题目内容

4．某同学设计了如图所示的装置，制铬并收集S02，探究其与钡盐溶液的反应情况；验证SOz的某些性质．实验所用溶液均是新制的蒸馏水配制的，回答下列问题．
 （1）仪器A的名称是三颈烧瓶，检验整套装置气密性的方法是用止水夹将F有右侧橡皮管夹住，关闭三颈瓶左侧弹簧夹，通过分液漏斗向A中加入水，最终漏斗中的水不能全部流入A中，实际实验时，首先打开弹簧夹向装置内通入一段时间的N2，其目的是排除装置中的空气防止其对SO2与BaCl2溶液是否能反应的探究产生干扰．
（2）B是用于收集SO2的，则B中左（“左”或“右”）侧导管应向下接近瓶底，C是用于验证S02漂白性的，若用紫色石蕊试液代替品红溶液能否达到目的（说明理由）不能，SO2不能漂白石蕊试液．
（3）实验表明D中溶液会保持澄清、E中溶液颜色变成浅绿色、F中出现白色沉淀，写出E中反应的离子方式2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+，F中白色沉淀的成分是BaSO4 （填化学式）．由此可知，将SO2通入钡盐溶液溶液中，无法得到BaSO3沉淀（填化学式）
（4）某同学把SO2持续通入漂粉精溶液，在实验过程中溶液曾有一段时间变为黄绿色；你认为溶液变为黄绿色的原因可能为随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和氯离子发生反应，该同学通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是向漂粉精溶液中逐滴滴入硫酸，观察溶液颜色是否为黄绿色．

分析 装置A为三颈瓶加入亚硫酸钠，从左侧打开弹簧夹向装置内通入一段时间的N2，排净这种内的空气，关闭弹簧夹，从分液漏斗滴入浓硫酸发生反应生成二氧化硫气体，通过装置B收集二氧化硫，二氧化硫比空气重导气管应长进短出，通过装置C中的品红溶液检验二氧化硫的存在和漂白性，通入装置D中氯化钡溶液无现象发生，继续通入装置E中的氯化铁溶液，铁离子有氧化性能优惠二氧化硫为硫酸，铁离子被还原为亚铁离子，E中溶液颜色变成浅绿色，通过装置F中硝酸钡溶液，二氧化硫通入硝酸钡溶液中使溶液呈酸性，在酸性条件下硝酸根离子能氧化二氧化硫为硫酸，产生的沉淀为硫酸钡沉淀，F中出现白色沉淀，最后进行尾气吸收，
（1）用止水夹将F有右侧橡皮管夹住，关闭三颈瓶左侧弹簧夹，通过分液漏斗向A中加入水，观察水是否全部流下来判断是否漏气，由于装置中有空气，有可能导致在溶液中氧气氧化二氧化硫为硫酸，干扰二氧化硫与钡盐反应情况的探究；
（2）二氧化硫密度比空气的密度大，故B中左侧导管应接近瓶的底部，由于二氧化硫不能漂白石蕊试液，故不能用石蕊试液代替品红溶液；
（3）二氧化硫被铁离子氧化为硫酸，铁离子被还原为亚铁离子，二氧化硫通入硝酸钡溶液中使溶液呈酸性，在酸性条件下硝酸根离子能氧化二氧化硫为硫酸，产生的沉淀为硫酸钡沉淀，由于二氧化硫在水中最终转化形成的亚硫酸根离子很小，故无法形成BaSO3沉淀；
（4）黄绿色气体为氯气，二氧化硫持续通入溶液，溶液酸性增强，次氯酸根离子和氯离子在酸性溶液中发生氧化还原反应，为验证这种可能性可向漂粉精溶液中滴加硫酸．

解答 解：装置A为三颈瓶加入亚硫酸钠，从左侧打开弹簧夹向装置内通入一段时间的N2，排净这种内的空气，关闭弹簧夹，从分液漏斗滴入浓硫酸发生反应生成二氧化硫气体，通过装置B收集二氧化硫，二氧化硫比空气重导气管应长进短出，通过装置C中的品红溶液检验二氧化硫的存在和漂白性，通入装置D中氯化钡溶液无现象发生，继续通入装置E中的氯化铁溶液，铁离子有氧化性能优惠二氧化硫为硫酸，铁离子被还原为亚铁离子，E中溶液颜色变成浅绿色，通过装置F中硝酸钡溶液，二氧化硫通入硝酸钡溶液中使溶液呈酸性，在酸性条件下硝酸根离子能氧化二氧化硫为硫酸，产生的沉淀为硫酸钡沉淀，F中出现白色沉淀，最后进行尾气吸收，
（1）仪器A为三颈瓶，检查装置气密性可以利用装置内压强变化和液面变化设计，具体步骤为：用止水夹将F有右侧橡皮管夹住，关闭三颈瓶左侧弹簧夹，通过分液漏斗向A中加入水，观察水是否全部流下来判断是否漏气，若水不能完全流下说明装置气密性完好，由于装置中有空气，有可能导致在溶液中氧气氧化二氧化硫为硫酸，干扰二氧化硫与钡盐反应情况的探究，所以实际实验时，首先打开弹簧夹向装置内通入一段时间的N2，
故答案为：三颈瓶；用止水夹将F有右侧橡皮管夹住，关闭三颈瓶左侧弹簧夹，通过分液漏斗向A中加入水，观察水是否全部流下来判断是否漏气，若水不能完全流下说明装置气密性完好；排除装置中的空气防止其对SO2与BaCl2溶液是否能反应的探究产生干扰；
（2）二氧化硫密度比空气的密度大，用于收集SO2，导气管应长进短出，装置B中左侧导管应接近瓶的底部，通过装置C中的品红溶液检验二氧化硫的存在和漂白性，由于二氧化硫不能漂白石蕊试液，二氧化硫通入石蕊试液变红色，故不能用石蕊试液代替品红溶液，
故答案为：左；漂白；不能，SO2不能漂白石蕊试液；
（3）二氧化硫被铁离子氧化为硫酸，铁离子被还原为亚铁离子，E中溶液颜色变成浅绿色，反应的离子方程式为：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+，二氧化硫通入硝酸钡溶液中使溶液呈酸性，在酸性条件下硝酸根离子能氧化二氧化硫为硫酸，产生的沉淀为硫酸钡沉淀，所以F中白色沉淀的成分是BaSO4，由于二氧化硫在水中最终转化形成的亚硫酸根离子很小，且生成酸的酸性大于亚硫酸，通入钡盐溶液中无法形成BaSO3沉淀，
故答案为：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+；BaSO4；BaSO3；
（4）把SO2持续通入漂粉精溶液，在实验过程中溶液曾有一段时间变为黄绿色，推断黄绿色气体为氯气，二氧化硫持续通入溶液，溶液酸性增强，次氯酸根离子和氯离子在酸性溶液中发生氧化还原反应归中反应，确认了这种可能性，其实验方案是：可向漂粉精溶液中滴加硫酸观察是否有黄绿色气体生成，
故答案为：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和氯离子发生反应；可向漂粉精溶液中滴加硫酸观察是否有黄绿色气体生成．

点评 本题考查了实验探究反应产物的性质验证、主要是二氧化硫的还原性和铁离子、稀硝酸氧化性的分析判断，注意二氧化硫通入氯化钡溶液中不发生反应，注意知识积累和实验基本操作，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．在一定条件下，下列物质既能发生银镜反应，又能发生酯化反应反应的是（　　）
A．HCHOB．HCOOHC．HCOONaD．HCOOCH3
3．某直链羧酸X存在于多种水果中．己知：
①X的相对分子质量小于150，其中氧的质量分数为59.7%．
②1molX与2molNaOH恰好完全中和．
X$→_{条件1}^{浓H_{2}SO_{4}}$Y（Y可使溴的四氯化碳溶液褪色）

③2X$→_{条件2}^{浓H_{2}SO_{4}}$Z（Z是分子式为C8H8O8的六元环状化合物）
根据以上信息填写以下空白：
（1）在X分子中除了羧基外，还含有的官能团是羟基．
（2）X的结构简式是HOOCCH（OH）CH2COOH．
（3）由X生成Y的反应类型是消去反应．
（4）Y与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式是HOOC-CH=CH-COOH+Br2→HOOC-CHBr-CHBr-COOH．
（5）Z的结构简式是．
（6）请写出与X的官能团种类和数目都相同的X的所有同分异构体的结构简式．
12．铵盐是重要的化工原料，以N2和H2为原料制取硝酸铵的流程图如下，请回答下列问题：

（1）在上述流程图中，B设备的名称是氧化炉，其中发生反应的化学方程式为4NH3+5O2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H2O．
（2）在上述工业生产中，N2与H2合成NH3的催化剂是铁砂网（或铁）．1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨，2007年化学家格哈德•埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下（①-⑤）：

分别表示N2、H2、NH3．图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是N2、H2被吸附在催化剂表面、在催化剂表面N2、H2中化学键断裂．
（3）NH3和CO2在一定条件下可合成尿素，其反应为：2NH3（g）+CO2（g）?CO（ NH2）2（s）+H2O（g）
图⑥表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系．a为[n（NH3）：n（CO2）]，b为水碳比[n（H2O）：n（CO2）]．则：
①b应控制在C；
A.1.5.1.6         B.1～1.1        C.0.6～0.7
②a应控制在4.0的理由是a等于4.0，CO2转化率迅速提高到最大值；而a在4.0之后增大，CO2转化率无明显增大．
（4）在合成氨的设备（合成塔）中，设置热交换器的目的是利用余热，节约能源；在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是可使NO循环利用，全部转化成HNO3．
（5）生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，可用如下两种方法处理：
碱液吸收法：NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O
NH3还原法：8NH3+6NO2 $\frac{\underline{催化剂}}{△}$ 7N2+12H2O（NO也有类似的反应）
以上两种方法中，符合绿色化学的是NH3还原法．
（6）某化肥厂用NH3制备NH4NO3．已知：由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%，则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量（不考虑其它损耗）的54.1%．
19．N2+3H2?2NH3反应达到平衡时的说法不正确的是（　　）
A．平衡体系中氮气、氢气、氨的物质的量保持不变
B．平衡体系中氮气、氢气、氨的浓度保持不变
C．单位时间内生成的氨和分解的氨物质的量相同
D．单位时间内消耗的氮气和氢气与生成的氨气物质的量相同
9．将4mol A气体和2mol B气体在2L固定体积的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A（g）+B（g）?2C（g）．若经2s后测得C的浓度为0.6mol•L-1，现有下列几种说法，其中正确的是（　　）
A．用物质A表示的反应的平均速率为0.6 mol•（L•s）-1
B．2 s时物质B的浓度为1.4 mol•L-1
C．2 s时物质A的转化率为70%
D．2 s时物质A的体积分数为$\frac{14}{27}$
16．下列表示方法正确的是（　　）
①CH4分子的比例模型：              
②四氯化碳分子的电子式为：
③乙烯的结构简式 CH2CH2             
④丙烷分子的球棍模型
A．①④B．①②④C．①②③④D．②③
13．下列物质中一定互为同系物的是（　　）
A．CH2=CH2和CH2=CH-CH=CH2B．C4H8和C6H12
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14．CH4和CO2可以制造价值更高的化学产品．已知：
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H1=a kJ/mol
CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H2=b kJ/mol
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H3=c kJ/mol
（1）写出由甲烷与二氧化碳制一氧化碳和氢气的热化学方程式：CH4（g）+CO2（g）?CO（g）+2H2（g）△H=（a+2b-2c）kJ/mol．
（2）一定条件下，等物质的量的（1）中反应生成的气体可合成二甲醚（CH3OCH3），同时还产生了一种可参与大气循环的无机化合物，该反应的化学方程式为3CO+3H2═CH3OCH3+CO2．
二甲醚与乙醇互为同分异构体，都可作为原电池的燃料，两者的比能量不相同（填相同或不同）．
（3）用Cu2Al2O4做催化剂，一定条件下发生反应：CO2（g）+CH4（g）=CH3COOH（g），温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率的关系如图，回答下列问题：
①250～300℃时，乙酸的生成速率降低的原因是催化剂的催化效率降低，化学反应速率降低．
②300～400℃时，乙酸的生成速率升高的原因是温度升高，化学反应速率加快．

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