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新高考化学一轮复习精品学案4.3硫及其化合物(含解析)
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考点一 硫及其氧化物的性质
1 知识梳理
1.硫单质
(1)硫元素的存在形态
(2)硫单质的物理性质
(3)硫单质的化学性质
eq \(S,\s\up6(-2)) eq \(――→,\s\up7(氧化性)) eq \x(\(S,\s\up6(0)) ) eq \(――→,\s\up7(还原性)) eq \(S,\s\up6(+4)) O2
①与金属反应 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(Cu: ,Fe: )) 表现 性
②与非金属反应 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(O2: ,表现 性,H2: ,表现 性))
③与强氧化剂反应(如浓硫酸): ,表现 性
2.二氧化硫
(1)物理性质
(2)化学性质
eq \(S,\s\up6(0)) eq \(S,\s\up6(+4)) O2 eq \(S,\s\up6(+6)) O3、
① eq \a\vs4\al\c1(酸性氧化,物的通性) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(与H2O反应: ,与NaOH(足量)反应:, ))
②氧化性(如与H2S溶液反应):
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
③ eq \a\vs4\al\c1(还原性) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(O2: ,氯水: ))
④漂白性:可使 溶液等有机色质褪色生成不稳定的化合物
3.三氧化硫
(1)物理性质:熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃,在常温下为 ,在标准状况下为 。
(2)化学性质:
4.硫的氧化物的污染与防治
(1)来源: 的燃烧及 的冶炼等。
(2)危害:危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)。
(3)治理:燃煤 ,改进燃烧技术。
(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个:
途径1:空气中飘尘的催化作用,使 反应发生。
途径2:SO2+H2O⇌H2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4。
[判断] (正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)硫与铁反应生成硫化亚铁( )
(2)硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫,在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫( )
(3)黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成( )
(4)二氧化硫可广泛用于食品的增白( )
(5)SO2与Ca(OH)2、NaHCO3均发生化学反应( )
(6)32 g硫跟足量金属铜反应转移电子数目为2NA( )
(7)SO2具有漂白性,故可使酸性KMnO4溶液、Br2水或滴有酚酞的NaOH溶液褪色( )
(8)pHO2>
D.此工艺的优点之一是物质能循环利用
[练6] SO2的大量排放是会引发酸雨的重要前提,含有SO2的烟气需处理后才能排放。
(1)高温条件下,芒硝(Na2SO4·10H2O)与CO反应生成Na2CO3和SO2的化学方程式为 。
(2)氧化镁(MgO)可用于去除烟气(主要含N2、O2、SO2、CO2等)中的SO2。
①MgO加水并加热进行熟化反应生成Mg(OH)2,将制成的Mg(OH)2浆液打入烟气吸收塔。下列措施中,能提高烟气中SO2去除率的有 (填字母)。
A.适当减缓通入烟气的速率
B.采用气-液逆流的方式吸收烟气
C.加水使Mg(OH)2完全溶解
②Mg(OH)2浆液循环吸收烟气中SO2的主要反应为:
Mg(OH)2(s)+SO2(g)+5H2O(l)===MgSO3·6H2O(s)
MgSO3·6H2O(s)+SO2(g)===Mg(HSO3)2(s)+5H2O(l)
除有微溶于水的MgSO3·6H2O(s)和Mg(HSO3)2(s)生成外,还能生成的含镁化合物为 (填化学式);随着循环吸收反应的进行,烟气中SO2去除率降低的主要原因是 。
(3)软锰矿浆(主要成分为MnO2)也可以去除烟气中的SO2,生成MnSO4。
①Mn2+对SO2的氧化有催化作用,反应机理(如图1所示)可用离子方程式表示为:2Mn2++SO2+O2===2Mn3++, 。
②将一定量的烟气匀速通入一定量的软锰矿浆中,反应相同时间,SO2的去除率随温度变化曲线如图2所示,在30~50℃范围内,随着温度升高,SO2的去除率几乎不变,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
本讲真题研练
1.[2020·浙江1月,24]100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式为H2S2O7或H2SO4·SO3)。下列说法不正确的是( )
A.焦硫酸具有强氧化性
B.Na2S2O7水溶液呈中性
C.Na2S2O7可与碱性氧化物反应生成新盐
D.100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的变化是化学变化
2.[2017·北京卷,10]根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是( )
3.[2017·江苏卷,4]下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )
4.[2020·江苏卷,16]吸收工厂烟气中的SO2,能有效减少SO2对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化,可得到硫酸盐。
已知:室温下,ZnSO3微溶于水,Zn(HSO3)2易溶于水;溶液中H2SO3、、的物质的量分数随pH的分布如图1所示。
(1)氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2,主要反应的离子方程式为 ;当通入SO2至溶液pH=6时,溶液中浓度最大的阴离子是 (填化学式)。
(2)ZnO水悬浊液吸收SO2。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2,在开始吸收的40 min内,SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(见图2)。溶液pH几乎不变阶段,主要产物是 (填化学式);SO2吸收率迅速降低阶段,主要反应的离子方程式为 。
(3)O2催化氧化。其他条件相同时,调节吸收SO2得到溶液的pH在4.5~6.5范围内,pH越低,生成速率越大,其主要原因是 ;随着氧化的进行,溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
5.[2017·天津卷,10]H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放,回答下列各方法中的问题。
Ⅰ.H2S的除去
方法1:生物脱H2S的原理为:
H2S+Fe2(SO4)3===S↓+2FeSO4+H2SO4
4FeSO4+O2+2H2SO4 eq \(=====,\s\up10(硫杆菌)) 2Fe2(SO4)3+2H2O
(1)硫杆菌存在时,FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍,该菌的作用是 。
(2)由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为 。若反应温度过高,反应速率下降,其原因是________________________________________________________________________。
方法2:在一定条件下,用H2O2氧化H2S
(3)随着参加反应的n(H2O2)/n(H2S)变化,氧化产物不同。当n(H2O2)/n(H2S)=4时,氧化产物的分子式为 。
Ⅱ.SO2的除去
方法1(双碱法):用NaOH吸收SO2,并用CaO使NaOH再生NaOH溶液Na2SO3溶液
(4)写出过程①的离子方程式: ;CaO在水中存在如下转化:CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s)⇌Ca2+(aq)+2OH-(aq)从平衡移动的角度,简述过程②NaOH再生的原理 。
方法2:用氨水除去SO2
(5)已知25 ℃,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8。若氨水的浓度为2.0 ml·L-1,溶液中的c(OH-)= ml·L-1。将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7 ml·L-1时,溶液中的c()/c()= 。
第3讲 硫及其化合物
考点一
1知识梳理
1.(1)硫化物 硫酸盐 (2)硫黄 黄 易 (3)2Cu+SCu2S Fe+SFeS 氧化 S+O2 eq \(=====,\s\up10(点燃)) SO2 还原 S+H2H2S 氧化 S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O 还原
2.(1)刺激性 大 (2)SO2+H2O⇌H2SO3 2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O 2SO2+O2 eq \(,\s\up10(催化剂),\s\d9(△)) 2SO3 Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4 品红
3.(1)液态 固态 (2)SO3+H2O===H2SO4(放出大量的热) SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O
4.(1)含硫化石燃料 金属矿物 (3)脱硫 (4)2SO2+O2 eq \(,\s\up10(催化剂)) 2SO3、SO3+H2O===H2SO4
判断 答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√ (7)× (8)× (9)×
2对点速练
1.解析:硫粉燃烧生成二氧化硫,二氧化硫催化氧化生成三氧化硫,故A正确;二氧化硫的生成可以是浓硫酸被还原生成,也可以是硫单质被氧化生成,故B正确;二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色,体现了酸性氧化物与碱反应的性质,与漂白性无关,故C错误;自然界中存在游离态的硫,如火山口存在游离态的硫,且S易溶于CS2,故D正确。
答案:C
2.解析:适量的SO2可防止葡萄酒氧化,可作为添加剂,A项错误,B项正确;SO2中S为+4价,硫酸中的S为+6价,为相邻价态,不会发生氧化还原反应,C项错误;SO2使酸性KMnO4溶液褪色,发生氧化还原反应,体现SO2的还原性,D项错误。
答案:B
3.解析:SO2可使溴水褪色,这是由于SO2与Br2发生氧化还原反应,不属于漂白,A错误。能使品红溶液褪色的气体很多,如O3、Cl2等,不一定是SO2,B正确。漂白粉(或Na2O2、H2O2、O3)可将有色物质氧化成无色物质而褪色,SO2可跟某些有色物质化合生成不稳定的无色物质而褪色,活性炭具有吸附作用而使有色物质褪色,C错误。SO2和Cl2(潮湿的)都有漂白作用,但若将两种气体等物质的量混合作用于湿润的有色布条,就会失去漂白作用,这是因为发生反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl,D错误。
答案:B
4.解析:酸性氧化物的概念:与水反应只生成对应的酸,与碱反应只生成盐和水的氧化物为酸性氧化物。向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入过量的SO2气体,溶液褪色,可能是因为二氧化硫的漂白性,所以该实验不能说明二氧化硫为酸性氧化物,故A错误;若SO2是一种酸性氧化物,二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,亚硫酸钠再与二氧化硫、水反应生成亚硫酸氢钠,故C正确。
答案:A
5.解析:若B装置中蓝色褪去,则说明I2被SO2还原为I-,故还原性:SO2>I-,A项正确;二氧化硫是污染性气体,不能排放到空气中,需要用氢氧化钠溶液吸收,B项正确;二氧化硫、亚铁离子都具有还原性,都可以和高锰酸钾溶液发生反应使之褪色,不能验证装置A中发生了氧化还原反应,C项错误;加入氯化钡生成沉淀说明Fe3+和SO2反应生成了,D项正确。
答案:C
6.解析:一定要理解题意是检验气体成分,检验二氧化硫用品红溶液,吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液,检验二氧化碳用澄清石灰水;在检验二氧化碳之前,必须除尽二氧化硫,因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽,所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,但不能褪成无色,若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。
答案:(1)品红溶液 检验SO2
(2)酸性KMnO4溶液 除去SO2并检验SO2是否除尽
(3)澄清石灰水 检验CO2 (4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色(或不褪色或不褪成无色)
7.解析:CO2不是大气污染物,A项错误;CO2不会导致雨水pH<5.6,C项错误;SO2不会导致温室效应,D项错误。
答案:B
8.解析:根据工艺流程图可知,该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O===2FeSO4+2H2SO4,该工艺不仅吸收了二氧化硫,还得到了化工产品硫酸,A、D两项正确;根据A中分析可知该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2,B项正确;该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫,C项错误。
答案:C
9.解析:(1)由图可知,脱硫使硫元素转化为CaSO4,最终产品是石膏CaSO4·2H2O。
(2)根据(1)中反应的方程式可知,在脱硫的过程中会产生大量的CO2气体,使温室效应加剧,导致全球气候变暖。
(3)SO2能使品红溶液褪色,所以检验SO2的简单方法是将气体通入品红溶液观察品红溶液是否褪色,若品红溶液褪色,说明废气中还含有SO2;若品红溶液不褪色,说明废气中不含SO2。
答案:(1)CaCO3+SO2===CaSO3+CO2、2CaSO3+O2===2CaSO4、CaSO4+2H2O===CaSO4·2H2O
(2)二氧化碳 使温室效应加剧,导致全球气候变暖
(3)将气体通入品红溶液观察品红溶液是否褪色,若品红溶液褪色,说明废气中还含有SO2;若品红溶液不褪色,说明废气中不含SO2
考点二
1知识梳理
1.红 Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ CuO+H2SO4===CuSO4+H2O Cu(OH)2+H2SO4===CuSO4+2H2O CuCO3+H2SO4===CuSO4+H2O+CO2↑
2.(1)不 易 放 浓H2SO4 水 (2)蓝色固体变白 沾有浓H2SO4的滤纸变黑 铜片逐渐溶解,产生无色有刺激性气味的气体 (3)钝化 (4)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
3.(2)防止、、Ag+干扰 +2H+===CO2↑+H2O、+2H+===SO2↑+H2O、 Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++===BaSO4↓
判断 答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
2对点速练
1.解析:A项中由于分子是在不断运动着的,故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收,导致左侧烧杯中的水不断挥发,最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量,A能达到目的;B项中滤纸沾上浓硫酸后,很快会因脱水而变黑;C项中浓硫酸滴到小试管内的水中,放出的热量会使锥形瓶内气压增大,U形管内液面出现左低右高的现象;D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应,无法判断浓硫酸是否表现出氧化性。
答案:D
2.解析:铜与浓硫酸需要在加热条件下才能反应,A错误;二氧化硫的密度比空气的大,应使用向上排空气法收集,即气体“长进短出”,B错误;反应后的混合液中含有过量的浓硫酸,稀释时,应将其沿烧杯内壁慢慢倒入水中,且用玻璃棒不断搅拌,C正确;应使用碱式滴定管(带胶管)盛放氢氧化钠溶液,D错误。
答案:C
3.解析:甲溶液中可能存在、或Ag+;乙溶液中可能存在Ag+;丁溶液用硝酸酸化,若溶液中存在或,会被氧化成,从而造成误判。
答案:C
4.答案:(1)不严谨 不严谨 甲没有排除Ag+干扰,乙没有排除干扰
(2)向试样中先加入过量盐酸酸化,无沉淀生成,然后再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则说明含有,若无沉淀生成,则说明不含有
微专题·大素养⑨
【素养专练】
[例1] 解析:(1)X为H2S,S最外层6个电子,能够与2个H原子形成共价键,其电子式为H∶ eq \(S,\s\up12(··),\s\d12(··)) ∶H;H2S在空气中变浑浊是因为被氧气氧化为S,反应的化学方程式为2H2S+O2===2S↓+2H2O,所以S非金属性比O弱。
(2)Na2S2O3中S为+2价,从氧化还原的角度分析,反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2,a中S化合价都小于2,c中S的化合价都大于2,b、d符合题意。
答案:(1)H∶ eq \(S,\s\up12(··),\s\d12(··)) ∶H 2H2S+O2===2S↓+2H2O 弱
(2)b、d (3)2CO+SO2 eq \(======,\s\up10(Fe2O3),\s\d10(380 ℃)) S+2CO2
[练1] 解析:SO2与氨水作用可生成(NH4)2SO3和NH4HSO3,A正确;a是SO2,B错误;(NH4)2SO3、NH4HSO3与足量硫酸反应生成(NH4)2SO4,C正确;S元素的最高化合价为+6,(NH4)2S2O8中有两个O显-1价,存在过氧键,D正确。
答案:B
[练2] 解析:A项,3Cu+8H++2 ===3Cu2++2NO↑+4H2O,当恰好完全反应时,H+和的物质的量之比为8∶2,所以混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比为3∶2,正确;B项,途径①中产生有毒的气体NO,途径③中产生有毒的气体SO2,而途径②中的反应为2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O,反应中不产生有毒气体,正确;C项,根据途径①②中的反应,生成1 ml CuSO4,要消耗1 ml H2SO4,途径③的反应为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,生成1 ml CuSO4,要消耗2 ml H2SO4,即三个途径中参加反应的硫酸的物质的量:①=②<③,正确;D项,n(CuSO4)==0.1 ml,根据反应②中的反应方程式,Cu为还原剂,O2为氧化剂,硫酸没有被还原,错误。
答案:D
[练3] 解析:葡萄酒酿造时通入SO2起到了杀菌和增酸的作用,A项正确;反应①中通入N2的目的是将产生的SO2气体完全吹出后用吸收液吸收,从而提高实验的准确率,若不通入N2,则测得的SO2含量偏低,B项正确;反应①中煮沸的目的是加快亚硫酸的分解,降低SO2的溶解度,C项正确;若将H2O2溶液替换为溴水,如果溴过量,溴会与氢氧化钠反应,所以无法根据氢氧化钠的物质的量确定生成的硫酸的物质的量,D项错误。
答案:D
[练4] 解析:根据题中转化关系A eq \(―――→,\s\up10(稀H2SO4)) B eq \(――――――→,\s\up10(稀H2SO4、H2O2)) C,可推断A为变价金属单质,A为Fe,则B为FeSO4,C为Fe2(SO4)3,由F→C知F为H2SO4,进而推出D为硫,E为SO2。(4)F+D→E代表反应2H2SO4(浓)+S===3SO2↑+2H2O。由化学方程式知每转移4 ml电子消耗硫的质量为32 g,当转移电子数为3.01×1023(0.5 ml)时,消耗硫的质量为4 g。
答案:(1)Fe Fe2(SO4)3 SO2 (2)C
(3)SO2+H2O2===H2SO4
(4)4 g
[例2] 解析:(1)①A项,由图像可知,随着温度的升高,二氧化硫的吸收率下降,故正确;B项,比较图中曲线①②可知,烟气流速减小,则SO2的吸收率升高,故正确;C项,减少天然海水的进入量,则吸收二氧化硫的量减少,不正确。D项,生石灰与海水反应生成Ca(OH)2,可以吸收SO2。②使用空气将亚硫酸氧化,离子方程式为2H2SO3+O2===4H++2。③原料气先通过一定浓度和一定体积的碘淀粉溶液,其中SO2与I2反应,当I2恰好反应完时,溶液由蓝色变成无色,此时再通过量气方式读出量筒中水的体积,即为烟气中其他气体的体积,可以进行计算,故装置的连接顺序是原料气→c→d→b→a→e;若用其他试剂代替碘淀粉溶液,则该试剂能与SO2反应,且恰好反应完时有明显的颜色变化,酸性高锰酸钾溶液和溴水都可以。
(2)根据题意,反应的化学方程式为2CaCO3+2SO2+O2+4H2O===2(CaSO4·2H2O)+2CO2。300 t煤中硫的物质的量为=234 375 ml,则由SO2~CaSO4·2H2O,可生产石膏的质量为234 375 ml×172 g·ml-1×96%=3.87×107 g=38.7 t。
答案:(1)①ABD ②2H2SO3+O2===4H++2SO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4)) ③c→d→b→a→e AC
(2)2CaCO3+2SO2+O2+4H2O===2(CaSO4·2H2O)+2CO2 38.7
[练5] 解析:结合题中流程可以分析得出其中涉及2个反应,依次为2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2+++4H+、4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,故A错,同时由以上两个氧化还原反应方程式可知C错;用酸性高锰酸钾溶液只能检验溶液C中是否含有Fe2+,而不能检验Fe3+,B错。
答案:D
[练6] 解析:(1)反应物有Na2SO4·10H2O与CO,生成物有Na2CO3、SO2及H2O,根据电子守恒及原子守恒配平。(2)①A项,减缓通入烟气速率,延长吸收时间,提高SO2吸收率,正确;B项,增大吸收面积,提高SO2吸收率,正确;C项,加水,使Mg(OH)2稀释,SO2吸收率降低,错误。②亚硫酸盐具有较强的还原性,易被氧化生成MgSO4,烟气中还含有CO2,Mg(OH)2浆液吸收CO2生成MgCO3、Mg(HCO3)2。(3)①由图示可知,Mn3+将SO2氧化为,自身被还原为Mn2+。
答案:(1)Na2SO4·10H2O+CO eq \(=====,\s\up10(高温)) Na2CO3+SO2+10H2O
(2)①AB ②MgSO4[MgCO3、Mg(HCO3)2]
Mg(OH)2的量不断减少,生成的MgSO3·6H2O(s)、Mg(HSO3)2(s)覆盖在Mg(OH)2表面,阻止反应进一步进行
(3)①2Mn3++SO2+2H2O===2Mn2+++4H+
②随着温度升高,化学反应速率加快,SO2去除率升高;同时SO2的溶解度降低,导致SO2去除率降低,两种因素影响相当,导致SO2去除率几乎不变
本讲真题研练
1.解析:本题考查焦硫酸的化学性质。焦硫酸钠溶于水生成硫酸氢钠,其水溶液呈酸性,B错误;焦硫酸中硫元素为+6价,处于最高价,它与浓硫酸相似,具有强氧化性,A正确;焦硫酸具有酸的通性,能与碱性氧化物反应生成盐,C正确;100%硫酸吸收SO3有焦硫酸生成,发生了化学变化,D正确。
答案:B
2.解析:A.溶液中SO2被FeCl3氧化生成,再与BaCl2反应产生白色沉淀,体现了SO2的还原性;B.SO2与H2S溶液发生反应SO2+2H2S===3S↓+2H2O,体现了SO2的氧化性;C.SO2使酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性;D.SO2与Na2SiO3溶液反应产生胶状沉淀,根据强酸制弱酸,可得结论酸性:H2SO3>H2SiO3。
答案:C
3.解析:A项,稀H2SO4与铜片不反应,错误;B项,SO2能使品红溶液褪色,体现其漂白性,正确;C项,SO2密度比空气大,应“长进短出”,错误;D项,SO2不与NaHSO3反应,无法吸收SO2,错误。
答案:B
4.解析:本题以工厂烟气中SO2的吸收为载体,考查离子方程式的书写等,考查的化学学科核心素养是科学态度与社会责任、变化观念与平衡思想。(1)向氨水中通入少量SO2,反应的离子方程式为2NH3+H2O+SO2===2+或2NH3·H2O+SO2===2+SO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) +H2O。当通入SO2至溶液pH=6时,溶液呈酸性,根据含硫微粒的物质的量分数与pH的分布图可知,溶液中浓度最大的阴离子为。(2)根据图2,溶液pH几乎不变阶段的pH约为7,根据图1,此时溶液中和浓度基本相同,又因室温下ZnSO3微溶于水,Zn(HSO3)2易溶于水,因此主要产物为ZnSO3;SO2吸收率迅速降低阶段,pH约在4~6范围内,根据图1,此时溶液中含硫微粒主要以形式存在,说明生成酸式盐,则主要反应的离子方程式为ZnSO3+SO2+H2O===Zn2++2或ZnO+2SO2+H2O===Zn2++2。(3)根据图1,pH在4.5~6.5范围内,pH越低,的浓度越大,因此生成的速率越大,随着氧化的进行,根据催化氧化反应2+O2===2+2H+可知,溶液的pH将减小。
答案:(1)2NH3+H2O+SO2===2+或2NH3·H2O+SO2===2++H2O
(2)ZnSO3'ZnSO3+SO2+H2O===Zn2++2或ZnO+2SO2+H2O===Zn2++2
(3)随着pH降低,浓度增大 减小
5.解析:(1)由硫杆菌存在时的反应速率增大5×105倍可知,硫杆菌为该反应的催化剂,该反应中硫杆菌改变了反应路径,降低了反应的活化能。
(2)由图1可知,温度在30 ℃左右时,速率最快;由图2可知,反应混合液的pH=2.0左右时,速率最快。由此可推断使用硫杆菌的最佳条件为温度为30 ℃、混合液的pH=2.0。若反应温度过高,硫杆菌蛋白质受热变性失活,导致反应速率下降。
(3)用H2O2氧化H2S时,H2O2被还原为H2O。当n(H2O2)/n(H2S)=4时,n(H2O2)=4 ml,则n(H2S)=1 ml,并设氧化产物中S的化合价为x,由氧化还原反应的电子守恒规律,可得:4×2×[(-1)-(-2)]=1×[x-(-2)],解得x=+6。所以氧化产物的分子式为H2SO4。
(4)过程①是NaOH与SO2的反应,反应的离子方程式为2OH-+SO2===+H2O;由CaO在水中的转化平衡:CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s)⇌Ca2+(aq)+2OH-(aq),可推断过程②Na2SO3溶液中加入CaO后,生成CaSO3沉淀,c(Ca2+)减小,使上述平衡正向移动,c(OH-)增大,所以有NaOH生成。
(5)由NH3·H2O的电离方程式及其电离平衡常数Kb=1.8×10-5可知,Kb=[c(NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) )·c(OH-)]/c(NH3·H2O)=1.8×10-5,当氨水的浓度为2.0 ml·L-1时,溶液中的c(NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) )=c(OH-)=6.0×10-3 ml·L-1。由H2SO3的第二步电离方程式 ⇌+H+及其电离平衡常数Ka2=6.2×10-8可知,Ka2=[c()c(H+)]/c()=6.2×10-8,将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7 ml·L-1时,溶液的c(H+)=1.0×10-7 ml·L-1,则c()/c()= eq \f(6.2×10-8,1.0×10-7) =0.62。
答案:(1)降低反应活化能(或作催化剂)
(2)30 ℃、pH=2.0 蛋白质变性(或硫杆菌失去活性)
(3)H2SO4
(4)2OH-+SO2===+H2O 与Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡正向移动,有NaOH生成
(5)6.0×10-3 0.62
俗称
颜色状态
溶解性
水
酒精
CS2
色固体
不溶
微溶
溶
颜色
气味
毒性
密度
溶解性
无色
有毒
比空气
易溶于水(1∶40)
类型
原理
举例
特点
备注
氧化型
将有机色质内部“生色团”破坏掉
HClO、NaClO、
Ca(ClO)2、
Na2O2、H2O2、
O3等
不可逆、
持久
无选
择性
加合型
与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质
SO2
可逆、
不持久
有选
择性
吸附型
将有色物质吸附而褪色
活性炭
物理
变化
吸附
色素
流程设计
检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清的石灰水
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
实验
实验现象
浓硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中
吸水性
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
脱水性
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热
强氧化性、酸性
A
B
C
D
实验目的
吸水性
脱水性
溶解放热
强氧化性
实验装置
溶液
现象
结论
A
含HCl、BaCl2的
FeCl3溶液
产生白色沉淀
SO2有还原性
B
H2S溶液
产生黄色沉淀
SO2有氧化性
C
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
SO2有漂白性
D
Na2SiO3溶液
产生胶状沉淀
酸性:H2SO3>H2SiO3
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