某化學(xué)興趣小組的同學(xué)為模擬工業(yè)制造硫酸的生產(chǎn)過程,設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置,請根據(jù)圖回答問題:

(1)裝置A用來制取氧氣,寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
;
(2)燃燒爐內(nèi)放一定量黃鐵礦粉末,在高溫條件下和A裝置制出的氧氣充分反應(yīng),其化學(xué)方程式為
4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
2Fe2O3+8SO2
4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
2Fe2O3+8SO2
;現(xiàn)有含F(xiàn)eS260%的黃鐵礦100t,如果在煅燒的過程中,S損失了18%,則可生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸
82t
82t
噸.
(3)C裝置為凈化裝置,若無該裝置,將混合氣體直接通入D裝置,除對設(shè)備有腐蝕外,還會造成的后果是
催化劑中毒
催化劑中毒
;
(4)工業(yè)上利用2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)反應(yīng)制備SO3,下表是在一定條件下測定的SO2的轉(zhuǎn)化率,根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù),請選擇工業(yè)利用該反應(yīng)制備SO3的溫度與壓強(qiáng)
常壓、400℃~500℃
常壓、400℃~500℃

壓強(qiáng)/Mpa
轉(zhuǎn)化率
溫度/℃
0.1 0.5 1 10
400 99.2 99.6 99.7 99.9
500 93.5 96.9 97.8 99.3
600 73.7 85.8 89.5 96.4
(5)為檢驗(yàn)從接觸室出來的氣體成分,甲同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn):
①A中盛放的試劑是
BaCl2溶液
BaCl2溶液

②B中盛放98.3%濃硫酸的作用是
除SO3氣體
除SO3氣體
,乙同學(xué)提出可用飽和NaHSO3溶液代替98.3%的濃硫酸,請你判斷乙同學(xué)的方案
不可行
不可行
 (填“可行”或“不可行”),說明理由
SO3與NaHSO3反應(yīng)生成SO2,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾
SO3與NaHSO3反應(yīng)生成SO2,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾
;
③C中盛放的試劑是
酸性KMnO4溶液或溴水
酸性KMnO4溶液或溴水
,其作用是
檢驗(yàn)并吸收SO2
檢驗(yàn)并吸收SO2
;
(6)在硫酸工業(yè)的尾氣中,SO2是主要大氣污染物,必須進(jìn)行凈化處理,處理方法可采用過量氨氣吸收,反應(yīng)的離子方程式是
SO2+2NH3?H2O=SO32-+2NH4+
SO2+2NH3?H2O=SO32-+2NH4+
分析:1、實(shí)驗(yàn)室制取氧氣常用方法有:①2KClO3
催化劑
.
KCl+3O2↑、②2KMnO4
  △  
.
 
K2MnO4+MnO2+O2↑、
③2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑、④2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,①和②的裝置采用固體+固體
加熱
氣體的典型裝置,③和④的裝置采用固體+液體→氣體的典型裝置.
2、工業(yè)接觸法制硫酸三步驟:第一步:SO2的制取,第二步:SO3的制取,第三步:硫酸的生成;
工業(yè)接觸法制硫酸三原理:4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
2Fe2O3+8SO2 、2SO2+O2
催化劑
2SO3、SO3+H2O═H2SO4
工業(yè)接觸法制硫酸三設(shè)備:沸騰爐、接觸室、吸收塔.
解答:解(1)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣常用方法有:①2KClO3
催化劑
.
KCl+3O2↑、②2KMnO4
  △  
.
 
K2MnO4+MnO2+O2↑、
③2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑、④2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,①和②的裝置采用固體+固體
加熱
氣體的典型裝置,③和④的裝置采用固體+液體→氣體的典型裝置.
裝置A中錐形瓶盛放固體、分液漏斗盛放液體,所以裝置A符合固體+液體→氣體的典型裝置,
可以采用2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑反應(yīng)原理制取氧氣.
故答案為:2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
(2)沸騰爐中黃鐵礦與氧氣的反應(yīng)為:4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
2Fe2O3+8SO2 ,接觸室中反應(yīng)為:2SO2+O2
催化劑
2SO3,吸收塔中反應(yīng)為:SO3+H2O═H2SO4,設(shè)可生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸質(zhì)量為x,F(xiàn)eS2的質(zhì)量為:100t×60%,F(xiàn)eS2中所含硫元素的質(zhì)量為:100t×60%×
64
120

根據(jù)硫元素守恒得:S~SO2 ~SO3 ~H2SO4
                          32                 98   
         100t×60%×
64
120
×(1-18%)           x×98%
            解得 x=82t,
故答案為:4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
2Fe2O3+8SO2;82t;
(3)從沸騰爐中出來的成分為SO2、O2、N2、水蒸氣、灰塵、砷硒化合物等,砷硒化合物能導(dǎo)致催化劑失去催化活性,所以在進(jìn)入接觸室前要除去水蒸氣、灰塵、砷硒化合物,
故答案為:催化劑中毒;
(4)工業(yè)上利用2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g),△H=-98.3kJ?mol-1反應(yīng)制備SO3,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng),從化學(xué)平衡移動條件分析應(yīng)該采用低溫高壓.而根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),壓強(qiáng)的增加引起SO2轉(zhuǎn)化率的變化并不明顯,所以工業(yè)上直接采用常壓;同時(shí)反應(yīng)中使用催化劑,為了使催化劑的催化活性最強(qiáng),根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù)應(yīng)該采用400℃~500℃,
故答案為:常壓、400℃~500℃;
(5)從接觸室出來的氣體成分SO2、O2、N2、SO3,從實(shí)驗(yàn)裝置分析,主要是為了檢驗(yàn)SO2、SO3氣體,SO3氣體可溶解與濃硫酸中,所以裝置B采用98.3%的濃硫酸目的是除去SO3氣體的,則SO3氣體的檢驗(yàn)只能在裝置A中進(jìn)行,SO2氣體的檢驗(yàn)則在裝置C中進(jìn)行.
SO3氣體的檢驗(yàn)利用BaCl2溶液,BaCl2溶液可與SO3氣體反應(yīng):BaCl2+SO3+H2O═BaSO4↓+2HCl,而BaCl2溶液不與SO2氣體反應(yīng),所以觀察到裝置A中出現(xiàn)白色沉淀,則可確定氣體中含有SO3氣體.如果采用飽和NaHSO3溶液代替98.3%的濃硫酸,則飽和NaHSO3溶液既可吸收SO3氣體,反應(yīng)方程式為:2NaHSO3+SO3═Na2SO4+2SO2↑+H2O,該反應(yīng)生成SO2氣體,會影響后面裝置C中SO2氣體的檢驗(yàn).
SO2氣體的檢驗(yàn)利用品紅溶液或溴水或酸性KMnO4溶液等,SO2氣體可使品紅溶液的紅色褪色,再加熱又恢復(fù)紅色;SO2氣體可使溴水的橙色褪色,反應(yīng)為:SO2+Br2+2H2O═H2SO4+2HBr,SO2氣體可使酸性KMnO4溶液紫色褪色,反應(yīng)為:2KMnO4+5SO2+2H2O═K2SO4+2MnSO4+2H2SO4;
故答案為:①BaCl2溶液;②除SO3氣體;不可行;SO3與NaHSO3反應(yīng)生成SO2,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾;③酸性KMnO4溶液或溴水;檢驗(yàn)并吸收SO2
(6)在硫酸工業(yè)的尾氣中,SO2是主要大氣污染物,必須進(jìn)行凈化處理,處理方法可采用過量氨氣吸收,
反應(yīng)方程式為:SO2+2NH3?H2O═(NH42SO3,離子方程式為:SO2+2NH3?H2O=SO32-+2NH4+,故答案為:SO2+2NH3?H2O=SO32-+2NH4+
點(diǎn)評:本題主要考查計(jì)算能力、分析能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,要求較高,需要扎實(shí)的基礎(chǔ)知識作依托,尤其是檢驗(yàn)從接觸室出來的氣體成分需要有對知識的綜合運(yùn)用和遷移能力.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)們按照下面的實(shí)驗(yàn)方法制備氫氧化鐵膠體:首先取少量蒸餾水于潔凈的燒杯中,用酒精燈加熱至沸騰,向燒杯中逐滴滴加飽和的FeCl3溶液繼續(xù)煮沸,至液體呈透明的紅褐色.FeCl3+3H2O
  △  
.
 
Fe(OH)3(膠體)+3HCl
(1)判斷膠體制備是否成功,可利用膠體的
丁達(dá)爾效應(yīng)
丁達(dá)爾效應(yīng)

(2)在做制備氫氧化鐵膠體的實(shí)驗(yàn)時(shí),有些同學(xué)沒有按要求進(jìn)行,結(jié)果沒有觀察到膠體,請你預(yù)測其現(xiàn)象并分析原因:
①甲同學(xué)沒有選用飽和氯化鐵溶液,而是將稀氯化鐵溶液滴入沸水中,結(jié)果沒有觀察到
紅褐色液體
紅褐色液體
,其原因是
FeCl3溶液太稀,生成的Fe(OH)3太少
FeCl3溶液太稀,生成的Fe(OH)3太少

②乙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒有使用蒸餾水,而是用自來水,結(jié)果會
生成紅褐色沉淀
生成紅褐色沉淀
,原因
自來水中含有電解質(zhì),膠體發(fā)生聚沉
自來水中含有電解質(zhì),膠體發(fā)生聚沉

③丙同學(xué)向沸水中滴加飽和氯化鐵溶液后,長時(shí)間加熱,結(jié)果會
生成紅褐色沉淀
生成紅褐色沉淀
,原因是
長時(shí)間加熱膠體發(fā)生聚沉
長時(shí)間加熱膠體發(fā)生聚沉

(3)丁同學(xué)按要求制備了Fe(OH)3膠體,但是他又向Fe(OH)3膠體中逐滴加入了稀H2SO4溶液,結(jié)果出現(xiàn)了一系列變化.
①先出現(xiàn)紅褐色沉淀,原因是
電解質(zhì)H2SO4使Fe(OH)3膠體聚沉而產(chǎn)生沉淀
電解質(zhì)H2SO4使Fe(OH)3膠體聚沉而產(chǎn)生沉淀

②隨后沉淀溶解,此反應(yīng)的離子方程式是
Fe(OH)3+3H+═Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+═Fe3++3H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)用圖所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究(圖中a、b、c表示止水夾),對其方案進(jìn)行研究或評價(jià).

(1)利用實(shí)驗(yàn)室常用方法制取氯氣,將A、C、E相連,在丙中加入適量水,即可制得氯水,將所得氯水分為兩份,進(jìn)行I、Ⅱ兩個(gè)實(shí)驗(yàn),探究氯氣的有關(guān)性質(zhì),實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象、結(jié)論如下:
實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)操作 現(xiàn)象 結(jié)論
I 將氯水滴入品紅溶液 品紅溶液褪色 氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物具有漂白性
氯水中加入碳酸氫鈉粉末 有無色氣泡產(chǎn)生 氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物具有酸性
請你評價(jià):
①實(shí)驗(yàn)I推出相應(yīng)結(jié)論是否合理?
不合理
不合理
.若不合理,請說明理由(若合理,則無需填寫下行):
沒有事先證明干燥的氯氣無漂白性
沒有事先證明干燥的氯氣無漂白性

②實(shí)驗(yàn):Ⅱ推出相應(yīng)的結(jié)論是否合理?
不合理
不合理
若不合理,請說明改進(jìn)方法(若合理,無需填寫下行):
應(yīng)先通過飽和食鹽水除去HCl,然后在制備氯水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
應(yīng)先通過飽和食鹽水除去HCl,然后在制備氯水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

(2)A、C、E相連,可設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn),以驗(yàn)證Cl-和Br-的還原性強(qiáng)弱.A中反應(yīng)的離子方程式為:
MnO2+4H++2Cl-=Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-=Mn2++Cl2↑+2H2O
,C中應(yīng)放入的試劑是
KBr或NaBr
KBr或NaBr

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行研究,請對其方案進(jìn)行完善或評價(jià).

(1)濃硫酸和漂白粉可發(fā)生如下反應(yīng):
Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4═2CaSO4+2Cl2↑+2H2O
實(shí)驗(yàn)室用此原理制取并收集氯氣,可選用的裝置組合是
BCD
BCD
(填寫裝置序號)
(2)將A、C、D相連,利用實(shí)驗(yàn)室常用方法制取并收集氯氣.在C中加入適量水,即可制得氯水.將所得氯水分為兩份,進(jìn)行Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象、結(jié)論如下:
實(shí)驗(yàn)
序號
實(shí)驗(yàn)操作 現(xiàn)象 結(jié)論
將氯水滴入品紅溶液 品紅溶液褪色 氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物有漂白性
氯水中加入碳酸氫鈉粉末 有無色氣體產(chǎn)生 氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物具有酸性
判斷實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ推出相應(yīng)結(jié)論是否合理;若合理,無需填寫理由,若不合理,請說明.
實(shí)驗(yàn)Ⅰ:
不合理
不合理
,理由
沒有事先證明干燥的氯氣無漂白性
沒有事先證明干燥的氯氣無漂白性
;實(shí)驗(yàn)Ⅱ:
不合理
不合理
,理由
新制取的氯氣中含HCl氣體,溶于水也能與碳酸鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體
新制取的氯氣中含HCl氣體,溶于水也能與碳酸鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體
;
(3)將A、C、D相連,可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證SO32-還原性強(qiáng)于Cl-.則C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是
SO32-+Cl2+H2O═SO42-+2Cl-+2H+
SO32-+Cl2+H2O═SO42-+2Cl-+2H+
;設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)說明C中確實(shí)發(fā)生了上述反應(yīng)(簡述實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象)
取C中反應(yīng)后的溶液少許,向其中電極鹽酸酸化的氯化鋇溶液,有白色沉淀生成
取C中反應(yīng)后的溶液少許,向其中電極鹽酸酸化的氯化鋇溶液,有白色沉淀生成

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下面是某化學(xué)興趣小組的同學(xué)做同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí),設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案.其中實(shí)驗(yàn)步驟如下:
實(shí)驗(yàn)序號 實(shí)驗(yàn)步驟
將鎂條用砂紙打磨后,放入沸水中,再向溶液中滴加酚酞溶液
向新制得到的Na2S溶液中滴加新制的氯水
將一小塊金屬鈉放入滴有酚酞溶液的冷水中
將鎂條投入稀鹽酸中
將鋁條投入稀鹽酸中
(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?!--BA-->
探究同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律
探究同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律

(2)寫出實(shí)驗(yàn)①和②中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和化學(xué)方程式
實(shí)驗(yàn)①:現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)①鎂條表面產(chǎn)生大量氣泡,溶液變成紅色
實(shí)驗(yàn)①鎂條表面產(chǎn)生大量氣泡,溶液變成紅色
化學(xué)方程式
Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2
Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2

實(shí)驗(yàn)②:現(xiàn)象
溶液中產(chǎn)生淺黃色沉淀
溶液中產(chǎn)生淺黃色沉淀
化學(xué)方程式
Na2S+Cl2=2NaCl+S↓
Na2S+Cl2=2NaCl+S↓

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
同周期元素,隨著原子序數(shù)的遞增,金屬性減弱,非金屬性增強(qiáng)
同周期元素,隨著原子序數(shù)的遞增,金屬性減弱,非金屬性增強(qiáng)

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同步練習(xí)冊答案