题目内容

【题目】某硫酸厂周围的空气含有较多二氧化硫,某化学兴趣小组设计了以下装置和方法测定空气(内含N2、O2、SO2、CO2等)中SO2含量。

甲.用图1所示装置,通入V升空气,测定生成沉淀的质量

乙.用图2所示装置,当KMnO4溶液刚好褪色时,测定通入空气的体积V

丙.用图3所示装置,通入V升空气,测定U型管增加的质量

(1)你认为可行的操作是________。(填甲、乙、丙”)

(2)某环保部门为了测定空气中SO2含量,做了如下实验:取标准状况下的空气VL,缓慢通过足量溴水,在所得的溶液中加入过量的氯化钡溶液后,过滤,将沉淀洗涤、干燥,称得其质量为mg。

①若通入气体的速率过快,则测定的SO2的体积分数_______。(选填偏高”、“偏低不受影响”)。

②如何判断氯化钡溶液已经加过量_______

【答案】 偏低 静置,待溶液澄清后,再向上层清液中滴加氯化钡溶液,若无沉淀生成说明沉淀完全,氯化钡过量

【解析】本题考查实验方案设计与评价,(1)根据题中信息,空气中含有N2、O2、SO2、CO2,甲装置CO2SO2都能与Ba(OH)2溶液反应生成沉淀,即CO2SO2的测定产生干扰,故甲装置不可行;乙装置:SO2具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,其余气体不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故乙装置可行;丙装置:碱石灰能吸收CO2SO2,CO2SO2的测定产生干扰,故丙装置不可行;(2)①通入气体速率过快,SO2不能完全被吸收,测定的SO2的体积分数偏低;②检验BaCl2过量,操作是:静置,待溶液澄清后,再向上层清液中滴加氯化钡溶液,若无沉淀生成说明沉淀完全,氯化钡过量,或者静置,待溶液澄清后,取上层清液少许,置于试管,向试管中滴加Na2SO4溶液,如果出现白色沉淀,说明BaCl2过量。

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【题目】苯硫酚(C6H5-SH)是一种用途广泛的有机合成中间体。工业上用常用氯苯(C6H5-Cl)和硫化氢(H2S)反应来制备苯硫酚,但会有副产物苯(C6H6) 生成。

I: C6H5-Cl(g)+H2S(g)C6H5-SH(g)+HCl(g) △H1=-16.8 kJ/mol

II: C6H5-Cl(g)+H2S(g)=C6H6(g)+HCl(g)+ S8(g) △H2

反应II的焓变不易测量,现查表得如下数据:

Ⅲ: C6H5-SH(g)==C6H6(g)+ S8(g) △H3=-29.0 kJ/mol

请回答:

(1)反应II为不可逆反应,请简述理由______________

(2)现将一定量的氯苯和硫化氢置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程,在不同温度下均反应20分钟测定生成物的浓度,得到图1和图2。

①下列说法不正确的是____________

A.由图1可知,相同条件下反应I的活化分子百分数大于反应II 的活化分子百分数

B.图1中C6H5-SH 的浓度在590℃随温度变化的原因可能是反应II 中消耗反应物,使反应I平衡逆向移动

C.其他条件不变,由图1可知,氯苯的转化率随温度的升高而降低

D.由图2 可知,若要提高C6H5-SH 的产量,可提高硫化氢与氯苯起始物质的量之比

②590℃时,氯苯和硫化氢混合气体(体积比1:2.5,总物质的量amol)在VL的固定容积中进行反应,达到平衡时,测得容器中苯硫酚的物质的量为a/7mol,苯的物质的量为a/l4mol,则该温度下反应I的平衡常数为____。(保留两位有效数字)

③请根据图1、图2,在右图中画出恒温恒容条件下反应主产物苯硫酚的物质的量浓度随时间变化的曲线图________

(3)除了用以上方法制备苯硫酚以外,亦可电解还原苯磺酸(C6H5-SO3H,一元强酸)或苯磺酰氯来制备。以锌和石墨为电极,硫酸为电解质溶液,电解苯磺酸时的阴极反应式为_______

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