题目内容

10．硫酸工业产生的废气（主要成分：SO2、O2、N2、CO2等）排放到空气中会污染环境．某化学兴趣小组对废气的组成进行探究，请回答下列问题：
（Ⅰ）同学甲设计实验检验废气中含有的CO2，应选择的试剂有BC
A．NaOH浓溶液             B．较浓的酸性KMnO4溶液
C．足量的澄清石灰水        D．稀盐酸
观察到的实验现象为高锰酸钾溶液不褪色，最后澄清石灰水变浑浊
（Ⅱ）同学乙欲测定aL（已换算成标准状况）废气中SO2的含量，将废气通入测硫装置中（如右下图），采用滴定法测定硫的含量．
（1）H2O2氧化SO2的化学方程式H2O2+SO2=H2SO4．
（2）用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mL NaOH溶液．若消耗
1mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g，则标况下二氧化硫的体积分数的表达式为：
$\frac{\frac{yzg}{32g/mol}×22.4L/mol}{aL}$×100% （列式，不必化简）．
（Ⅲ）同学丙方案：实验步骤如以下流程图所示：
（1）写出步骤②中反应的离子方程式2H++SO4+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O．
（2）步骤③中洗涤沉淀的方法是：向漏斗里注入蒸馏水，使水面没过沉淀物，待水流尽后，重复操作2～3次
（Ⅳ）丁方案：将丙方案中步骤①省略，直接将尾气通入过量Ba（OH）2溶液，其余步骤与方案丙相同．你认为丁方案是否合理，不合理（填“合理”或“不合理”），说明理由：BaSO3被部分氧化为BaSO4．

分析 （Ⅰ）．设计实验检验废气A中含有的CO2，需要除去二氧化硫，避免干扰二氧化碳的检验，除净二氧化硫的气体通过澄清石灰水检验二氧化碳的存在；
（Ⅱ）．（1）双氧水具有强氧化性，二氧化硫具有还原性，二者发生氧化还原反应生成硫酸和水；
（2）若消耗1mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克，z mL NaOH溶液相当于硫的质量为yzg，再根据硫元素守恒计算二氧化硫的体积分数；
（Ⅲ）．乙方案利用的原理为：SO2+H2O2=H2SO4，H2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2H2O，最后沉淀硫酸钡的质量计算尾气中二氧化硫的质量，进而计算尾气二氧化硫含量；
（1）步骤②中硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡与水；
（2）洗涤沉淀的方法是：向漏斗里注入蒸馏水，使水面没过沉淀物，待水流尽后，重复操作2～3次；
（Ⅳ）将丙方案中步骤①省略，直接将尾气通入过量Ba（OH）2溶液，BaSO3被部分氧化为BaSO4．

解答 解：（Ⅰ）硫酸工业产生的废气A（主要成分：SO2、O2、N2、CO2等）排放到空气中会污染环境，设计实验检验废气中含有的CO2，需要除去二氧化硫，避免干扰二氧化碳的检验，除净二氧化硫的气体通过澄清石灰水检验二氧化碳的存在，石灰水变浑浊证明含有二氧化碳，所以选择试剂为高锰酸钾溶液除去二氧化硫，选择澄清石灰水检验二氧化碳的存在，观察到的实验现象是高锰酸钾溶液不褪色，最后澄清石灰水变浑浊，证明函二氧化碳，
故答案为：BC，高锰酸钾溶液不褪色，最后澄清石灰水变浑浊；
（Ⅱ）（1）双氧水具有强氧化性，二氧化硫具有还原性，二者发生氧化还原反应生成硫酸和水，反应方程式为 H2O2+SO2=H2SO4，故答案为：H2O2+SO2=H2SO4；
（2）若消耗1mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克，z mL NaOH溶液相当于硫的质量为yzg，则标况下二氧化硫的体积分数的表达式=$\frac{\frac{yzg}{32g/mol}×22.4L/mol}{aL}$×100%，
故答案为：$\frac{\frac{yzg}{32g/mol}×22.4L/mol}{aL}$×100%；
（Ⅲ）乙方案利用的原理为：SO2+H2O2=H2SO4，H2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2H2O，最后沉淀硫酸钡的质量计算尾气中二氧化硫的质量，进而计算尾气二氧化硫含量；
（1）步骤②中反应的离子方程式为：2H++SO4+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O，故答案为：2H++SO4+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O；
（2）洗涤沉淀的方法是：向漏斗里注入蒸馏水，使水面没过沉淀物，待水流尽后，重复操作2～3次；
故答案为：向漏斗里注入蒸馏水，使水面没过沉淀物，待水流尽后，重复操作2～3次；
（Ⅳ）将丙方案中步骤①省略，直接将尾气通入过量Ba（OH）2溶液，BaSO3被部分氧化为BaSO4，导致测定的亚硫酸钡的质量偏大，测定二氧化硫的体积偏大，体积分数偏大，故不合理；
故答案为：不合理，BaSO3被部分氧化为BaSO4．

点评 本题考查学生对实验原理与实验操作的理解、实验方案设计、元素化合物性质、化学计算等，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．

练习册系列答案
相关题目
14．下列关于卤化银的叙述中不正确的是（　　）
A．AgCl、AgBr、AgI均是难溶于水的固体，且要避光保存于棕色瓶中
B．AgCl是白色难溶于水的固体，用于指纹鉴定有助于警察破案
C．AgBr是黑色光敏性物质，常用于制作胶卷和人工降雨
D．AgI是黄色固体，见光容易分解为单质碘和黑色的单质银，还常用于人工降雨
1．空气中CO2的含量及有效利用，已经引起各国的普遍重视
Ⅰ：目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol；测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图甲所示．

（1）前3min内，平均反应速率v（H2）=0.5mol•L-1•min-1．此温度下该反应的平衡常数为5.33（保留两位小数，注意要写单位）．
（2）下列措施中，既能使反应加快，又能使$\frac{n（C{H}_{3}OH）}{n（C{O}_{2}）}$增大的是D．
A．升高温度    B．充入惰性气体  C．将H2O（g）从体系中分离   D．再充入1mol H2
（3）图乙中t5时引起平衡移动的条件是D．（填序号）
A．升高温度     B．增大反应物浓度   C．使用催化剂    D．增大体系压强
（4）反应达到平衡后，若向反应体系再加入CO2（g）、H2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）各1mol，化学平衡正向（填“正向”、“逆向”或“不”）移动．
Ⅱ：利用CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）将CO2转化成燃料气．T℃时，在恒容密闭容器中通入物质的量均为0.1mol的CH4与CO2，发生上述反应，吸收热量Q1kJ，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示，
（5）下列事实能说明该反应达到平衡的是ad
a．CO的物质的量不再发生变化
b．混合气体的密度不再发生变化
c．v正（CO2）=2v逆（H2）
d．混合气体压强不再发生变化
e．单位时间内生成n mol CH4的同时消耗2n mol H2
（6）据图可知P1、P2、P3、P4由小到大的顺序是P1＜P2＜P3＜P4．
（7）若将上述容器改为恒压容器（反应前体积相同），起始时通入物质的量均为0.1mol的CH4与CO2，相同的温度下充分反应达到平衡后，放出热量Q2 kJ，
则Q1＜Q2（填“＞”“=”或“＜”）
Ⅲ：设反应①Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g） 和反应②Fe（s）+H2O（g）?FeO（s）+H2（g）的平衡常数分别为K1、K2，在不同温度下，K1、K2的值如表所示：
T（K）K1K2
9731.472.36
11732.151.67
（8）现有反应CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g），是吸（填“吸”或“放”）热反应．
18．某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质）制取七水合硫酸亚铁（FeSO4•7H2O），设计了如下流程：

（1）固体1中一定含有的物质是SiO2（填化学式）．
（2）试剂X选用Fe，写出试剂X与溶液1反应的离子方程式2 Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑．
（3）从溶液2中获得FeSO4•7H2O晶体的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
5．下列反应的离子方程式正确的是（　　）
A．NaHCO3溶液中加入盐酸：CO32-+2H+═CO2↑+H2O
B．紫色石蕊试液中滴入氢硫酸变红的原因是：H2S?2H++S2-
C．等物质的量的MgCl2、Ba（OH）2和 HC1溶液混合：Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓
D．铅酸蓄电池充电时的正极反应：PbSO4+2H2O-2e-═PbO2+4H++SO42-
15．正丁醛是一种化工原料．某实验小组利用如下装置合成正丁醛．
发生的反应如下：
CH3CH2CH2CH2OH$→_{H_{2}SO_{4}加热}^{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}$CH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据列表如下：
沸点/℃密度/（g•cm-3）水中溶解性
正丁醇117.20.8109微溶
正丁醛75.70.8017微溶
实验步骤如下：
将6.0gNa2Cr2O7放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中．在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，加热．当有蒸汽出现时，开始滴加B中溶液．滴加过程中保持反应温度为90-95℃，在E中收集90℃以下的馏分．将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75-77℃馏分，产量2.0g．回答下列问题：
（1）上述装置图中，B仪器的名称是分液漏斗，D仪器的名称是直形冷凝管；
（2）加入沸石的作用是防止暴沸；
（3）分液漏斗使用前必须进行的操作是c （填正确答案标号）；
a．润湿    b．干燥    c．检漏    d．标定
（4）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时，水在下层（填“上”或“下”）
（5）反应温度应保持在90-95℃．其原因是保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化
（6）本实验中，正丁醛的产率为51%．
2．只用一种试剂区别Na2SO4、AlCl3、MgSO4三种溶液，这种试剂是（　　）
A．HClB．BaCl2C．NaOHD．AgNO3
19．某反应可用下式表示：xR2++yH++O2═mR3++nH2O． 则m的值为（　　）
A．2xB．4C．$\frac{y}{2}$D．7
20．下列各组元素的性质递变情况错误的是（　　）
A．N、O、F原子最外层电子数依次增加
B．N、O、F原子半径依次增大
C．Na、Mg、Al元素最高正化合价依次升高
D．Li、Na、K的金属性依次增强

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网