17.二氧化硫是硫的重要化合物,在生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)用.二氧化硫有毒,并且是形成酸雨的主要?dú)怏w.無(wú)論是實(shí)驗(yàn)室制備還是工業(yè)生產(chǎn),二氧化硫尾氣吸收或煙氣脫硫都非常重要.完成下列填空:
(1)實(shí)驗(yàn)室可用銅和濃硫酸加熱或硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫.

如果用硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫,并希望能控制反應(yīng)速度,圖1中可選用的發(fā)生裝置是ae(填寫(xiě)字母).
(2)若用硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)二氧化硫,至少需要稱取亞硫酸鈉18.9g(保留一位小數(shù));如果已有40%亞硫酸鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),被氧化成硫酸鈉,則至少需稱取該亞硫酸鈉33.1 g (保留一位小數(shù)).
(3)實(shí)驗(yàn)室二氧化硫尾氣吸收與工業(yè)煙氣脫硫的化學(xué)原理相通.石灰-石膏法和堿法是常用的煙氣脫硫法.
石灰-石膏法的吸收反應(yīng)為SO2+Ca(OH)2→CaSO3↓+H2O.吸收產(chǎn)物亞硫酸鈣由管道輸送至氧化塔氧化,反應(yīng)為2CaSO3+O2+4H2O→2CaSO4•2H2O.其流程如2圖:堿法的吸收反應(yīng)為SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O.堿法的特點(diǎn)是氫氧化鈉堿性強(qiáng)、吸收快、效率高.其流程如圖3:
已知:
試劑Ca(OH)2NaOH
價(jià)格(元/kg)0.362.9
吸收SO2的成本(元/mol)0.0270.232
石灰-石膏法和堿法吸收二氧化硫的化學(xué)原理相同之處是酸性氧化物可與堿反應(yīng).和堿法相比,石灰-石膏法的優(yōu)點(diǎn)是原料易得,成本低,缺點(diǎn)是吸收慢,效率低.
(4)在石灰-石膏法和堿法的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)一個(gè)改進(jìn)的、能實(shí)現(xiàn)物料循環(huán)的煙氣脫硫方案(用流程圖表示).

分析 (1)用硫酸和亞硫酸鈉制取二氧化硫,反應(yīng)物是固液混合,且該反應(yīng)不需要加熱,所以可以采用固液混合不加熱型裝置,希望能控制反應(yīng)速度,則盛放硫酸的儀器必須含有活塞而能控制液體量;
(2)由硫守恒可得:Na2SO3~SO2,根據(jù)關(guān)系式及二氧化硫的物質(zhì)的量計(jì)算出需要亞硫酸鈉的質(zhì)量;設(shè)沒(méi)有變質(zhì)的亞硫酸鈉為100g,根據(jù)變質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算出變質(zhì)后溶液中亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),再計(jì)算出需要變質(zhì)后的亞硫酸鈉的質(zhì)量;
(3)根據(jù)石灰-石膏法和堿法吸收二氧化硫的原理分析相同之處;利用題中已知信息及反應(yīng)原理判斷石灰-石膏法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn);
(4)將亞硫酸鈉和氫氧化鈣發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成NaOH,然后再將亞硫鈣氧化得到二水硫酸鈣,這樣NaOH能循環(huán)利用.

解答 解:(1)用硫酸和亞硫酸鈉制取二氧化硫,反應(yīng)物是固液混合,且該反應(yīng)不需要加熱,所以可以采用固液混合不加熱型裝置,希望能控制反應(yīng)速度,則盛放硫酸的儀器必須含有活塞而能控制液體量,符合條件的是ae裝置,故選ae;
(2)由硫守恒可得:Na2SO3~SO2,因此需稱取亞硫酸鈉的質(zhì)量為:m(Na2SO3)=126g•mol-1×$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=18.9g;
設(shè)沒(méi)有變質(zhì)的亞硫酸鈉為100g,則有40g亞硫酸鈉被氧化成硫酸鈉,4g亞硫酸氧化為硫酸鈉后質(zhì)量變?yōu)椋?g×$\frac{142}{126}$=45g,則有40%亞硫酸鈉被氧化為硫酸鈉的樣品中亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:$\frac{100g-40g}{100g-40g+45g}$×100%=57.14%,
因此稱取變質(zhì)后樣品的質(zhì)量應(yīng)為:$\frac{18.9g}{57.14%}$=33.1g;
故答案為:18.9;33.1;
(3)灰-石膏法與堿法吸收SO2都是利用SO2是酸性氧化物可與堿反應(yīng)的性質(zhì)來(lái)吸收SO2的;利用題中已知和有關(guān)信息可知采用石灰-石膏法所用原料易得、成本低等;由于吸收產(chǎn)物亞硫酸鈣由管道輸送至氧化塔氧化,所以缺點(diǎn)為亞硫酸鈣在輸送中容易造成管道堵塞,導(dǎo)致吸收速率慢、效率低,
故答案為:酸性氧化物可與堿反應(yīng);原料易得,成本低;吸收慢,效率低;
(4)將亞硫酸鈉和氫氧化鈣發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成NaOH,然后再將亞硫鈣氧化得到二水硫酸鈣,這樣NaOH能循環(huán)利用,改進(jìn)后的流程圖為,故答案為:

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備,為高頻考點(diǎn),明確實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)操作方法、儀器用途等知識(shí)點(diǎn)是解本題關(guān)鍵,易錯(cuò)點(diǎn)是(2)題計(jì)算,很多在計(jì)算需要被氧化的亞硫酸鈉質(zhì)量時(shí)直接用第一問(wèn)求得的亞硫酸鈉質(zhì)量除以其60%,漏掉被氧化后固體質(zhì)量增加,難點(diǎn)是(4)題實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

7.某工業(yè)廢水中含有CN-和Cr2O72-等離子,需經(jīng)污水處理達(dá)標(biāo)后才能排放,污水處理廠擬用下列流程進(jìn)行處理,回答下列問(wèn)題:

(1)步驟②中,CN-被ClO-氧化為CNO-的離子方程式為:CN-+ClO-═CNO-+Cl-
(2)步驟③的反應(yīng)為S2O32-+Cr2O72-+H+→SO42-+Cr3++H2O(未配平),則每消耗0.4mol Cr2O72-轉(zhuǎn)移2.4mol e-
(3)含Cr3+廢水可以加入熟石灰進(jìn)一步處理,目的是調(diào)節(jié)廢水pH,使其轉(zhuǎn)化成Cr(OH)3沉淀除去.
(4)在25℃下,將a mol•L-1的NaCN溶液與0.01mol•L-1的鹽酸等體積混合,反應(yīng)后測(cè)得溶液pH=7,則a>0.01(填“>”、“<”或“=”);用含a的代數(shù)式表示HCN的電離常數(shù)Ka=(100a-1)×10-7 mol•L-1
(5)取工業(yè)廢水水樣于試管中,加入NaOH溶液觀察到有藍(lán)色沉淀生成,繼續(xù)加至不再產(chǎn)生藍(lán)色沉淀為止,再向溶液中加入足量Na2S溶液,藍(lán)色沉淀轉(zhuǎn)化成黑色沉淀.該過(guò)程中反應(yīng)的離子方程是:Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓,Cu(OH)2(s)+S2-(aq)═CuS(s)+2OH-(aq).

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

8.為研究某鐵釘與濃硫酸反應(yīng)生成氣體Y的成分,某學(xué)習(xí)小組做出假設(shè),認(rèn)為所得氣體中除含有SO2外,還可能含有H2和Q氣體,并設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)裝置(圖中夾持儀器省略)探究氣體的成分,為確認(rèn)Q的存在,需在裝置中添加M于( 。
A.A-B之前B.B-C間C.C-D間D.D-E間

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:推斷題

5.X、Y、Z、W均為氣體單質(zhì),A、B、C均為無(wú)色氣體化合物,D、E均為白色固體,F(xiàn)在通常情況下為無(wú)色無(wú)味的液體,它們有如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)Y分子的電子式為,F(xiàn)中的化學(xué)鍵類型為共價(jià)鍵.
(2)C的化學(xué)式為HCl.
(3)B在F中的反應(yīng)可以表示為NH3+H2O?NH3•H2O?NH4++OH-
(4)寫(xiě)出反應(yīng)①的化學(xué)方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

12.下列說(shuō)法不正確的是( 。
A.碘易升華,應(yīng)該密封保存
B.液溴應(yīng)保存在磨口玻璃塞深棕色細(xì)口試劑瓶中,并加少量水進(jìn)行水封
C.酒精與水互溶,所以不能用酒精把碘從碘水中萃取出來(lái)
D.用加熱的方法可以將NH4Cl與碘的混合物分離

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

2.海水是巨大的資源寶庫(kù),在海水淡化及綜合利用方面,天津市位居全國(guó)前列.從海水中提取食鹽和溴的過(guò)程如下:

(1)請(qǐng)列舉海水淡化的兩種方法:蒸餾法、電滲析法.
(2)將NaCl溶液進(jìn)行電解,在電解槽中可直接得到的產(chǎn)品有H2、Cl2、NaOH或H2、NaClO.
(3)步驟Ⅰ中已獲得Br2,步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br-,其目的為富集溴元素.
(4)步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可達(dá)95%,有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為:SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-;由此反應(yīng)可知,除環(huán)境保護(hù)外,在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問(wèn)題是強(qiáng)酸對(duì)設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕.
(5)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法,查閱了有關(guān)資料:Br2的沸點(diǎn)為59℃,微溶于水,有毒性和強(qiáng)腐蝕性.他們參觀生產(chǎn)過(guò)程后,繪制了如裝置簡(jiǎn)圖:

請(qǐng)你參與分析討論:
①圖中儀器B的名稱:冷凝管.
②整套實(shí)驗(yàn)裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管,其原因?yàn)殇甯g橡膠_.
③實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好,要達(dá)到提純溴的目的,操作中如何控制關(guān)鍵條件:控制溫度計(jì)b的溫度,并收集59℃的餾分.
④C中液體產(chǎn)物顏色為深紅棕色,為除去該產(chǎn)物中仍殘留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反應(yīng)后,再進(jìn)行的分離操作是分液.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

9.我國(guó)納米專家王雪發(fā)明的“WXP復(fù)合納米材料”主要化學(xué)成分是氨基二氯代戊二醛的含硅衍生物,它能保持長(zhǎng)期殺菌作用.鑒于此,可將此新技術(shù)應(yīng)用到人民幣制造中去,以應(yīng)用納米新材料給人民幣進(jìn)行殺菌、消毒.該材料屬于( 。
A.耐高溫材料B.耐壓材料C.復(fù)合材料D.耐腐蝕材料

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

6.工業(yè)上,以鈦鐵礦為原料制備二氧化鈦的工藝流程如下圖所示.鈦鐵礦主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO3),其中一部分鐵元素在風(fēng)化過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)化為+3價(jià).

已知:TiOSO4遇水會(huì)水解.
(1)步驟②中,用鐵粉將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++Fe═3Fe2+
(2)步驟③中,實(shí)現(xiàn)混合物的分離是利用物質(zhì)的b(填字母序號(hào)).
a.熔沸點(diǎn)差異   b.溶解性差異    c.氧化性、還原性差異
(3)步驟②、③、④中,均需用到的操作是過(guò)濾(填操作名 稱).
(4)請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)用化學(xué)平衡理論解釋步驟④中將TiO2+轉(zhuǎn)化為H2TiO3的原理:溶液中存在平衡:TiO2++2H2O?H2TiO3+2H+,當(dāng)加入熱水稀釋、升溫后,平衡正向移動(dòng),生成H2TiO3
(5)可以利用生產(chǎn)過(guò)程中的廢液與軟錳礦(主要成分為MnO2)反應(yīng)生產(chǎn)硫酸錳(MnSO4,易溶于水),該反應(yīng)的離子方程式為MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O.
(6)研究發(fā)現(xiàn),可以用石墨作陽(yáng)極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO   作電解質(zhì),利用下圖所示裝置獲得金屬鈣,并以鈣為還原劑,還原二氧化鈦制備金屬鈦.①寫(xiě)出陽(yáng)極所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式: 2O2--4e-=O2↑,或C+2O2--4e-=CO2↑;.
②在制備金屬鈦前后,CaO的總量不變,其原因是(請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋)制備TiO2時(shí),在電解槽發(fā)生如下反應(yīng):2CaO═2Ca+O2↑,2Ca+TiO2$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$Ti+2CaO,由此可見(jiàn),CaO的量不變.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

7.在一定條件下,7g炭粉與14g氧氣完全反應(yīng)生成21g氧化物,則生成物中CO與CO2的物質(zhì)的量之比是( 。
A.1:1B.2:1C.2:3D.3:2

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案