时间:2017-11-11 02:32:27
1、实验题 某研究性学习小组通过下列实验探究SO2能否与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀，并制备硫酸铜晶体。完成下列填空。甲同学用装置I进行实验，加热反应物至沸腾，发现BaCl2溶液中出现白色沉淀，且白色沉淀不溶于盐酸。
（1）白色沉淀是?。
（2）甲同学就白色沉淀的生成原因提出了两种假设，这两种假设可能是：
①??②?
乙同学设计了改进装置Ⅱ进行实验，检验甲同学提出的假设（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）。
①打开弹簧夹，通入N2一段时间后关闭弹簧夹；
②滴加一定量浓硫酸，加热A，一段时间后C中未见沉淀生成。
（3）操作①的目的是?，集气瓶B中的试剂是?。
（4）该实验能否检验甲同学上述两种假设中的任意一种?，理由是?。
丙同学向反应后的蓝色溶液中加入足量的CuO，过滤后将滤液制成硫酸铜晶体（CuSO4·xH2O），采用加热法测定该晶体中结晶水x的值，实验数据记录如下：
| 坩埚质量 | 坩埚与晶体总质量 | 加热后坩埚与固体总质量 | |
| 第一次称量 | 第二次称量 | ||
| 11.710g | 22.700g | 18.621g | a |
参考答案：（1）BaSO4（2分）；
（2）①浓硫酸沸腾蒸出进入氯化钡溶液生成沉淀（1分）
②SO2被氧气氧化成硫酸生成沉淀（1分）
（3）排除装置内的空气（O2）（1分） 饱和NaHSO3溶液（1分）
（4）不能（1分），因为同时改变了两个变量，无法确定到底是哪个变量的作用。（1分）
（5）18.621±0.001 （1分）
（6）5.25?（2分）? +5%（1分）
本题解析：（1）白色沉淀不溶于盐酸，因此白色沉淀是硫酸钡。
（2）根据硫酸的沸点和加热温度分析，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，根据元素守恒可知该沉淀只能是BaSO4，有可能一是挥发出的H2SO4提供的SO42-与Ba2+反应生成的，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；
（3）氮气性质稳定，排净装置中的空气中的氧气，以验证上述原理是否正确；为除去反应中带出的雾状硫酸，可以将气体通过饱和NaHSO3溶液；
（4）由于同时改变了两个变量，无法确定到底是哪个变量的作用。
（5）由于两次实验误差不能超过0.001，所以若无需再进行第三次称量，则a的数值范围应为18.621±0.001。
（6）若加热后坩埚与固体总质量为18.620g，因此失去的结晶水质量为22.700g －18.620g＝4.08g，水的物质的量是0.227mol。晶体的质量为22.700g－11.710g＝10.99g，则
×x＝0.227
解得x＝5.25，因此相对误差为
×100%＝5%。
本题难度：困难
2、选择题 化学与日常生活密切相关，下列说法错误的是
A．碘酒是指单质碘的乙醇溶液
B．84消毒液的有效成分是NaClO
C．浓硫酸可刻蚀石英制艺术品
D．装饰材料释放的甲醛会造成污染
参考答案：C
本题解析：A. 碘酒是指单质碘的酒精溶液。酒精就是乙醇的俗称。正确。B．84消毒液是氯气与氢氧化钠反应得到溶液。其有效成分是NaClO。正确。C．氢氟酸可刻蚀石英制艺术品。错误。D. 装饰材料释放的甲醛会造成人体一些不适，免疫能力下降等。因此会造成污染。正确。
本题难度：一般
3、实验题 如图所示为实验室制SO2并验证SO2的某些性质的装置图。
试完成下列问题：
(1)⑥中反应的化学方程式为_____________。
(2)①中的实验现象为_____________，此实验证明SO2是_____________气体。
(3)②中的品红溶液_____________，证明SO2有_____________性。
(4)③中的实验现象是_____________，证明SO2有_____________性。
(5)④中的实验现象是_____________，证明SO2有_____________性。
(6)⑤的作用是_____________，反应的化学方程式是__________________________。
参考答案：(1)Na2SO3+H2SO4(浓)
Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)石蕊试液变为红色?酸性
(3)褪色?漂白
(4)溶液变浑浊?氧化
(5)碘水褪色?还原
(6)吸收SO2?SO2+2NaOHNa2SO3+H2O
本题解析：SO2是一种既有还原性，又有氧化性，还有漂白性的酸性气体。
本题难度：简单
4、实验题 (18分)含硫物质燃烧会产生大量烟气，主要成分是SO2、CO2、N2、O2。某研究性学习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气，并测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率。
回答下列问题：
I．模拟烟气的制备
(1)用A装置制SO2，其化学反应方程式为?。
(2)用B装置制CO2，使用该装置优点的是?。
(3)将制得的气体与空气充分混合，获得模拟烟气用于后续实验。
II．测定烟气中SO2的体积分数
(4)将部分模拟烟气缓慢通过C、D装置，其中C、D中盛有的药品分别是?、?。(填序号)
①KMnO4溶液? ②饱和NaHSO3溶液? ③饱和Na2CO3溶液? ④饱和NaHCO3溶液
(5)若模拟烟气的流速为a mL/min，若t1分钟后，测得量简内液体体积为V mL(已折算为标准状况)，则SO2的体积分数是?。
III．测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率(已转化的SO2占原有SO2的百分比)
(6)将模拟烟气通过转化器E装置，E装置中盛有FeCl2、FeCl3的混合溶液，常温下，它可催化SO2与O2的反应，以达到脱硫目的。写出SO2与FeCl3溶液参与反应过程的离子方程式?。
(7)若模拟烟气仍以a mL/min的流速通过转化器E装置，t2分钟后，向E装置中加入酸化的BaCl2溶液得到白色浑浊液，经?、洗涤、?、称量，得到mg固体。若实验的气体体积已折算为标准状况，则该转化器的脱硫效率是?。
参考答案：I.（1）Cu + 2H2SO4（浓）
CuSO4 + 2H2O + SO2↑（2分）
（2）可以随时控制反应的发生和停止（2分）
Ⅱ．（4）①? ④（各1分，共2分） （5）
% （3分）
（6）2H2O + 2Fe3+ + SO2 ＝2Fe2+ + SO42- + 4H+?（2分）
（7）过滤 （2分）?干燥 （2分）?
（3分）
本题解析：（1）装置A需要加热，这说明所用试剂是浓硫酸和铜，反应的化学方程式为Cu + 2H2SO4（浓）CuSO4 + 2H2O + SO2↑。
（2）B装置制CO2，属于简易启普发生器，使用该装置优点的是通过控制长颈漏斗盐酸的加入量，控制反应的发生和停止。
Ⅱ．（4）二氧化硫具有强的还原性，可以用强氧化性的高锰酸钾吸收；二氧化碳在饱和碳酸钠溶液中的溶解度很小，可以用排饱和碳酸氢钠溶液来侧量其体积，故答案为：①④；
（5）二氧化碳的体积是Vml，则二氧化碳的体积分数为：
?，则二氧化硫的体积分数为100%－＝%；
（6）①SO2+2H2O+2Fe3+═SO42-+2Fe2++4H+在反应①中三价铁离子被还原为二价铁离子，要想保持质量、性质不变，得到的二价铁离子应该被氧气氧化为三价铁离子，反应的方程式为：4Fe2++O2+4H+＝2H2O+4Fe3+；
（7）为了保证准确的测量出反应生成的硫酸钡固体，从溶液中分离固体硫酸钡，依次进行过滤、洗涤、干燥的操作；t2分钟内烟气中含二氧化硫的体积为：V（SO2）=at2×
%；根据上述反应可知各物质之间量的关系为：
SO2～SO42-～BaSO4
22400ml?233g
V（SO2）′? mg
所以转化的二氧化硫气体的体积为：V（SO2）′＝
则二氧化硫的转化率=
本题难度：一般
5、简答题 （15分）
某学习小组依据SO2具有还原性，推测SO2能被Cl2氧化生成SO2Cl2。
查阅资料：SO2Cl2常温下为无色液体，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾。
Ⅰ．化合物SO2Cl2中S元素的化合价是?。
Ⅱ．用二氧化锰和浓盐酸制氯气的化学方程式是?。
Ⅲ．在收集氯气前，应依次通过盛有饱和食盐水和?的洗气瓶。
Ⅳ．用如图所示装置收集满Cl2，再通入SO2，集气瓶中立即产生无色液体，
充分反应后，将液体和剩余气体分离，进行如下研究。
（1）研究反应的产物。向所得液体中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液。经检验该溶液中的阴离子（除OH－外）只有SO42－、Cl－ ，证明无色液体是SO2Cl2。
① 写出SO2Cl2与H2O反应的化学方程式?。
② 检验该溶液中Cl－的方法是?。
（2）继续研究反应进行的程度。用NaOH溶液吸收分离出的气体，用稀盐酸酸化后，再滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀。
① 该白色沉淀的成分是?。
② 写出SO2与Cl2反应的化学方程式，并阐述理由______。
参考答案：（15分）
I．+6价（2分）；
II．MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O（2分）；
Ⅲ．浓硫酸（2分）；
Ⅳ．（1）① SO2Cl2＋2H2O＝H2SO4＋2HCl?（2分）。
② 取少量该溶液于试管中，加入过量Ba(NO3)2溶液，过滤，向滤液中滴加
HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则说明溶液中有Cl-（2分）；
（2）① BaSO4（2分）；?
② SO2＋Cl2?
?SO2Cl2
由于白色沉淀是BaSO4，所以反应后的混合气体中必然存在SO2和Cl2两种气体。因此SO2和Cl2生成SO2Cl2的反应为可逆反应。（3分）
本题解析：I．SO2能被Cl2氧化生成SO2Cl2则氯元素的化合价是-1价，O一般表现为-2价，所以S的化合价是+6价；
II．实验室制取氯气的化学方程式为MnO2＋4HCl（浓） MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；
Ⅲ．SO2Cl2极易水解，遇潮湿空气会产生白雾，所以氯气必须是干燥的，因此在收集氯气前，应依次通过盛有饱和食盐水和浓硫酸的洗气瓶。
Ⅳ．（1）①根据元素的化合价，判断SO2Cl2水解的产物是硫酸和氯化氢，化学方程式为 ：SO2Cl2＋2H2O＝H2SO4＋2HCl ；
②检验该溶液中Cl－的方法是：因为溶液中有硫酸存在，所以检验氯离子前应除去硫酸根离子，取少量该溶液于试管中，加入过量Ba(NO3)2溶液，过滤，向滤液中滴加HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则说明溶液中有Cl-；
（2）①若尾气中只含二氧化硫，被氢氧化钠吸收后滴加盐酸再滴加BaCl2溶液，不会产生白色沉淀。只含氯气也不会产生白色沉淀，所以尾气中有氯气和二氧化硫气体，白色沉淀是BaSO4
②SO2＋Cl2??SO2Cl2，由上面的分析可知反应后的混合气体中必然存在SO2和Cl2两种气体，若该反应不是可逆反应，则不可能2种反应物同时有剩余，所以SO2和Cl2生成SO2Cl2的反应为可逆反应。
本题难度：一般