【題目】SO2經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到硫酸和芒硝(Na2SO4·10H2O),其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖:

(1)SO2可用于H2SO4。已知25℃、101kPa 時(shí):

2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) = 2H2SO4(l) ΔH1=-456kJ/mol

SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) ΔH2=-130kJ/mol

ISO2(g)→SO3(g)的熱化學(xué)方程式是_____

(2)若Ⅲ中將SO2通入NaHCO3溶液中,反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式是_____。已知:25℃時(shí),H2CO3電離平衡常數(shù):K14.3×10-7K25.6×10-11;H2SO3電離平衡常數(shù):K11.5×10-2K26.0×10-8

(3)若Ⅲ中將SO2通入NaOH 溶液中,得到NaHSO3溶液,用化學(xué)用語表示NaHSO3在水溶液中存在的可逆過程_____25℃時(shí),SO2NaOH溶液反應(yīng)后的溶液中,含硫各微粒(H2SO3、)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) X(i)與溶液 pH 的關(guān)系如圖所示,下列說法不正確的是_____(填字母)。

A.為獲得更多的NaHSO3,應(yīng)將溶液的 pH 控制在 45

B.pH3 時(shí),溶液中 c()>c(H2SO3)> c()

C.由 M 點(diǎn)坐標(biāo),可以計(jì)算H2SO3H+的電離常數(shù)

D.pH9 時(shí),溶液中存在c(H+)=c()+2c()+c(OH-)

(4)通過電解法可分離NaHSO3Na2SO3混合物,如圖所示,結(jié)合化學(xué)用語解釋 c 室只排出Na2SO3的原因_____

(5)步驟 IV 中可以將NaHSO3轉(zhuǎn)化為Na2SO4的試劑是_____,_____(任意寫兩種)。

【答案】2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-196kJ/mol SO2=+CO2 +H2OH2SO3+ OH-,+ H+ D 2H++e=H2H+濃度降低,使+ H+平衡正向移動(dòng),Na+通過離子交換膜進(jìn)入c室,最終生成Na2SO3 H2O2 Cl2

【解析】

根據(jù)題給的熱化學(xué)方程式由蓋斯定律求出;根據(jù)題給的電離常數(shù)判斷酸性強(qiáng)弱,寫出正確的離子方程式;根據(jù)NaHSO3,判斷溶液中存在電離和水解平衡;由題中所給的圖示信息,判斷溶液中離子濃度相對(duì)大小及相關(guān)計(jì)算;根據(jù)題中圖示信息,寫出陽極、陰極電極反應(yīng),由陽離子交換分離NaHSO3Na2SO3混合物;根據(jù)氧化還原反應(yīng),由化合價(jià)判斷需加入氧化劑。

1)①2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) = 2H2SO4(l) ΔH1=-456kJ/mol,②SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) ΔH2=-130kJ/mol,由蓋斯定律計(jì)算①-②×22SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=ΔH1ΔH2×2=(-456kJ/mol)-(-130kJ/mol2=-196 kJ/mol;答案為2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)  ΔH=-196 kJ/mol。

2)由H2CO3電離平衡常數(shù):K14.3×10-7K25.6×10-11;H2SO3電離平衡常數(shù):K11.5×10-2K26.0×10-8可知,亞硫酸的酸性比碳酸強(qiáng),但亞硫酸氫根的酸性比碳酸的弱,因而根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理,SO2通入NaHCO3溶液中發(fā)生反應(yīng),生成亞硫酸氫根和二氧化碳,其離子反應(yīng)方程式為SO2=+CO2;答案為SO2=+CO2。

3NaHSO3溶液中,HSO3-在溶液中存在電離平衡:HSO3-SO32-+span>H+,HSO3-在溶液中還存在水解平衡:HSO3-+H2OH2SO3+OH-;答案為HSO3-SO32-+H+,HSO3-+H2OH2SO3+OH-

A.圖象可知,為獲得盡可能純的NaHSO3,可將溶液的pH控制在45左右,故A正確;

B.由圖象可知,pH=3時(shí),溶液中c()>c(H2SO3),SO32-幾乎沒有,濃度順序?yàn)?/span>c()>c(H2SO3)>c(),故B正確;

C.根據(jù)M(1.9,0.5)坐標(biāo)可知,pH=1.9,X(i)=0.5,即c(H2SO3)= c(),則由H2SO3H+反應(yīng),其電離常數(shù)K1==10-1.9,故C正確;

DpH=9時(shí),溶液中存在Na+、H+、HSO3-、SO32-OH-,由電荷守恒得出c(Na+)+c(H+)=c()+2c()+c(OH-),故D錯(cuò)誤;

答案為D

4)通過電解法可分離NaHSO3Na2SO3混合物,陽極4OH--4e-=O2↑+2H2Oc(OH-)降低,促進(jìn)水電離,c(H+)增大,多余的H+a室經(jīng)陽離子交換膜進(jìn)入b室,H+SO32-結(jié)合生成HSO3-,Na2SO3轉(zhuǎn)化為NaHSO3,陰極2H++2e-=H2↑,導(dǎo)致HSO3-H++SO32-正向移動(dòng),生成更多SO32-,Na+b室進(jìn)入c室,NaHSO3轉(zhuǎn)化為Na2SO3,實(shí)現(xiàn)Na2SO3的循環(huán)利用,最終bNa2SO3轉(zhuǎn)化為NaHSO3,cNaHSO3轉(zhuǎn)化為Na2SO3,實(shí)現(xiàn)分離;答案為:陰極2H++2e-=H2↑,導(dǎo)致平衡HSO3-H++SO32-向右移動(dòng),生成更多SO32-Na+b室進(jìn)入c室,cNaHSO3轉(zhuǎn)化為Na2SO3,實(shí)現(xiàn)分離。

(5) 步驟 IV 中將NaHSO3轉(zhuǎn)化為Na2SO4,硫元素的化合價(jià)由+4價(jià)升高到+6價(jià),失電子,作還原劑,因而要實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化,需加入氧化劑,H2O2、Cl2等常作氧化劑,加入它們,即可實(shí)現(xiàn)由NaHSO3轉(zhuǎn)化為Na2SO4;答案為H2O2Cl2。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】央視報(bào)道《王者歸“錸”》:中國發(fā)現(xiàn)超級(jí)金屬“錸”,飛機(jī)火箭上天全靠它,有望打破美國壟斷。

(1)錸(Re)被稱為類錳元素,與錳的外圍電子結(jié)構(gòu)數(shù)相同,已知Mn的外圍電子排布式為3d54s2,寫出75Re的外圍電子排布式:______,其最高價(jià)氧化物的化學(xué)式為_______。

(2)銖合金可作為醇脫氫反應(yīng)的催化劑:CH3OHHCHO+H2↑,上述反應(yīng)兩種有機(jī)物中碳原子的雜化形式分別是_____________。C、H、O三種元素中,電負(fù)性最大的是______(填元素符號(hào))。

(3)實(shí)驗(yàn)中常用過硫酸鹽氧化法測(cè)定鋼鐵中錳的含量,反應(yīng)原理為2Mn2++5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42-+16H+。已知H2S2O8的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。

上述反應(yīng)中S2O82-斷裂的共價(jià)鍵類型為___(填“σ鍵”或“π鍵”),每生成0.3molMnO4-,過硫酸根中斷裂的共價(jià)鍵數(shù)目為_____NA。

(4)科學(xué)家研制出一種新型的超硬材料,類似于金剛石的結(jié)構(gòu),但硬度比金剛石大,該晶體元素組成為CN,其晶胞如圖所示(圖示原子都包含在晶胞內(nèi)),則該晶胞所含氮原子的個(gè)數(shù)為____。已知晶胞參數(shù)分別為a nm、b nmc nm,,該晶體的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,密度為ρg·cm-3,則阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為___(用含ab、c、ρ、M的代數(shù)式表示)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某溫度下,在2L的密閉容器中,X、YZ三種物質(zhì)隨時(shí)間變化的曲線如圖所示.請(qǐng)回答下列問題

1)由圖中數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________

2)反應(yīng)開始至2minZ的平均反應(yīng)速率為________

33min時(shí),Z的生成速率與Z的消耗速率相比較,前者________(填大于”“小于等于)后者.

4)上述反應(yīng)進(jìn)行過程中,如果降低溫度,則其反應(yīng)速率________(填增大”“減小不變).

5)下列各項(xiàng)中不可以說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡的是________(填字母).

a.生成1molZ和同時(shí)生成1.5molX b. X、YZ的反應(yīng)速率之比為3:2:1

c.同一物質(zhì)的正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率 dX的濃度保持不變

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25℃時(shí),下列各溶液中微粒物質(zhì)的量濃度關(guān)系不正確的是

A.pH10Na2CO3 溶液:c(OH)=c()+c(H+)+2c(H2CO3)

B.pH13 的氨水與pH1 的鹽酸等體積混合:c(Cl)>c()>c(H+)>c(OH-)

C.pH7Na2C2O4NaHC2O4 混合溶液:c(Na)=2c()+c()

D.濃度均為 0.2 mol/LNH4Cl 溶液與NaOH 溶液等體積混合:c(Na)=c(Cl)>c(OH)>c()

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】不同溫度下,水溶液中的物質(zhì)的量濃度和的物質(zhì)的量濃度的關(guān)系如圖所示.下列說法不正確的是

A.M點(diǎn)和N點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液均呈中性

B.時(shí),P點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中,水電離出來的可能為

C.時(shí),NaOH溶液與的稀等體積混合,所得溶液的

D.向某溶液中加入酸或堿,均可以使該溶液從M點(diǎn)轉(zhuǎn)化為N點(diǎn)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某興趣小組探究溶液的 pH 對(duì) KI O2 反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)如下。

裝置

燒杯中的液體

現(xiàn)象

① 2 mL 1 mol/L KI 溶液+5 滴淀粉

5 分鐘后無明顯變化

② 2 mL 1 mol/L KI 溶液+5 滴淀粉+2 mL 0.2 mol/L HCl 溶液

5 分鐘后溶液變藍(lán)

③ 2 mL 1 mol/L KI 溶液+5 滴淀粉+2 mL 0.2 mol/L KCl 溶液

5 分鐘后無明顯變化

④ 2 mL pH8.5 混有 KOH 1 mol/L KI 溶液+5 滴淀粉

5 小時(shí)后溶液才略變藍(lán)

⑤ 2 mL pH10混有KOH1 mol/L KI 溶液+5 滴淀粉

5 小時(shí)后無明顯變化

(1)實(shí)驗(yàn)中無現(xiàn)象,可能的原因是:i.KIO2不反應(yīng),ii._____。

(2)若放置5小時(shí)后,實(shí)驗(yàn)中的溶液變藍(lán),則反應(yīng)的離子方程式是_____

(3)去掉實(shí)驗(yàn),對(duì)該探究過程_____(沒有”)影響。

(4)對(duì)比實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn),可以得出的結(jié)論是_____

(5)對(duì)于實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象,甲同學(xué)提出猜想“pH=10時(shí)O2不能氧化 I-,設(shè)計(jì)了下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證猜想。

i.燒杯a 中的溶液為_____。

ii. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果是b 中溶液變藍(lán),此猜想不成立。通入O2后,a中的電極反應(yīng)式是_____。

iii.實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說明實(shí)驗(yàn)無明顯現(xiàn)象的原因_____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是

A.50mL的鹽酸中加入燒堿后,水的不變

B.混合液中,二者對(duì)對(duì)方的平衡都起了抑制作用

C.室溫時(shí)某溶液的,則該物質(zhì)一定是酸或強(qiáng)酸弱堿鹽

D.常溫下HA溶液中,則溶液中

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】 一定量的甲烷恰好與一定量的氧氣完全反應(yīng)得到CO、CO2和水蒸氣共304g,該產(chǎn)物緩緩?fù)ㄟ^濃硫酸充分吸收后,濃硫酸增重144g,則此甲烷完全燃燒還需要氧氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為

A1.12L B2.24L C3.36L D4.48L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源,其電極分別為,電解質(zhì)溶液為溶液,總反應(yīng)式為。下列說法不正確的是( )。

A.原電池放電時(shí),負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是

B.負(fù)極的電極反應(yīng)是

C.工作時(shí),負(fù)極區(qū)溶液堿性減弱,正極區(qū)溶液堿性增強(qiáng)

D.溶液中的向正極移動(dòng)

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