题目内容

10.某校课外活动小组的同学设计实验,探究木炭与浓硫酸在加热条件下反应生成气体的成分.

【实验探究】
(l)木炭与浓硫酸反应的化学方程式:C+2H2SO4(浓)═CO2↑+2SO2↑+2H2O,其中浓H2S04所起的作用是氧化剂(填“氧化剂”或“还原剂”).若有0.2mol的H2S04完全参加反应,则消耗碳的质量是1.2g,(碳的摩尔质量为12g•mol-1)同时产生的CO2的体积是(标况下)2.24L
(2)A装置中品红溶液颜色褪色(填“褪色”或“不褪色”),证明含有SO2(或二氧化硫)气体.
(3)B装置的作用是列用足量的酸性高锰酸钾溶液除尽S02气体.
(4)C装置中的澄清石灰水是用来检验C02气体,现象是产生白色沉淀(填“白色”或“黄色”).
【实验讨论】
(5)有同学对B装置能否除尽SO2气体有有疑义,你认为应该在B、C装置之间连接右图中a装置,以确定S02是否除尽.
【联系实际】
(6)煤和石油的燃烧过程中都有二氧化硫和二氧化碳排放,其中二氧化硫造成的环境影响主要是A,二氧化碳造成的环境影响主要是C.(每空格只填一个选顼)
A.酸雨    B.破坏臭氧层    C.温室效应
(7)目前,发展低碳经济、倡导低碳生活成为国民的共识.请你举一个体现低碳理念的事例采周乘坐公共交通工具、骑自行车或步行等方式出行,少用私家车(或节约用水、用电;改善能源结构,开发新能源(开发无污染的太阳能、风能、地热能).

分析 (1)硫酸的化合价从+5变为+4,化合价降低被还原,表现了氧化性,作氧化剂;根据反应计算出消耗碳的物质的量,再根据m=nM计算出消耗C的质量,根据V=nVm计算出生成的标况下二氧化碳的体积;
(2)二氧化硫具有漂白性,能够使品红溶液褪色,据此可以检验二氧化硫;
(4)二氧化碳与氢氧化钙反应生成白色的碳酸钙沉淀;
(5)用品红溶液具有是否存在二氧化硫气体;
(6)空气中含有大量二氧化硫气体,会组成酸雨现象;温室效应的罪魁祸首为二氧化碳;
(7)从减少化石燃料、节约能源等方面考虑可以采取的切实可行的措施.

解答 解:(1)木炭与浓硫酸反应的化学方程式:C+2H2SO4(浓)═CO2↑+2SO2↑+2H2O,反应中硫酸分子中S元素的化合价降低,被含有,所以浓H2S04所起的作用为氧化剂;若有0.2mol的H2S04完全参加反应,则消耗碳的物质的量为0.1mol,质量为:12g/mol×0.1mol=1.2g,同时产生的CO2的物质的量为0.11mol,标况下0.1mol二氧化碳的体积为:22.4L/mol×0.1mol=2.24L,
故答案为:氧化剂; 1.2;2.24L;
(2)反应中有二氧化硫生成,则图一的A装置中品红溶液颜色褪色,证明了混合气体中含有SO2
故答案为:褪色; SO2(或二氧化硫);
(4)澄清石灰水中通入二氧化碳,二者反应生成白色的碳酸钙沉淀,
故答案为:白色;
(5)二氧化硫能够使品红溶液褪色,应该在B、C装置之间连接图2中的a-品红溶液,用于检验二氧化硫气体是否除尽,
故答案为:a;
(6)煤和石油的燃烧过程中都有二氧化硫和二氧化碳排放,其中二氧化硫造成的环境影响主要是酸雨,所以A正确;
二氧化碳造成的环境影响主要是温室效应,所以C正确,
故答案为:A;C;
(7)体现低碳理念的事例有:①采周乘坐公共交通工具、骑自行车或步行等方式出行,②少用私家车或节约用水、用电,③改善能源结构,开发新能源(开发无污染的太阳能、风能、地热能),
故答案为:采周乘坐公共交通工具、骑自行车或步行等方式出行,少用私家车(或节约用水、用电;改善能源结构,开发新能源,如:开发无污染的太阳能、风能、地热能).

点评 本题考查了浓硫酸的性质,题目难度中等,明确浓硫酸与碳的反应原理及二氧化硫、二氧化碳的检验方法为解答关键,注意检验二氧化碳时,必须排除二氧化硫的干扰,为易错点,试题培养了学生的分析能力及化学实验能力.

练习册系列答案
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(1)煤的主要成分为碳氢化合物,若用CH代表煤的“分子式”,写出煤与水蒸气生成水煤气的化学方程式:2CH+2H2O(g)$\stackrel{高温}{→}$2CO+3H2
(2)已知:
煤炭在氧气氛围中气化  2CH(s)+O2(g)=2CO(g)+H2(g)△H1
气化后的气体合成甲醇  CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H2
甲醇制备丙烯的反应    3CH3OH(g)=C3H6(g)+3H2O(g)△H3
则煤在氧气氛围中反应直接生成丙烯、水蒸气和CO的热化学方程式为12CH(s)+6O2(g)═C3H6(g)+3H2O(g)+9CO(g)△H=6△H1+3△H2+△H3
(3)科研小组利用某恒容密闭容器进行CO和H2合成甲醇的探究.若容器容积为VL,加入CO和H2的物质的量之比为1:2,在催化剂的作用下发生反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
如图为反应达到平衡时CO的转化率与温度、压强的关系:
①上述CO和H2合成甲醇的反应为放热(填“放热”或“吸热”)反应,图象中压强( pl,p2,p3)的大小顺序为P1<P2<P3
②温度为100℃时,加入n mol CO与2n mo1H2,达到平衡时压强为pl,则该反应的平衡常数K=$\frac{{V}^{2}}{{n}^{2}}$(用含n、V的式子表示);在温度不变的条件下,向该容器中再加人n mol CO与2n mo1H2,再次达到平衡时,CO的转化率增大(填“增大”、“减小”或“不变”).
③如果要提高CO的转化率,除改变温度、压强外,还可以采取的措施有加入氢气、分离出产物甲醇.

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