Question

【题目】I.X、Y、Z、W是中学化学中常见的四种气体。己知：X、Y、Z三种气体都能对大气造成污染，在工业上都可以用碱液吸收；X是化石然料燃烧的产物之一，是形成酸雨的物质；Y是一种单质，它的水溶液其有漂白作用；Z是硝酸工业和汽车尾气中的有害物质之一，能与水反应；W气体的水溶液滴入酚酞变红色。

请回答下列问题：

（1）X、Y两种气体按物质的量之比1:1在水溶液中能发生反应，化学方程式为_______；

（2）科学家发现，Z在催化剂条件下能与W反应，反应产物中有单质生成，该单质应是（填化学式）____________；该反应是氧化还原反应，则其中的氧化剂是（填化学式）_______。

（3）在Z与水的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

（4）检验W气体的方法是_____________。

II.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，其中生物脱H2S的原理为：

H2S+Fe2(SO4)3=S+2FeSO4+H2SO4

4FeSO4+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O

回答下列方法中的问题。

（l）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______________。

Answer 1

【答案】 （1）Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4 N2 NO2 1:2 将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝，证明该气体为NH3 降低反应活化能（或作催化剂） 30℃、pH=2.0 蛋白质变性（或硫杆菌失去活性）

【解析】I、X、Y、Z三种气体都能对大气造成污染，在工业上都可以用碱液吸收，说明这三种气体能和碱反应，X是化石燃料燃烧的产物之一，是形成酸雨的主要物质，化石中含有S元素，二氧化硫和氮氧化物是酸性酸雨的主要气体，所以X是SO2；Y是一种单质，它的水溶液具有漂白作用，氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性，且氯气有毒，所以Y是Cl2；Z是硝酸工业和汽车尾气中的有害物质之一，汽车尾气中含有一氧化氮和二氧化氮，能与水反应的氮氧化物是二氧化氮，则Z是NO2，结合物质的性质分析解答：

（1）反应前后元素的种类不变，所以得到两种酸中，一种含有氯元素，一种含有硫元素，可以据此来判断．故X、Y两种气体按物质的量之比1：1，在水溶液中能发生反应的化学方程式为Cl2+SO2+H2O=2HCl+ H2SO4；

（2）Z在催化剂条件下能与W反应，即二氧化氮和氨气的反应（即6NO2+8NH3 7N2+12H2O），根据质量守恒定律，则推测反应产物中的单质应是 N2；则化合价降低的为氧化剂，故为 NO2。

（3）在Z与水的反应中，即二氧化氮与水的反应（即3NO2+H2O=2HNO3+NO），则可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1：2。

（4）因为氨气为碱性气体，则检验W气体的方法是 将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝，证明该气体为NH3。

II、（l）硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，加快了反应速率，而硫杆菌没有改变，该菌的作用是降低反应活化能（或作催化剂）；

（2）由图1可知，温度在30℃左右时，氧化速率最大，根据图2可知pH=2.0氧化速率最大，所以使用硫杆菌的最佳条件为30℃、pH=2.0；若反应温度过高，硫杆菌蛋白质变性失去活性造成反应速率下降。