Question

某興趣小組同學對“硫在氧氣中燃燒”實驗的若干問題進行如下實驗探究．
I．硫在氧氣中燃燒
某小組同學做“硫在氧氣中燃燒”的實驗時，在燃燒匙里放入少量硫，加熱，直到發(fā)生燃燒，然后把它伸進充滿氧氣的集氣瓶里．如圖1所示，請回答下列問題：
（1）使硫在空氣里燃燒，要預先對其加熱，是為了

 

，期間觀察到燃燒匙里的黃色固體變成

 

態(tài)；
（2）硫在氧氣瓶里燃燒發(fā)出

 

火焰，硫燃燒的化學方程式為

 

；
（3）老師建議在集氣瓶底部放少量NaOH溶液，目的是

 

．
Ⅱ．SO₂與NaOH是否發(fā)生反應(yīng)
【查閱資料】通常狀況下，1體積水約能溶解40體積SO₂．
【實驗方案】同學們向充滿SO₂的軟塑料瓶中迅速倒入一定量NaOH溶液，擰緊瓶蓋，振蕩，發(fā)現(xiàn)塑料瓶變癟，他們認為SO₂與NaOH發(fā)生了反應(yīng)．
【反思與改進】甲同學認為上述實驗不夠嚴謹，理由是

 

．于是同學們設(shè)計了如下兩個改進方案．
方案一

實驗操作	實驗現(xiàn)象
向兩個充滿SO2的200mL軟塑料瓶中分別注入 10mL水和10mL NaOH溶液，振蕩，對比．	兩個瓶子變癟的程度完全相同

乙同學認為由于兩個瓶子變癟的程度完全相同，因此無法證明SO₂與NaOH是否發(fā)生了反應(yīng)．試分析導致兩個瓶子變癟的程度完全相同的原因是

 

．他認為若改變注入水和NaOH溶液的體積便可達到實驗?zāi)康�，注入液體的體積可以是

 

（填序號）．
a．15mL      b．8mL      c．5mL      d．3mL
方案二

實驗操作	實驗現(xiàn)象
利用圖2所示裝置進行實驗： 向兩個充滿SO2的300mL集氣瓶 中分別加入6mL水和NaOH溶液， 一段時間后，打開止水夾，對比．	倒吸入兩個集氣瓶中的液體體積完全相同

丙同學認為上述方案也無法證明SO₂與NaOH是否發(fā)生反應(yīng)．你認為導致吸入液體的體積完全相同的原因是

 

．
丁同學思考后，將上述裝置進行了改進，便達到實驗?zāi)康模�改進裝置如圖3所示，你認為裝置B的作用是

 

．
【拓展與應(yīng)用】
為了減少二氧化硫的排放，減弱二氧化硫?qū)�空氣的污染，可以在煤中加入適量的生石灰（CaO） 制成“環(huán)保煤”．燃燒時生石灰吸收二氧化硫的化學方程式為：2CaO+mSO₂+O₂═mCaSO₄
請回答下列問題：
（1）m值是

 

；
（2）該反應(yīng)屬于基本反應(yīng)類型中的

 

；
（3）若煤廠一次共加入含氧化鈣80%的生石灰1400噸，則理論上最多可吸收二氧化硫多少噸？（寫出計算過程）

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,氧氣的化學性質(zhì),堿的化學性質(zhì),反應(yīng)類型的判定,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據(jù)化學反應(yīng)方程式的計算

專題：科學探究

分析：I．（1）可燃物燃燒需要一定的條件，所以先加熱，使溫度達著火點；（2）硫在空氣中燃燒發(fā)出微弱的淡藍色火焰，但在氧氣中發(fā)出明亮的藍紫色火焰，并寫出反應(yīng)的方程式；（3）硫燃燒的產(chǎn)物為刺激性氣味的二氧化硫，它有毒，污染空氣，所以用水或氫氧化鈉溶液吸收掉；
Ⅱ．【反思與改進】根據(jù)SO₂易溶于水進行分析；
方案一：根據(jù)通常狀況下1體積水約能溶解40體積SO₂進行解答；
方案二：根據(jù)SO₂與NaOH反應(yīng)后瓶內(nèi)壓強變小有水進入進行分析；
【拓展與應(yīng)用】（1）據(jù)化學反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變分析解答；
（2）該反應(yīng)是由三種物質(zhì)生成一種物質(zhì)，屬于化合反應(yīng)；
（3）據(jù)氧化鈣的質(zhì)量、以及方程式計算吸收二氧化硫的質(zhì)量．

解答：解：I．（1）硫在空氣里燃燒，溫度必須要達到著火點，因此預先對其加熱，是為了使硫的溫度達到著火點；硫燃燒時觀察到燃燒匙里的黃色固體變成液體；
（2）硫在氧氣中發(fā)出明亮的藍紫色火焰，燃燒產(chǎn)生二氧化硫，反應(yīng)的方程式為：S+O₂

點燃  .

SO₂；
（3）二氧化硫有毒，會污染空氣，二氧化硫能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所以可用它們吸收二氧化硫；
【反思與改進】由于SO₂溶于水中能與水反應(yīng)生成亞硫酸，也會導致試管內(nèi)氣壓減小，使塑料瓶變癟；
方案一：通常狀況下，1體積水約能溶解40體積SO₂，10 mL水就能吸收400mL二氧化硫，為了比較出明顯的效果，需注入少量的水，溶解不了200mL的二氧化硫，應(yīng)選3mL水，最多吸收120mL二氧化硫；
方案二：SO₂與NaOH反應(yīng)后，瓶內(nèi)壓強變小，打開止水夾，有水倒吸入集氣瓶，會溶解余下的二氧化硫；
丁同學將裝置進行了改進，置B的作用是防止水倒吸入裝置A中；
【拓展與應(yīng)用】
（1）觀察方程式2CaO+mSO₂+O₂

高溫  .

mCaSO₄，反應(yīng)前有2個鈣原子，則反應(yīng)后也應(yīng)有2個鈣原子，所以m=2；
（2）該反應(yīng)是由三種物質(zhì)生成一種物質(zhì)，屬于化合反應(yīng)；
（3）含氧化鈣80%的生石灰中含氧化鈣1400t×80%=1120t
設(shè)理論上最多可吸收二氧化硫的質(zhì)量為x
2CaO+2SO₂+O₂═2CaSO₄
112　 128
1120t　x

112

1120t

=

128

x

x=1280t
答：理論上最多可吸收二氧化硫1280t；
故答案為：（1）使硫的溫度達到著火點；液；（2）藍紫色； S+O₂

點燃  .

SO₂；（3）吸收二氧化硫，防止二氧化硫逸散到空氣中污染空氣；
【反思與改進】SO₂溶于水，也會出現(xiàn)塑料瓶變癟的現(xiàn)象
方案一：10 mL水和10 mL氫氧化鈉溶液都能將200 mL的SO₂完全吸收  d
方案二：有水倒吸入集氣瓶，會使余下的二氧化硫全部被吸收；防止水倒吸入裝置A中
【拓展與應(yīng)用】（1）2  （2）化合反應(yīng)
（3）m（CaO）=1400t×80%=1120t
設(shè)理論上最多可吸收二氧化硫質(zhì)量為x
2CaO+2SO₂+O₂═2CaSO₄
112　 128
1120t　x

112

1120t

=

128

x

x=1280t
答：理論上最多可吸收二氧化硫1280t．

點評：本題屬于綜合性的考查，主要探究硫燃燒試驗的一些注意事項、了解防止空氣污染的措施、實驗過程的干擾及相關(guān)的計算，依據(jù)相關(guān)的知識分析．