17.Na2SO3應(yīng)用廣泛.利用工業(yè)廢堿渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸廠尾氣中的SO2制備無水Na2SO3的成本低,優(yōu)勢明顯,其流程如圖1.

(1)舉例說明向大氣中排放SO2導(dǎo)致的環(huán)境問題:酸雨.
(2)圖2為吸收塔中Na2CO3溶液與SO2反應(yīng)過程中溶液組成變化.則初期反應(yīng)(圖中A點以前)的離子方程式是2CO32-+SO2+H2O=2HCO3-+SO32-
(3)中和器中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式是NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O.
資料顯示:
Ⅰ.Na2SO3在33℃時溶解度最大,將其飽和溶液加熱至33℃以上時,由于溶解度降低會析出無水Na2SO3,冷卻至33℃以下時析出Na2SO3•7H2O;
Ⅱ.無水Na2SO3在空氣中不易被氧化,Na2SO3•7H2O在空氣中易被氧化.
(4)為了降低由中和器所得溶液中Na2SO3的溶解度,從而提高結(jié)晶產(chǎn)率,中和器中加入的NaOH是過量的.
①請結(jié)合Na2SO3的溶解平衡解釋NaOH過量的原因Na2SO3存在溶解平衡:Na2SO3(s)?2Na+ (aq)+SO32- (aq),NaOH過量使c(Na+)增大,上述平衡逆向移動.
②結(jié)晶時應(yīng)選擇的最佳操作是b(選填字母).
a.95~100℃加熱蒸發(fā),直至蒸干
b.維持95~100℃蒸發(fā)濃縮至有大量晶體析出
c.95~100℃加熱濃縮,冷卻至室溫結(jié)晶
(5)為檢驗Na2SO3成品中是否含少量Na2SO4,需選用的試劑是稀鹽酸、BaCl2溶液.
(6)KIO3滴定法可測定成品中Na2SO3的含量:室溫下將0.1260g 成品溶于水并加入淀粉做指示劑,再用酸性KIO3標(biāo)準(zhǔn)溶液(x mol/L)進(jìn)行滴定至溶液恰好由無色變?yōu)樗{(lán)色,消耗KIO3標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為y mL.
①滴定終點前反應(yīng)的離子方程式是:1IO3-+3SO32-=3SO42-+1I-
(將方程式補充完整)
②成品中Na2SO3(M=126g/mol)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是3xy×100%.

分析 Na2SO3應(yīng)用廣泛,利用工業(yè)廢堿渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸廠尾氣中的SO2制備無水Na2SO3,吸收塔中發(fā)生的反應(yīng)為2CO32-+SO2+H2O=2HCO3-+SO32-,為了降低由中和器所得溶液中Na2SO3的溶解度,從而提高結(jié)晶產(chǎn)率,中和器中加入的NaOH是過量的,加入氫氧化鈉進(jìn)入中和器得到溶液結(jié)晶進(jìn)入離心機干燥得到晶體,濾液重新進(jìn)入吸收塔循環(huán)使用.
(1)二氧化硫在空氣中變化生成硫酸,會導(dǎo)致酸雨;
(2)由圖可知,初期反應(yīng)(圖中A點以前)碳酸鈉與二氧化硫反應(yīng)生成碳酸氫鈉與亞硫酸鈉;
(3)隨著二氧化硫通入量增大,后期生成主要是得到亞硫酸氫鈉,中和器中主要是將亞硫酸氫鈉轉(zhuǎn)化為硫酸鈉,同時碳酸氫鈉反應(yīng)得到碳酸鈉;
(4)①Na2SO3溶解電離出鈉離子,NaOH過量使c(Na+)增大,抑制Na2SO3溶解;
②由于冷卻至33℃以下時析出Na2SO3•7H2O,應(yīng)在較高溫度下蒸發(fā)濃縮至有大量晶體析出,利用余熱蒸發(fā);
(5)用鹽酸除去亞硫酸鈉,再用氯化鋇溶液檢驗硫酸根離子;
(6)①IO3-與SO32-發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到SO42-與I-,I元素化合價降低6價,S元素化合價升高2價,化合價升降最小公倍數(shù)為6,可得IO3-的系數(shù)為1、SO32-的系數(shù)為3,再結(jié)合原子守恒、電荷守恒配平;
②根據(jù)離子方程式計算亞硫酸鈉的物質(zhì)的量,進(jìn)而計算其質(zhì)量分?jǐn)?shù).

解答 解:(1)向大氣中排放SO2會導(dǎo)致酸雨發(fā)生,SO2氣體在空氣中經(jīng)粉塵催化氧化為SO3,SO3與水反應(yīng)能生成硫酸,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2SO2+O2 $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2SO3;SO3+H2O═H2SO4,或二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸,又被氧化為硫酸,則SO2形成硫酸型酸雨的反應(yīng)為SO2+H2O?H2SO3、2H2SO3+O2═2H2SO4,
故答案為:酸雨;
(2)由圖可知,初期反應(yīng)(圖中A點以前)碳酸鈉與二氧化硫反應(yīng)生成碳酸氫鈉與亞硫酸鈉,反應(yīng)離子方程式為:2CO32-+SO2+H2O=2HCO3-+SO32-,
故答案為:2CO32-+SO2+H2O=2HCO3-+SO32-
(3)隨著二氧化硫通入量增大,后期生成主要是得到亞硫酸氫鈉,中和器中主要是將亞硫酸氫鈉轉(zhuǎn)化為硫酸鈉,同時碳酸氫鈉反應(yīng)得到碳酸鈉,主要反應(yīng)化學(xué)方程式為:NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O,
故答案為:NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O;
(4)①Na2SO3存在溶解平衡:Na2SO3(s)?2Na+ (aq)+SO32- (aq),NaOH過量使c(Na+)增大,上述平衡逆向移動,抑制Na2SO3溶解,
故答案為:Na2SO3存在溶解平衡:Na2SO3(s)?2Na+ (aq)+SO32- (aq),NaOH過量使c(Na+)增大,上述平衡逆向移動;
②a.加熱蒸發(fā)直至蒸干,容易使固體濺出,導(dǎo)致?lián)p失等,故a錯誤
B.維持95~100℃蒸發(fā)濃縮至有大量晶體析出,再利用余熱蒸干,故B正確;
C.由于冷卻至33℃以下時析出Na2SO3•7H2O,應(yīng)在較高溫度下蒸發(fā)濃縮結(jié)晶,故C錯誤,
故答案為:b;
(5)用鹽酸除去亞硫酸鈉,防止干擾,再用氯化鋇溶液檢驗硫酸根離子,
故答案為:稀鹽酸、BaCl2溶液;
(6)①IO3-與SO32-發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到SO42-與I-,I元素化合價降低6價,S元素化合價升高2價,化合價升降最小公倍數(shù)為6,可得IO3-的系數(shù)為1、SO32-的系數(shù)為3,配平后離子方程式為:IO3-+3SO32-=3SO42-+I-,
故答案為:1、3、3SO42-、1I-;
②消耗KIO3的物質(zhì)的量為y×10-3L×x mol/L=xy×10-3mol,
由IO3-+3SO32-=3SO42-+I-,可知n(Na2SO3)=3n(KIO3)=3xy×10-3mol
則成品中Na2SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{3xy×1{0}^{-3}mol×126g/mol}{0.126g}$×100%=3xy×100%,
故答案為:3xy×100%.

點評 本題以物質(zhì)制備為載體,考查學(xué)生對原理的分析理解、物質(zhì)的分離提純、氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)含量測定、實驗方案設(shè)計、信息獲取與遷移運用等,需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ),題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.某研究小組利用軟錳礦(主要成分為MnO2,另含有少量鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物)作脫硫劑,通過如下簡化流程脫除燃煤尾氣中的SO2,又制得電池材料MnO2(反應(yīng)條件已略去)
請回答下列問題:
(1)上述在處理含SO2尾氣過程中發(fā)生的主要離子方程式為MnO2+SO2═Mn2++SO42-
(2)用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+,其原理是Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+、Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,MnCO3消耗溶液中的H+,促使水解平衡正向移動,促進(jìn)Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀.
(3)已知Ksp(CuS)=8.4×10-45,Ksp(NiS)=1.4×10-24;在除銅鎳的過程中,當(dāng)Ni2+恰好完全沉淀(此時溶液中c(Ni2+ )=1.0×10-5 mol•L-1 ),溶液中Cu2+的濃度是6.0×10-26mol/L.
(4)除雜后得到的MnSO4溶液可以通過b→c→a→d制得硫酸錳晶體.
a.過濾 b.蒸發(fā)濃縮c.冷卻結(jié)晶 d.干燥
(5)己知廢氣中SO2濃度為8.4g/m3,軟錳礦漿對SO2的吸收率可達(dá)90%,則處理1000m3燃煤尾氣,可得到硫酸錳晶體質(zhì)量為20.0kg(結(jié)果保留3位有效數(shù)字).
(己知:硫酸錳晶體化學(xué)式為MnSO4•H2O)
(6)酸性鋅錳干電池是一種一次電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是碳粉,MnO2,ZnCl2和NH4C1等組成的糊狀填充物,該電池在放電過程產(chǎn)生MnOOH.電池的正扱反應(yīng)式為NH4++MnO2+e+═NH3+MnOOH.
(總反應(yīng)方程式為 Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+2MnOOH+2NH3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是(  )
A.25℃,pH=11的Na2CO3溶液中由水電離出的H+的數(shù)目為10-3NA
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24L NO與11.2L O2混合后氣體的分子數(shù)小于NA
C.120g熔融的NaHSO4中含陽離子總數(shù)為2NA
D.用5mL 3mol/L FeCl3溶液制成的氫氧化鐵膠體中所含膠粒數(shù)為0.015NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

5.已知以下信息:①芳香烴A的相對分子質(zhì)量在100~110之間,1molA充分燃燒可生成72g水;②C不能發(fā)生銀鏡反應(yīng).
A$\stackrel{H_{2}O/H+}{→}$B$→_{△}^{O_{2}/Cu}$C
則A的化學(xué)名稱為苯乙烯;由B生成C的化學(xué)方程式為

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

12.亞氯酸鈉(NaClO2)和ClO2都是重要的漂白劑.通常情況下,ClO2是一種具有強氧化性的黃色氣體,常用于水的凈化和紙漿、紡織品的漂白.ClO2易發(fā)生爆炸,在生產(chǎn)、使用時可用其它氣體進(jìn)行稀釋.ClO2易與堿反應(yīng)生成亞氯酸鹽和氯酸鹽.
(1)草酸(H2C2O4)是一種弱酸,利用硫酸酸化的草酸還原氯酸鈉,可較安全地生成ClO2,反應(yīng)的離子方程式為H2C2O4+2ClO3-+2H+=2CO2↑+2ClO2↑+2H2O.
(2)自來水用ClO2處理后,有少量ClO2殘留在水中,可用碘量法作如下檢測(已知ClO2存在于pH為4~6的溶液中,ClO2-存在于中性溶液中):
①取0.50L水樣,加入一定量的碘化鉀,用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性,再加入淀粉溶液,溶液變藍(lán).寫出ClO2與碘化鉀反應(yīng)的化學(xué)方程式2ClO2+2KI=2KClO2+I2
②已知:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI,向①所得溶液中滴加5.00×10-4mol•L-1的Na2S2O3溶液至恰好反應(yīng),消耗Na2S2O3溶液20.00mL,判斷達(dá)到滴定終點的方法是當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏蜰a2S2O3溶液時,溶液藍(lán)色褪去,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)顏色.該水樣中ClO2的濃度是1.35mg/L.
(3)某學(xué)習(xí)小組設(shè)計如下裝置進(jìn)行制取亞氯酸鈉(NaClO2).
①裝置A中產(chǎn)生的ClO2氣體,在裝置C中反應(yīng)生成NaClO2,寫出生成NaClO2的化學(xué)方程式為2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2.將NaClO2溶液在一定條件下處理即可得到NaClO2晶體.
②裝置B的作用是防止C中試管溶液倒吸到A中.
③某同學(xué)認(rèn)為上述裝置并不完整,請畫出需補充的裝置圖.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.可利用如下反應(yīng)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷:CO2(g)+2H2O(g)?CH4(g)+2O2(g)△H=+802KJ/mol,右圖為在恒溫、光照、不同初始濃度和不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ)作用下,體積為2L的莫比容器中n(CH4)隨光照時間的變化曲線.下列說法正確的是( 。
A.0-15h內(nèi),催化劑Ⅱ的催化效果比催化劑Ⅰ效果好
B.反應(yīng)開始后的30h內(nèi),第Ⅰ種催化劑的作用下,反應(yīng)吸收的熱量多
C.a點時,CO2的轉(zhuǎn)化率相等
D.0-16h內(nèi),v(O2)=1.5mol/(L•h)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置如表所示,W原子的質(zhì)子數(shù)是其最外層電子數(shù)的三倍.下列說法不正確的是( 。
A.元素Y有同素異形體
B.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性:X>Z
C.簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:Y>Z
D.原于半徑:W>Z>Y>X

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.目前科學(xué)家們已經(jīng)合成許多硫-氮化合物,其中一種結(jié)構(gòu)如圖所示.關(guān)于該物質(zhì)說法正確的是( 。
A.該物質(zhì)的分子式為SN
B.該物質(zhì)熔、沸點較低
C.該物質(zhì)分子中所有原子的最外層均達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
D.該物質(zhì)與化合物S2N2互為同素異形體

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.下列過程均有沉淀生成,其中屬于化學(xué)變化的是( 。
A.向蛋白質(zhì)溶液中加入濃氯化鐵溶液
B.兩種不同品牌的墨水混合
C.向飽和BaSO4溶液中加入濃BaCl2溶液
D.向飽和Na2CO3溶液中通入CO2氣體

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同步練習(xí)冊答案