第01周 硫及其化合物
时间:45分钟 满分:100分
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题:本题共15个小题,每小题只有一个正确选项,共45分。
1.下列关于硫的叙述中,正确的是( )。
A.能溶于水 B.是一种白色固体
C.在空气中燃烧生成二氧化硫 D.在纯氧中燃烧生成三氧化硫
2.下列关于SO2的叙述正确的是( )。
A.SO2是一种无色无味的气体 B.SO2在空气中很容易被氧气氧化
C.可以用排水法收集SO2气体 D.相同条件下,SO2密度比空气大
3.下列有关酸雨的说法中不正确的是( )。
A.化石燃料的燃烧是导致酸雨的重要原因
B.酸雨的形成中涉及了氧化还原反应
C.酸雨是指pH值小于7的雨雪或其他形式的大气降水
D.燃煤中加入石灰石可防治酸雨
4.自然界的硫循环过程如下图所示。下列说法中,不正确的是( )。
A.火山喷发、化石燃料燃烧均会产生SO2
B.SO2形成酸雨的过程为SO2+H2O==H2SO3
C.可用石灰处理酸化了的水体
D.自然界的硫循环过程涉及氧化还原反应
5.下列溶液中通入SO2一定不会产生沉淀的是( )。
A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 C.Na2S D.BaCl2
6.下图是一套检验气体性质的实验装置图。向装置中缓慢通入气体X,若关闭活塞K,则品红溶液无变化,而澄清石灰水变浑浊;若打开活塞K,则品红溶液褪色。据此判断气体X和洗气瓶内溶液Y可能是( )。
选项 A B C D
X SO2 SO2 CO2 Cl2
Y 饱和NaHCO3溶液 浓硫酸 Na2SO3溶液 Na2SO3溶液
7.有关硫元素的几种化合物的转化关系中说法正确的是( )。
A.反应①中浓硫酸只表现出强氧化性
B.反应②中SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液,溶液褪色,说明SO2具有漂白作用
C.反应④中Na2S2O3是既是氧化剂又是还原剂
D.上述反应均为氧化还原反应
8.硫酸、亚硫酸和氢硫酸是含硫元素的三种酸。下列说法不正确的是( )。
A.若向Na2S溶液中通入SO2,则产生淡黄色沉淀
B.这三种酸都是二元酸,都能与氢氧化钠反应生成酸式盐和正盐
C.这三种酸的水溶液久置在空气中都会氧化变质且原溶质的浓度减小
D.向氢硫酸、亚硫酸溶液中滴加氯水都会发生氧化还原反应
9.硫元素的“价-类二维图”如图所示。下列有关叙述正确的是( )。
A.硫元素的性质活泼,自然界中不存在物质A
B.气体D具有强还原性,不能用F的浓溶液干燥
C.向H溶液中滴加G溶液并加热,可能生成气体D
D.可用盐酸酸化的BaCl2溶液检验G中的阴离子
10.过硫化氢的化学式为H2S2,可以看成是过氧化氢中的过氧键被过硫键替代。下列关于过硫化氢的说法,不正确的是( )。
A.过硫化氢在常温下呈液态
B.过硫化氢不稳定,易分解
C.用黄铁矿(FeS2)和盐酸可制备过硫化氢
D.过硫化氢有氧化性,能将Fe2+氧化至Fe3+
11.Zn与浓硫酸反应的化学方程式:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O。向100 mL
18 mol·L-1的H2SO4溶液中加入足量的锌粒,充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量
( )。
A.等于1.8 mol B.小于0.9 mol
C.等于0.9 mol D.在0.9 mol和1.8 mol之间
12.双碱法脱除烟气中SO2的过程如图所示。
下列说法正确的是( )。
A.过程Ⅰ中,SO2表现出还原性
B.鼓入空气是为了使Na2SO3与Ca(OH)2充分接触
C.双碱法得到的最终产物有Na2SO3和CaSO4
D.整个过程中,NaOH可以循环利用
13.用如图装置进行实验,将液体A逐滴加入到固体B中,下列叙述正确的是( )。
A.若A为较浓硫酸,B为Na2SO3固体,C中盛有Na2S溶液,则C中溶液变浑浊
B.若A为浓盐酸,B为KMnO4,C中盛石蕊试液,则C中溶液最终呈红色
C.若A为浓盐酸,B为Na2CO3,C中盛有Na2SiO3溶液,则C中溶液出现白色沉淀,证明酸性:H2CO3>H2SiO3
D.装置D起干燥气体作用
14.由SO2催化氧化制取SO3的装置如图所示,下列说法错误的是( )。
A.装置a可干燥并混合SO2和O2
B.装置b中流出的气体有SO2、SO3及O2
C.装置c中U形管内壁上有白色固体
D.装置d中有白色沉淀,说明通入d的气体中含SO3
15. 将分别通入无氧、有氧的浓度均为0.1的溶液和溶液中,除溶液(无氧)外,都产生白色沉淀。实验测得各溶液pH变化曲线如图。下列说法正确的是( )。
A. 曲线a所示溶液pH降低的原因:,
B. 依据曲线b可推知0.2 溶液(无氧)不能氧化
C. 曲线d所表示的过程中是氧化的主要微粒
D. 曲线c所示溶液中发生反应的离子方程式为:
第Ⅱ卷(非选择题)
非选择题:包括第16题~第19题4个大题,共55分。
16.SO2常用作漂白剂和防腐剂,但它也是造成大气污染的主要有害气体之一。火力发电厂使用的煤炭是常用的含硫燃料,燃煤烟气需净化后再排放。回答下列问题:
(1)某实验小组探究SO2的化学性质,装置如图所示(ac均为浸有相应试液的棉花,夹持与加热装置略)。
制备SO2的反应化学方程式为 ;a处的实验现象为 ;b处观察到颜色褪去,体现的化学性质为 。
(2)在工业生产上规定空气中二氧化硫允许排放量不超过0.02 mgL-1,该小组为测定火力发电厂附近空气中的二氧化硫的含量,进行如下实验:
取标准状况下的空气1.000 L(含氮气、氧气、二氧化碳、二氧化硫等),缓慢通入适量I2的淀粉溶液中,则溶液由蓝色变为无色,向所得溶液中加入稍过量的氯化钡溶液,产生白色沉淀,一系列操作后,称得其质量为0.233 g。其中,“一系列操作”为 ;二氧化硫的含量为 。
(3)该小组查阅资料知:钙基固硫是燃煤烟气脱硫的常用方法,内容是先用CaCO3浆状物吸收SO2,再鼓入空气,得到石膏,变废为宝。此过程发生反应的化学方程式依次为 , 。
17.长期存放的亚硫酸钠可能会被空气中的氧气氧化。某化学兴趣小组通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂的质量分数,设计了如图所示实验装置:
请回答下面的问题:
(1)a仪器的名称为_________。
(2)A装置中不使用98%浓硫酸的原因是__________________,为保证实验的准确性,硫酸在_________________(填现象)后再滴加。
(3)A中反应的化学方程式为____________________________________。B装置中反应的离子方程式为____________________________。
(4)某同学认为A装置设计有明显不足之处,不足之处为____________________________。
(5)实验前称量m g样品放入锥形瓶中,实验后向B装置反应后的溶液中加入足量的溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,得白色沉淀n g,原样品中的质量分数为__________。
(6)以下操作能使的质量分数偏高的是__________。
a.溶液换成溶液 b.白色沉淀没有洗涤干净
c.先滴加较浓硫酸,一段时间后再滴加浓盐酸 d.B、D装置间增加饱和食盐水溶液的洗气装置
18.以黄铁矿(主要成分FeS2))为原料生产硫酸,并将产出的炉渣和尾气进行资源综合利用,减轻对环境的污染,其中一种流程如下图所示。
资料:焦亚硫酸钠(Na2S2O5),白色粉末,水溶液显酸性,受潮易分解,遇强酸则放出一种刺激性气味的气体,是一种化工原料,常用作抗氧化剂。
(1)煅烧前,黄铁矿需要研磨,目的是______________________。
(2)煅烧黄铁矿的化学方程式是______________________。
(3)过程①中处理尾气SO2的离子反应方程式为______________________。
(4)因为Na2S2O5在保存过程中易被氧化,导致商品Na2S2O5中存在Na2SO4。欲检验Na2S2O5已变质的实验方法为___________。
(5)一般用K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉的纯度。实验步骤:称取一定量样品,用过量稀硫酸溶解,用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2+。反应方程式为(方程式未配平):Cr2O72-+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O。某次实验称取0.280 0 g样品,滴定时消耗浓度为0.030 0 mol/L的K2Cr2O7溶液25.00 mL,则样品中铁的质量分数为___________。(请写出计算过程)
19.某实验小组利用如图装置模拟古法制硫酸并进行性质探究
已知:①“绿矾”高温受热可完全分解得红棕色固体和气体混合物;
②熔点,沸点;熔点,沸点。
请回答下列问题:
Ⅰ.制取硫酸:实验开始前打开活塞,关闭活塞,通入一段时间后,关闭活塞,打开活塞,用酒精喷灯高温加热绿矾。
(1)绿矾的化学式为_________________。
(2)使用石英玻璃管而不使用普通玻璃管的原因是_________________。
(3)装置的作用是_________________和分离出_________________(填化学式)。
Ⅱ.探究的性质:在装置中先后加入同浓度同体积不同的钡盐溶液,控制食用油油层厚度一致、通入流速一致。四次实验分别得到如表图:
①已煮沸的 ②未煮沸的 ③已煮沸的 ④未煮沸的
(4)图中,用化学用语解释曲线①缓慢下降的原因_________________________________________;对比四组实验分析,④中发生反应_____________________________________________(写反应的离子方程式)使溶液酸性增强,化性增强,氧化的速率加快。
(5)上述四次实验中有白色沉淀生成的是_________________(填编号)。第01周 硫及其化合物
时间:45分钟 满分:100分
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题:本题共15个小题,每小题只有一个正确选项,共45分。
1.下列关于硫的叙述中,正确的是( )。
A.能溶于水 B.是一种白色固体
C.在空气中燃烧生成二氧化硫 D.在纯氧中燃烧生成三氧化硫
【答案】C
【解析】硫不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,A错误;硫是淡黄的固体,B错误;硫在空气中燃烧生成二氧化硫,C正确;硫在纯氧中燃烧生成二氧化硫,二氧化硫和氧气在催化剂、加热条件下反应生成三氧化硫,D错误。
2.下列关于SO2的叙述正确的是( )。
A.SO2是一种无色无味的气体 B.SO2在空气中很容易被氧气氧化
C.可以用排水法收集SO2气体 D.相同条件下,SO2密度比空气大
【答案】D
【解析】SO2有刺激性气味,A错误;SO2与O2不易发生反应,需要在一定条件下才可发生反应,B错误;SO2易溶于水不能用排水法收集,C错误;空气的相对分子质量为29,二氧化硫的相对分子质量为64,则相同条件下,SO2密度比空气大,D正确。
3.下列有关酸雨的说法中不正确的是( )。
A.化石燃料的燃烧是导致酸雨的重要原因
B.酸雨的形成中涉及了氧化还原反应
C.酸雨是指pH值小于7的雨雪或其他形式的大气降水
D.燃煤中加入石灰石可防治酸雨
【答案】C
【解析】化石燃料的燃烧可以释放大量的硫氧化物和氮氧化物,二者是酸雨形成的主要原因,A正确;酸雨在形成过程中,亚硫酸被空气中的氧气氧化,S、O元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,B正确;酸雨是指pH值小于5.6的雨雪或其他形式的大气降水,C错误;石灰石的主要成分是CaCO3,在高温条件下可以吸收SO2,反应的化学方程式为2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2,D正确。
4.自然界的硫循环过程如下图所示。下列说法中,不正确的是( )。
A.火山喷发、化石燃料燃烧均会产生SO2
B.SO2形成酸雨的过程为SO2+H2O==H2SO3
C.可用石灰处理酸化了的水体
D.自然界的硫循环过程涉及氧化还原反应
【答案】B
【解析】根据硫的循环过程图可知,火山喷发、化石燃料燃烧均会产生SO2,A正确;硫的循环过程图中,SO2形成的酸雨中硫变为硫酸根离子,故其过程为2SO2+2H2O+ O2==2H2SO4,B错误;石灰的主要成分为氧化钙,为碱性氧化物,可中和酸,故可用石灰处理酸化了的水体,C正确;自然界的硫循环过程中硫的化合价发生改变,故涉及氧化还原反应,D正确。
5.下列溶液中通入SO2一定不会产生沉淀的是( )。
A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 C.Na2S D.BaCl2
【答案】D
【解析】A中可以生成亚硫酸钡沉淀;B中SO2溶于水溶液显酸性,NO3-能把SO2氧化成硫酸,进而生成硫酸钡沉淀;C中SO2能把S2-氧化成单质S沉淀;D中氯化钡和SO2不反应,故选D。
6.下图是一套检验气体性质的实验装置图。向装置中缓慢通入气体X,若关闭活塞K,则品红溶液无变化,而澄清石灰水变浑浊;若打开活塞K,则品红溶液褪色。据此判断气体X和洗气瓶内溶液Y可能是( )。
选项 A B C D
X SO2 SO2 CO2 Cl2
Y 饱和NaHCO3溶液 浓硫酸 Na2SO3溶液 Na2SO3溶液
【答案】A
【解析】二氧化硫具有漂白性,干燥的氯气不具有漂白性,氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性,能够使澄清的石灰水变浑浊的气体可能为二氧化硫或者二氧化碳,据此分析解答。二氧化硫具有漂白性,能够使品红褪色,若关闭活塞,SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2气体,品红溶液无变化,澄清石灰水变浑浊;若打开活塞,SO2使品红褪色,A符合题意;Y为浓硫酸,则无论打开或者关闭活塞,品红溶液都褪色,B不符合题意;二氧化碳不具有漂白性,且与亚硫酸钠不反应,所以无论打开或者关闭活塞,品红溶液都不褪色,C不符合题意;若关闭活塞,氯气通入Na2SO3溶液中会发生氧化还原反应生成氯化钠、硫酸钠,品红溶液无变化,澄清石灰水无变化,若打开活塞,氯气通入品红溶液中会使品红褪色,D不符合题意。
7.有关硫元素的几种化合物的转化关系中说法正确的是( )。
A.反应①中浓硫酸只表现出强氧化性
B.反应②中SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液,溶液褪色,说明SO2具有漂白作用
C.反应④中Na2S2O3是既是氧化剂又是还原剂
D.上述反应均为氧化还原反应
【答案】C
【解析】反应①中浓硫酸表现出强氧化性和酸性,A错误;反应②中SO2与NaOH溶液反应,使OH-浓度降低,B错误;反应④中硫元素化合价既升高又降低,Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂,C正确;反应②没有元素化合价变化,不是氧化还原反应,D错误。
8.硫酸、亚硫酸和氢硫酸是含硫元素的三种酸。下列说法不正确的是( )。
A.若向Na2S溶液中通入SO2,则产生淡黄色沉淀
B.这三种酸都是二元酸,都能与氢氧化钠反应生成酸式盐和正盐
C.这三种酸的水溶液久置在空气中都会氧化变质且原溶质的浓度减小
D.向氢硫酸、亚硫酸溶液中滴加氯水都会发生氧化还原反应
【答案】C
【解析】Na2S和SO2反应产生淡黄色沉淀,A正确;硫酸、亚硫酸和氢硫酸都属于二元酸,对应的盐有正盐、酸式盐两种,B正确;硫酸在空气中稳定,不会被氧化,C错误;氢硫酸、亚硫酸均有还原性,氯水中的氯气有强氧化性,可以氧化氢硫酸、亚硫酸,D正确。
9.硫元素的“价-类二维图”如图所示。下列有关叙述正确的是( )。
A.硫元素的性质活泼,自然界中不存在物质A
B.气体D具有强还原性,不能用F的浓溶液干燥
C.向H溶液中滴加G溶液并加热,可能生成气体D
D.可用盐酸酸化的BaCl2溶液检验G中的阴离子
【答案】C
【解析】自然界中存在游离态的硫,主要在火山喷口处,A错误;气体D具有强还原性,但能用F的浓溶液干燥,主要是相邻价态不反应,B错误;H可能是亚硫酸钠或亚硫酸氢钠,G可能为硫酸氢钠或硫酸钠,当G为硫酸氢钠时,硫酸氢钠与亚硫酸钠或亚硫酸氢钠反应生成二氧化硫气体,C正确;G溶液中阴离子为硫酸根离子,为排除碳酸根、银离子的干扰,先加盐酸酸化,在加氯化钡溶液检验(若溶液中含阴离子,则加盐酸酸化的氯化钡溶液也会产生沉淀)。D错误。
10.过硫化氢的化学式为H2S2,可以看成是过氧化氢中的过氧键被过硫键替代。下列关于过硫化氢的说法,不正确的是( )。
A.过硫化氢在常温下呈液态
B.过硫化氢不稳定,易分解
C.用黄铁矿(FeS2)和盐酸可制备过硫化氢
D.过硫化氢有氧化性,能将Fe2+氧化至Fe3+
【答案】D
【解析】过硫化氢是一种无色液体,常温下呈液态,A正确;过硫化氢不稳定,易分解,分解反应的化学方程式是H2S2=H2S+S↓,B正确;用稳定性较强的酸制取稳定性较弱的酸,化合价不变,反应的化学方程式为FeS2+2HCl=FeCl2+ H2S2,C正确;由选项C可知,Fe2+与H2S2共存,则过硫化氢不能氧化Fe2+,D错误。
11.Zn与浓硫酸反应的化学方程式:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O。向100 mL 18 mol·L-1的H2SO4溶液中加入足量的锌粒,充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量
( )。
A.等于1.8 mol B.小于0.9 mol
C.等于0.9 mol D.在0.9 mol和1.8 mol之间
【答案】D
【解析】n(H2SO4)=0.1 L18 mol·L-1=1.8 mol,当全部发生Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O时,有0.9 mol H2SO4被还原,但随着反应的进行,硫酸浓度逐渐降低,当为稀硫酸时,发生反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,当只发生此反应时,有1.8 mol H2SO4被还原,但这两个反应都发生了,被还原的H2SO4的物质的量应处于两者之间,即被还原的H2SO4的物质的量在0.9 mol和1.8 mol之间,故选D。
12.双碱法脱除烟气中SO2的过程如图所示。
下列说法正确的是( )。
A.过程Ⅰ中,SO2表现出还原性
B.鼓入空气是为了使Na2SO3与Ca(OH)2充分接触
C.双碱法得到的最终产物有Na2SO3和CaSO4
D.整个过程中,NaOH可以循环利用
【答案】D
【解析】过程I中发生的反应为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,该反应不是氧化还原反应,该反应说明SO2属于酸性氧化物,A错误;过程II中发生的反应为2Na2SO3+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+4NaOH,鼓入空气的目的是将氧化,B错误;根据图示,双碱法得到的最终产物为CaSO4,C错误;过程I中NaOH作为反应物被消耗,过程II中生成NaOH,整个过程中,NaOH可以循环利用,D正确。
13.用如图装置进行实验,将液体A逐滴加入到固体B中,下列叙述正确的是( )。
A.若A为较浓硫酸,B为Na2SO3固体,C中盛有Na2S溶液,则C中溶液变浑浊
B.若A为浓盐酸,B为KMnO4,C中盛石蕊试液,则C中溶液最终呈红色
C.若A为浓盐酸,B为Na2CO3,C中盛有Na2SiO3溶液,则C中溶液出现白色沉淀,证明酸性:H2CO3>H2SiO3
D.装置D起干燥气体作用
【答案】A
【解析】A为较浓硫酸,B为Na2SO3固体,两者反应生成的SO2气体通入C中,因SO2有氧化性,则与C中Na2S溶液反应有淡黄色S生成,可观察到C中溶液变浑浊,A正确;A为浓盐酸,B为KMnO4,则反应生成的氯气通入C中,Cl2与水反应生成HCl和HClO,其中HClO有强氧化性和漂白性,则C中紫色石蕊试液先变红色,后褪色,B错误;浓盐酸挥发的HCl在C中也能与Na2SiO3溶液反应生成白色沉淀,则无法判断H2CO3的酸性一定比H2SiO3强,C错误;仪器D为球形干燥管,则可以起到防止溶液倒吸的作用,D错误。
14.由SO2催化氧化制取SO3的装置如图所示,下列说法错误的是( )。
A.装置a可干燥并混合SO2和O2
B.装置b中流出的气体有SO2、SO3及O2
C.装置c中U形管内壁上有白色固体
D.装置d中有白色沉淀,说明通入d的气体中含SO3
【答案】D
【解析】SO2和O2在a中混合并干燥后,通入b中发生催化氧化反应,在c中冷凝SO3,剩余的SO2气体继续通入硝酸钡溶液中反应。装置a可干燥并混合SO2和O2,还有通过观察气泡速率调节气流速度的作用,A正确;SO2催化氧化的反应为可逆反应,所以装置b中流出的气体有SO2、SO3及O2,B正确;装置c的作用是冷凝SO3为固体,所以 U形管内壁上有白色固体,C正确;装置d中有白色沉淀是硫酸钡,SO2通入到硝酸钡溶液中也会生成硫酸钡,故不能说明d的气体中含SO3,D错误。
15. 将分别通入无氧、有氧的浓度均为0.1的溶液和溶液中,除溶液(无氧)外,都产生白色沉淀。实验测得各溶液pH变化曲线如图。下列说法正确的是( )。
A. 曲线a所示溶液pH降低的原因:,
B. 依据曲线b可推知0.2 溶液(无氧)不能氧化
C. 曲线d所表示的过程中是氧化的主要微粒
D. 曲线c所示溶液中发生反应的离子方程式为:
【答案】D
【解析】曲线a表示无氧环境下,氯化钡溶液pH变化减小,说明二氧化硫与水反应生成了弱酸亚硫酸,溶液pH降低的原因是SO2+H2OH2SO3、H2SO3H++,A错误;根据曲线b可知,0.1 mol/L的Ba(NO3)2在无氧环境下可以氧化二氧化硫,对比曲线a可知,是硝酸根离子的作用;依据该实验预测0.2 mol/L的KNO3溶液(无氧)也可以氧化SO2,B错误;氯化钡、硝酸钡在有氧环境下,pH变化几乎相同,所以不能说明曲线d所表示的过程中是氧化SO2的主要微粒,C错误;曲线c表示有氧环境下,氯化钡溶液pH变化较大,则说明二氧化硫被氧气氧化为强酸硫酸,反应的离子方程式是,D正确。
第Ⅱ卷(非选择题)
非选择题:包括第16题~第19题4个大题,共55分。
16.SO2常用作漂白剂和防腐剂,但它也是造成大气污染的主要有害气体之一。火力发电厂使用的煤炭是常用的含硫燃料,燃煤烟气需净化后再排放。回答下列问题:
(1)某实验小组探究SO2的化学性质,装置如图所示(ac均为浸有相应试液的棉花,夹持与加热装置略)。
制备SO2的反应化学方程式为 ;a处的实验现象为 ;b处观察到颜色褪去,体现的化学性质为 。
(2)在工业生产上规定空气中二氧化硫允许排放量不超过0.02 mgL-1,该小组为测定火力发电厂附近空气中的二氧化硫的含量,进行如下实验:
取标准状况下的空气1.000 L(含氮气、氧气、二氧化碳、二氧化硫等),缓慢通入适量I2的淀粉溶液中,则溶液由蓝色变为无色,向所得溶液中加入稍过量的氯化钡溶液,产生白色沉淀,一系列操作后,称得其质量为0.233 g。其中,“一系列操作”为 ;二氧化硫的含量为 。
(3)该小组查阅资料知:钙基固硫是燃煤烟气脱硫的常用方法,内容是先用CaCO3浆状物吸收SO2,再鼓入空气,得到石膏,变废为宝。此过程发生反应的化学方程式依次为 , 。
【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 变为红色 还原性
(2)过滤、洗涤、干燥 64 (3)CaCO3+SO2=CaSO3+CO2 2CaSO3+O2=2CaSO4
【解析】铜和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸使紫色石蕊变红,二氧化硫和酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,使高锰酸钾溶液褪色,二氧化硫和氢氧化钠溶液反应,最后用安全气球吸收多余的二氧化硫。(1)SO2是通过铜和浓硫酸加热反应制取得,其制备的反应化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;二氧化硫溶于水生成亚硫酸,亚硫酸电离出氢离子,因此a处的实验现象为溶液变为红色;b处观察到酸性高锰酸钾溶液颜色褪去,说明二氧化硫和酸性高锰酸钾溶液发生反应,高锰酸钾具有强氧化性,则SO2体现的化学性质为还原性。(2)取标准状况下的空气1.000 L(含氮气、氧气、二氧化碳、二氧化硫等),缓慢通入适量I2的淀粉溶液中,则溶液由蓝色变为无色,向所得溶液中加入稍过量的氯化钡溶液,产生白色沉淀,溶液中沉淀要变为干燥的沉淀,则“一系列操作”为过滤、洗涤、干燥,称得其质量为0.233 g,该沉淀为硫酸钡沉淀,其物质的量为0.001 mol,则根据硫守恒得到二氧化硫的物质的量为0.001 mol,则二氧化硫的含量为=64 mgL-1。(3)钙基固硫是燃煤烟气脱硫的常用方法,内容是先用CaCO3浆状物吸收SO2,即CaCO3+SO2=CaSO3+CO2,再鼓入空气,得到石膏即发生2CaSO3+O2=2CaSO4。
17.长期存放的亚硫酸钠可能会被空气中的氧气氧化。某化学兴趣小组通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂的质量分数,设计了如图所示实验装置:
请回答下面的问题:
(1)a仪器的名称为_________。
(2)A装置中不使用98%浓硫酸的原因是__________________,为保证实验的准确性,硫酸在_________________(填现象)后再滴加。
(3)A中反应的化学方程式为____________________________________。B装置中反应的离子方程式为____________________________。
(4)某同学认为A装置设计有明显不足之处,不足之处为____________________________。
(5)实验前称量m g样品放入锥形瓶中,实验后向B装置反应后的溶液中加入足量的溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,得白色沉淀n g,原样品中的质量分数为__________。
(6)以下操作能使的质量分数偏高的是__________。
a.溶液换成溶液 b.白色沉淀没有洗涤干净
c.先滴加较浓硫酸,一段时间后再滴加浓盐酸 d.B、D装置间增加饱和食盐水溶液的洗气装置
【答案】(1)分液漏斗 (2)①98%浓硫酸不电离,反应速度过慢 ②B中水面上方充满黄绿色气体 (3) ① ② (4)A中缺少通入装置,A中不会全部进入B中,造成测定误差 (5) (6)b
【解析】二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水,硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫、硫酸钠和水,二氧化硫、氯气和水反应生成硫酸和盐酸,氯气、二氧化硫有毒,会污染环境,因此要进行尾气处理。
(1)a仪器的名称为分液漏斗。(2)98%浓硫酸缺少水不电离,反应速度慢。为提高实验准确性,必须反应彻底,因此在装置中充满氯气后才能滴加硫酸。(3)】A中硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫、硫酸钠和水,反应的化学方程式为:,B装置中氯气和二氧化硫反应生成硫酸和HCl,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:。(4)A中不可能全部进入B中,必然造成误差。(5)根据硫元素守恒计算,得到n g沉淀是BaSO4,根据Na2SO3~SO2~BaSO4,可知Na2SO3为 ,所以Na2SO3的质量分为数为=。【小问6详解】a.溶液换成溶液,得到的固体仍然是BaSO4,对实验结构没有影响,a不选;b.白色沉淀没有洗涤干净,n变大,质量分数偏高,b选;c.先滴加较浓硫酸,一段时间后再滴加浓盐酸,生成的二氧化硫后有部分被NaOH溶液吸收,导致BaSO4固体的质量偏小,c不选;d.HCl对该反应没有影响,B、D装置间增加饱和食盐水溶液的洗气装置除去Cl2中的HCl气体,对实验结构没有影响,d不选;故选b。
18.以黄铁矿(主要成分FeS2))为原料生产硫酸,并将产出的炉渣和尾气进行资源综合利用,减轻对环境的污染,其中一种流程如下图所示。
资料:焦亚硫酸钠(Na2S2O5),白色粉末,水溶液显酸性,受潮易分解,遇强酸则放出一种刺激性气味的气体,是一种化工原料,常用作抗氧化剂。
(1)煅烧前,黄铁矿需要研磨,目的是______________________。
(2)煅烧黄铁矿的化学方程式是______________________。
(3)过程①中处理尾气SO2的离子反应方程式为______________________。
(4)因为Na2S2O5在保存过程中易被氧化,导致商品Na2S2O5中存在Na2SO4。欲检验Na2S2O5已变质的实验方法为___________。
(5)一般用K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉的纯度。实验步骤:称取一定量样品,用过量稀硫酸溶解,用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2+。反应方程式为(方程式未配平):Cr2O72-+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O。某次实验称取0.280 0 g样品,滴定时消耗浓度为0.030 0 mol/L的K2Cr2O7溶液25.00 mL,则样品中铁的质量分数为___________。(请写出计算过程)
【答案】(1)增大反应物的接触面积,加快反应速率 (2)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
(3)SO2+ OH-= (4)取少量的样品于试管中,加适量蒸馏水溶解,先加入足量的稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则样品已变质 (5)结合电子守恒可知,存在关系式:6Fe~6Fe2+~K2Cr2O7,滴定过程中消耗的K2Cr2O7物质的量为0.030 0 mol·L-1×0.025 0 L=0.000 75 mol,则样品中含有的铁的物质的量为0.000 75 mol×6=0.004 5 mol,样品中铁含量为×100%=90%
【解析】黄铁矿煅烧生成氧化铁和二氧化硫,氧化铁用CO还原得到还原铁粉,用K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度;二氧化硫经过一系列步骤生成硫酸,尾气中含有二氧化硫,用氢氧化钠溶液吸收生成NaHSO3,加热后生成Na2S2O5。(1)黄铁矿需要研磨,目的是增大反应物的接触面积,加快反应速率;(2)煅烧黄铁矿,在氧气作用下发生氧化反应生成氧化铁和二氧化硫,化学方程式是4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2;(3)过程①中处理尾气SO2使用氢氧化钠吸收生成亚硫酸氢钠,离子反应方程式为SO2+ OH-=;(4)焦亚硫酸钠遇强酸则放出一种刺激性气味的气体二氧化硫,而硫酸根离子和钡离子生成不溶于酸的硫酸钡沉淀,故实验方法为:取少量的样品于试管中,加适量蒸馏水溶解,先加入足量的稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则样品已变质;(5)反应中铬化合价由+6变为+3、亚铁离子由+2变为+3,结合电子守恒可知,存在关系式:6Fe~6Fe2+~K2Cr2O7,滴定过程中消耗的K2Cr2O7物质的量为0.03000 mol·L-1×0.02500 L=0.00075 mol,则样品中含有的铁的物质的量为0.00075 mol×6=0.0045 mol,样品中铁含量为×100%=90%。
19.某实验小组利用如图装置模拟古法制硫酸并进行性质探究
已知:①“绿矾”高温受热可完全分解得红棕色固体和气体混合物;
②熔点,沸点;熔点,沸点。
请回答下列问题:
Ⅰ.制取硫酸:实验开始前打开活塞,关闭活塞,通入一段时间后,关闭活塞,打开活塞,用酒精喷灯高温加热绿矾。
(1)绿矾的化学式为_________________。
(2)使用石英玻璃管而不使用普通玻璃管的原因是_________________。
(3)装置的作用是_________________和分离出_________________(填化学式)。
Ⅱ.探究的性质:在装置中先后加入同浓度同体积不同的钡盐溶液,控制食用油油层厚度一致、通入流速一致。四次实验分别得到如表图:
①已煮沸的 ②未煮沸的 ③已煮沸的 ④未煮沸的
(4)图中,用化学用语解释曲线①缓慢下降的原因_________________________________________;对比四组实验分析,④中发生反应_____________________________________________(写反应的离子方程式)使溶液酸性增强,化性增强,氧化的速率加快。
(5)上述四次实验中有白色沉淀生成的是_________________(填编号)。
【答案】(1) (2)普通玻璃管受热易软化 (3)①将与水蒸气冷凝制得硫酸 ②
(4)① ② 或 (5)②③④
【解析】由实验装置图可知,装置A中反应的化学方程式:2FeSO4 7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O,在装置B中SO3与H2O冷凝得到硫酸溶液,装置C验证SO2与钡盐的反应,最后用氢氧化钠溶液吸收尾气SO2,防止污染空气,据此解答。(1)绿矾的化学式为FeSO4 7H2O。(2)由于普通玻璃管受热易软化,所以使用石英玻璃管而不使用普通玻璃管。(3)根据以上分析可知,装置的作用是将与水蒸气冷凝制得硫酸,同时分离出SO2,便于后续二氧化硫的性质实验。(4)由图可知,曲线①的变化说明SO2不与BaCl2反应,溶于水的SO2部分与水反应生成H2SO3,H2SO3电离出氢离子,pH减小,即;曲线④的变化说明溶液中的弱酸H2SO3被空气中的O2氧化为强酸H2SO4,氢离子浓度增大,硝酸根离子的氧化性强,将SO2氧化为硫酸根离子,生成BaSO4沉淀,溶液中氢离子浓度骤增,pH骤降,开始阶段的反应方程式为。(5)曲线②的变化说明溶液中的O2将SO2氧化为强酸H2SO4,反应生成的H2SO4和BaCl2反应生成BaSO4沉淀和HCl,使溶液中的氢离子浓度迅速增大,溶液的pH下降;曲线③的变化说明反应生成的弱酸H2SO3在溶液中电离出氢离子,溶液中具有强氧化性的硝酸根离子将SO2氧化为硫酸根离子,生成BaSO4沉淀,溶液中氢离子浓度增大,pH降低,但溶液中的pH大于曲线②;所以根据以上分析可知上述四次实验中有白色沉淀生成的是②③④。