 。
正确答案
略
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