题目内容

(22分)黄铁矿(FeS2)燃烧产生的SO2通过下列工艺过程既能制得H2SO4,又能制得H2。

(1)该过程中能循环利用的物质为                   。
(2)写出反应器中发生反应的离子方程式                     。
(3)某研究性学习小组欲探究SO2能否与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀,进行如下实验。
已知浓硫酸的沸点为338oC,加热时酒精灯火焰的温度为400oC~500oC。
①甲同学用装置I(如下图)进行实验,发现BaCl2溶液中出现白色沉淀,且白色沉淀不溶于盐酸,该实验结论不能说明SO2能与BaCl2溶液发生反应,请解释生成该白色沉淀的两种可能原因(用文字和离子方程式表示):
                                                                       ,
                                                                       ;
②乙同学设计了装置Ⅱ(夹持装置和A的加热装置略去)进行实验,发现C中没有出现白色沉淀。

装置Ⅱ改进了装置I的四处不足,请填表说明另外的三处。
改进的操作或装置(注明必要的试剂)
改进的作用
使用分液漏斗滴加浓硫酸
控制反应速率
 
 
 
 
 
 
   (4)丙同学取乙同学实验后的C中溶液少许,滴加一种无色溶液,产生不溶于盐酸的白色沉淀,丙同学滴加的试剂可能是       (填字母序号)。
a.NaOH溶液    b.H2O2溶液    C.新制氯水   d.酸性KMnO4溶液
(1)I2;(2)I2 + SO2 + 2H2O====2I- + SO42- + 4H+;(3)①挥发出的硫酸与氯化钡反应生成BaSO4沉淀,SO42-+Ba2+═BaSO4↓,二氧化硫和氧气在水溶液反应生成硫酸,硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,2Ba2++2SO2+O2+2H2O═2BaSO4↓+4H+;②实验前向A中通入N2,排出装置中的O2;A、C之间添加装有饱和亚硫酸氢钠溶液的洗气瓶,除去挥发出的H2SO4蒸汽;将导管末端连接硬质玻璃管,二氧化硫通入氢氧化钠溶液中,吸收多余的尾气并防止倒吸。(4)b。

试题分析:由题给工艺流程知,反应器内发生的反应为I2 + SO2 + 2H2O====2I- + SO42- + 4H+,分离器分离出硫酸,膜反应器中发生的反应为2HII2 + H2。(1)由上述分析可知能循环利用的物质为I2;(2)反应器发生反应的离子方程式为I2 + SO2 + 2H2O====2I- + SO42- + 4H+;(3)①由题给信息知,“浓硫酸的沸点为338℃,加热时酒精灯火焰的温度为400℃~500℃”,说明浓硫酸在温度较高时也能挥发出H2SO4蒸气。由于BaSO3能够溶于盐酸,该沉淀只能是BaSO4,有可能是挥发出的H2SO4提供的SO42-与Ba2+反应生成BaSO4:SO42-+Ba2+═BaSO4↓,也有可能是溶液中溶解的氧气与SO2作用产生了硫酸,进而得到BaSO4:2Ba2++2SO2+O2+2H2O═2BaSO4↓+4H+;②对比装置Ⅰ 、Ⅱ可知,装置Ⅱ使用分液漏斗滴加浓硫酸,利于控制反应速率;实验前A中通入N2目的是排出装置中的O2;C中没有出现白色沉淀,说明B中的试剂能吸收挥发出的H2SO4且不产生新的杂质,该试剂应是饱和NaHSO3溶液;将导管末端连接硬质玻璃管,二氧化硫通入氢氧化钠溶液中,作用是吸收多余的二氧化硫,防止倒吸。(4)乙实验后的C中的溶液会溶有SO2,不溶于盐酸的白色沉淀应是BaSO4,故滴加一种无色溶液,发生了氧化还原反应,只能是H2O2溶液,因新制氯水是黄绿色,酸性KMnO4溶液是紫色;选:b。
练习册系列答案
相关题目
(16分)某研究小组想研究碳与浓硝酸的反应。其实验过程如下。
操作
现象
a.用干燥洁净的烧杯取约10 mL浓硝酸,加热。
 
b.把小块烧红的木炭迅速伸入热的浓硝酸中。
红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应,同时有大量红棕色气体产生,液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。
(1)热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应。
①碳与浓硝酸的反应,说明浓硝酸具有     性。
②反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解,写出反应的化学方程式             。
(2)实验现象中液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。小组同学为了研究助燃气体是O2还是NO2,设计了以下实验。
Ⅰ.制取NO2气体。
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO2的装置简图(夹持仪器略)。

②NaOH溶液的作用是吸收多余的NO2,反应生成两种物质的量相等的正盐,写出这两种盐的化学式          。
Ⅱ.探究实验。
实验操作:在空气中引燃木炭,使其燃烧并带有火焰,将带火焰的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中。
实验现象:木炭在NO2气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变浅直至无色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色。
①根据实验现象写出碳与NO2气体反应的化学方程式     。
②试分析:是否需要增加带火焰的木炭与纯净O2反应的实验      。
③通过实验探究,你认为助燃气体是什么,简述理由     。
(17分)Na2SO3固体在空气中久置容易变质 。
(I)Na2SO3固体在空气中变质的主要原因,用化学方程式表示为                       。
(II)为探究Na2SO3样品的变质情况,现提出以下假设:
假设1:Na2SO3样品完全变质; 假设2:Na2SO3样品完全没有变质;假设3:              。
补充完成以下实验过程及现象和结论,完成探究。
实验操作
现象和结论
步骤1:取少许样品于试管中,加入适量蒸馏水充分溶解,再滴加H2SO4酸化的KMnO4溶液;
现象:若KMnO4溶液的紫红色褪为无色
①结论:样品中有      离子,假设1不成立。
②褪色的离子方程式为:                  
                                         。
步骤2:另取少许样品于试管中,加入适量蒸馏水充分溶解,再滴加稀HCl,使溶液呈酸性,再滴加适量BaCl2溶液;
③现象:若                                         
        ;
结论:假设2成立。
……
……
(III)为测定某无水Na2SO3固体样品的纯度,甲同学设计了下图实验。

检查B装置气密性的操作为                                                         。
(2)实验中待锥形瓶中不再产生气体后,打开活塞P从导管左端缓缓鼓入一定量的空气,这样做的目的是                                                         。
(3)除已称量的a g Na2SO3样品外,实验中还应测定的数据是          处(填图中字母)装置实验前后的质量差。

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