Question

实验室可由多条途径得到SO₂．

（1）Na₂SO₃固体与较浓硫酸（加热）反应可以制得SO₂，可需用下列哪个装置

 

．（填装置序号）
（2）铜与浓硫酸反应可以制得SO₂，其化学方程式为

 

．
（3）如果要在实验室制取SO₂，选用上述两种方法中的哪种更合理，你的理由是

 

．（答出一点就可）
（4）工业上硫酸工厂的废气含有SO₂不仅污染大气，还会浪费资源，请用化学方程式表示回收SO₂的原理

 

、

 

．

	第一份	第二份	第三份
样品质量	4.35	8.70	17.40
SO2体积（L）	0.448	0.896	1.12
硫的质量	0.480	0.960	1.28

（5）海波（Na₂S₂O₃?5H₂O）也能与硫酸反应制得SO₂（Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O）．工业制得的海波中可能含有Na₂SO₃．取三份质量不同的样品，分别加入40mL浓度相同的硫酸溶液后，过滤出硫黄，微热使SO₂全部逸出，测得实验数据如下表（气体体积已换算为标准状况）．
试计算：
①硫酸溶液的物质的量浓度是

 

mol/L．
②样品中n（Na₂S₂O₃?5H₂O）：n（Na₂SO₃）=

 

．

Answer 1

考点：二氧化硫的化学性质,含硫物质的性质及综合应用

专题：氧族元素

分析：（1）根据Na₂SO₃固体与较浓硫酸（加热）反应可以制得SO₂，采用的为固液加热型装置；
（2）铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、水和SO₂；
（3）根据经济性原则，从消耗硫酸的量分析；
（4）SO₂通常用足量氨水吸收，然后再用稀硫酸处理，发生SO₂+2NH₃+H₂O=（NH₄）₂SO₃（或SO₂+NH₃+H₂O=NH₄HSO₃）、（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O[或2NH₄HSO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+2SO₂↑+2H₂O]；
（5）①先根据表中数据可知第三份的反应中硫酸不足，然后根据硫酸不足的反应数据计算出硫酸的物质的量及浓度；
②第一份中硫酸过量，样品中的Na₂S₂O₃?5H₂O和亚硫酸钠完全反应，根据反应生成的硫的质量及二氧化硫的物质的量计算出样品中Na₂S₂O₃?5H₂O和亚硫酸钠的物质的量之比．

解答： 解：（1）由Na₂SO₃固体与较浓硫酸（加热）反应可以制得SO₂，则采用的为固液加热型装置，所以选丁，故选：丁；
（2）铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、水和SO₂，方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（3）制备等量的二氧化硫，方法（1）消耗的硫酸少，故方法（1）更合理，故答案为：方法（1），制备等量的二氧化硫消耗的硫酸少；
（4）SO₂通常用足量氨水吸收，然后再用稀硫酸处理，发生SO₂+2NH₃+H₂O=（NH₄）₂SO₃（或SO₂+NH₃+H₂O=NH₄HSO₃）、（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O[或2NH₄HSO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+2SO₂↑+2H₂O]，
故答案为：SO₂+2NH₃+H₂O=（NH₄）₂SO₃（或SO₂+NH₃+H₂O=NH₄HSO₃）、（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O[或2NH₄HSO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+2SO₂↑+2H₂O]；
（5）①根据表中数据可知，第一、第二份样品硫酸过量，而第三份样品硫酸不足，根据反应方程式：Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O，n（H₂SO₄）=n（SO₂）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，硫酸的物质的量浓度为：c（H₂SO₄）=

0.05mol

0.04L

=1.25mol?L^-1，
故答案为：1.25mol?L^-1；
②第一份中硫酸过量，由Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O可知，x=n（Na₂S₂O₃）=n（S）=

0.48g

32g/mol

=0.015mol，同时生成二氧化硫的物质的量为：n（SO₂）=0.015mol，第一份样品总共生成二氧化硫的物质的量为：

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，
亚硫酸钠与硫酸反应生成的二氧化硫为：0.02mol-0.015mol=0.005mol，
由Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O可知，n（Na₂SO₃）=n（SO₂）=0.005mol，
所以n（Na₂S₂O₃?5H₂O）：n（Na₂SO₃）=0.015mol：0.005mol=3：1，
故答案为：3：1．

点评：本题考查二氧化硫的制备以及测定某海波样品的成分，题目难度较大，该题是高考题中常见的题型，侧重了对学生实验答题能力的培养和方法与技巧的指导和训练，有利于提高学生的实验设计能力和应试能力，提升学生的学科素养．