题目内容

18．直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境．某化学实验小组进行如下有关SO2性质的探究活动．

（1）装置A中反应的离子方程式为2H++CaSO3=Ca2++H2O+SO2↑．
（2）选用图1以上装置和药品探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱；
①甲同学认为按照A→C→F→尾气处理顺序连接装置可以证明亚硫酸和次氛酸的酸性强弱，乙同学认为该方案不合理，其理由是二氧化硫通入次氯酸钙溶液发生了氧化还原反应不能证明强酸制备弱酸的原理．
②丙同学设计的合理实脸方案为：按照A→CB、E、D、F→尾气处理（填字母）顺序连接装置．其中装置C的作用是除去HCl气体以免影响后面的实验测得．证明亚硫酸的酸性强于次氯酸的酸性的实验现象是装置D中品红不褪色，F中出现白色沉淀．
（3）利用如图2 的装置A测残液中SO2的含量．量取10.00mL残液于圆底烧瓶中，加热使SO2全部蒸出，用20.00mL 0.1000mol/L的KMnO4标准溶液吸收．充分反应后，再用0.200Omol/L的KI溶液滴定过量的KMnO4，消耗KI溶液25.00mL．
（己知：5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+，10I-+2MnO4-+16H+=2Mn2++5I2+8H2O）
①该装置中仪器C的名称为球形冷凝管，水通入C的进口为b．
②残液中SO2的含量为0.25mol/L．

分析 （1）装置A中盐酸与亚硫酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化硫；
（2）①按照A→C→F顺序连接装置，其中饱和的亚硫酸氢钠除去HCl，二氧化硫通入次氯酸钙溶液发生了氧化还原反应；
②次氯酸具有强氧化性、二氧化硫具有还原性，不能利用二氧化硫与次氯酸钙直接反应判断亚硫酸与次氯酸的酸性强弱，先验证亚硫酸酸性比碳酸强，再结合碳酸酸性比HClO强碱性判断．A装置制备二氧化硫，由于盐酸易挥发，制备的二氧化硫中混有HCl，用饱和的亚硫酸氢钠除去HCl，再通过碳酸氢钠溶液，可以验证亚硫酸酸性比碳酸强，用酸性高锰酸钾溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫，用品红溶液检验二氧化碳中二氧化硫是否除尽，再通入F中；
（3）①该装置中仪器C的名称为球形冷凝管，采取逆流原理通入冷凝水；
②根据关系式：10I-+2MnO4-+16H+=2Mn2++5I2+8H2O计算过量的KMnO4，再根据5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+计算残液中SO2的含量．

解答 解：（1）装置A中盐酸与亚硫酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化硫，离子方程式为：2H++CaSO3=Ca2++H2O+SO2↑，
故答案为：2H++CaSO3=Ca2++H2O+SO2↑；
（2）①按照A→C→F顺序连接装置，其中饱和的亚硫酸氢钠除去HCl，二氧化硫通入次氯酸钙溶液发生了氧化还原反应，不能证明强酸制备弱酸的原理，不能证明亚硫酸和次氯酸的酸性强弱，
故答案为：二氧化硫通入次氯酸钙溶液发生了氧化还原反应不能证明强酸制备弱酸的原理；
②次氯酸具有强氧化性、二氧化硫具有还原性，不能利用二氧化硫与次氯酸钙直接反应判断亚硫酸与次氯酸的酸性强弱，先验证亚硫酸酸性比碳酸强，再结合碳酸酸性比HClO强碱性判断．A装置制备二氧化硫，由于盐酸易挥发，制备的二氧化硫中混有HCl，用饱和的亚硫酸氢钠除去HCl，再通过碳酸氢钠溶液，可以验证亚硫酸酸性比碳酸强，用酸性高锰酸钾溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫，用品红溶液检验二氧化碳中二氧化硫是否除尽，再通入F中，则装置连接顺序为A、C、B、E、D、F，其中装置C的作用是除去HCl气体，D中品红不褪色，F中出现白色沉淀，可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸，
故答案为：B、E、D、F；除去HCl气体以免影响后面的实验测得；装置D中品红不褪色，F中出现白色沉淀；
（3）①该装置中仪器C的名称为球形冷凝管，采取逆流原理通入冷凝水，即球形冷凝管进水口为b，
故答案为：球形冷凝管；b；
②由10I-+2MnO4-+16H+=2Mn2++5I2+8H2O，则过量的KMnO4物质的量为$\frac{1}{5}$×0.200Omol/L×0.025L=0.001mol，
所以与残液中SO2反应的KMnO4物质的量为0.02L×0.1000mol/L-0.001mol=0.001mol，
又5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+，则残液中SO2含量为0.001mol×$\frac{5}{2}$=0.0025mol，所以残液中SO2的含量为=$\frac{0.0025mol}{0.01L}$=0.25mol/L，
故答案为：0.25．

点评 本题考查气体制备与性质实验、物质含量测定实验，涉及装置分析与评价、实验方案设计、仪器使用、化学计算等，关键是明确实验原理，较好的考查学生实验综合能力与知识迁移应用，难度中等．

练习册系列答案
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（1）已知：
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（2）可利用甲醇燃烧反应设计一个燃料电池．如图1，用Pt作电极材料，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，在两个电极上分别充入甲醇和氧气．
①写出燃料电池负极的电极反应式CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O．
②若利用该燃料电池提供电源，与图2右边烧杯相连，在铁件表面镀铜，则铁件应是B极（填”A”或”B”）；当铁件的质量增重6.4g时，燃料电池中消耗氧气的标准状况下体积为1.12L．
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（4）电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理是：通电将Co2+氧化成Co3+，然后将甲醇氧化成CO2和H+（用石墨烯除去Co2+）现用如图3所示装置模拟上述过程，则Co2+在阳极的电极反应式为Co2+-e-=Co3+（或6Co2+-6e-=6Co3+）
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13．研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理方法具有重要意义，请回答下列问题：
（1）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2发生反应，则下列说法正确的是DE．
A．若反应速率v（SO2）﹦v（SO3），则可以说明该可逆反应已达到平衡状态
B．保持温度和容器体积不变，充入2mol N2，化学反应速率加快
C．平衡后仅增大反应物浓度，则平衡一定右移，各反应物的转化率一定都增大
D．平衡后移动活塞压缩气体，平衡时SO2、O2的百分含量减小，SO3的百分含量增大
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（3）在一个2L的密闭容器中充入一定量的SO3发生反应：其中SO3的变化如下图所示：从10 min起，压缩容器为1L，则SO3的变化曲线为c（填图象中的字母序号）．
（4）反应N2O4（g）?2NO2（g）；△H=+57kJ•mol-1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示．下列说法正确的是C

A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．由状态B到状态A，可以用加热的方法
D．若P2＞P1，则化学平衡常数KA＞KC
（5）用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染．例如：
①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574KJ/mol
②CH4（g）+4NO （g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160KJ/mol
请写出1molCH4还原NO2生成N2、CO2、H2O气态物质的热化学方程式CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ/mol．
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A．+1B．+2C．+3D．+4
7．下列气体能用向下排气法收集的有（　　）
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8．在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA（g）+yB（g）=zC（g），平衡时测得A的浓度为0.5mol/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再次达到平衡时，测得A的浓度降低为0.3mol/L，下列有关判断正确的是（　　）
A．x+y＜zB．B的转化率降低
C．平衡向正反应方向移动D．C的体积分数增大

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