7.SO2虽是大气污染物之一,但也是重要的工业原料,某同学在实验室设计如下实验,对SO2的部分性质进行了探究.
(1)二氧化硫的水溶液
①SO2易溶于水,常温常压下溶解度为1:40,其中有H2SO3生成.向SO2的饱和溶液中加入NaHSO3固体,有气体冒出,原因是SO2的水溶液中存在如下平衡SO2+H2O?H2SO3?H++HSO3-加入NaHSO3固体增加了c( HSO3-),平衡左移,降低了SO2的溶解度.(结合有关平衡方程式简要说明)
②欲验证酸性:H2SO3>HClO,选用图1的装置,其连接顺序为:A→C→B→E→D→F (按气流方向用大写字母表示即可).能证明H2SO3的酸性强于HClO的实验现象为D中品红不褪色,F中产生白色沉淀.

(2)二氧化硫的还原性
已知SO2具有还原性,可以还原I2,可以与Na2O2发生反应,按图2示装置进行实验.(部分固定装置未画出)
操作步骤实验现象解释原因
关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,注入硫酸至浸没三颈烧瓶中固体若将带火星的木条放在D试管口处,木条不复燃SO2与Na2O2反应无O2生成,可能发生的化学反应方程式为①Na2O2+SO2=Na2SO4
若将带火星的木条放在D试管口处,木条复燃SO2与Na2O2反应有O2生成,发生的化学反应为:2SO2+2Na2O2═2Na2SO3+O2
关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,残余气体进入E,F中.E中②E 中溶液蓝色褪去E中反应的离子方程式③SO2+I2+2H2O=2I-+SO42-+4H+
F中④F 中红色变浅或褪色F中反应为2OH-+SO2═SO32-+H2O
3.某兴趣小组制备氢氧化亚铁沉淀.
实验1实验现象
液面上方产生白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,振荡,试管壁上有红褐色沉淀生成.
(1)实验1中产生白色沉淀的离子方程式是Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓.
(2)为了探究沉淀变灰绿色的原因,该小组同学展开如下探究:
①甲同学推测灰绿色物质为Fe(OH)2和Fe(OH)3混合物.查阅资料后根据调色原理认为白色和红褐色的调和色不可能是灰绿色,并设计实验证实灰绿色物质中不含有Fe(OH)3,方案是取一定量的灰绿色沉淀,加入盐酸溶解,再加入KSCN溶液,若溶液不变红色,则证明灰绿色物质中不含有Fe(OH)3
②乙同学查阅文献:Fe(OH)2在大量SO42-存在的情况下形成Fe6(SO42(OH)4O3(一种氧基碱式复盐).并设计对比实验证实该假设:向试管中加入2mL0.1mol/LFeCl2溶液,再往试管中加入3滴0.1mol/LNaOH溶液,振荡,现象与实验1相同,结论是该假设不成立.
③乙同学继续查阅文献:Fe(OH)2沉淀具有较强的吸附性能,灰绿色可能是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起.推测所用的硫酸亚铁溶液的浓度应越小越好;氢氧化钠溶液浓度应越大越好.设计了如下实验方案:
试管中10mL
NaOH溶液
滴加
FeSO4溶液
实验现象
实验26mol/L
NaOH溶液
0.2mol/L FeSO4溶液产生悬浮于液面的白色沉淀(带有少量灰绿色),沉淀下沉后,大部分灰绿色变为白色沉淀
实验36mol/L
NaOH溶液
0.1mol/L FeSO4溶液产生悬浮于液面的白色沉淀(带有极少量灰绿色),沉淀下沉后,底部都为白色沉淀
该实验得出的结论是在氢氧化钠溶液浓度一定的条件下,硫酸亚铁溶液的浓度越小,产生白色沉淀的现象越明显,能说明灰绿色是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的证据是实验2中沉淀下沉后,大部分灰绿色变为白色沉淀(或实验3中沉淀下沉后,底部都为白色沉淀).丙同学认为该实验方案不足以证明灰绿色是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的,还需补充的实验是向实验2(或实验3)的白色沉淀中继续加入过量的硫酸亚铁溶液,白色沉淀变成灰绿色,证明该假设成立.
(3)丙同学探究温度对氢氧化亚铁制备实验的影响:取少量灰绿色沉淀,在水浴中加热,颜色由灰绿变白,且有絮状白色沉淀下沉,原因为Fe2+在加热时易发生水解,生成Fe(OH)2,因此颜色变白,同时沉淀的量增加,导致出现絮状白色沉淀.
(4)根据以上实验探究,若尽可能制得白色Fe(OH)2沉淀,需要控制的实验条件隔绝氧气、硫酸亚铁少量(或氢氧化钠过量)、硫酸亚铁浓度小(或氢氧化钠浓度大)、将氢氧化钠溶液逐滴加入到硫酸亚铁溶液中、微热等.
2.热电厂用碱式硫酸铝[Al2(SO43•Al2O3]吸收烟气中低浓度的二氧化硫.具体过程如下:
(1)碱式硫酸铝溶液的制备
往Al2(SO43溶液中加入一定量CaO粉末和蒸馏水,可生成碱式硫酸铝(络合物,易溶于水),同时析出生石膏沉淀[CaSO4•2H2O],反应的化学方程式为2Al2(SO43+3CaO+6H2O=Al2(SO43•Al2O3+3CaSO4•2H2O.
(2)SO2的吸收与解吸.吸收液中碱式硫酸铝活性组分Al2O3对SO2具有强大亲和力,化学反应为:Al2(SO43•Al2O3(aq)+3SO2(g)?Al2(SO43•Al2(SO33(aq)△H<0.工业流程如图1所示:

①高温烟气可使脱硫液温度升高,不利于SO2的吸收.生产中常控制脱硫液在恒温40~60oC,试分析原因碱式硫酸铝吸收SO2的反应为放热反应,降温使平衡正向移动,有利于SO2的吸收.
②研究发现,I中含碱式硫酸铝的溶液与SO2结合的方式有2种:其一是与溶液中的水结合.其二是与碱式硫酸铝中的活性Al2O3结合,通过酸度计测定不同参数的吸收液的pH变化,结果如2图所示:
据此判断初始阶段,SO2的结合方式是与活性Al2O3结合.比较x、y、z的大小顺序y>x>z.
③III中得到再生的碱式硫酸铝溶液,其n(Al2O3):n[Al2(SO43]比值相对I中有所下降,请用化学方程式加以解释:2Al2(SO33+3O2=2Al2(SO43或2[Al2(SO43•Al2(SO33]+3O2=4Al2(SO43
(3)解吸得到较纯的SO2,可用于原电池法生产硫酸如图3.
①电极b周围溶液pH变大(填“变大”、“变小”或“不变”)
②电极a的电极反应式是SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-
 0  161973  161981  161987  161991  161997  161999  162003  162009  162011  162017  162023  162027  162029  162033  162039  162041  162047  162051  162053  162057  162059  162063  162065  162067  162068  162069  162071  162072  162073  162075  162077  162081  162083  162087  162089  162093  162099  162101  162107  162111  162113  162117  162123  162129  162131  162137  162141  162143  162149  162153  162159  162167  203614 

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