题目内容

19．SO2是常见的大气污染物，燃煤是产生SO2的主要原因．工业上有多种方法可以减少SO2的排放．
（1）往煤中添加一些石灰石，可使燃煤过程中产生的SO2转化成硫酸钙．该反应的化学方程式是2CaCO3+2SO2+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CaSO4+2CO2．
（2）可用多种溶液做燃煤烟气中SO2的吸收液．
①分别用等物质的量浓度的Na2SO3溶液和NaOH溶液做吸收液，当生成等物质的量NaHS03时，两种吸收液体积比V（Na2SO3）：V（NaOH）=1：2．
②NaOH溶液吸收了足量的SO2后会失效，可将这种失效的溶液与一定量的石灰水溶液充分反应后过滤，使NaOH溶液再生，再生过程的离子方程式是Ca2++OH-+HSO3-=CaSO3↓+H2O．
（3）甲同学认为BaCl2溶液可以做SO2的吸收液．为此甲同学设计如下实验（夹持装置和加热装置如图1，气密性已检验）：
已知：Na2SO3（固体）+H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2SO4+SO2↑+H2O，反应开始后，A中Na2SO3固体表面有气泡产生同时有白雾生成；B中有白色沉淀．甲认为B中白色沉淀是SO2与BaCl2溶液反应生成的BaSO3，所以BaCl2溶液可做SO2吸收液．乙同学认为B中的白色沉淀是BaSO4，产生BaSO4的原因是：2A中产生的白雾是浓硫酸的酸雾，进入B中与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀．
②A中产生的SO2与装置内空气中的O2进入B中与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀．为证明SO2与BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀，乙同学对甲同学的实验装置做了如下改动并实验（夹持装置和加热装置如图2，气密性已检验）：反应开始后，A中Na2SO3固体表面有气泡产生同时有白雾生成；B、C试管中除了有气泡外，未见其它现象；D中红色褪去．
③试管B中试剂是饱和NaHSO3溶液；滴加浓硫酸之前的操作是打开弹簧夹，通入N2，一段时间后关闭弹簧夹．
④通过甲乙两位同学的实验，得出的结论是：SO2与BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀；不能用BaCl2溶液做吸收SO2的吸收液．

分析 （1）根据反应物、生成物和反应条件书写化学方程式；
（2）①根据Na2SO3+SO2+H2O═2NaHSO3，NaOH+SO2═NaHSO3分析解答；
②NaOH溶液吸收了足量的SO2后生成NaHSO3，与一定量的石灰水溶液充分反应生成亚硫酸钙、氢氧化钠、水；
（3）②二氧化硫具有还原性易被氧气氧化成三氧化硫，三氧化硫与水反应生成硫酸，与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀；
③为证明SO2与BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀，可通入氮气排出装置中的氧气．

解答 解：（1）根据题意，碳酸钙与二氧化硫、氧气在高温条件下反应生成硫酸钙，同时生成二氧化碳，所以反应的方程式为：2CaCO3+2SO2+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CaSO4+2CO2，
故答案为：2CaCO3+2SO2+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CaSO4+2CO2；
（2）①假设生成的NaHSO3物质的量都为2mol，Na2SO3+SO2+H2O═2NaHSO3，吸收的二氧化硫的物质的量为2mol，需1molNa2SO3，NaOH+SO2═NaHSO3，吸收的二氧化硫的物质的量也为2mol，需2molNaOH，假设Na2SO3溶液和NaOH溶液的物质的量浓度都为Cmol/L，两种吸收液体积比V（Na2SO3）：V（NaOH）=$\frac{1}{C}$：$\frac{2}{C}$=1：2，
故答案为：1：2；
②NaOH溶液吸收了足量的SO2发生反应：NaOH+SO2═NaHSO3，与一定量的石灰水溶液充分反应NaHSO3+Ca（OH）2=CaSO3↓+NaOH+H2O，离子反应为：Ca2++OH-+HSO3-=CaSO3↓+H2O，使NaOH溶液再生，
故答案为：Ca2++OH-+HSO3-=CaSO3↓+H2O；
（3）②二氧化硫具有还原性易被氧气氧化成三氧化硫，与BaCl2溶液反应，三氧化硫与水反应生成硫酸，H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，
故答案为：A中产生的SO2与装置内空气中的O2进入B中与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀；
③滴加浓硫酸之前打开弹簧夹，通入N2，排出装置中的氧气，然后滴加浓硫酸，Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O，A中产生的白雾是浓硫酸的酸雾，所以B中的试剂是饱和NaHSO3，除去白雾，
故答案为：饱和NaHSO3；打开弹簧夹，通入N2，一段时间后关闭弹簧夹．

点评 本题考查了二氧化硫性质的实验验证分析判断，物质性质的分析，装置特征的判断，反应条件的应用是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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9．能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是未来重要的能源物质之一．
（1）合成甲醇的反应为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）；图1表示某次合成实验过程中甲醇的体积分数Φ（CH3OH）与反应温度的关系曲线，则该反应的△H＜0．（填“＞、＜或=”下同）
（2）若在230℃时，平衡常数K=1．若其它条件不变，将温度升高到500℃时，达到平衡时，K＜1．
（3）在某温度下，向一个容积不变的密闭容器中通入2.5mol CO和7.5mol H2，达到平衡时CO的转化率为90%，此时容器内的压强为开始时的0.55倍．
（4）利用甲醇燃料电池设计如图2所示的装置：
①则该装置中b为负极．
②当铜片的质量变化为12.8g时，a极上消耗的O2在标准状况下的体积为2.24L．
（5）低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，其中一种技术是将CO2转化成有机物实现碳循环．如：
2CO2（g）+2H2O（l）═C2H4（g）+3O2（g）△H=+1411.0kJ/mol
2CO2（g）+3H2O（l）═C2H5OH（1）+3O2（g）△H=+1366.8kJ/mol
则由乙烯水化制乙醇反应的热化学方为C2H4（g）+H2O（l）═C2H5OH，△H=-44.2kJ/mol．
10．12mL浓度为1.0mol/L的Na2SO3的溶液，恰好与20mL浓度为0.2mol/L的K2Cr2O7溶液完全反应，则元素铬在被还原的产物中的化合价是（　　）
A．+4B．+2C．+6D．+3
7．电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一．
Ⅰ每一次化学电池技术的突破，都带来了电子设备革命性的发展．最近，我国在甲醇燃料电池的相关技术上获得了新突破，原理如图1所示．
（1）请写出从C口通入O2发生反应的电极反应式：O2+4e-+4H+=2H2O．
（2）以石墨做电极电解饱和食盐水，如图2所示．电解开始后在阴极的周围（填“阴极”或“阳极”）先出现红色．假设电池的理论效率为80%（电池的理论效率是指电池产生的最大电能与电池反应所释放的全部能量之比），若消耗6.4g甲醇气体，外电路通过的电子个数为5.8×1023（保留两位有效数字，NA取6.02×1023）
Ⅱ随着电池使用范围的日益扩大，废旧电池潜在的污染已引起社会各界的广泛关注．
（1）电池生产企业排放的工业废水中常含有Cu2+等重金属离子，直接排放会造成污染，目前在工业废水处理过程中，依据沉淀转化的原理，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去这些离子．已知室温下Ksp（FeS）=6.3×10-18mol2gL-2，
Ksp（CuS）=1.3×10-36mol2gL-2，
．请用离子方程式说明上述除杂的原理：FeS（s）+Cu2+（aq）=CuS（s）+Fe2+（aq）．
（2）工业上为了处理含有Cr2O72-的酸性工业废水，用绿矾（FeSO4•7H2O）把废水中的六价铬离子还原成三价铬离子，再加入过量的石灰水，使铬离子转变为Cr（OH）3沉淀．
①氧化还原过程的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O．
②常温下，Cr（OH）3的溶度积Ksp=1×10-32mol4•gL-4，溶液中pH至少为5，才能使Cr3+沉淀完全．
③现用上述方法处理100m3含铬（+6价）78mgg•L-2，的废水，需用绿矾的质量为125.1Kg．（写出主要计算过程）
14．利用图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是（　　）
选项①②③实验结论
A浓硫酸CuKMnO4溶液褪色SO2有漂白性
B浓盐酸MnO2FeBr2溶液变为黄色氧化性：Cl2＞Br2
C稀硫酸碳酸钠CaCl2溶液无明显变化CO2不与CaCl2溶液反应
D浓硫酸蔗糖溴水褪色浓硫酸具有脱水性、吸水性
A．AB．BC．CD．D
4．根据碳原子的成键特点，甲烷分子中形成共价键的数目为（　　）
A．4B．5C．6D．7
11．根据下面的反应路线及所给信息填空．
A$→_{①}^{Cl_{2}，光照}$$→_{②}^{NaOH，乙醇}$$→_{③}^{Br_{2}的CCl_{4}溶液}$B
（1）A的结构简式是，名称是环己烷．
（2）②的反应类型取代反应，③的反应类型加成反应．
（3）反应④的化学方程式+2NaOH$→_{△}^{乙醇}$+2NaBr+2H2O．
8．用O2将HCl转化为Cl2，反应方程式为：4HCl（g）+O2（g）?2H2O（g）+2Cl2（g）△H＜0．一定条件下测得反应过程中n（Cl2）的实验数据如下．下列说法正确的是（　　）
表一
/min0246
n（Cl2）/10-3 mol01.83.75.4
表二
          A.0～2min的反应速率小于4～6min的反应速率
                 B.2～6min用Cl2表示的反应速率为0.9mol/（L•min）
C．增大压强可以提高HCl转化率
     D．平衡常数K（200℃）＜K（400℃）
A．AB．BC．CD．D
9．下列技术应用中，其工作原理不涉及化学反应的是（　　）
A．
火炬燃烧		B．
风力发电		C．
粮食酿醋		D．
高炉炼铁

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