Question

（2013?日照二模）黃鐵礦（FeS₂）燃燒產(chǎn)生的SO₂通過下列工藝過程既能制得H₂SO₄，又能制得H₂．

（1）該過程中能循環(huán)利用的物質(zhì)為

I₂

．
（2）在該過程中，使用膜反應(yīng)器及時(shí)分離出HI分解產(chǎn)生的H₂，目的是

使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高產(chǎn)物的產(chǎn)率

（用平衡移動(dòng)的原理解釋）．
（3）某研究性學(xué)習(xí)小組欲探究SO₂能否與BaCl₂溶液反應(yīng)生成BaSO₃沉淀，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．已知濃硫酸的沸點(diǎn)為338℃，加熱時(shí)酒燈火焰的溫度為400℃～500℃．
①甲同學(xué)用裝置Ⅰ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)BaCl₂溶液中出現(xiàn)白色沉淀，且白色沉淀不溶于鹽酸，請解釋生成該白色沉淀的可能原因

SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓或2Ba²⁺+2SO₂+O₂+2H₂O═2BaSO₄↓+4H⁺

（用離子方程式表示）．
②乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的裝置不完善，設(shè)計(jì)了改進(jìn)裝置Ⅱ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持裝置和A中加熱裝置已略，氣密性已檢查）．

a、打開彈簧夾通入N₂，一段時(shí)間后關(guān)閉彈簧夾；
b、滴加一定量濃硫酸，加熱A，一段時(shí)間后C中未見沉淀生成．操作a的目的是

排出裝置中的O₂

，裝置B中的劑是

飽和NaHSO₃溶液

．
③丙同學(xué)取乙實(shí)驗(yàn)后的C中溶液少許，滴加一種無色溶液，產(chǎn)生不溶于鹽酸的白色沉淀，丙同學(xué)滴加的試劑可能是

b

（填字母編號）．
a、NaOH溶液        
b、H₂O₂溶液     
c、新制氯水        
d、酸性KmnO₄溶液
④裝置D中與導(dǎo)管連接的是硬質(zhì)玻璃管，則裝置D的作用是

吸收尾氣并防倒吸；

．

Answer 1

分析：（1）由工藝流程可知能循環(huán)利用的物質(zhì)為I₂；
（2）根據(jù)濃度對化學(xué)平衡的影響可知及時(shí)分離出HI分解產(chǎn)生的H₂，使HI的分解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高了I₂和H₂的產(chǎn)率；
（3）①本小題首先抓住已知信息“濃硫酸的沸點(diǎn)為338℃，加熱時(shí)酒精燈火焰的溫度為400℃～500℃”，說明濃硫酸在溫度較高時(shí)也能揮發(fā)出H₂SO₄蒸氣，由于BaSO₃能夠溶于鹽酸，根據(jù)元素守恒可知該沉淀只能是BaSO₄，有可能一是揮發(fā)出的H₂SO₄提供的SO₄^2-與Ba²⁺反應(yīng)生成的，也有可能是溶液中溶解的氧氣與SO₂作用產(chǎn)生了硫酸，進(jìn)而得到BaSO₄．
②氮?dú)庑再|(zhì)穩(wěn)定，排凈裝置中的空氣中的氧氣，以驗(yàn)證上述原理是否正確；為除去反應(yīng)中帶出的霧狀硫酸，可以將氣體通過NaHSO₃溶液．
③乙實(shí)驗(yàn)后的C中的溶液會溶有SO₂，題中不溶于鹽酸的白色沉淀應(yīng)是BaSO₄，滴加一種無色溶液，只能是H₂O₂溶液，新制氯水是黃綠色，酸性KmnO₄溶液是紫色；
④裝置D的作用是既能吸收未反應(yīng)的SO₂防止大氣污染，又能防止NaOH溶液倒吸入裝置C中影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

解答：解：（1）由工藝流程可知能循環(huán)利用的物質(zhì)為I₂；
故答案為：I₂；
（2）及時(shí)分離出HI分解產(chǎn)生的H₂，降低了生成物的濃度，使HI的分解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高了I₂和H₂的產(chǎn)率；
故答案為：使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高產(chǎn)物的產(chǎn)率；
（3）①本小題首先抓住已知信息“濃硫酸的沸點(diǎn)為338℃，加熱時(shí)酒精燈火焰的溫度為400℃～500℃”，說明濃硫酸在溫度較高時(shí)也能揮發(fā)出H₂SO₄蒸氣，由于BaSO₃能夠溶于鹽酸，根據(jù)元素守恒可知該沉淀只能是BaSO₄，有可能一是揮發(fā)出的H₂SO₄提供的SO₄^2-與Ba²⁺反應(yīng)生成BaSO₄：SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，也有可能是溶液中溶解的氧氣與SO₂作用產(chǎn)生了硫酸，進(jìn)而得到BaSO₄：2Ba²⁺+2SO₂+O₂+2H₂O═2BaSO₄↓+4H⁺；
故答案為：SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓或2Ba²⁺+2SO₂+O₂+2H₂O═2BaSO₄↓+4H⁺；
②操作a通入N₂目的是排出裝置中的O₂，C中未見沉淀生成，說明B中的試劑能吸收揮發(fā)出的H₂SO₄且不產(chǎn)生新的雜質(zhì)，還不能與SO₂反應(yīng)，故該試劑應(yīng)是飽和NaHSO₃溶液，
故答案為：排出裝置中的O₂；飽和NaHSO₃溶液；
③乙實(shí)驗(yàn)后的C中的溶液會溶有SO₂，題中不溶于鹽酸的白色沉淀應(yīng)是BaSO₄，滴加一種無色溶液，只能是H₂O₂溶液，新制氯水是黃綠色，酸性KmnO₄溶液是紫色；
故選：b；
④裝置D的作用是既能吸收未反應(yīng)的SO₂防止大氣污染，又能防止NaOH溶液倒吸入裝置C中影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
故答案為：吸收尾氣并防倒吸；

點(diǎn)評：本題是以研究SO₂的性質(zhì)為載體的實(shí)驗(yàn)題，涉及化學(xué)平衡的移動(dòng)原理的考查，培養(yǎng)了學(xué)生靈活運(yùn)用知識的能力．