Question

二氧化硫為重要的含硫化合物，是形成酸雨的主要污染物之一．
（1）在實驗室中，若用70%的硫酸溶液和亞硫酸鈉粉末反應(yīng)制取二氧化硫，并要求方便控制反應(yīng)速率，可選用如圖所示氣體發(fā)生裝置中的

 

（填下列序號字母）．

（2）SO₂經(jīng)催化氧化可生成SO₃，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=a kJ?mol^-1
在T₁℃時，將2mol SO₂、1mol O₂充入容積為2L的密閉容器A中，充分反應(yīng)并達到平衡，此過程中放出熱量98.3kJ，測得SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則a=

 

，T₁℃時，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K₁=

 

L?mol^-1．若將初始溫度為T₁℃的2mol SO₂和1molO₂充入容積為2L的絕熱密閉容器B中，充分反應(yīng)，在T₂℃時達到平衡，在此溫度時上述反應(yīng)的平衡常數(shù)為K₂．則K₁

 

 K₂ （填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）某熱電廠上空大氣中所含二氧化硫嚴重超標，現(xiàn)對該區(qū)域雨水樣品進行探究．首先用pH試紙測定雨水樣品的pH，操作方法為

 

，測得樣品pH約為3；為進一步探究由SO₃所形成酸雨的性質(zhì)，將一定量的SO₂通入蒸餾水中，配成pH為3的溶液，然后將溶液分為A、B兩份，向A中加入適量的NaOH固體，使溶液恰好呈中性（不考慮氧化性物質(zhì)和其它酸性物質(zhì)的影響），則此中性溶液中離子的濃度間存在的關(guān)系式為：[Na⁺]=

 

；將溶液B久置于空氣中，與久置前相比，久置后的溶液B中水的電離程度將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）工業(yè)上常用如圖所示的流程處理工業(yè)尾氣中的SO₂：
上述流程中有一種物質(zhì)可以再生循環(huán)利用，該物質(zhì)再生的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計,化學(xué)平衡的計算,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題,元素及其化合物

分析：（1）用硫酸和亞硫酸鈉制取SO₂的試劑為固態(tài)和液態(tài)，反應(yīng)條件不需加熱，可通過控制添加硫酸的速率來控制反應(yīng)速率；
（2）測得SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，可知反應(yīng)的SO₂物質(zhì)的量為1mol，此過程中放出熱量98.3kJ，可知2molSO₂參加反應(yīng)放出的熱量，以此計算a值；
計算出平衡時各物質(zhì)的濃度，可計算平衡常數(shù)；
若將初始溫度為T₁℃的2mol SO₂和1molO₂充入容積為2L的絕熱密閉容器B中，因正反應(yīng)放熱，則體系溫度升高，升高溫度平衡逆向移動；
（3）測定pH，可用玻璃棒蘸取溶液，然后與比色卡對比；
向A中加入適量的NaOH固體，使溶液恰好呈中性，根據(jù)電荷守恒判斷離子關(guān)系；
將溶液B久置于空氣中，亞硫酸被氧化生成硫酸，溶液酸性增強；
（4）可循環(huán)利用的為NaOH，可用亞硫酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成．

解答： 解：（1）用硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫，并希望能控制反應(yīng)速度，由于反應(yīng)不需要加熱，排除裝置c；由于亞硫酸鈉是細小顆粒，易溶于水，不可選用裝置bd，故可選用的發(fā)生裝置是a，
故答案為：a；
（2）測得SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，可知反應(yīng)的SO₂物質(zhì)的量為1mol，此過程中放出熱量98.3kJ，可知2molSO₂參加反應(yīng)放出的熱量為196.6，則a=-196.6，
平衡時：c（SO₂）=0.5mol/L，c（O₂）=0.5mol/L，c（SO₃）=0.25mol/L，
K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=

0．52

0．52×0.25

=4，
若將初始溫度為T₁℃的2mol SO₂和1molO₂充入容積為2L的絕熱密閉容器B中，因正反應(yīng)放熱，則體系溫度升高，升高溫度平衡逆向移動，則平衡常數(shù)減小，
故答案為：-196.6；4；＞；
（3）測定pH，可用玻璃棒蘸取溶液，然后與比色卡對比，操作方法為取一條試紙放在干燥潔凈的表面皿（或玻璃片）上，用干燥潔凈的玻璃棒蘸取雨水樣品點在試紙上，待變色后立即對照標準比色卡讀數(shù)，
向A中加入適量的NaOH固體，使溶液恰好呈中性，溶液中存在[Na⁺]+[H⁺]=2[SO₃^2-]+[HSO₃^-]+[OH^-]，則[Na⁺]=2[SO₃^2-]+[HSO₃^-]，
將溶液B久置于空氣中，亞硫酸被氧化生成硫酸，溶液酸性增強，則水的電離程度減小，
故答案為：取一條試紙放在干燥潔凈的表面皿（或玻璃片）上，用干燥潔凈的玻璃棒蘸取雨水樣品點在試紙上，待變色后立即對照標準比色卡讀數(shù)；2[SO₃^2-]+[HSO₃^-]；減��；
（4）可循環(huán)利用的為NaOH，可用亞硫酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成，反應(yīng)的方程式為Na₂SO₃+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+2NaOH，故答案為：Na₂SO₃+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+2NaOH．

點評：本題考查較為綜合，涉及物質(zhì)的性質(zhì)，分離以及化學(xué)平衡的計算等問題，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析、計算和實驗?zāi)芰Φ目疾椋�注意把握平衡常�?shù)的計算以及平衡移動的影響，難度中等．