题目内容

(12分)某研究小组欲探究SO2的化学性质,设计了如下实验方案。

(1)在B中检验SO2的氧化性,则B中所盛试剂可为________。
(2)在C中装FeCl3溶液,检验SO2的还原性,则C中反应的离子方程式为__________________________。
(3)在D中装新制漂白粉浓溶液。通入SO2一段时间后,D中出现了大量白色沉淀。同学们对白色沉淀成分进行了探究。请回答下列问题:
限选的仪器和试剂:过滤装置、试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、0.5 mol·L-1盐酸、0.5 mol·L-1H2SO4溶液、0.5 mol·L-1BaCl2溶液、品红溶液、新制澄清石灰水。
(ⅰ)假设一:该白色沉淀为CaSO3
假设二:该白色沉淀为________;
假设三:该白色沉淀为上述两种物质的混合物。
(ⅱ)基于假设一,填写下表:
实验操作
预期现象和结论
将D中沉淀过滤,洗涤干净备用
 
用另一干净试管取少量沉淀样品,加入
______                             
__________                       
(ⅲ)若假设二成立,试写出生成该白色沉淀的化学方程式:
__________________________________________________。
(1)硫化氢水溶液(或硫化钠、硫氢化钠溶液) (2) 2Fe3+SO2+2H2O═2 Fe2SO42-+4H+
(3)(i)CaSO4;(ii)
实验操作
预期现象和结论
加入过量(或适量)0.5 mol?L-1HCl,将产生的气体通入品红溶液(或新制澄清石灰水)
若固体完全溶解,有气泡产生,且能使品红溶液褪色(或新制澄清石灰水变浑浊),则假设一成立;否则,假设一不成立;
(iii)Ca(ClO)2+H2O+SO2=CaSO4+2HCl。

试题分析:(1)硫化氢水溶液(或硫化钠、硫氢化钠溶液)中的硫元素都为-2价,与二氧化硫反应,化合价会升高,被氧化,二氧化硫表现氧化性,如:2H2S+SO2=3S+2H2O中, SO2表现氧化性;(2)FeCl3溶液与SO2反应生成硫酸亚铁和盐酸,反应的离子方程式为2Fe3+SO2+2H2O═2 Fe2SO42-+4H+;(3)(i)新制漂白粉浓溶液中含有的次氯酸根离子具有强氧化性,二氧化硫具有还原性,可能会发生氧化还原反应,生成产物可能为CaSO4;故假设二:该白色沉淀为CaSO4;(ii)基于假设一:白色沉淀为CaSO3,亚硫酸钙和盐酸反应CaSO3+2HCl═CaCl2+SO2↑+H2O,二氧化硫能使品红溶液褪色,也能使澄清石灰水变浑浊,实验操作为用另一干净试管取少量沉淀样品,加入过量(或适量)0.5 mol?L-1HCl,将产生的气体通入品红溶液(或新制澄清石灰水); 若固体完全溶解,有气泡产生,且能使品红溶液褪色(或新制澄清石灰水变浑浊),则假设一成立;否则,假设一不成立;(iii)若假设二成立,漂白粉浓溶液中含有的次氯酸根离子具有氧化性,能将二氧化硫氧化为硫酸根,生成该白色沉淀的化学方程式:Ca(ClO)2+H2O+SO2=CaSO4+2HCl。
练习册系列答案
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(22分)黄铁矿(FeS2)燃烧产生的SO2通过下列工艺过程既能制得H2SO4,又能制得H2

(1)该过程中能循环利用的物质为                   
(2)写出反应器中发生反应的离子方程式                     
(3)某研究性学习小组欲探究SO2能否与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀,进行如下实验。
已知浓硫酸的沸点为338oC,加热时酒精灯火焰的温度为400oC~500oC。
①甲同学用装置I(如下图)进行实验,发现BaCl2溶液中出现白色沉淀,且白色沉淀不溶于盐酸,该实验结论不能说明SO2能与BaCl2溶液发生反应,请解释生成该白色沉淀的两种可能原因(用文字和离子方程式表示):
                                                                       
                                                                       
②乙同学设计了装置Ⅱ(夹持装置和A的加热装置略去)进行实验,发现C中没有出现白色沉淀。

装置Ⅱ改进了装置I的四处不足,请填表说明另外的三处。
改进的操作或装置(注明必要的试剂)
改进的作用
使用分液漏斗滴加浓硫酸
控制反应速率
 
 
 
 
 
 
   (4)丙同学取乙同学实验后的C中溶液少许,滴加一种无色溶液,产生不溶于盐酸的白色沉淀,丙同学滴加的试剂可能是       (填字母序号)。
a.NaOH溶液    b.H2O2溶液    C.新制氯水   d.酸性KMnO4溶液
二氧化硫是硫的重要化合物,在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒,并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产,二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。完成下列填空:
(1)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。

如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,并希望能控制反应速度,上图中可选用的发生装置是         (填写字母)。
(2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫,至少需要称取亚硫酸钠      g(保留一位小数);如果已有4.0%亚硫酸钠(质量分数),被氧化成硫酸钠,则至少需称取该亚硫酸钠       g(保留一位小数)。
(3)实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。
石灰—石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收反应为:SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化,反应为2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4·2H2O。其流程如下图:


碱法的吸收反应为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下图:

已知:
试剂
Ca(OH)2
NaOH
价格(元/kg)
0.36
2.9
吸收SO2的成本(元/mol)
0.027
0.232
 
石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是                 。和碱法相比,石灰-石膏法的优点是             ,缺点是                
(4)在石灰-石膏法和碱法的基础上,设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案(用流程图表示)。

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