【题目】某学习小组对SO2使溶液褪色的机理进行探究。
I.SO2气体的制备和性质初探
(1)装置A中发生反应的化学方程式____________。
(2)装置B中的试剂x是____________。
(3)小组同学观察到C、D中溶液均褪色,通过检验C溶液中有SO42-,得出C中溶液褪色的原因是____________。
II.小组同学通过实验继续对D中品红溶液褪色进行探究。
(4)探究使品红褪色的主要主要微粒(分别取2 mL试剂a,滴加2滴品红溶液)
装置 | 序号 | 试剂a | 实验现象 |
i | 0.1 mol/L SO2溶液(pH=2) | 红色逐渐变浅,之后完全褪色 | |
ii | 0.1 mol/L NaHSO3溶液(pH=5 ) | 红色立即变浅,之后完全褪色 | |
iii | 0.1 mol/L Na2SO3溶液( pH=10) | 红色立即褪色 | |
iv | pH=2H2SO4溶液 | 红色无明显变化 | |
v | 试剂a | 红色无明显变化 |
①实验 iii中Na2SO3溶液显碱性的原因_____________(结合化学用语分析解释)。
②对比实验iii 和v,可以排除在该实验条件下OH-对品红褪色的影响,则试剂a可能
是__________溶液。
查阅资料:品红与SO2水溶液、NaHSO3溶液、Na2SO3溶液反应前后物质如下:
③通过上述实验探究并结合资料,小组同学得出结论:一是使品红溶液褪色的主要微粒是________;二是品红溶液中颜色变化主要与其分子中的________结构有关。
(5)验证SO2使品红褪色反应的可逆性
①甲同学加热实验i褪色后的溶液,产生刺激性气味气体,红色恢复,从化学平衡移动角度解释红色恢复的原因__________。
②乙同学向实验i褪色后的溶液中滴入Ba(OH)2溶液至pH=10,生成白色沉淀,溶液变红。写出生成白色沉淀的离子方程式___________。
③丙同学利用SO2的还原性,运用本题所用试剂,设计了如下实验,证实了SO2使品红褪色反应的可逆:则试剂Y是__________。
【答案】Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑ +2H2O 饱和NaHSO3溶液 SO2具有还原性,与I2发生氧化还原反应,SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,使碘水的黄色褪去。 SO32-在溶液发生水解,SO32-+ H2OHSO3-+OH-,SO32-结合H2O电离的H+,最终达到平衡时溶液中c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性。 pH=10的NaOH溶液或pH=10的Na2CO3溶液 H2SO3、SO32-、HSO3- 双键或共轭或对醌式结构 SO2+H2OH2SO3,加热使溶液中SO2逸出,溶液中H2SO3和SO2浓度均降低,使SO2与品红反应逆向移动,最终达到平衡时,溶液中品红浓度增大,溶液恢复红色。 SO2+2OH-+Ba2+=BaSO3↓+H2O 碘水
【解析】
I.Cu与浓硫酸混合加热发生反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑ +2H2O,制取得到的SO2气体,经B装置中NaHSO3饱和溶液的缓冲作用,SO2具有还原性,在C中SO2与碘水会发生氧化还原反应:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI;SO2具有漂白性,将其通入D中的品红溶液,看到溶液红色褪去,SO2是大气污染物,通入NaOH溶液,发生反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O进行尾气处理。
Ⅱ.(4)①利用盐的水解规律分析溶液显碱性的原因;
②选用溶液pH=10的NaOH或Na2CO3溶液进行对比;
③根据使品红溶液褪色的物质分析使品红溶液褪色的微粒;
(5)①加热实验i褪色后的溶液,产生刺激性气味气体,该气体为SO2,同时看到溶液红色恢复;
②SO2与Ba(OH)2发生反应产生BaSO3沉淀,同时看到溶液变红色;
③根据反应SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI分析SO2使品红褪色反应的可逆性。
(1)在装置A中Cu与浓硫酸共热,发生氧化还原反应,产生CuSO4、SO2、H2O,发生反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑ +2H2O;
(2)B装置中溶液可以缓冲气流,同时不能溶解SO2气体,可根据H2SO3是二元弱酸,在溶液中存在电离平衡,则B中x溶液为饱和NaHSO3溶液;
(3)小组同学观察到C、D中溶液均褪色,通过检验C溶液中有SO42-,这是由于I2具有氧化性,而SO2具有还原性,在溶液中二者会发生氧化还原反应:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,反应产生的H2SO4、HI的水溶液均无色,使C中溶液褪色;
(4)①Na2SO3是强碱弱酸盐,在溶液中SO32-会发生水解反应:SO32-+H2OHSO3-+OH-,SO32-结合H2O电离的H+,当最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),因此溶液呈碱性;
②对比实验iii和v,可以排除在该实验条件下OH-对品红褪色的影响,验iii为pH=10的Na2SO3溶液,则试剂a可能为pH=10的NaOH溶液或pH=10的Na2CO3溶液;
③根据实验可知,向红色的品红溶液中加入Na2SO3、NaHSO3,会看到溶液红色褪去,说明使品红溶液褪色的主要微粒是H2SO3、SO32-、HSO3-;根据反应前后溶液颜色变化,结合物质分子结构可知:品红溶液中颜色变化主要与其分子中的双键或共轭或对醌式结构有关;
(5)①向品红溶液中通入SO2气体,溶液红色褪去,将褪色后的溶液加热,产生刺激性气味气体,红色恢复,说明SO2气体溶于水发生反应:SO2+H2OH2SO3,加热时溶液中SO2气体逸出,溶液中H2SO3和SO2浓度均降低,使SO2与品红反应逆向移动,品红浓度增大,溶液又恢复红色;
②向实验i褪色后的溶液中滴入Ba(OH)2溶液至pH=10,发生反应:SO2+2OH-+Ba2+=BaSO3↓+H2O,生成白色沉淀,由于SO2浓度降低,SO2与品红反应逆向移动,品红浓度增大,使溶液又恢复了变红;
③由于SO2具有还原性,与碘水会发生氧化还原反应:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,使溶液中SO2浓度降低,SO2与品红反应逆向移动,导致品红浓度增大,最终使溶液又恢复了变红。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强的还原性。回答下列问题:
(1)①H3PO2属于一元中强酸,酸性略强于亚硫酸,写出其电离方程式_________
②下列说法正确的是_________
A.NaH2PO2溶液显弱碱性
B.向NaH2PO2溶液中滴加硝酸可以制得H3PO2
C.1molH3PO2最多可以和3molNaOH发生反应
D.NaH2PO2溶液中:c(Na+)=c(H3PO2)+c(H2PO2-)
(2)H3PO2可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳离子交换膜和阴离子交换膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
①写出阳极反应式_________
②A、B、C分别是_________离子交换膜、_________离子交换膜、_________离子交换膜(填“阴”或“阳”)
③阳极室中溶液pH _________(填变大、变小或不变)
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在托盘天平两盘上分别放有盛有等质量的足量稀盐酸的烧杯,调整天平至平衡。向左边烧杯中加入10.8 g镁条,向右边烧杯中加入10.8 g铝条(两金属外形相同,表面均经过砂纸打磨处理)。反应过程中指针偏转情况正确的是( )
A.先偏左,最后偏右B.先偏右,最后偏左
C.先偏左,最后平衡D.先偏右,最后平衡
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】近代化学工业的基础是“三酸两碱”,早在我国古代就已经有人通过煅烧绿矾并将产生的气体溶于水中的方法制得硫酸,该法制备硫酸的过程中发生的主要反应如下:
反应Ⅰ:2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑;
反应Ⅱ:SO3+H2O=H2SO4。
下列说法不正确的是( )
A.当生成标准状况下气体22.4L时,转移1mol电子
B.6.4gSO2中所含的质子数与6.4gSO3中所含的质子数相等
C.SO2、SO3的中心原子杂化类型不同
D.目前,工业上制硫酸的吸收阶段是采用浓硫酸吸收SO3
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
①哪一时间段反应速率最大______min(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5),原因是_____。
②求3~4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率_________(设溶液体积不变)。
(2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积,他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,你认为不可行的是____。
A.蒸馏水 B.KCl溶液 C.KNO3溶液 D.CuSO4溶液
(3)某温度下在4L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是_______。
②该反应达到平衡状态的标志是______
A.Y的体积分数在混合气体中保持不变
B.X、Y的反应速率比为3∶1
C.容器内气体压强保持不变
D.容器内气体的总质量保持不变
E.生成1mol Y的同时消耗2mol Z
③2min内Y的转化率为______。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】保险粉(Na2S2O4)可用作食品保鲜剂、纸浆、肥皂等的漂白剂。Na2S2O4易溶于水,难溶于乙醇。在碱性介质中较稳定,在空气中易被氧化。锌粉法制备Na2S2O4的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)实验室可用浓硫酸和亚硫酸钠反应制取SO2,并希望能控制反应速度,图中可选用的发生装置是________(填字母)。
(2)工业上常将锌块进行预处理得到锌粉—水悬浊液,其目的是_________;步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为__________。
(3)步骤Ⅱ中需选用的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒之外,还有__________(填名称)。
(4)在步骤III中加入NaCl的作用是_______,得到的Na2S2O4固体要用乙醇洗涤,其优点是_________。
(5)铁氰化钾可用于分析检测保险粉。铁氰化钾K3[Fe(CN)6]是一种比较弱的氧化剂,其具有强氧化剂所没有的选择性氧化性,能将氧化为,[Fe(CN)6]3还原为[Fe(CN)6]4,该反应的离子方程式为___________;取1.16g Na2S2O4样品溶于水,用0.4mol·L1的K3[Fe(CN)6]标准液滴定至终点,消耗25.00mL。该样品中Na2S2O4的质量分数为________。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】将气体A、B置于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),反应进行到10 s末,达到平衡,测得A的物质的量为1.8 mol,B的物质的量为0.6 mol,C的物质的量为0.8 mol。
(1)用C表示10 s内反应的平均反应速率为________。
(2)反应前A的物质的量浓度是________。
(3)10 s末,生成物D的浓度为________。
(4)A与B的平衡转化率之比为________。
(5)反应过程中容器内气体的平均相对分子质量变化是________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),气体的密度变化是________。
(6)平衡后,若改变下列条件,生成D的速率如何变化(填“增大”、“减小”或“不变”):①降低温度______;②增大A的浓度________;③恒容下充入氖气_______。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】室温下,乙二胺(H2NCH2CH2NH2,用符号B表示)溶于水存在如下平衡:B + H2OHB+ + OH-Kb1;HB+ + H2OH2B2+ + OH-Kb2。其水溶液中的相关组分B、HB+、H2B2+的物质的量分数δ(X)随溶液pH的变化曲线如图所示[δ(X)=]。下列说法正确的是
A.曲线b表示δ(H2B2+)随溶液pH的变化情况
B.等浓度的乙二胺的水溶液与盐酸等体积混合后,溶液呈酸性
C.等物质的量的[H2B]Cl2和[HB]Cl的混合溶液中,c(H2B2+)<c(HB+)
D.Kb1的数量级为10-4
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】有一种含高能量的正离子N5+的化合物N5AsF6,下列叙述错误的是( )
A. N5+共有34个核外电子B. N5+中氮原子以共用电子对结合
C. 化合物N5AsF6中As化合价为+1D. 化合物N5AsF6中F化合价为1
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com