Question

【題目】硫酸是一種重要的化學(xué)試劑。某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用濃硫酸進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。請按要求回答下列問題。

I．制取二氧化硫并探究其性質(zhì)

(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。上述裝置中適于收集二氧化硫的氣體是（填字母）____。

(2)將一收集滿二氧化硫氣體的小試管倒置于滴有紫色石蕊溶液的水中，可觀察到的現(xiàn)象是____。

(3)上述實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的二氧化硫尾氣可選用E裝置來吸收，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。

II.處理含正六價(jià)鉻的廢水樣液(+6價(jià)Cr的含量為78mg/L)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①取1L廢水加入一定量1.8mol/LH2SO4溶液使樣液酸化

②加入一定量的綠礬(FeSO4·7H2O)，將正六價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為正三價(jià)鉻離子

③加入過量的石灰水，使正三價(jià)的鉻離子轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀

④過濾，除去沉淀物

(1)配制步驟①中所需的H2SO4溶液l00mL，需用18mol/L H2SO4溶液的體積是______mL。

(2)步驟②中反應(yīng)的離子方程式為14H++Cr2O72-+6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O，此反應(yīng)中氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為__________。

(3)處理1L該廢水樣液至少需用綠礬________g。

Answer 1

【答案】 Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+2H2O+SO2↑ C 試管內(nèi)液面上升，溶液變成紅色 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O 10 1:6 1.251

【解析】I．（1）濃硫酸和銅在加熱的條件下生成硫酸銅、二氧化硫和水，化學(xué)方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+2H2O+SO2↑，二氧化硫易溶于水，密度比空氣的大，采用向上排空氣法收集，因此選擇裝置C；（2）二氧化硫溶于水的同時與水反應(yīng)生成亞硫酸，石蕊溶液遇酸變紅色，因此可觀察到的現(xiàn)象是：試管內(nèi)液面上升，溶液變?yōu)榧t色；（3）二氧化硫與過量氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，化學(xué)方程式為2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O；

Ⅱ．（1）根據(jù)稀釋定律可知：100mL×1.8mol/L=V濃×18mol/L，解得V濃=10mL；（2）反應(yīng)中Cr化合價(jià)由+6→+3，化合價(jià)降低，因此Cr2O72-作氧化劑，Fe化合價(jià)由+2→+3，化合價(jià)升高，因此Fe2+作還原劑，根據(jù)離子方程式可知氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為1：6；（3）1L該廢水樣液中含有Cr的質(zhì)量＝78mg/L×1L＝78mg＝0.078g，物質(zhì)的量=0.078g÷52g/mol=0.0015mol，則Cr2O72-的物質(zhì)的量=0.5×0.0015mol=0.00075mol，根據(jù)Cr2O72-～6Fe2+～6FeSO4·7H2O可知FeSO4·7H2O的物質(zhì)的量=6×0.00075mol=0.0045mol，FeSO4·7H2O的質(zhì)量＝0.0045mol×278g/mol＝1.251g。