摘要:浓硫酸的强氧化性和吸水性及SO42-的检验

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(2013?德州二模)2012年冬天,我国城市空气污染状况受到人们的强烈关注.在空气质量报告中,SO2的指数是衡量空气质量好坏的重要指标.为了测定空气中的SO2含量,有三位同学分别采用了以下测定方法.

I.氧化还原法:甲同学拟采用图1所示的装置进行实验:
(1)该实验需要80mL5×10-4mol/L的碘溶液,甲同学应称量I2
0.013g
0.013g
g(精确到0.001),选择
100
100
mL的容量瓶进行配制.该实验所涉及的氧化还原反应原理为
I2+2H2O+SO2=H2SO4+2HI
I2+2H2O+SO2=H2SO4+2HI
(用化学方程式表示),该实验原理是利用了SO2的
还原性
还原性
性.
(2)在甲同学所配碘溶液浓度准确,并且量取药品及实验过程中各种读数均无错误的情况下,利用上述装置所测定的SO2含量仍然比实际含量低,请分析其中可能的原因
装置气密性差、抽气速度过快、二氧化硫易溶于水而装置中的棉花团不干燥、部分二氧化硫溶于水后与水中溶解的少量氧气反应生成硫酸而损失(其他合理答案即可)
装置气密性差、抽气速度过快、二氧化硫易溶于水而装置中的棉花团不干燥、部分二氧化硫溶于水后与水中溶解的少量氧气反应生成硫酸而损失(其他合理答案即可)
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Ⅱ.重量法:乙同学拟用图2所示简易装置进行实验.实验操作如下:按图安装好仪器,在广口瓶中盛放足量的H2O2水溶液,用规格为20mL.的针筒抽气100次,使空气中的SO2被H2O2水溶液充分吸收(SO2+H2O2═H2SO4).在吸收后的水溶液中加入足量的BaCl2溶液,生成白色沉淀,经过滤、洗涤、干燥等步骤后进行称量,得白色固体0.182mg.
(3)取样处空气中SO2含量为
0.025
0.025
mg/L(精确到0.001).
(4)已知,常温下BaSO3的KSP为5.48×10-7饱和亚硫酸溶液中c(SO2-3)=6.3×10-8mol/L.
有同学认为以上实验不必用H2O2吸收SO2,直接用0.1mol/L BaCl2溶液来吸收SO2即可产生沉淀,请用以上数据分析这样做是否可行
因溶液中c(Ba2+)=0.1mol/L,c(SO42-)≤6.3×10-8mol/L,其离子积c(Ba2+)×c(SO42-)≤6.3×10-9mol/L<KSP(BaSO3)=5.48×10-7,所以直接用直接用0.1mol/L BaCl2溶液来吸收SO2不能产生BaSO3沉淀
因溶液中c(Ba2+)=0.1mol/L,c(SO42-)≤6.3×10-8mol/L,其离子积c(Ba2+)×c(SO42-)≤6.3×10-9mol/L<KSP(BaSO3)=5.48×10-7,所以直接用直接用0.1mol/L BaCl2溶液来吸收SO2不能产生BaSO3沉淀
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III.仪器法:丙同学直接使用一种SO2浓度智能监测仪测定空气中的SO2含量,这种监测仪是利用电化学原理,根据电池产生电流的强度来准确测量SO2浓度的.该电池总的化学反应原理为:2SO2+O2+2H2O═2H2SO4
(5)请写出该电池负极的电极反应式
SO2+2H2O-2e-═2SO42-+4H+
SO2+2H2O-2e-═2SO42-+4H+
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(2012?天津模拟)某校化学兴趣小组的同学分别对氯气和氯水的性质进行探究.
I. 如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(部分夹持设备已略).

(1)制备氯气选用的药品为二氧化锰和浓盐酸,A中的化学反应方程式为:
MnO2+4HCl(浓)
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O
MnO2+4HCl(浓)
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O
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(2)装置B中饱和食盐水的作用是
除去Cl2中的HCl
除去Cl2中的HCl
;同时装置B还能监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象
B中长颈漏斗中液面上升
B中长颈漏斗中液面上升
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(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中 I、II、III处最好依次放入
②、④、①
②、④、①
.(填序号)①干燥的有色布条  ②湿润的有色布条  ③碱石灰  ④无水氯化钙  ⑤浓硫酸
(4)当向D中缓缓通入一定量氯气时,D中溶液逐渐变为
黄
黄
色;再打开D装置活塞,将装置D中少量溶液滴入锥形瓶E中,振荡,观察到的现象是
E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫色
E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫色
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(5)有人提出,装置F中可改用足量的饱和NaHSO3溶液吸收余氯,请判断是否可行
否
否
(填“是”或“否”),理由是(用离子反应方程式表示):
4HSO3-+Cl2=SO42-+2Cl-+3SO2+2H2O
4HSO3-+Cl2=SO42-+2Cl-+3SO2+2H2O
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II.同学们将纯净的氯气通入适量水中,即制得氯水,将氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液中时发现溶液红色褪去,对红色褪去的原因提出两种假设:
假设①:Cl2与水反应生成有强氧化性的HClO,HClO有漂白作用,使红色褪去;
假设②:
可能是H+与OH-中和,导致溶液褪色
可能是H+与OH-中和,导致溶液褪色
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请设计实验验证假设①和假设②哪个正确?(写出操作、现象及结论)
取少量褪色溶液于试管中,滴加酚酞显红色,假设①正确(或取少量褪色溶液于试管中,加入适量NaOH溶液显红色,假设②正确)
取少量褪色溶液于试管中,滴加酚酞显红色,假设①正确(或取少量褪色溶液于试管中,加入适量NaOH溶液显红色,假设②正确)
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(16分)最近全国各地持续出现雾霾天气,其首要污染物是可吸入颗粒物PM2.5和氮、硫的氧化物(PM2.5直径接近2.5×10-6m,1纳米=10-9m),主要来源为工业废气、机动车尾气等。因此对PM2.5、SO2、NOx进行研究、处理意义重大。
(1) 下列关于PM2.5说法正确的是       
a.PM2.5在空气中形成了胶体;
b.PM2.5表面积大,能吸附大量有毒、有害物质;
c.少开私家车,尽量选择公交、地铁出行,某种程度可以减少PM2.5污染
(2) 取PM2.5样本用蒸馏水处理制得试样,若测得该试样所含水溶性无机离子及其平均
浓度如下表

离子
K+
Na+
NH4+
SO42-
NO3-
Cl-
浓度/ mol/L
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
根据表中的数据判断该试样的酸碱性为       ,其pH=      。
(3)对汽车尾气中的NOx进行研究
①NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式           。
②汽车尾气系统中装有催化转化器,可将NOx还原成N2排出,已知下列热化学方程式:
ⅰ N2(g) +O2(g) 2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1 
ⅱ  2C(s)+ O2(g)2CO(g) △H ="-" 221.0 kJ·mol-1
ⅲ C(s)+ O2(g) CO2( g) △H ="-" 393.5 kJ·mol-1
温度升高,反应ⅲ化学平衡常数         。(填“增大”或“减小”或“不变”)
写出NO(g)和CO(g) 反应生成N2(g) CO2(g)的热化学方程式               。
(4)将工厂废气中产生的SO2通过下列流程,可以转化为有应用价值的硫酸钙等

①写出反应Ⅰ的化学方程式:                。
②生产中,向反应Ⅱ的溶液中加入强还原性的对苯二酚等物质,目的是           。
③检验经过反应Ⅲ得到的氨态氮肥中SO42-所用试剂是                。

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