Question

【題目】硫元素是動植物生長不可缺少的元素，廣泛存在于自然界中。

從圖1中選擇符合圖2要求的 X 、Y 代表的物質(zhì)：X ______、Y ________。

(2)硫酸是重要的化工原料，小組同學(xué)對硫酸的工業(yè)制備和性質(zhì)進(jìn)行探究。查閱資料，工業(yè)制硫酸的過程如下：

①上述工業(yè)制硫酸過程中，沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程是______________ 。(填“I ”“ II”或“III” )

②黃鐵礦( FeS2 ) 中S為- 1價(jià)，完成過程 I 的化學(xué)反應(yīng)方程式：______FeS2十______=_____Fe2O3+ _____SO2↑

③過程 II 中，小組同學(xué)在 500°C 和 10l kPa 條件下，將一定量的 SO2 和 O2充入含有催化劑的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，用氣體傳感器測量各組分的濃度見下表

反應(yīng)時(shí)間/ s	0	10	20	30	40	50	60	70	100
c ( SO2 ) / ( mol L -1)	10	7	5	3.5	2	1	1	1	1
c ( O2 ) / ( mol L -1)	5	3.5	a	1.75	1	0.5	b	0.5	0.5
c ( SO3 ) / ( mol L -1)	0	3	5	6.5	8	9	9	9	9

數(shù)據(jù)分析，表中 a 、b 代表的數(shù)值分別是：a =________、b = _______；小 組同學(xué)判斷 SO2 和 O2的 反應(yīng) 50 秒后處于平衡狀態(tài)，他們的判斷依據(jù)是___________。

(3)濃硫酸與木炭在加熱條件下可發(fā)生化學(xué)反應(yīng) ，為了檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)(部分夾持裝置省略)。回答相關(guān)問題

①濃硫酸與木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ________________。

②裝置 A 中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________；證明的產(chǎn)物是___________ 。

③裝置 C 的作用是_______________ 。

④該同學(xué)認(rèn)為，如果去掉裝置 B 也能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物的驗(yàn)證，該同學(xué)依據(jù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及推理過程是__________________。

Answer 1

【答案】CaSO42H2O和Na2SO410H2O CuFeS2 III 4 11O2 2 8 2.5 0.5 自50s開始SO2、SO3的濃度保持不變 固體由白色變?yōu)樗{(lán)色 H2O 除去CO2中的SO2，并檢驗(yàn)是否除盡 酸性高錳酸鉀溶液既能檢驗(yàn)SO2又能除去CO2中的SO2，酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺說明產(chǎn)物中有SO2，而溶液未完全褪色時(shí)，說明SO2已經(jīng)被除盡。

【解析】

（1）從圖2可知X、Y分別代表+6價(jià)的鹽和-2價(jià)的鹽，圖1中只有CuFeS2和CaSO42H2O、Na2SO410H2O，故答案為：CaSO42H2O和Na2SO410H2O；CuFeS2；

(2)①氧化還原反應(yīng)的特征是元素的化合價(jià)發(fā)生變化，過程I 由FeS2中- 1價(jià)的S轉(zhuǎn)化為SO2中+4價(jià)的S，故是氧化還原反應(yīng)，過程II是由SO2中+4價(jià)的S轉(zhuǎn)化為SO3中+6價(jià)的S，故是氧化還原反應(yīng)，過程III由SO3轉(zhuǎn)化為H2SO4沒有化合價(jià)的改變，故不是氧化還原反應(yīng)，答案為：III；

②根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)物在缺少O元素，故反應(yīng)物中由O2，再黃鐵礦( FeS2 ) 中S為- 1價(jià)轉(zhuǎn)化為SO2中+4價(jià)，Fe為+2價(jià)轉(zhuǎn)化為Fe2O3中+3價(jià)，故可1molFeS2在反應(yīng)中共失去11mole-，而1molO2由0價(jià)轉(zhuǎn)化為-2價(jià)，得到4mole-，根據(jù)得失電子守恒，最小公倍數(shù)為44，故FeS2前面的系數(shù)為4，氧氣的系數(shù)為11，再根據(jù)硫原子守恒可知SO2的系數(shù)為8，根據(jù)鐵原子守恒可知Fe2O3的系數(shù)為2，故答案為：4 ；11O2 ；2；8；

③根據(jù)過程II 中發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算： ，可知a=5-2.5=2.5，從表中可知，自50s以后SO2、SO3的濃度均不再改變，說明從50s開始反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，故b=0.5，化學(xué)平衡的重要標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相等，體系各組分的濃度保持不變，故答案為：2.5； 0.5 ；自50s開始SO2、SO3的濃度保持不變；

(3) ①濃硫酸與木炭在加熱條件下生成SO2、CO2和H2O，故濃硫酸與木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ，故答案為：；

②裝置 A 中裝有白色的無水硫酸銅遇水會變?yōu)樗{(lán)色的硫酸銅晶體(CuSO45H2O），故裝置 A 中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是固體由白色變?yōu)樗{(lán)色，證明的產(chǎn)物是H2O；故答案為：固體由白色變?yōu)樗{(lán)色；H2O；

③裝置B是檢驗(yàn)SO2的，現(xiàn)象為品紅溶液紅色褪去，由于CO2、SO2均能使澄清石灰水變渾濁，故需先出去SO2再檢驗(yàn)CO2，故裝置 C 的作用是除去CO2中的SO2，并根據(jù)褪色情況檢驗(yàn)SO2是否除盡，故答案為：除去CO2中的SO2，并檢驗(yàn)是否除盡；

④CO2不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，而SO2可以，SO2使酸性高錳酸鉀溶液褪色的過程也使吸收SO2的過程，故酸性高錳酸鉀溶液既能檢驗(yàn)SO2又能除去CO2中的SO2，故答案為：酸性高錳酸鉀溶液既能檢驗(yàn)SO2又能除去CO2中的SO2，酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺說明產(chǎn)物中有SO2，而溶液未完全褪色時(shí)，說明SO2已經(jīng)被除盡。