Question

【題目】研究硫元素及其化合物的性質具有重要意義。

I.利用下圖裝置模擬工業生產中SO2催化氧化的反應并研究SO2的性質：

（熔點：SO2 －76.1℃，SO3 16.8℃；沸點：SO2 －10℃，SO3 45℃）

（1）甲同學按I、II、III、IV的順序連接裝置，裝置II的作用是_________；裝置III中溶液逐漸褪色，證明二氧化硫具有___________性。

（2）乙同學按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的順序連接裝置(裝置Ⅱ中充分冷卻)，若裝置Ⅳ中有40 mL 3.0mol/L NaOH溶液，反應后增重5.12 g，則裝置Ⅳ中發生反應的化學方程式是_______________。

（3）某同學將足量的SO2通入一支裝有氯化鋇溶液的試管中，未見沉淀生成。向該試管中加入足量________（填字母），便能產生沉淀。

A．硫化鈉溶液 B．氨水 C．鹽酸 D．硝酸鉀溶液

Ⅱ．為研究鐵質材料與熱濃硫酸的反應，某學習小組進行了以下探究活動：

稱取鐵釘(碳素鋼)6g放入15mL濃硫酸中，加熱，充分反應后得到溶液X并收集到氣體Y。

（4）甲同學認為X中除Fe3＋外還可能含有Fe2＋。若要確認其中的Fe2＋應選用________（填序號）。

a．KSCN溶液和氯水 b．氫氧化鈉溶液

c．酸性KMnO4溶液 d．鐵粉和KSCN溶液

（5）乙同學取784mL(標準狀況)氣體Y通入足量H2O2水溶液中，然后加入足量BaCl2溶液，經適當操作后得干燥固體4.66g。由此推知氣體Y中SO2的體積百分數為____________。（保留小數點后一位）

（6）分析上述實驗中SO2體積分數的結果，丙同學認為氣體Y中還可能含有H2和CO2氣體,產生CO2的理由是_______________(用化學方程式表示)

Answer 1

【答案】（1）使SO3凝結成固體與SO2分離（1分）；還原性（2分）

（2）2SO2+3NaOH=Na2SO3 +NaHSO3+H2O（2分）

（3）ABD（3分） （4）c（2分）

（5）57.1%（2分）（6）C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O(2分)

【解析】

試題分析：（1）二氧化硫和氧氣反應生成三氧化硫，三氧化硫的熔點較低，所以可以用冰水浴冷凝使SO3凝結成固體與SO2分離；二氧化硫使酸性高錳酸鉀溶液褪色表現了二氧化硫的還原性。

（2）氫氧化鈉的物質的量為3.0×0.04=0.12mol，吸收二氧化硫的質量為5.12克，即5.12÷64=0.08 mol，所以二氧化硫和氫氧化鈉按0.0.8:0.12=2:3反應生成亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉，方程式為2SO2+3NaOH=Na2SO3 +NaHSO3+H2O。

（3）二氧化硫和氯化鋇不反應，但加入硫化鈉，亞硫酸根離子和硫離子可以反應生成硫沉淀，加入氨水和二氧化硫反應生成亞硫酸銨，亞硫酸銨和氯化鋇反應生成亞硫酸鋇沉淀。加入鹽酸不反應，加入硝酸鉀，酸性條件下，硝酸根離子和二氧化硫反應生成硫酸根離子，硫酸根離子和鋇離子反應生成硫酸鋇沉淀，所以選ABD。

（4）a、因為有鐵離子，加入硫氰化鉀顯紅色，不能再檢驗亞鐵離子，錯誤。B、加入氫氧化鈉溶液，鐵離子反應生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，而氫氧化亞鐵的白色觀察不明顯，錯誤。C、酸性高錳酸鉀和亞鐵離子反應，溶液的紫色退去，能檢驗亞鐵離子，正確；D、鐵離子和鐵反應生成亞鐵離子，不能檢驗原來是否存在亞鐵離子，錯誤。所以選c。

（5）二氧化硫和過氧化氫反應生成硫酸，硫酸和氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀，4.66克硫酸鋇的物質的量為4.66÷233=0.02mol，則二氧化硫為0.02mol，體積為0.02×22.4=448毫升，體積分數=448 ÷784=57.1%。

（6）因為鐵質材料中含有碳，碳能和濃硫酸在加熱條件下反應生成二氧化碳，方程式為C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O。