题目内容
【题目】SO2是空气中主要的大气污染物,国家规定在排放前必须经过处理。
Ⅰ.碱液吸收法:工业上常用NaOH溶液做吸收液。
(1)向0.5L1 mol·L-1的NaOH溶液中通入标准状态下11.2L的SO2。
①写出反应的离子方程式__________;
②已知:Ka1=1.54×10-2,Ka2=1.02×10-7,则所得溶液呈_______(填“酸性”、“碱性”或“中性”),下列有关吸收液中粒子浓度大小关系正确的是_________。
A c(H2SO3)>c(SO32-)
B c(Na+)+c(H+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-)
C c(Na+)=c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-)
D c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)>c(OH-)
(2)工业上也可以用Na2SO3溶液吸收SO2,并用电解法处理吸收SO2后所得溶液以实现吸收液的回收再利用,装置如下图所示:
①工作一段时间后,阴极区溶液的pH_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②写出阳极的电极反应式_______。
Ⅱ.SO2的回收利用:
(3)SO2与Cl2反应可制得磺酰氯(SO2Cl2),反应为SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)。按投料比1:1把SO2与Cl2充入一恒压的密闭容器中发生上述反应,SO2的转化率与温度T的关系如下图所示:
① 该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“=”)0。
② 若反应一直保持在p压强条件下进行,则M点的分压平衡常数Kp=_____(用含p的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数)。
【答案】2OH-+SO2=HSO3- 酸性 BC 增大 HSO3--2e-+2H2O=3H++SO42- < 3/p
【解析】
Ⅰ(1)首先判断生成NaHSO3,再根据守恒进行判断关系;
(2)①阴极区是溶液中的氢离子放电;
②由装置图可知,右边为亚硫酸氢根失电子易被氧化为硫酸根,为阳极;
Ⅱ(3)①结合温度对反应速率的影响回答;
②根据三段式求解。
Ⅰ(1) ①标准状况下11.2L的SO2的物质的量为=0.5mol,0.5L1 mol·L-1的NaOH的物质的量为=0.5mol,按1:1反应,生成NaHSO3,故离子方程式为2OH-+SO2=HSO3-,故答案为2OH-+SO2=HSO3-;
②已知:Ka1=1.54×10-2,Ka2=1.02×10-7,可知HSO3-的电离大于水解,溶液显酸性;
A. HSO3-的电离大于水解, 则 c(H2SO3)<c(SO32-),A项错误;
B.根据电荷守恒: c(Na+)+c(H+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-),B项正确;
C.根据元素守恒: c(Na+)=c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-),C项正确;
D. HSO3-的电离大于水解,又水电离出氢离子,则正确的排序为c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-),D项错误;故答案为BC;
(2)①电解池中,阴极区是溶液中的氢离子放电,电极反应式为:2H++2e-=H2↑,则pH增大,故答案为:增大;
②由装置图可知,右边为亚硫酸氢根失电子易被氧化为硫酸根,为阳极,则电极反应式为HSO3--2e-+2H2O=SO42-+3H+,故答案为:HSO3--2e-+2H2O=3H++SO42-
Ⅱ(3)①根据图象,升高温度,SO2的转化率减小,说明平衡逆向移动,说明该反应正反应为放热反应,△H<0,故答案为<;
②设SO2的物质的量为1mol,则Cl2的物质的量为1mol,列三段式如下:
平衡常数K==,故答案为:3/p。
【题目】已知SO2可以用Fe(NO3)3溶液吸收,按如图所示装置展开相关探究:取一定量的铜片于三颈烧瓶中,通入一段时间N2后再加入足量的浓硫酸,加热;装置A中有白雾(硫酸酸雾)生成,装置B中产生白色沉淀。回答下列问题:
(1)装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为_________________。
(2)实验开始前需进行的操作是_____________________。
(3)加入浓硫酸之前先通入N2一段时间,其目的是_____________。
(4)排除装置A中白雾影响,可在装置A、B间增加洗气瓶C,则C中盛放的试剂是_______;若用NaOH溶液处理尾气,则发生反应的离子方程式为__________。
(5)经过讨论,该小组对装置B中产生沉淀的原因,提出下列假设(不考虑各因素的叠加,不考虑体系残留的氧气);
假设1:装置A中白雾进入装置B中参与了反应;
假设2:________;
假设3: Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下NO3-能氧化SO2。
(6)请你设计实验验证上述假设3,写出实验步骤、预期现象和结论。
实验步骤(简述操作过程) | 预期现象和结论 |
①测1.0mol/LFe(NO3)3溶液的pH ②取与Fe(NO3)3溶液中c(NO3-)相同的适量Ba(NO3)2溶液滴入试管中 ③______________ ④向试管中通入适量SO2气体 | _____________ |
(7)若假设2正确,请写出B中发生氧化还原反应的离子方程式:_________。
【题目】下列实验不能达到目的的是( )
选项 | 目的 | 实验 |
A | 制取较高浓度的次氯酸溶液 | 将Cl2通入小苏打溶液中 |
B | 除去溴苯中的少量溴 | 加入苛性钠溶液洗涤、分液 |
C | 加快氢气的生成速率 | 将与稀硫酸反应的粗锌改为纯锌 |
D | 制备少量氨气 | 向新制生石灰中滴加浓氨水 |
A.AB.BC.CD.D