专题4《硫与环境保护》检测题
一、单选题
1.下列气体不能用排水法收集的是
A.SO2 B.H2 C.O2 D.CO
2.反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O中,还原产物是
A.Cu B.H2SO4 C.CuSO4 D.SO2
3.、、等气体通称为拟卤素,它们的性质与相似,氧化性强弱顺序是。下列方程式中错误的是
A.
B.
C.
D.
4.实验室制氯气的反应式为:。下列说法错误的是
A.还原剂是,氧化剂是
B.反应中氯元素将电子转移给锰元素
C.每生产1mol ,转移电子的物质的量为2mol
D.每消耗Imol ,起还原作用的消耗4mol
5.下列陈述I和Ⅱ均正确,并且有因果关系的是
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A SO2 有氧化性 SO2 有漂白性
B 碳酸钠固体中没有离子 碳酸钠固体不导电
C Fe3+有强氧化性 FeCl3溶液可溶解铜
D FeO42-有强氧化性 K2FeO4可用作净水剂
A.AA.A B.B C.C D.D
6.最近我国科学家研究发现人体中微量的能有效预防心脏病、阿尔茨海默症等,下列有关的说法正确的是
A. 属于非电解质 B.人体内可由含硫蛋白质降解产生
C.吸入少量对人体无害 D. 只有还原性
7.对于下列反应的说法中正确的是
A.2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2,CuFeS2是氧化剂,O2是还原剂
B.3Cu+8HNO3=3Cu( NO3)2+2NO↑+4H2O氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
C.KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O,生成3 mol Cl2,转移电子6 mol
D.Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,说明还原性:Cr3+> Fe2+
8.现取m克铝镁合金与一定浓度的稀硝酸恰好完全溶解(假定硝酸的还原产物只有NO),向反应后的混合溶液中滴加bmol/LNaOH溶液,当滴加到VmL时,得到沉淀质量恰好为最大值n克,则下列有关该实验的说法中正确的有
①沉淀中氢氧根的质量为(n-m)克
②恰好溶解后溶液中的NO3-离子的物质的量为mol
③反应过程中转移的电子数为mol
④生成标准状况下NO气体的体积为L
⑤与合金反应反应的硝酸的物质的量为(+)mol
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
9.高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂,制备流程如图所示:
下列叙述不正确的是
A.反应Ⅰ产生的尾气可通入碱液中吸收
B.反应Ⅰ生成的,在碱性条件下会被氧化成
C.反应Ⅱ中每转移电子会生成
D.转化成的化学方程式为
10.已知:5PbO2+2Mn2++4H+=5Pb2++2+2H2O,下列说法正确的是( )
A.PbO2为还原剂,具有还原性
B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
C.生成1mol的Pb2+,转移的电子数为5mol
D.酸性环境下PbO2的氧化性弱于
11.硫代硫酸钠(Na2S2O3)可作为脱氯剂。已知溶液恰好将完全转化为,则将转化成
A. B.S C. D.
12.联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种反应机理如图所示。下列叙述错误的是
A.①转化中N2H4是还原剂 B.工业上也可使用Na2SO3处理锅炉水中的溶解氧
C.1mol N2H4可处理水中1.5 molO2 D.③中发生反应后溶液的pH增大
13.对下列实验过程的评价,正确的是
A.某固体中加入稀盐酸,产生了无色气体,证明该固体一定会有CO
B.某溶液中滴加了Na2CO3溶液,生成白色沉淀,该溶液中一定会有Ba2+
C.某溶液中先滴加盐酸使溶液酸化,再滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀,该溶液中一定有SO
D.验证烧碱溶液中是否含Cl﹣,先加稀盐酸除去OH﹣,再加AgNO3溶液,有白色沉淀出现,证明含Cl﹣
14.下列是对“某溶液”进行离子检测的方法和结论,其中说法正确的是
A.加入稀HCl产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,则溶液中一定含有
B.先加入氯水,再加入KSCN溶液显红色,则溶液中一定含有Fe3+
C.依次加入BaCl2溶液、HNO3溶液,有白色沉淀产生,则溶液中一定含有
D.加入HNO3酸化的AgNO3液,有白色沉淀产生,则溶液中一定含有Cl-
15.下列实验操作的先后顺序错误的是( )
A.配制浓硝酸和浓硫酸的混酸:先向烧杯中加入浓硝酸,后加入浓硫酸
B.检验待测液中的Fe2+:先滴加KSCN溶液,后滴加稀硫酸酸化的双氧水
C.滴定实验中:先用待装液润洗滴定管,后检查滴定管是否漏液
D.除去SO2中的HCl:先通过饱和NaHSO3溶液,后通入浓硫酸中
二、填空题
16.Ⅰ.高铁酸钾K2FeO4是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强,且无二次污染。
①K2FeO4在净水过程中可转化为Fe(OH)3胶体而吸附杂质,Fe(OH)3胶体粒子的直径大小范围是_______________。
②K2FeO4中Fe为+6价,具有强氧化性,盐酸中加入少量K2FeO4固体,产生黄绿色气体。该反应的化学方程式是________。
③K2FeO4是否具有还原性?__________(填“有”或“没有”)。
Ⅱ.Cl2是一种有毒气体,如果泄漏会造成严重的环境污染。化工厂可用浓氨水来检验Cl2是否泄漏,有关反应的化学方程式为:3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2。
① 用单线桥标出电子转移的方向和数目______。
② 此反应中氧化剂与还原剂的质量之比为________。
Ⅲ.已知常温下在溶液中可发生如下两个反应:;。由此可以确定、、三种离子的氧化性由强到弱的顺序是____________。
17.“新冠”疫情期间,人们广泛使用“84”消毒液(有效成分NaClO).回答下列问题:
(1)用氯气制备“84”消毒液的离子方程式为_______。图中是某“84”消毒液的标签,NaClO的物质的量浓度为_______mol·L-1(保留1位小数)。
(2)资料显示“84”消毒液不能与洁厕灵(含HCl)混合使用,对此某小组开展如图所示的研究。两表面皿之间充满黄绿色气体。则“84”消毒液与洁厕灵反应的化学方程式为_______,NaOH的作用是_______。
(3)过氧化钠有强氧化性,也可用作杀菌剂、消毒剂、漂白剂和供氧剂等。若Na2O2作供氧剂与H2O完全反应时,若转移0.3 mol电子,则生成标准状况下的O2_______L。
三、实验题
18.硫代硫酸钠(Na2S2O3)在工业、医药制造业中被广泛应用。实验室可通过Na2SO3溶液和硫磺(S)共热制备,实验装置如图所示。
(1)装置A中的反应,体现70%浓硫酸的___________性。
(2)装置B的作用是___________。
(3)装置C用于制取Na2S2O3,反应分两步,第一步反应的化学方程式为Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2,则第二步反应的化学方程式为___________。
(4)装置E反应后烧杯中含有和 ,验证该溶液中含有溶液的方法:取少量溶液,滴加足量的稀硫酸,___________。
19.二氧化氯(ClO2)是一种优良的消毒剂,熔点为-59℃,沸点为11℃,浓度过高时易发生分解,甚至爆炸。某课外兴趣小组通过氯气与NaC1O2溶液反应来制取少量ClO2,装置如图所示:
(1)甲装置中圆底烧瓶内发生反应的化学方程式是________________________
(2)丙装置中发生的反应可能经两步完成,请将其补充完整:
____________________________(用化学方程式表示)。
②HClO+HCl+2NaClO2=2C1O2↑+2NaCl+H2O。
(3)Cl-存在时会催化:ClO2的生成,若无乙装置,则丙装置内产生ClO2的速率明显加快。乙装置中试剂瓶内的液体是________。实验过程中常需通入适量的N2稀释ClO2,其目的是____________
(4)戊装置烧杯中 NaOH 溶液吸收ClO2后,生成了ClO、ClO,该反应的离子方程式是________
(5)ClO2与酸性碘化钾溶液反应(还原产物为Cl-),反应的离子方程式为:____
四、计算题
20.请回答下列问题:
(1)标准状况下,V L氯化氢(HCl)溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g/mL)所得溶液的密度为ρ g/mL,则所得盐酸物质的量浓度为_______
(2)将a mol钠和a mol铝一同投入m g足量水中,所得溶液密度为d g·mL-1,该溶液中溶质质量分数为_______
(3)在200 mL氯化镁和氯化铝的混合溶液中,c(Mg2+)为0.2 mol·L-1,c(Cl-)为1.3 mol·L-1。要使Mg2+全部转化为沉淀分离出来,至少需加4 mol·L-1 NaOH溶液的体积为_______
(4)某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入112 mL Cl2(标准状况下),恰好将Fe2+完全氧化。x值为_______
(5)向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)的气体,在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是_______
(6)某无色溶液中含有H+、Al3+、Mg2+三种阳离子,逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,消耗NaOH溶液体积和生成沉淀之间的关系如下图所示。则溶液中H+、Al3+、Mg2+三种阳离子的物质的量浓度之比为_______
21.将32.0 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体体积为11.2 L(已换算为标准状况)。请回答:
(1)NO的体积为_______L
(2)待产生的气体全部释放后,向溶液中加入V mLa mol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为_______mol·L-1.(不用化简)
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,至少需要30%的双氧水_______g。(保留一位小数)
参考答案:
1.A
【详解】A.SO2能溶于水,SO2不能用排水法收集,故选A;
B.H2难溶于水,H2能用排水法收集,故不选B;
C.O2微溶于水,O2能用排水法收集,故不选C;
D.CO难溶于水,CO能用排水法收集,故不选D;
选A。
2.D
【分析】在氧化还原反应中,化合价升高,失电子,被氧化,得到氧化产物;化合价降低,得电子,被还原,得到还原产物。
【详解】根据Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O的反应来分析,浓硫酸中硫元素化合价降低,生成二氧化硫,还原产物是二氧化硫,故选D。
【点睛】氧化还原反应中,要熟记:升失氧化还原剂,降得还原氧化剂。
3.C
【详解】A.根据氯气的实验室制法,结合氧化性:氧化剂>氧化产物,可得氧化性:MnO2>Cl2,又因为氧化性,所以氧化性,所以题干反应方程式正确,故A正确;
B.因为氧化性强弱顺序是,故方程式正确,故B正确;
C.因为氧化性强弱顺序是,故方程式不能发生,故C错误;
D. (CN)2被称为拟卤素,性质与氯气相似,氯气能发生,故是正确的,故D正确;
故答案为:C。
4.D
【详解】A.该反应中氯元素化合价上升,为还原剂;锰元素化合价下降,为氧化剂,A项正确;
B.氯元素化合价升高,失电子,锰元素化合价下降,得电子,因此相当于氯元素将电子转移给锰元素,B项正确;
C.由方程式可以看出当反应生成1mol氯气时,一共转移了2mol电子,也就是说生成氯气数:转移电子数=2:1,C项正确;
D.虽然看方程式好像每消耗1mol二氧化锰就有4mol盐酸参与反应,但实际上只有2个氯的化合价从-1价升高到了0价,另外两个氯的化合价是没有改变的,因此不起还原作用,D项错误;
答案选D。
5.C
【详解】试题分析:A、SO2的漂白性是二氧化硫与有色物质结合生成无色不稳定的物质,与氧化性无关,A错误;B、碳酸钠固体不导电,是因为碳酸钠中的离子不能自由移动的缘故,B错误;C、三价铁离子具有较强的氧化性,能将铜氧化,因此工业上常用氯化铁溶液腐蚀电路板,存在因果关系,C正确;D、高铁酸根与水反应生成氢氧化铁胶体,能够吸附水中杂质而净水,不是因为具有氧化性,D错误。
考点:考查了物质的性质和反应原理的相关知识。
6.B
【详解】A.硫化氢属于弱酸,是弱电解质,A错误;
B.含硫蛋白中含有硫元素,降解可产生硫化氢,B正确;
C.硫化氢有毒,直接吸入硫化氢会对人体造成伤害,C错误;
D.硫化氢中的氢化合价为+1价,是最高价,具有氧化性,因此硫化氢既有氧化性也有还原性,D错误;
故选B。
7.B
【详解】A.2CuFeS2中Cu元素化合价为+2价,Fe为+2价,S为-2价,反应中Cu元素化合价由+2价降低到+1价,S元素化合价由-2价升高到+4价,则CuFeS2既是氧化剂又是还原剂,O2是氧化剂,故A错误;
B.3Cu+8HNO3=3Cu( NO3)2+2NO↑+4H2O中,氧化剂是HNO3,部分被还原,还原产物为NO,还原剂为Cu,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3,故B正确;
C.反应KClO3+6HCl(浓)═KCl+3Cl2↑+3H2O中,只有Cl元素化合价发生变化,Cl元素化合价分别由+5价、-1价变化为0价,生成3molCl2,转移电子5mol,故C错误;
D.氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,还原性Cr3+<Fe2+,故D错误;
故选B。
8.D
【详解】试题分析:①沉淀为氢氧化铝和氢氧化镁,沉淀质量等于铝镁合金质量与氢氧根质量之和,所以沉淀中氢氧根的质量为(n-m)克,故①正确;②恰好溶解后溶液中的NO3-离子的物质的量等于沉淀质量最大溶液中NO3-离子的物质的量,当沉淀量最大时,溶液中的溶质只有硝酸钠(NaNO3),硝酸根离子与钠离子的物质的量相等,n(NO3-)=n(Na+)=n(NaOH)=mol,故②正确;③至沉淀量最大,生成的n克沉淀为氢氧化铝和氢氧化镁.根据质量守恒定律,其中镁、铝元素的质量等于m克合金的质量,所以沉淀中氢氧根的质量为(n-m)克,在沉淀中,氢氧根的物质的量等于Mg2+、Al3+所带电荷的物质的量,也等于合金失去电子的物质的量,即为反应过程中转移的电子,n(e-)=n(OH-)=mol,故③正确;④根据电子守恒原理,生成NO时,HNO3中+5价的N原子得3个电子,因此生成NO的物质的量应该是转移电子的三分之一,即mol×=mol,其体积在标准状况下为L,故④正确;⑤参加反应的硝酸有两种作用,起酸和氧化剂作用,作为酸的硝酸(生成硝酸盐)的物质的量等于硝酸钠的物质的量为mol,作氧化剂的硝酸的物质的量等于NO的物质的量为mol,所以与合金反应的硝酸的物质的量为(+)mol,故⑤正确;故①②③斯⑤正确,故选D。
【考点定位】考查有关混合物反应的计算;镁、铝的重要化合物
【名师点晴】本题结合铝镁与硝酸反应及生成的盐与氢氧化钠反应的特点,对电子守恒、溶液电中性原理、质量守恒进行综合考查。题目以多项形式呈现,考查了学生的综合运用知识能力和解决复杂问题的能力,是一道考查能力的好题。mg铝镁合金与一定浓度的稀硝酸恰好完全溶解(假定硝酸的还原产物只有NO),向反应后的混合溶液中滴加b mol/L NaOH溶液,当滴加到V mL时,得到沉淀质量恰好为最大值n克,沉淀质量最大为氢氧化铝和氢氧化镁质量之和,此时溶液为硝酸钠溶液。
9.B
【分析】铁与氯气反应生成氯化铁,加入NaClO、NaOH,次氯酸钠将铁离子在碱性条件下氧化成Na2FeO4,加入饱和KOH溶液可析出高铁酸钾(K2FeO4),分离得到粗K2FeO4,采用重结晶、洗涤、低温烘干将其提纯,以此解答该题。
【详解】A.反应Ⅰ产生的尾气是过量的氯气,可通入碱液中吸收,故A正确;
B.由分析可知,反应Ⅰ生成的,氯酸钠将铁离子在碱性条件下氧化成Na2FeO4,故B错误;
C.反应中Cl元素化合价由+1价降低为-1价,Fe元素化合价由+3价升高到+6价,每转移电子会生成,故C正确;
D.和KOH发生复分解反应转化成,化学方程式为,故D正确;
故选B。
10.B
【详解】A. 该反应中Pb元素化合价由+4价变为+2价、Mn元素化合价由+2价变为+7价,所以PbO2为氧化剂、锰离子为还原剂,所以PbO2体现氧化性,故A错误;
B. 氧化产物和还原产物分别是、Pb2+,其物质的量之比为2:5,故B正确;
C. 生成1mol的Pb2+,转移的电子物质的量=1mol×2=2mol,故C错误;
D. 氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,该反应中,氧化剂是PbO2,氧化产物是,所以酸性环境下PbO2的氧化性强于的,故D错误;
故选:B。
11.A
【详解】设硫代硫酸钠的氧化产物中硫元素的化合价为a,由得失电子数目守恒可得:0.100mol/L×0.025L×2×(a—2)= ×2×1,解得a=+6,则氧化产物为硫酸根离子;
故选A。
12.C
【详解】A.①转化中N2H4转化为N2 , N元素化合价升高,所以N2H4是还原剂,A项正确;
B.Na2SO3具有较强还原性,可以和氧气发生氧化还原反应,从而除去溶解氧,B项正确;
C.据图可知,整个流程中Cu元素的化合价没有发生变化, N2H4中N元素转化为N2,化合价升高2价,所以1mol N2H4反应时转移4mol电子, O2中的O元素由0价变为- 2价,所以转移4mol电子时反应1mol O2,C项错误;
D.第②步中加入氨水,溶液呈碱性,③中氧气得电子,碱性溶液中会生成氢氧根离子,导致溶液pH增大,D项正确;
答案选C。
13.C
【详解】A.CO、HCO、SO、HSO都和稀盐酸反应生成无色气体,所以某固体中加入稀盐酸,产生了无色气体,不能证明该固体中一定含有CO,故A错误;
B.遇到Na2CO3溶液产生白色沉淀的有Ba2+、Ca2+等,某溶液中滴加了Na2CO3溶液,生成白色沉淀,该溶液中不一定会有Ba2+,故B错误;
C.某溶液中先滴加盐酸使溶液酸化,排出了碳酸根、亚硫酸根、银离子等的干扰,再滴入BaCl2溶液,生成白色沉淀,证明一定含有SO,故C正确;
D.加稀盐酸除去OH-的同时,已经在溶液中引入了Cl-,所以当再加入AgNO3溶液,有白色沉淀,并不能说明验证原烧碱溶液中是否含Cl-,故D错误;
答案为C。
14.D
【详解】A.加入稀HCl产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,该气体可能是CO2,也可能是SO2,则溶液中可能含有,也可能含有或、,不一定含有,A错误;
B.向溶液中先加入氯水,再加入KSCN溶液显红色,说明加入氯水后的溶液中含有Fe3+,该Fe3+可能是原溶液中含有的,也可能是Fe2+被氯水氧化产生的,因此不能确定原溶液中是否含有Fe3+,B错误;
C.由于HNO3具有强氧化性,可能会将氧化为,所以向某溶液中依次加入BaCl2溶液、HNO3溶液,有白色沉淀产生,则溶液中可能含有,加入BaCl2溶液时产生BaSO3白色沉淀,再加入稀HNO3,HNO3将BaSO3氧化为BaSO4白色沉淀,因此原溶液中不一定含有,C错误;
D.由于AgCl是白色既不溶于水、也不溶于稀硝酸的物质,所以向某溶液中加入HNO3酸化的AgNO3液,有白色沉淀产生,则溶液中一定含有Cl-,D正确;
故合理选项是D。
15.C
【详解】A.浓硫酸的密度大于浓硝酸,类似浓硫酸稀释,在浓硝酸中加入浓硫酸,避免造成液滴飞溅,A正确;
B.先加入KSCN溶液,排除Fe3+干扰,后滴加稀硫酸酸化的双氧水,若溶液变为血红色,证明溶液中含有Fe2+,B正确;
C.应该先检查滴定管是否漏液,然后用待装液润洗,C错误;
D.混合气体先通入饱和NaHSO3溶液除去HCl,然后用浓硫酸干燥,D正确;
故合理选项是C。
16. 1~100nm 2K2FeO4+16HCl=4KCl+2FeCl3+3Cl2↑+8H2O 有 213∶34 >>
【详解】Ⅰ.①K2FeO4在净水过程中可转化为Fe(OH)3胶体而吸附杂质,胶体粒子的直径大小范围是1~100nm,故答案为:1~100nm;
②K2FeO4中Fe为+6价,具有强氧化性,盐酸中加入少量K2FeO4固体,产生黄绿色气体,该气体为氯气,K2FeO4被还原为铁离子,反应的化学方程式为2K2FeO4+16HCl=4KCl+2FeCl3+3Cl2↑+8H2O,故答案为:2K2FeO4+16HCl=4KCl+2FeCl3+3Cl2↑+8H2O;
③K2FeO4中O元素的化合价为-2价,处于最低价态,能够被氧化,因此K2FeO4有还原性,故答案为:有;
Ⅱ.①化学反应3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2中,Cl元素化合价由0价降低为-1价,Cl2为氧化剂,得到电子,N元素化合价由-3价升高为0价,NH3为还原剂,失去电子,共转移6个电子,电子转移的方向和数目用单线桥表示为,故答案为:;
② 3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2中氧化剂为Cl2,还原剂为NH3,物质的量之比为3∶2,质量之比为3×71∶2×17=213∶34,故答案为:213∶34;
Ⅲ.根据反应Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+,可知氧化性:Ce4+>Fe3+,根据反应Sn2++2Fe3+=2Fe2++Sn4+,可知氧化性:Fe3+>Sn4+,所以Ce4+、Sn4+、Fe3+三种离子的氧化性由强到弱的顺序是Ce4+>Fe3+>Sn4+,故答案为:Ce4+>Fe3+>Sn4+。
17. Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 4.0 NaClO+2HCl=Cl2 ↑+NaCl+H2O 吸收Cl2,防止污染空气 3.36
【详解】(1)用氯气制备“84”消毒液为氯气与氢氧化钠的反应,离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;由图中消毒液的标签,可知质量分数为25%,密度为1.2g/cm3,则NaClO的物质的量浓度为;
(2) “84”消毒液不能与洁厕灵(含HCl)混合使用,生成黄绿色有毒气体氯气,化学方程式为NaClO+2HCl=Cl2 ↑+NaCl+H2O,NaOH的作用是吸收Cl2,防止污染空气。
(3) Na2O2与H2O反应化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+ O2,根据方程式可知每生成一个氧气转移2个电子,则转移0.3 mol电子,生成O20.15 mol,标准状况下的体积为。
18.(1)酸
(2)作安全瓶,防止倒吸
(3)S+Na2SO3Na2S2O3
(4)将所得气体通入过量的酸性KMnO4溶液。再将剩余气体通入足量的澄清石灰水。若澄清石灰水变浑浊,则证明溶液中存在。
【分析】在装置A中70%的H2SO4与Na2SO3发生复分解反应制取SO2,装置B是安全瓶,防止在装置C中由于气体反应导致装置中气体压强减小而产生的倒吸现象的发生。在装置C中SO2与Na2CO3发生反应:Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2,Na2SO3与S进一步发生反应:S+Na2SO3Na2S2O3,制取得到Na2S2O3,装置D是安全瓶,防止倒吸现象的发生,装置E是尾气处理装置,吸收多余的SO2气体,防止大气污染。
(1)
在装置A中70%的H2SO4与Na2SO3发生复分解反应制取SO2,反应方程式为:H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O,该反应中体现70%浓硫酸的酸性;
(2)
装置B的作用是作安全瓶,防止倒吸现象的发生;
(3)
在装置C中可通过Na2SO3溶液和硫磺(S)共热制备Na2S2O3,反应分两步,第一步反应的化学方程式为Na2CO3 +SO2=Na2SO3+CO2,则第二步反应的化学方程式为S+Na2SO3Na2S2O3;
(4)
装置E反应后烧杯中含有和,验证该溶液中含有溶液的方法:取少量溶液,滴加足量的稀硫酸,反应产生SO2气体,反应产生CO2气体,根据SO2气体具有还原性,将混合气体通入通入过量的酸性KMnO4溶液,SO2转化为H2SO4除去,然后将剩余气体通入足量的澄清石灰水。若澄清石灰水变浑浊,则证明溶液中存在。
19.(1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)Cl2+H2O=HCl+HClO
(3) 饱和食盐水 防止ClO2发生分解,甚至爆炸
(4)2ClO2+2OH-=ClO+ClO+H2O
(5)2ClO2 + 10I- + 8H+ =2Cl- + 5I2 + 4H2O
【分析】甲装置中圆底烧瓶内二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水,乙装置盛装饱和食盐水,氯气经过饱和食盐水,除去HCl,丙装置盛装NaClO2溶液,氯气通入NaClO2溶液,将其氧化为ClO2,自身被还原为NaCl,丁装置收集ClO2,最后用氢氧化钠溶液,进行尾气处理,据此分析作答。
【详解】(1)根据分析可知,甲装置中圆底烧瓶内发生反应的化学方程式是;
(2)丙装置中发生的反应可能经两步完成,第一步为:Cl2+H2O=HClO+HCl,第二步为:HClO+HCl+2NaClO2═2ClO2↑+2NaCl+H2O,总反应为:Cl2+2NaClO2═2ClO2↑+2NaCl,故答案为:Cl2+H2O=HClO+HCl;
(3)Cl-存在时会催化ClO2的生成,若无乙装置,则丙装置内产生ClO2的速率明显加快,则乙装置的作用是除去了杂质HCl,结合分析可知,乙装置中试剂瓶内的液体是饱和食盐水,实验过程中常需通入适量的N2稀释ClO2,其目的是稀释ClO2,防止ClO2浓度过高时发生分解,甚至爆炸,故答案为:饱和食盐水;防止ClO2发生分解,甚至爆炸;
(4)戊装置烧杯中 NaOH 溶液吸收ClO2后,生成了、,根据化合价升降守恒、电荷守恒、原子守恒可得该反应的离子方程式是2ClO2+2OH-=++H2O,故答案为:2ClO2+2OH-=++H2O;
(5)ClO2与酸性碘化钾溶液反应(还原产物为Cl-),碘离子被氧化为碘单质,根据化合价升降守恒、电荷守恒、原子守恒可得该反应的离子方程式为2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O,故答案为:2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O。
20.(1)1000Vρ/(36.5V+22400)
(2)
(3)80mL
(4)0.80
(5)2.8g
(6)2∶2∶1
【详解】(1)标准状况下,V L氯化氢的物质的量为mol,故溶质质量m=g,溶液质量为(+1000)g,则所得盐酸溶液的体积为10-3L,则盐酸物质的量浓度c==,故答案为:。
(2)钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,铝再和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,由反应关系可知,,,
所得溶质NaAlO2的质量为82a g,溶液质量为(23+27)a g+m g-()2g=(46a+m)g,则该溶液中溶质(NaAlO2)质量分数为100%=,故答案为:。
(3)溶液中n(Cl-)=0.2L1.3 mol·L-1=0.26mol,n(Mg2+)=0.2L0.2 mol·L-1=0.04mol,根据电荷守恒,溶液中n(Al3+)==0.06mol,将200 mL此混合溶液中的Mg2+全部转化为沉淀分离出来,反应后的溶液为NaCl和NaAlO2的混合溶液,由原子守恒可知n(NaOH)= n(Na)= n(Cl)+n(Al)= 0.26mol+0.06mol=0.32mol,所以至少需加4 mol·L-1 NaOH溶液的体积为=0.08L=80mL,故答案为:80mL。
(4)根据得失电子守恒可知,FexO被氧化为Fe3+转移的电子数和Cl2被还原为Cl-转移的电子数相等,标准状况下112 mL Cl2反应转移电子的物质的量==0.01mol,则有(3-)x=0.01,解得x=0.80,故答案为:0.80。
(5)盐酸恰好使混合物完全溶解,盐酸没有剩余,向反应所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现,说明溶液为FeCl2溶液,根据氯元素守恒可知n(FeCl2)=n(HCl)=0.1L1 mol·L-1=0.05mol;用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物得到铁,根据铁元素守恒可知n(Fe)= n(FeCl2)=0.05mol,质量为0.05mol56g/mol=2.8g,故答案为:2.8g。
(6)向混合溶液中加入NaOH溶液,NaOH先与H+反应,该反应过程没有沉淀生成,由图可知与H+反应的NaOH溶液的体积为10mL,溶液中H+的物质的量为0.01L0.1 mol·L-1=0.001mol;当H+消耗完之后再加入NaOH溶液,会与Al3+和Mg2+反应生成沉淀,随着NaOH溶液的加入沉淀越来越多,但是当沉淀完全时,再加入NaOH溶液,由于氢氧化铝溶于NaOH溶液,所以沉淀的质量会减少,即图中的B-C段,此段消耗的NaOH溶液是10mL,根据氢氧化铝与氢氧化钠的反应方程式得出氢氧化铝的物质的量为0.01L0.1 mol·L-1=0.001mol,溶液中Al3+的物质的量为0.001mol,参与生成沉淀的NaOH溶液在生成沉淀最多时消耗的NaOH溶液的体积是50mL-10mL=40mL,NaOH的物质的量为0.004mol,根据生成的氢氧化铝的物质的量可以得出与Al3+结合的氢氧根的物质的量为0.003mol,所以与Mg2+结合的氢氧根的物质的量为0.004mol-0.003mol=0.001mol,所以氢氧化镁的物质的量为0.0005mol,所以溶液中H+、Al3+、Mg2+三种阳离子的物质的量浓度之比为0.001: 0.001: 0.0005=2:2:1,故答案为:2:2:1。
21. 5.6 56.7
【详解】(1)Cu与浓硝酸反应产生Cu(NO3)2、NO2、H2O,随着反应的进行,硝酸浓度变稀,反应产生Cu(NO3)2、NO、H2O,反应过程中电子转移数目相等。32.0 g铜的物质的量n(Cu)=,反应过程中转移电子的物质的量n(e-)=2×0.5 mol=1.0 mol。11.2 L标准状况下的混合气体的物质的量为n=,假设其中含有NO、NO2的物质的量分别是x、y。则x+y=0.5 mol;3x+y=1.0 mol,解得x=y=0.25 mol,故其中含有NO的体积V(NO)=0.25 mol×22.4L/mol=5.6 L;
(2)Cu与硝酸反应后溶液为Cu(NO3)2,向其中加入V mLa mol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,反应产生沉淀为Cu(OH)2,可见溶液中的物质的量与NaOH的物质的量相等,则根据N原子守恒可知原硝酸的物质的量为n(HNO3)=n(气)+n()=0.5 mol+aV×10-3 mol,则原硝酸的物质的量浓度c(HNO3)=;
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体NO、NO2在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,由于在混合气体中NO、NO2的物质的量都是0.25 mol,根据电子守恒可得关系式3n(NO)+n(NO2)=2n(H2O2),则n(H2O2)=,故至少至少需要30%的双氧水质量m(H2O2)=。