(10分)某同学用如图一所示的装置来探究CO2、SO2与澄清石灰水的反应,结果通入CO2可以看到先浑浊后澄清的现象,但通入SO2没有看到浑浊现象。经过思考分析,该同学改用图二的装置,将气体收集在注射器中,缓慢地将气体一个气泡一个气泡地通入澄清石灰水中,结果都能看到石灰水先变浑浊再澄清的现象,且通入SO2产生的现象明显比通入CO2快。
(1)若锥形瓶内装的是亚硫酸钠,写出锥形瓶内反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(2)对比分析两组实验,你认为用图一装置实验时,通入SO2不能出现浑浊的原因可能是________________________________________________________________________。
写出此时试管内发生反应的总化学方程式:__________________________________。
(3)用图二装置实验时,以相同速率通入CO2或SO2,SO2产生浑浊再变澄清的现象比CO2快,其原因是______________________________________________________________。
(4)用图一进行SO2与石灰水反应的实验时,为防止SO2污染空气,应用盛有过量浓烧碱溶液的容器吸收SO2,写出容器内发生反应的离子方程式:
________________________________________________________________。
二氧化硫是硫的重要化合物,在生产、生活中有广泛应用。探究二氧化硫的制取和性质都有着非常重要的意义。
(1)工业上用黄铁矿(FeS2,其中S元素为-1价)在高温下和氧气反应制备SO2:
4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
该反应中被氧化的元素是__________(填元素符号)。当该反应转移5.50mol电子时,生成的二氧化硫在标准状况下的体积为__________L。
(2)①实验室可用70%的浓硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,如果能控制反应速度,下图中可选用的发生装置是_________(填写字母)。
②若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫,如果已有25.2%亚硫酸钠(质量分数)被氧化成硫酸钠,则至少需称取该亚硫酸钠___________g(保留一位小数)。
(3)某化学兴趣小组设计用如图装置验证二氧化硫的化学性质。
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为__________________。
②为验证二氧化硫的还原性,充分反应后,取试管b中的溶液分成三份,分别进行如下实验:
方案Ⅰ:向第一份溶液加入品红溶液,红色褪去
方案Ⅱ:向第二份溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
方案Ⅲ:向第三份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成
上述方案中合理的是_________(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管b中发生反应的离子方程式为________。
实验室用密度为1.18g/mL,质量分数为36.5%浓盐酸配制250mL0.1mol/L的盐酸溶液,填空并请回答下列问题:
(1)配制250mL0.1mol/L的盐酸溶液
应量取盐酸体积/mL |
应选用容量瓶的规格/mL |
(2)配制时,其正确的操作顺序是(字母表示,每个字母只能用一次) 。
A.用30mL水洗涤烧杯2—3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.用量筒量准确量取所需的浓盐酸的体积,沿玻璃棒倒入烧杯中,再加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀
C.将已冷却的盐酸沿玻璃棒注入250mL的容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,振荡,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度2—3cm处
(3)溶液注入容量瓶前需恢复到室温,这是因为______________________。
(4)若注入容量瓶前未恢复到室温,对所配溶液浓度将有何影响? _______________(填“偏低”“偏高”“无影响”)
氯气是一种重要的化工原料,在工农业生产、生活中有着重要的应用。请你根据所学知识回答下列问题:
Ⅰ.把氯气通入紫色石蕊溶液中,可以观察到的现象是:
请你解释其中的原因_________________________________
Ⅱ.某化学兴趣小组计划用氯气和氢氧化钠制取简易消毒液。
(1)其反应原理为:(用化学方程式表示)__________________________
(2)实验室配制好4.0 mol·L-1的NaOH溶液,这种溶液___________L才能与2.24 L氯气(标准状况)恰好完全反应。
(3)配制500 mL 4.0 mol·L-1 NaOH溶液的实验步骤:
a.计算需要氢氧化钠固体的质量。
b.称量氢氧化钠固体。
c.将烧杯中的溶液注入容量瓶,并用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁2~3次,洗涤液也注入容量瓶。
d.用适量蒸馏水溶解称量好的氢氧化钠固体,冷却。
e.盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
f.继续向容量瓶中加蒸馏水至刻度线下1 cm~2 cm时,改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。
①所需称量的氢氧化钠固体的质量是__________________。
②上述步骤的正确操作顺序是________________________。
③上述实验需要的仪器有____________________________。
④某同学观察液面的情况如图所示,对所配溶液的物质的量浓度有何影响? _______________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”);
⑤在配制溶液的过程中,下列操作能造成结果偏低的是___________。
A.容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水 |
B.溶解所用烧杯未洗涤 |
C.NaOH溶解后,未冷却即进行实验 |
D.定容后摇匀,发现液面低于刻度线 |
实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),过程如下:
(1)将过程②中的产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是 ;
A.品红溶液 | B.紫色石蕊溶液 | C.酸性KMnO4溶液 | D.溴水 |
(2)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为: ;
(3)过程③中,需加入的物质是 ;
(4)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验。①用分析天平称取2.800g样品;②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥,称量,得固体质量为3.495g。若该聚铁主要成分为[(Fe(OH)(SO4)]n,则该聚铁样品中铁元素的质量分数为 。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)。
(5)下图是将过程②产生的气体SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图,若得到的硫酸浓度仍为49%,则理论上参加反应的SO2与加入的H2SO4的质量比为___________________。
为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:
(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是 。
(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择 (填字母编号)。
A.KMnO4溶液 B.淀粉-KI溶液 C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是 。
(4)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+ FeS2=" Fe" +2Li2S,正极反应式是 。
(5)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25℃,101kPa时:4Fe(s)+ 3O2 (g)=2Fe2O3(s) =-1648kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)=-392kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s)=-1480kJ/mol
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是 。
(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为p。将b kg质量分数为c的硫酸加入到a kg烧渣中浸取,铁的浸取率为q,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3 kg。