Question

二氧化硫是重要的工業(yè)原料,探究其制備方法和性質(zhì)具有非常重要的意義。

(1)工業(yè)上用黃鐵礦(FeS2,其中S元素為-l價)在高溫下和氧氣反應(yīng)制備SO2:4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3,該反應(yīng)中被氧化的元素是　　　　(填元素符號)。當該反應(yīng)轉(zhuǎn)移2.75 mol電子時,生成的二氧化硫在標準狀況下的體積為　　　　L。 

(2)實驗室中用下列裝置測定SO2催化氧化為SO3的轉(zhuǎn)化率。(已知SO3熔點為16.8 ℃,假設(shè)氣體進入裝置時分別被完全吸收,且忽略空氣中CO2的影響。)

①簡述使用分液漏斗向圓底燒瓶中滴加濃硫酸的操作是 。

②實驗過程中,需要通入氧氣。試寫出一個用如圖所示裝置制取氧氣的化學方程式 。

③當停止通入SO2,熄滅酒精燈后,需要繼續(xù)通一段時間的氧氣,其目的是 。

④實驗結(jié)束后,若裝置D增加的質(zhì)量為m g,裝置E中產(chǎn)生白色沉淀的質(zhì)量為n g,則此條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率是　　　　(用含字母的代數(shù)式表示,不用化簡)。

(3)某學習小組設(shè)計用如圖裝置驗證二氧化硫的化學性質(zhì)。

①能說明二氧化硫具有氧化性的實驗現(xiàn)象為 。

②為驗證二氧化硫的還原性,充分反應(yīng)后,取試管b中的溶液分成三份,分別進行如下實驗:

方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成

方案Ⅱ:向第二份溶液加入品紅溶液,紅色褪去

方案Ⅲ:向第三份溶液加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀

上述方案中合理的是　　　　(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);試管b中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。

③當通入二氧化硫至試管c中溶液顯中性時,該溶液中c(Na+)=　　　　(用含硫微粒濃度的代數(shù)式表示)。

 

Answer 1

(1)S、Fe　11.2

(2)①打開分液漏斗上的活塞,旋開分液漏斗的旋塞,緩慢滴加。

②2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑或2KClO32KCl+3O2↑

③使殘留在裝置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸收

④×100%

(3)①a試管中有淡黃色沉淀生成

②Ⅲ　Cl2+SO2+2H2O4H++2Cl-+S

③2c(S)+c(HS)

【解析】(1)4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3,該反應(yīng)中被氧化的元素是S、Fe;設(shè)生成二氧化硫的體積是x L。

4FeS2+11O28SO2 +2Fe2O3　轉(zhuǎn)移電子

179.2 L 44 mol

x L 2.75 mol

x=11.2。

(2)①打開分液漏斗上的活塞,旋開分液漏斗的旋塞,緩慢滴加。

②加熱KMnO4固體或KClO3和MnO2的固體混合物;

③使殘留在裝置中的SO2和SO3被充分吸收。

④在冰水狀態(tài)下,SO3呈固態(tài),所以裝置D增加的質(zhì)量即為SO3的質(zhì)量,n(SO3)= mol,裝置E由于吸收了SO2而生成BaSO4白色沉淀,n(SO2)=n(BaSO4)= mol,由2SO2+O22SO3知,該反應(yīng)消耗掉的n(SO2)=n(SO3)= mol,所以二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為:×100%。

(3)①Na2S和SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成單質(zhì)硫沉淀。

②Ⅲ合理,因為該白色沉淀為BaSO4,來源就是SO2被氧化;而方案Ⅰ:白色沉淀為AgCl,與SO2的還原性無關(guān);方案Ⅱ驗證的是SO2的漂白性。

③根據(jù)電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(S)+c(HS),又溶液顯中性,c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=2c(S)+c(HS)。