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.探究二氧化硫的制取和性質(zhì)都有著非常重要的意義.
(1)工業(yè)上用黃鐵礦(FeS2,其中S元素為-1價(jià))在高溫下和氧氣反應(yīng)制備SO2:4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2,該反應(yīng)中被氧化的元素是S、Fe(填元素符號(hào)).當(dāng)該反應(yīng)轉(zhuǎn)移5.50mol電子時(shí),生成的二氧化硫在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L.
(2)①實(shí)驗(yàn)室可用70%的濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫,如果能控制反應(yīng)速度,圖1中可選用的發(fā)生裝置是a、d(填寫字母).
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,如果已有25.2%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26.1g(保留一位小數(shù)).
(3)某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)用如圖2裝置驗(yàn)證二氧化硫的化學(xué)性質(zhì).
①能說明二氧化硫具有氧化性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為a試管中有淡黃色沉淀生成.
②為驗(yàn)證二氧化硫的還原性,充分反應(yīng)后,取試管b中的溶液分成三份,分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
方案Ⅰ:向第一份溶液加入品紅溶液,紅色褪去
方案Ⅱ:向第二份溶液加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀
方案Ⅲ:向第三份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成
上述方案中合理的是II(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);試管b中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-

分析 (1)氧化還原反應(yīng)中,化合價(jià)升高的元素在反應(yīng)中被氧化,根據(jù)電子守恒確定轉(zhuǎn)移電子的量與二氧化硫的量之間的關(guān)系;
(2)①實(shí)驗(yàn)室可用70%的濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫,為固體與液體反應(yīng)不加熱裝置,能控制反應(yīng)速度,利用分液漏斗控制液體的加入;
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)①二氧化硫具有氧化性,可以和最低價(jià)的硫化鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng);
②氯水中含有氯氣,氯水中還含有次氯酸、HCl,氯氣具有氧化性,可以將二氧化硫氧化到最高價(jià)的硫酸.

解答 解:(1)氧化還原反應(yīng)4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8SO2+2Fe2O3中,化合價(jià)升高的Fe、S元素在反應(yīng)中被氧化,該反應(yīng)生成8mol的二氧化硫,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為44mol,所以當(dāng)該反應(yīng)轉(zhuǎn)移5.50mol電子時(shí),生成的二氧化硫的物質(zhì)的量為1mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L,
故答案為:S、Fe; 22.4;
(2)①實(shí)驗(yàn)室可用70%的濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫,為固體與液體反應(yīng)不加熱裝置,能控制反應(yīng)速度,利用分液漏斗控制液體的加入,有a、d符合,
故答案為:a、d;
②由硫守恒可得:Na2SO3~SO2,因此需稱取亞硫酸鈉的質(zhì)量為:m(Na2SO3)=126g•mol-1×$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=18.9g;
設(shè)沒有變質(zhì)的亞硫酸鈉為100g,則有25.2g亞硫酸鈉被氧化成硫酸鈉,25.2g亞硫酸氧化為硫酸鈉后質(zhì)量變?yōu)椋?5.2g×$\frac{142}{126}$=28.4g,則有25.2%亞硫酸鈉被氧化為硫酸鈉的樣品中亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{100g-25.2g}{100g-25.2g+28.4g}$×100%≈72.5%,
因此稱取變質(zhì)后樣品的質(zhì)量應(yīng)為$\frac{18.9g}{72.5%}$≈26.1g,
故答案為:26.1;
(3)①二氧化硫具有氧化性,可以和最低價(jià)的硫化鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成淡黃色的沉淀S,所以能說明二氧化硫具有氧化性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為a試管中有淡黃色沉淀生成,
故答案為:a試管中有淡黃色沉淀生成;
②氯水中含有氯氣,氯水中還含有次氯酸、HCl,氯氣和次氯酸具有強(qiáng)氧化性,
方案I:向第一份溶液加入品紅溶液,紅色褪去,可以是氯水中含有的漂白性物質(zhì)次氯酸起的作用;
方案Ⅱ:向第二份溶液加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,證明溶液中含硫酸根離子,是二氧化硫在酸性環(huán)境下被氯水氧化生成的,即SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+2Cl-,S元素的化合價(jià)升高,體現(xiàn)二氧化硫的還原性,則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理,
方案Ⅲ:向第三份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,可能是氯水中的氯離子產(chǎn)生的作用,
故答案為:II;Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-

點(diǎn)評(píng) 本題考查二氧化硫的性質(zhì),側(cè)重分析與應(yīng)用計(jì)算能力的考查,二氧化硫具有氧化性、還原性、漂白性,注意該實(shí)驗(yàn)的目的,能從化合價(jià)變化上來分析解答,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) 來源: 題型:選擇題

3.甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)═CO2(g)+3H2(g)△H=+49.0kJ/mol
②CH3OH(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2(g)△H=-192.9kJ/mol
則下列說法不正確的是(  )
A.CH3OH的燃燒熱為192.9 kJ/mol
B.CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程不一定要吸收能量
C.根據(jù)①②推知反應(yīng):H2O(g)═H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)△H=+241.9 kJ/mol
D.根據(jù)②推知反應(yīng):CH3OH(l)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2(g)的△H>-192.9 kJ/mol

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.對(duì)于反應(yīng) 3Cu+8HNO3(。┄T3Cu(NO32+2NO↑+4H2O,以下敘述正確的是( 。
A.氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量比為8:3
B.被還原的HNO3和起酸性作用的HNO3的物質(zhì)的量的比為2:3
C.生成1molNO氣體轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA
D.該反應(yīng)中Cu(NO32 為氧化產(chǎn)物,H2O為還原產(chǎn)物

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.制純堿包括石灰石分解、粗鹽水精制、氨鹽水碳酸化等基本步驟.完成下列計(jì)算:
(1)CaCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.90的石灰石100kg完成分解產(chǎn)生CO220160L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).
(2)石灰窯中,該石灰石100kg與焦炭混合焙燒,產(chǎn)生CO2 29120L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),如果石灰石中碳酸鈣完全分解,且焦炭完全燃燒,不產(chǎn)生CO,則焦炭的物質(zhì)的量為400mol.
(3)已知粗鹽水含MgCl2 6.80mol/m3,含CaCl2 3.00mol/m3.向粗鹽水中加入Ca(OH)2除鎂離子:MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2,然后加入Na2CO3除鈣離子.處理上述粗鹽水10m3,至少需要加Na2CO310388g.
(4)如果用碳酸化尾氣(含NH3體積分?jǐn)?shù)為0.100、CO2體積分?jǐn)?shù)0.040)代替碳酸鈉,發(fā)生如下反應(yīng):Ca2++2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4+.處理上述10m3粗鹽水至少需要通入54880 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)碳酸化尾氣.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.二甲醚(CH3OCH3)是一種重要的清潔燃料氣,其儲(chǔ)運(yùn)、燃燒安全性、理論燃燒溫度等性能指標(biāo)均優(yōu)于液化石油氣,也可用作燃燒電池,具有很好的發(fā)展前景.
(1)已知H2、CO和CH3OCH3的燃燒熱(△H)分別為-285.5kJ/mol、-283kJ/mol和-1460.0kJ/mol,則工業(yè)上利用水煤氣成分按1:1合成二甲醚的熱化學(xué)方程式為:3H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-245.5kJ•mol-1
(2)工業(yè)上采用電浮遠(yuǎn)凝聚法處理污水時(shí),保持污水的pH在5.0,通過電解生成Fe(OH)3膠體,吸附不溶性雜質(zhì),同時(shí)利用陰極產(chǎn)生的H2,將懸浮物帶到水面,利于除去.實(shí)驗(yàn)室以二甲醚燃料電池模擬該方法設(shè)計(jì)的裝置如圖所示:

①乙裝置以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),稀土金屬材料為電極.寫出該燃料電池的正極電極反應(yīng)式O2+4e-+2CO2=2CO32-;下列物質(zhì)可用做電池熔融碳酸鹽的是B.
A.MgCO3 B.Na2CO3      C.NaHCO3 D.(NH42CO3
②寫出甲裝置中陽極產(chǎn)物離子生成Fe(OH)3沉淀的離子方程式4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+
③已知常溫下Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,電解一段時(shí)間后,甲裝置中c(Fe3+)=4.0×10-11mol/L.
④已知:H2S的電離平衡常數(shù):K1=9.1×10-8、K2=1.1×10-12;H2CO3的電離平衡常數(shù):K1=4.31×10-7、K2=5.61×10-11.測(cè)得電極上轉(zhuǎn)移電子為0.24mol時(shí),將乙裝置中生成的CO2通入200mL 0.2mol/L的Na2S溶液中,下列選項(xiàng)正確的是BCE
A.發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:CO2+S2-+H2O═CO32-+H2S
B.發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:CO2+S2-+H2O═HCO3-+HS-
C.c(Na+)═2[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)]
D.c(Na+)+c(H+)═2c(CO32-)+2c(S2-)+c(OH-
E.c(Na+)>c(HCO3-)>c(HS-)>c(OH-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

2.下列各組物質(zhì)只用膠頭滴管和試管就能鑒別的是(  )
A.KOH溶液與AlCl3溶液B.AlCl3溶液與氨水
C.NaAlO2溶液與鹽酸D.NaHCO3溶液與鹽酸

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.下列事實(shí)不能用元素周期律解釋的是( 。
A.熱穩(wěn)定性:Na2CO3>NaHCO3B.酸性:H2CO3>H2SiO3
C.堿性:NaOH>LiOHD.熱穩(wěn)定性:HF>HBr

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.某實(shí)驗(yàn)小組用0.50mol•L-1  NaOH溶液和0.50mol•L-1  硫酸溶液進(jìn)行反應(yīng)熱的測(cè)定,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.
(1)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式生成1mol H2O(l)時(shí)的反應(yīng)熱為-57.3kJ•mol-1$\frac{1}{2}$H2SO4(aq)+NaOH(aq)═$\frac{1}{2}$Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3 kJ•mol-1
(2)取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示.
溫度
次數(shù)
起始溫度t1/℃終止溫
度t2/℃
溫度差
平均值
(t2-t1)/℃
H2SO4NaOH平均值
126.226.026.130.1 
227.027.427.233.3
325.925.925.929.8
426.426.226.330.4
①近似認(rèn)為0.50mol•L-1  NaOH溶液和0.50mol•L-1 硫酸溶液的密度都是1.0g•mL-1,中和后生成溶液的比熱容c=4.18J•g-1•℃-1.則生成1mol H2O(l)時(shí)的反應(yīng)熱△H=-53.5kJ/mol(取小數(shù)點(diǎn)后一位).
②上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與-57.3kJ•mol-1有偏差,產(chǎn)生偏差的原因不可能是(填字母)b.
a.實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差
b.量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中
d.用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H2SO4溶液的溫度
(3)若將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和1L 1mol•L-1 的稀鹽酸恰好完全反應(yīng),其反應(yīng)熱分別為△H1、△H2、△H3,則△H1、△H2、△H3的大小關(guān)系為△H1=△H2<△H3;.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.實(shí)驗(yàn)室需要480mL  0.4mol/L的NaCl溶液,有如下操作步驟:
①把稱量好的NaCl晶體放入小燒杯中,加適量蒸餾水溶解.
②把①所得溶液小心轉(zhuǎn)入一定容積的容量瓶中.
③繼續(xù)向容量瓶中加蒸餾水至液面距刻度線1cm~2cm處,改用膠頭滴管小心滴加蒸餾水至溶液凹液面與刻度線相切.
④用少量蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2~3次,每次洗滌的液體都小心轉(zhuǎn)入容量瓶,并輕輕搖勻.
⑤將容量瓶瓶塞塞緊,充分搖勻.
請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)操作步驟的正確順序?yàn)椋ㄌ钚蛱?hào))①②④③⑤
(2)實(shí)驗(yàn)室有如下規(guī)格的容量瓶:①100mL,②250mL,③500mL,④1000mL,本實(shí)驗(yàn)選用500mL
(3)完成本實(shí)驗(yàn)需要稱量NaCl11.7 g
(4)需要使用玻璃棒的操作有①③(填序號(hào))
(5)誤差分析:(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)
①稱量NaCl時(shí),右物左碼(1g以下用游碼):偏低.
②定容搖勻后溶液凹液面低于刻線,繼續(xù)加水至凹液面與刻線相切:偏低.
 ③移液時(shí)有少量溶液灑出容量瓶偏低.
(6)若使用物質(zhì)的量濃度為1.0mol/L的NaCl溶液配制此溶液,需1.0mol/L的NaCl溶液
體積為200.0mL.

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