【题目】硫酸是一种重要的化工原料,也是实验室中常用的化学试剂。下面是对硫酸的性质、制取、用途等方面的探究,请你共同参与并回答有关问题。
(探究一)硫酸的性质
(1)探究浓硫酸的某些特性。
①用小木棍蘸取少量浓硫酸,放置一会后,可观察到___。
②浓硫酸的稀释:浓硫酸稀释过程如图1所示,b中盛放的物质是___,a的作用是___。
③兴趣小组把98%的浓硫酸10ml和63.3%的硫酸溶液约20mL分别放入两个相同的小烧杯中,称量、观察、记录、分析,根据室温环境下实验的数据绘成的曲线如图2.由图2曲线你能得到的实验结论:_____(写两点)。
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(2)探究稀硫酸的化学性质。
如图3将适量的稀硫酸分别加入A~E的五只烧杯中。
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①有产生气泡的是___(填序号,下同);有白色沉淀生成的是___。
②能证明C中发生化学反应的现象是___。
(3)请写出稀硫酸的一种用途___。
(探究二)硫酸的工业制法。
工业上以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程如图4所示。
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(1)接触室中发生的化学方程式为___。
(2)依据生产硫酸的工艺流程图,下列说法正确的是___(填字母序号)。
A 为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎 B 催化剂能够提高SO2的反应速率和产量
C 吸收塔中得到的产品为混合物 D 沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
(3)接触室中的SO2平衡转化率与温度及压强的关系如图5所示。催化剂活性与温度的关系见图6.在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压和450℃(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件,其原因分别是___;___。
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(探究三)探究某黄铁矿中FeS2的含量。
同学们进行了如下实验探究。
(查阅资料)①4FeS2 +11O2
2Fe2O3+8SO2
②Na2SO3 +H2O2 =Na2SO4 +H2O
(实验探究)
Ⅰ称取1.60g黄铁矿样品放入如图7所示装置(夹持装置省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气、高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至完全反应。
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Ⅱ反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如图8处理
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(问题讨论)
(1)I中装置甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液,其作用是___;II中滤液所含的溶质一定有___。
(含量测定)
(2)II中最终得到的4.66g固体是___(填化学式)。
(3)计算该黄铁矿中FeS2的质量分数为___。(写出计算过程)
(交流反思)
(4)如果缺少甲装置,则最终测得FeS2的质量分数将会___(填“偏大”“偏小”“不变”)
(5)如何证明II中所加BaCl2溶液已过量(请简要写出操作方法及现象)___。
【答案】小木棍变黑 浓硫酸 搅拌,使产生的热量迅速扩散 浓硫酸和一定浓度的稀硫酸都具有吸水性 浓硫酸比稀硫酸的吸水能力强 BD E 溶液由红色逐渐变为无色 金属表面除锈,制化肥、农药、染料、冶炼金属,精炼石油等 2SO2+O2
2SO3 ACD 不选B点,因为压强越大,对设备和能耗的要求也大 不选C点,因为温度越低,催化剂的活性不高,反应速率会变慢 吸收空气中的CO2 NaCl、BaCl2和NaOH BaSO4 75% 偏大 向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,若无沉淀出现,则BaCl2溶液已过量
【解析】
[探究一]硫酸的性质
(1)探究浓硫酸的某些特性。
①浓硫酸具有脱水性,用小木棍蘸取少量浓硫酸,放置一会后,可观察到小木棍变黑。故填:小木棍变黑
②浓硫酸的稀释,是将酸加入到水里去,并且不断用玻璃棒搅拌,根据浓硫酸稀释过程图示,b中盛放的物质是浓硫酸,a是玻璃棒,其作用是搅拌,使产生的热量迅速扩散。故填:浓硫酸;搅拌,使产生的热量迅速扩散
③根据图2可以得出的实验结论有:浓硫酸和一定浓度的稀硫酸都具有吸水性;浓硫酸比稀硫酸的吸水能力强; 故填:浓硫酸和一定浓度的稀硫酸都具有吸水性;浓硫酸比稀硫酸的吸水能力强;
(2)探究稀硫酸的化学性质。
A.铜与稀硫酸不发生反应;B.镁条与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气;C.稀硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水;D.稀硫酸与碳酸氢钠反应生成硫酸钠钠、二氧化碳和水;E.稀硫酸与氯化钡反应生成白色沉淀和盐酸。
①有产生气泡的是BD;有白色沉淀生成的是E。故填:BD;E
②能证明C中发生化学反应的现象是溶液由红色变为无色。故填:溶液由红色逐渐变为无色
(3)稀硫酸的用途有金属表面除锈,制化肥、农药、染料、冶炼金属,精炼石油等。故填:金属表面除锈,制化肥、农药、染料、冶炼金属,精炼石油等
[探究二]硫酸的工业制法。
(1)接触室中根据流程图可知,通入的SO2和O2 发生反应后生成了SO3 ,SO3进入了吸收塔,发生的化学方程式为2SO2+O2
2SO3。故填:2SO2+O2
2SO3
(2)A 为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎,使空气与硫铁矿的接触面积增大,反应更充分。故符合题意;
B 催化剂只能改变反应速率,不能够提高SO2的反应速率和产量,故不符合题意;
C 吸收塔中得到的产品为高浓度的硫酸,但仍有水,属于混合物,故不符合题意;
D 黄铁矿中,含有铁元素,在燃烧过程中产生了含铁的矿渣,沸腾炉排出的矿渣可供炼铁,符合题意;故填:ACD
(3)根据接触室中的SO2平衡转化率与温度及压强的关系图示。催化剂活性与温度的关系图示。在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压和450℃(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件,其原因分别是:不选B点,因为压强越大,对设备和能耗的要求也大;不选C点,因为温度越低,催化剂的活性不高,反应速率会变慢。
[探究三]探究某黄铁矿中FeS2的含量。
[问题讨论]
(1)I中装置甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液,其作用是吸收空气中的CO2;防止对后面实验产生影响。故填:吸收空气中的CO2
II中由流程图分析可得,由于乙瓶中的氢氧化钠过量,故乙瓶中的溶质为NaOH和Na2SO3,加入适量的过氧化氢把亚硫酸钠转化为硫酸钠,加入过量的氯化钡溶液,氯化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,故滤液所含的溶质一定有NaCl、BaCl2和NaOH。故填:NaCl、BaCl2和NaOH
[含量测定]
(2)II中滤渣为硫酸钡,最终得到的4.66g固体是BaSO4。故填:BaSO4
(3)根据质量守恒定律,硫元素转化等量关系如下,设黄铁矿FeS2的质量为x。
该黄铁矿中FeS2的质量分数为:
。故填:75%
[交流反思]
(4)甲装置是吸收空气中的二氧化碳的,如果缺少甲装置,乙装置里会有碳酸钠,碳酸钠可以和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀,使得产生的沉淀质量增大,导致最终测得FeS2的质量分数将会偏大。故填:偏大
(5)证明II中所加BaCl2溶液已过量可以向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,若无沉淀出现,则BaCl2溶液已过量。故填:向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,若无沉淀出现,则BaCl2溶液已过量
科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】阅读下面科普短文。
说起二氧化硫(SO2),你可能首先想到它是空气质量播报中提及的大气污染物。其实你真的了解SO2吗?难道它只是有害物质吗?
SO2与食品工业
SO2作为防腐剂、漂白剂和抗氧化剂广泛用于食品行业。葡萄酒酿制中适量添加SO2,可防止葡萄酒在陈酿和贮藏过程中被氧化,抑制葡萄汁中微生物的活动。食糖加工过程中可使用SO2进行脱色。按照我国《食品添加剂使用标准(GB2760-2014)》,合理使用SO2不会对人体健康造成危害。
标准中部分食品SO2的最大残留量
食品 | 蜜饯 | 葡萄酒 | 食糖 | 水果干 | 巧克力 | 果蔬汁 |
最大残留量 | 0.35g/kg | 0.25g/L | 0.1g/kg | 0.1g/kg | 0.1g/kg | 0.05g/kg |
SO2与硫酸工业
硫酸是重要的化工原料,工业制硫酸的关键步骤是SO2的获取和转化。工业利用硫制硫酸的主要过程示意如下:
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硫酸工业的尾气中含有少量SO2,若直接排放会污染空气,并导致硫酸型酸雨。工业上可先用氨水吸收,再用硫酸处理,将重新生成的SO2循环利用。
SO2与化石燃料
化石燃料中的煤通常含有硫元素,直接燃烧会产生SO2。为了减少煤燃烧产生的SO2污染空气,可以采取“提高燃煤质量,改进燃烧技术”的措施,例如,对燃煤进行脱硫、固硫处理;还可以采取“优化能源结构、减少燃煤使用”的措施,例如,北京大力推广的“煤改气、煤改电”工程,有效改善了空气质量。
现在,你对SO2一定有了新的认识,在今后的化学学习中你对SO2还会有更全面的认识!
依据文章内容回答下列问题。
(1)按照国家标准,食糖中的SO2最大残留量为 g/kg。
(2)葡萄酒酿制过程中SO2的作用是 。
(3)用硫制硫酸的主要过程中,涉及到的含硫物质有S、 和H2SO4。
(4)硫酸工业生产中,吸收尾气中SO2的物质是 。
(5)下列措施能减少SO2排放的是 (填序号)。
A.将煤块粉碎 B.对燃煤进行脱硫
C.推广煤改气、煤改电 D.循环利用工业尾气中的SO2
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科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】A、B、C、D、E、F、G、H八种物质,有下图所示关系:其中A是一种暗紫色固体,B是黑色固体,D能使带火星的木条复燃,E 、F都是无色液体,G是木炭,H是一种能使澄清石灰水变浑浊的气体,在②的反应前后B的质量和化学性质都不改变。
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请你根据上述信息,推断出下列物质。
(1)填名称:A 、B ,C 、H 。
(2)写出反应③的化学方程式,并指出反应的基本类型:
③ ; 反应
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科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】如图所示,物质王国的“小朋友们”手拉手围成一圈,顺利地开展游戏活动。游戏规则要求“相邻间的物质要能相互反应”,表示他们能互相配合,游戏才能顺利地进行下去,A~G分别是铁、稀盐酸、氧化铁、硫酸铜、氢氧化钠、一氧化碳、氧气中的某一种物质,其中B为金属氧化物,D为气体单质,G为碱。请回答:
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(1)D的化学式为_____;G的俗名是_____。
(2)写出下列反应的化学方程式:
A和B:_____。
E和F:_____。
(3)请从场外、场上找出可以相互代替参加此游戏活动的一对“小朋友”,他们是_____(填化学式)。
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科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】如图是甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线,下列叙述正确的是
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A. t2℃时,甲、丙两溶液中溶质的质量分数相等
B. 甲物质中混有少量乙物质,可用降温结晶的方法提纯甲
C. t3℃时,甲、乙、丙三种饱和溶液恒温蒸发等质量的水,则析出固体(不含水)的质量:甲>乙>丙
D. t3℃时,甲、乙两种饱和溶液降温到t2℃时析出固体的质量:甲>乙
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科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】如图,将气体 X 和气体 Y 同时通入液体 Z 中,最终一定能看到液体变浑浊的是( )
X | Y | Z | 装置 | |
A | H2 | N2 | 水 |
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B | HCl | CO2 | 澄清石灰水 | |
C | O2 | HCl | 硝酸银溶液 | |
D | O2 | CO2 | 烧碱溶液 |
A. AB. BC. CD. D
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科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线如图所示.根据图中信息 回答下列问题:
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(1)50℃时,乙物质的溶解度是_______________g。
(2)20℃时,甲、乙、丙三种物质溶解度由大到小的顺序为____________。
(3)温度为_________℃时,甲、乙两物质溶解度相同。
(4)50℃时,将等质量的甲、乙、丙三种物质的饱和溶液同时降温至10℃,所得溶液中溶质质量分数最小的是_____________。
(5)要配制110g溶质质量分数为9.1%的丙物质溶液,配制时溶液的温度需要控制的范围是_________。
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科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】根据提供的实验装置回答问题。
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(1)写出实仪器名称:a为_______;b为__________。
(2)实验室用B装置制取O2,发生反应的化学方程式为__________。
(3)实验室制取CO2的发生和收集装置是________(填字母序号),CO2通过E装置可观察到的实验现象是____________。小明在实验中用C装置收集到一瓶CO2,为了弄清其中道理,他可采取的科学态度和方法是_______(填数字序号)。
①置之不理 ②查阅资料 ③交流讨论 ④请教老师
(4)CO2能与NaOH发生反应
【实验过程】检查装置气密性。如图所示连接好装置。进行实验。
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序号 | 操作步骤 | 实验现象 |
I | 打开弹簧夹K1,关闭弹簧夹K2、K3、K4,将20mL水注入锥形瓶F中,关闭弹簧夹K1,振荡瓶F,打开弹簧夹K2 | 无明显现象 |
II | 关闭弹簧夹K2,打开弹簧夹K4,将20mLNaOH溶液注入锥形瓶H中,关闭弹簧夹K4,振荡瓶H,打开弹簧夹K3 | 锥形瓶G中的热水剧烈沸腾 |
【实验分析】锥形瓶G中热水剧烈沸腾的原因是_____________。
【实验反思】有观点认为只需要进行实验操作Ⅱ,即可说明CO2与NaOH发生反应。你对该观点的看法是________(选填“赞同”或“不赞同”),理由是____________。
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科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】现有指定化合价的几种元素:
、
、
、
、
,请选择元素,写出符合要求的化合物的化学式:
(1)一种难溶于水的碱_____;
(2)一种酸_____;
(3)一种复合肥料_____;
(4)原子个数比为1:1的氧化物_____;
(5)一种水溶液为蓝色的盐_____。
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