题目内容

某兴趣小组同学对“硫在氧气中燃烧”实验的若干问题进行如下实验探究.
I.硫在氧气中燃烧
某小组同学做“硫在氧气中燃烧”的实验时,在燃烧匙里放入少量硫,加热,直到发生燃烧,然后把它伸进充满氧气的集气瓶里.如图1所示,请回答下列问题:
(1)使硫在空气里燃烧,要预先对其加热,是为了
 
,期间观察到燃烧匙里的黄色固体变成
 
态;
(2)硫在氧气瓶里燃烧发出
 
火焰,硫燃烧的化学方程式为
 

(3)老师建议在集气瓶底部放少量NaOH溶液,目的是
 

Ⅱ.SO2与NaOH是否发生反应
【查阅资料】通常状况下,1体积水约能溶解40体积SO2
【实验方案】同学们向充满SO2的软塑料瓶中迅速倒入一定量NaOH溶液,拧紧瓶盖,振荡,发现塑料瓶变瘪,他们认为SO2与NaOH发生了反应.
【反思与改进】甲同学认为上述实验不够严谨,理由是
 
.于是同学们设计了如下两个改进方案.
方案一
实验操作实验现象
向两个充满SO2的200mL软塑料瓶中分别注入
10mL水和10mL NaOH溶液,振荡,对比.
两个瓶子变瘪的程度完全相同
乙同学认为由于两个瓶子变瘪的程度完全相同,因此无法证明SO2与NaOH是否发生了反应.试分析导致两个瓶子变瘪的程度完全相同的原因是
 
.他认为若改变注入水和NaOH溶液的体积便可达到实验目的,注入液体的体积可以是
 
(填序号).
a.15mL      b.8mL      c.5mL      d.3mL
方案二
实验操作实验现象
利用图2所示装置进行实验:
向两个充满SO2的300mL集气瓶
中分别加入6mL水和NaOH溶液,
一段时间后,打开止水夹,对比.
倒吸入两个集气瓶中的液体体积完全相同
丙同学认为上述方案也无法证明SO2与NaOH是否发生反应.你认为导致吸入液体的体积完全相同的原因是
 

丁同学思考后,将上述装置进行了改进,便达到实验目的.改进装置如图3所示,你认为装置B的作用是
 

【拓展与应用】
为了减少二氧化硫的排放,减弱二氧化硫对空气的污染,可以在煤中加入适量的生石灰(CaO) 制成“环保煤”.燃烧时生石灰吸收二氧化硫的化学方程式为:2CaO+mSO2+O2═mCaSO4
请回答下列问题:
(1)m值是
 

(2)该反应属于基本反应类型中的
 

(3)若煤厂一次共加入含氧化钙80%的生石灰1400吨,则理论上最多可吸收二氧化硫多少吨?(写出计算过程)
考点:实验探究物质的性质或变化规律,氧气的化学性质,碱的化学性质,反应类型的判定,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算
专题:科学探究
分析:I.(1)可燃物燃烧需要一定的条件,所以先加热,使温度达着火点;(2)硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰,但在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰,并写出反应的方程式;(3)硫燃烧的产物为刺激性气味的二氧化硫,它有毒,污染空气,所以用水或氢氧化钠溶液吸收掉;
Ⅱ.【反思与改进】根据SO2易溶于水进行分析;
方案一:根据通常状况下1体积水约能溶解40体积SO2进行解答;
方案二:根据SO2与NaOH反应后瓶内压强变小有水进入进行分析;
【拓展与应用】(1)据化学反应前后原子的种类和数目不变分析解答;
(2)该反应是由三种物质生成一种物质,属于化合反应;
(3)据氧化钙的质量、以及方程式计算吸收二氧化硫的质量.
解答:解:I.(1)硫在空气里燃烧,温度必须要达到着火点,因此预先对其加热,是为了使硫的温度达到着火点;硫燃烧时观察到燃烧匙里的黄色固体变成液体;
(2)硫在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰,燃烧产生二氧化硫,反应的方程式为:S+O2
 点燃 
.
 
SO2
(3)二氧化硫有毒,会污染空气,二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应,所以可用它们吸收二氧化硫;
【反思与改进】由于SO2溶于水中能与水反应生成亚硫酸,也会导致试管内气压减小,使塑料瓶变瘪;
方案一:通常状况下,1体积水约能溶解40体积SO2,10 mL水就能吸收400mL二氧化硫,为了比较出明显的效果,需注入少量的水,溶解不了200mL的二氧化硫,应选3mL水,最多吸收120mL二氧化硫;
方案二:SO2与NaOH反应后,瓶内压强变小,打开止水夹,有水倒吸入集气瓶,会溶解余下的二氧化硫;
丁同学将装置进行了改进,置B的作用是防止水倒吸入装置A中;
【拓展与应用】
(1)观察方程式2CaO+mSO2+O2
 高温 
.
 
mCaSO4,反应前有2个钙原子,则反应后也应有2个钙原子,所以m=2;
(2)该反应是由三种物质生成一种物质,属于化合反应;
(3)含氧化钙80%的生石灰中含氧化钙1400t×80%=1120t
设理论上最多可吸收二氧化硫的质量为x
2CaO+2SO2+O2═2CaSO4
112  128
1120t x
112
1120t
=
128
x

x=1280t
答:理论上最多可吸收二氧化硫1280t;
故答案为:(1)使硫的温度达到着火点;液;(2)蓝紫色; S+O2
 点燃 
.
 
SO2;(3)吸收二氧化硫,防止二氧化硫逸散到空气中污染空气;
【反思与改进】SO2溶于水,也会出现塑料瓶变瘪的现象
方案一:10 mL水和10 mL氢氧化钠溶液都能将200 mL的SO2完全吸收  d
方案二:有水倒吸入集气瓶,会使余下的二氧化硫全部被吸收;防止水倒吸入装置A中
【拓展与应用】(1)2  (2)化合反应
(3)m(CaO)=1400t×80%=1120t
设理论上最多可吸收二氧化硫质量为x
2CaO+2SO2+O2═2CaSO4
112  128
1120t x
112
1120t
=
128
x

x=1280t
答:理论上最多可吸收二氧化硫1280t.
点评:本题属于综合性的考查,主要探究硫燃烧试验的一些注意事项、了解防止空气污染的措施、实验过程的干扰及相关的计算,依据相关的知识分析.
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