Question

【題目】I.SO2是一種重要的化工原料，其合理利用以及廢氣處理一直是化工研究的熱點(diǎn)。

（1）氧元素在元素周期表中位于第______周期______族，硫原子核外有_____種能量不同的電子。

（2）元素的非金屬性S比O______（填“強(qiáng)”或“弱”），從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋原因：__________。

II.工業(yè)上利用反應(yīng)SO2 + MnO2 → MnSO4 可以制備高純 MnSO4，實(shí)驗(yàn)裝置如下圖：

（3）請(qǐng)標(biāo)出反應(yīng)SO2 + MnO2 → MnSO4的電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目____________

（4）在通入干燥空氣的條件下，一段時(shí)間后，測(cè)得反應(yīng)后溶液中的 n(SO42-)明顯大于 n(Mn2+)，請(qǐng)說(shuō)明原因： ___________________。用化學(xué)方程式表示石灰乳的作用： ___________________。

III.SO2可用于處理含 Cr2O72－（鉻元素化合價(jià)為+6）的廢水，最后轉(zhuǎn)化為鉻沉淀（鉻元素化合價(jià)為+3）除去。一種處理流程如下：

（5）NaHSO3與 Cr2O72－反應(yīng)時(shí)，物質(zhì)的量之比為__________。

【答案】 二 ⅥA 5 弱 硫原子半徑大于氧原子半徑，硫原子和氧原子的最外層電子數(shù)相等，硫原子的得電子能力比氧原子弱 在溶液中，空氣中的氧氣將二氧化硫氧化為 H2SO4 SO2+ Ca(OH)2→CaSO3+ H2O（或2SO2+2Ca(OH)2+O2→ 2CaSO4 + 2H2O） 3∶1

【解析】試題分析：（1）氧原子核外有2個(gè)電子層，最外層有6個(gè)電子，硫原子核外電子排布式是1S22S22P63S23P4；(2)同主族元素最外層電子數(shù)相同，原子半徑自上而下逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強(qiáng);（3）反應(yīng)SO2 + MnO2 → MnSO4中，硫元素化合價(jià)由+4升高為+6，錳元素化合價(jià)由+4降低為+2；(4)氧氣能把二氧化硫氧化為 H2SO4；二氧化硫污染空氣，用氫氧化鈣能吸收二氧化硫；（5）NaHSO3與 Cr2O72－反應(yīng)時(shí)，硫元素化合價(jià)由+4升高為+6，鉻元素化合價(jià)由+6降低為+3，根據(jù)化合價(jià)升降相同計(jì)算物質(zhì)的量之比。

解析：（1）氧原子核外有2個(gè)電子層，最外層有6個(gè)電子，所以氧元素在元素周期表中位于第二周期ⅥA族，硫原子核外電子排布式是1S22S22P63S23P4，有5個(gè)能級(jí)，所以有5種能量不同的電子；(2) 同主族元素最外層電子數(shù)相同，原子半徑自上而下逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強(qiáng)，所以S非金屬性比O弱;（3）反應(yīng)SO2 + MnO2 → MnSO4中，硫元素化合價(jià)由+4升高為+6，硫失去2個(gè)電子，錳元素化合價(jià)由+4降低為+2，錳元素得到2個(gè)電子，所以電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目是；(4)氧氣能把二氧化硫氧化為 H2SO4，所以反應(yīng)后溶液中的 n(SO42-)明顯大于 n(Mn2+)；二氧化硫污染空氣，氫氧化鈣能吸收二氧化硫，反應(yīng)方程式為SO2+ Ca(OH)2→CaSO3+ H2O；（5）NaHSO3與 Cr2O72－反應(yīng)時(shí)，硫元素化合價(jià)由+4升高為+6，鉻元素化合價(jià)由+6降低為+3，設(shè)NaHSO3與 Cr2O72－反應(yīng)時(shí)的物質(zhì)的量比為x∶y，根據(jù)化合價(jià)升降相同，2x=y×2×3，所以x∶y= 3∶1。

點(diǎn)睛：氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得電子化合價(jià)降低，還原劑失電子化合價(jià)升高，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的升降規(guī)律，氧化劑得電子數(shù)一定等于還原劑失電子數(shù)。

【題型】綜合題
【結(jié)束】
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【題目】I.工業(yè)上可由氫氣、氮?dú)夂铣砂睔猓�溶于水形成氨水。鹽酸和氨水是實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的電解質(zhì)溶液。一定溫度下，向2L 密閉容器中加入N2(g)和H2(g)，發(fā)生反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+ Q（Q>0）， NH3物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如右圖所示。

（1）0~2 min 內(nèi)的平均反應(yīng)速率 v(H2)=___________。

（2）該溫度下，反應(yīng) N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+ Q（Q>0）的平衡常數(shù)表達(dá)式K=______。其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表：

T/ ℃	25	125	225
平衡常數(shù) K	4×106	K1	K2

試判斷K1________K2（填寫(xiě)“>”“=”或“<”）。

（3）下列能說(shuō)明合成氨反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是______（填字母）（反應(yīng)是在固定體積的密閉容器中進(jìn)行的）

a．3v(N2) = v(H2)

b．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

c．混合氣體的密度保持不變

d．25℃時(shí)，測(cè)得容器中c(NH3)=0.2 mol·L-1， c(H2) =c(N2) =0.01 mol·L-1

II.常溫下，某同學(xué)將鹽酸與氨水等體積混合，兩種溶液的濃度和混合后所得溶液的pH 如下表。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	氨水濃度/mol·L-1	鹽酸濃度/mol·L-1	混合溶液 pH
①	0. 2	0.2	pH＝x
②	c	0.2	pH＝7

請(qǐng)回答：

（4）①中所得混合溶液， pH_______7（填“>”“<”或“＝”）。

②中 c___0.2（填“>”“<”或“＝”），所得混合溶液中各離子濃度大小關(guān)系為_____________。

（5）請(qǐng)你再設(shè)計(jì)一個(gè)能證明一水合氨是弱電解質(zhì)的方案。_____________。

Answer 1

【答案】 0.375 mol/(L·min) [NH3]2/[N2][H2]3 > bd < > [Cl-]= [NH4+]> [H+]= [OH-] 測(cè)量 0.1mol/L 氨水的 pH，pH小于13 等

【解析】試題分析：I.（1）根據(jù) 計(jì)算反應(yīng)速率；（2）根據(jù)平衡常數(shù)的定義書(shū)寫(xiě)平衡常數(shù)表達(dá)式；反應(yīng) N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+ Q（Q>0）正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡逆向移動(dòng)；（3）根據(jù)平衡狀態(tài)的特征分析；II. （4）①等濃度、等體積的鹽酸和氨水混合，恰好反應(yīng)生成氯化銨，氯化銨是強(qiáng)酸弱堿鹽，銨根離子水解；②若等濃度、等體積的鹽酸和氨水混合，溶液呈酸性，要使pH＝7，則氨水的物質(zhì)的量大于鹽酸；根據(jù)電荷守恒分析離子濃度關(guān)系；（5）根據(jù)弱電解質(zhì)部分電離或弱堿陽(yáng)離子能水解設(shè)計(jì)方案；

解析：I.（1）2min內(nèi)生成1mol氨氣，則消耗氫氣1.5mol， = 0.375 mol/(L·min)；（2）根據(jù)平衡常數(shù)的定義，平衡常數(shù)K= ；反應(yīng) N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+ Q（Q>0）正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小，所以K1>K2；（3）a．任意時(shí)刻速率比都等于系數(shù)比，所以3v(N2) = v(H2)不一定平衡，故a錯(cuò)誤； b．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，氣體物質(zhì)的量是變量，所以壓強(qiáng)是變量，容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；c．根據(jù)，氣體密度是恒量， 混合氣體的密度保持不變不一定平衡，故c錯(cuò)誤；d．25℃時(shí)K=4×106，容器中c(NH3)=0.2 mol·L-1， c(H2) =c(N2) =0.01 mol·L-1， ，Q=K，反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故d正確。

II. （4）①等濃度、等體積的鹽酸和氨水混合，恰好反應(yīng)生成氯化銨，氯化銨是強(qiáng)酸弱堿鹽，銨根離子水解 ，所以溶液呈酸性pH<7；②若等濃度、等體積的鹽酸和氨水混合，溶液呈酸性，要使pH＝7，則氨水的物質(zhì)的量大于鹽酸，所以c>0.2；根據(jù)電荷守恒，[Cl-]+[OH-]= [NH4+]+ [H+]，溶液呈中性，[OH-]= [H+]，所以離子濃度關(guān)系為[Cl-]= [NH4+]> [H+]= [OH-]；（5）測(cè)量 0.1mol/L 氨水的 pH，pH小于13 ，能證明一水合氨部分電離是弱電解質(zhì)；