Question

工业排放大量的SO₂气体严重污染空气，请回答下列有关SO₂的问题：
（1）已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol．

①硫可以发生如上转化，其反应过程和能量关系如图1所示．a=

 

．
②某SO₂（g）和O₂（g）体系，t₁时达到平衡后，若不从外界增减物质，只改变某一外界条件，反应速率v与时间t的关系如图2所示，则图中t₄时引起平衡移动的条件可能是

 

．
（2）有学者想利用如图3所示装置用原电池原理将SO₂转化为重要的化工原料，A、B是惰性电极．导线中电子移动方向为

 

（用A、C表示），A极的电极反应式为

 

．
（3）国家标准（GB2760-2011）规定葡萄酒中SO₂最大含有量为0.25g?L^-1．某兴趣小组用图4装置（夹持装置略）收集某葡萄酒中SO₂，并对其含量进行测定．
①B中加入300.00mL葡萄酒和适量盐酸，加热使SO₂全部逸出并与C中H₂O₂完全反应，其化学方程式为

 

②除去C中过量的H₂O₂，然后用0.0900mol?L^-1 NaOH标准溶液进行滴定，滴定前排气泡时，应选择图5中的

 

；若用50mL滴定管进行实验，当滴定管中的液面在刻度“10”处，则管内液体的体积

 

（填序号）（a：=10mL，b：=40mL，c：＜10mL，d：＞40mL）
③滴定至终点时，消耗NaOH溶液25.00mL，该葡萄酒中SO₂含量为

 

g?L^-1．
④该测定结果比实际值偏高，分析原因并利用现有装置提出改进措施：

 

．

Answer 1

考点：二氧化硫的污染及治理,热化学方程式,化学电源新型电池,中和滴定

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）①根据图示可知，a为1mol二氧化硫与1mol氧气充分反应达到平衡时放出的热量的数值，根据热化学方程式2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol进行计算即可；
②t₄时正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率平衡向着逆向移动，据此进行判断改变的条件；
（2）SO₂与O₂反应生成SO₃，SO₃再与水化合生成硫酸，根据硫酸的出口判断正负极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，原电池放电时，电子有负极流向正极；
（3）①二氧化硫具有还原性，能够与实验室反应生成硫酸，据此写出反应的化学方程式； 
②氢氧化钠应该盛放在碱式滴定管中，根据碱式滴定管的排气泡法进行判断；根据滴定管的构造判断滴定管中溶液的体积；
③根据关系式2NaOH～H₂SO₄～SO₂及氢氧化钠的物质的量计算出二氧化硫的质量，再计算出该葡萄酒中的二氧化硫含量；
④根据盐酸是挥发性酸，挥发的酸消耗氢氧化钠判断对测定结果的影响；可以选用非挥发性的酸或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验，减去盐酸挥发的影响．

解答： 解：（1）①根据图象变化可知，1mol二氧化硫与1mol氧气充分反应达到平衡时，生成0.2mol三氧化硫放出的热量为akJ，由2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol可知，2mol二氧化硫完全反应生成2mol三氧化硫放出196.6kJ热量，则生成0.2mol三氧化硫放出19.66kJ热量，
故答案为：19.66；
②根据图象曲线变化可知，t₄时正逆反应速率都增大，可能为增大压强或者升高温度，由于逆反应速率大于正反应速率，平衡向着逆向移动，由于增大压强平衡向着正向移动，升高了温度平衡向着逆向移动，所以此时改变的条件为升高温度，
故答案为：升温；
（2）该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，则A为负极，A电极发生的反应为：SO₂-2e^-+2 H₂O=4H⁺+SO₄^2-；原电池放电时，电流由正极流向负极，电子带负电荷，流动方向与电流方向相反，即由A流向C，
故答案为：由A到C；SO₂-2e^-+2 H₂O=4 H⁺+SO₄^2-；
（3）①双氧水具有氧化性，能够将二氧化硫氧化成硫酸，反应的化学方程式为：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄，
故答案为：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄；
②氢氧化钠溶液为碱性溶液，应该使用碱式滴定管，碱式滴定管中排气泡的方法：把滴定管的胶头部分稍微向上弯曲，再排气泡，所以排除碱式滴定管中的空气用c的方法；
若用50mL滴定管进行实验，当滴定管中的液面在刻度“10”处，滴定管的0刻度在上方，10mL刻度线下方还有40mL有刻度的溶液，另外滴定管50mL刻度线下有液体，因此管内的液体体积＞（50.00mL-10.00mL）=40.00mL，所以d正确，
故答案为：c；d；
③根据2NaOH～H₂SO₄～SO₂可知SO₂的质量为：

1

2

×（0.0900mol/L×0.025L）×64g/mol=0.072g，该葡萄酒中的二氧化硫含量为：

0.72g

0.3L

=0.24g/L，
故答案为：0.24；
④由于盐酸是挥发性酸，挥发的酸消耗氢氧化钠，使得消耗的氢氧化钠溶液体积增大，测定结果偏高；因此改进的措施为：用不挥发的强酸，如硫酸代替盐酸，或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验，扣除盐酸挥发的影响，
故答案为：原因为盐酸的挥发；改进措施：用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸（或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验，扣除盐酸挥发的影响）．

点评：本题为一道高考题，考查了探究物质的组成、测量物质的含量的方法，题目难度中等，试题题量较大，涉及了二氧化硫性质、中和滴定的计算，要求学生掌握探究物质组成、测量物质含量的方法，明确二氧化硫的化学性质及中和滴定的操作方法及计算方法，试题培养了学生灵活应用所学知识的能力．