3.1二氧化硫和三氧化硫【查看更多】

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二氧化硫和氮氧化物（NOx）對(duì)大氣污染日趨嚴(yán)重，研究消除大氣污染的方法是化學(xué)工作者的重要課題，目前有很多種方法消除大氣污染．

（1）可利用甲烷催化還原NOx的方法處理NO_x，反應(yīng)如下：
CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-574kJ?mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-1160kJ?mol^-1
則CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=

-867 kJ/mol

；
（2）汽車尾氣中的主要污染物有CO、NOx、碳?xì)浠衔锏�，降低汽車尾氣的方法之一是在排氣管上安裝催化轉(zhuǎn)化器，發(fā)生如下反應(yīng)：
2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）；△H＜0．
生成無(wú)毒物質(zhì)，減少汽車尾氣污染．若在一定溫度下，將2molNO、1molCO充入1L固定容積的容器中，15分鐘后達(dá)到平衡，反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)的濃度變化如圖1所示，則
①前15s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v （N₂）=

0.013 mol/（L?s）

（小數(shù)點(diǎn)保留3位）；
②該反應(yīng)平衡常數(shù)K=

0.035

（小數(shù)點(diǎn)保留3位）；
③若保持溫度不變，20min時(shí)再向容器中充入CO、N₂各0.6mol，平衡將

不移動(dòng)

移動(dòng)（填“向左”、“向右”或“不”）；20min時(shí)，若改變反應(yīng)條件，導(dǎo)致N₂濃度發(fā)生如圖1所示的變化，則改變的條件可能是

（填序號(hào)）；
a 加入催化劑　 b 降低溫度　 c 縮小容器體積　 d 增加CO₂的量
④該可逆反應(yīng)△S

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”），在

低溫

（填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”）下能自發(fā)進(jìn)行．
（3）CO分析儀以燃料電池為工作原理，其裝置如圖2所示，該電池中電解質(zhì)為氧化釔-氧化鈉，其中O^2-可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動(dòng)．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A．負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CO+O^2--2e^-=CO₂
B．工作時(shí)電極b作正極，O^2-由電極a流向電極b
C．工作時(shí)電子由電極a通過(guò)傳感器流向電極b
D．傳感器中通過(guò)的電流越大，尾氣中CO的含量越高
（4）利用Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用，常溫下將SO₂轉(zhuǎn)化為SO₄^2- 而實(shí)現(xiàn)對(duì)SO₂的處理目的．其中Fe³⁺的最外層電子排布式為

3s²3p⁶3d⁵

；SO₂的VSEPR模型名稱為

平面三角形

；與SO₂互為等電子體的離子有

NO₂^-

．
（5）N₂O₅是重要的硝化劑和氧化劑，可用電解法制備N₂O₅，如圖3所示，N₂O₅在電解池的

陽(yáng)極

（填“陽(yáng)極”或“陰極”）區(qū)生成，其電極反應(yīng)式為

N₂O₄-2e^-+2HNO₃=2N₂O₅+2H⁺

．

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二氧化硫是啤酒中含量較低而又重要的組分，大部分是在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的，是啤酒內(nèi)源抗氧化物的一種，它的存在量與啤酒的抗氧化性有很大的關(guān)系．
（1）如圖是某啤酒樣品不同時(shí)間階段總SO₂變化情況．
試根據(jù)中學(xué)所學(xué)化學(xué)知識(shí)分析啤酒樣品中總SO₂隨時(shí)間變化的原因之一是

二氧化硫與酒體中溶解氧發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO₄^2-而逐漸減少

（2）已知甲醛溶液可吸收二氧化硫生成穩(wěn)定的羥基甲磺酸：HCHO+H₂SO₃?HO-CH₂-SO₄H．該有機(jī)反應(yīng)類型屬于

加成

反應(yīng)．
（3）啤酒中的二氧化硫可用碘量法進(jìn)行測(cè)定．其原理是：
第一步：先直接用碘標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.01mol/L，下同）滴定啤酒樣品（10g）中所有還原性物質(zhì)消耗碘標(biāo)準(zhǔn)溶液V₁mL；
第二步：再另取相同質(zhì)量的啤酒樣品加入足量的甲醛溶液，充分反應(yīng)后再用碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗碘標(biāo)準(zhǔn)溶液V₂mL；
根據(jù)V₁和V₂可計(jì)算出該啤酒中的二氧化硫含量（g/kg）（提示：①SO₂+2H₂O+I₂=2HI+H₂SO₄；②羥基甲磺酸、甲醛不與I₂反應(yīng)）
請(qǐng)回答：
①碘標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)用

酸式

（選填“酸式”或“堿式”）滴定管盛裝．
②若進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn)得到V₁和V₂的平均值分別是：V₁=4.75mL；V₂=4.25mL．則該啤酒樣品中SO₂的含量為

0.032

g/kg．
③第二步中加入足量甲醛后約4～6min再進(jìn)行滴定，若加入甲醛后立即滴定會(huì)使測(cè)定結(jié)果

偏小

．（選填“偏大”、“偏小”、“不變”）

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二氧化硫是重要的工業(yè)原料,探究其制備方法和性質(zhì)具有非常重要的意義。
(1)工業(yè)上用黃鐵礦(FeS₂,其中S元素為-l價(jià))在高溫下和氧氣反應(yīng)制備SO₂:4FeS₂+11O₂8SO₂+2Fe₂O₃,該反應(yīng)中被氧化的元素是　　　　(填元素符號(hào))。當(dāng)該反應(yīng)轉(zhuǎn)移2.75 mol電子時(shí),生成的二氧化硫在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為　　　　L。
(2)實(shí)驗(yàn)室中用下列裝置測(cè)定SO₂催化氧化為SO₃的轉(zhuǎn)化率。(已知SO₃熔點(diǎn)為16.8 ℃,假設(shè)氣體進(jìn)入裝置時(shí)分別被完全吸收,且忽略空氣中CO₂的影響。)

①簡(jiǎn)述使用分液漏斗向圓底燒瓶中滴加濃硫酸的操作是                         。
②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,需要通入氧氣。試寫出一個(gè)用如圖所示裝置制取氧氣的化學(xué)方程式                              。

③當(dāng)停止通入SO₂,熄滅酒精燈后,需要繼續(xù)通一段時(shí)間的氧氣,其目的是           。
④實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,若裝置D增加的質(zhì)量為m g,裝置E中產(chǎn)生白色沉淀的質(zhì)量為n g,則此條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率是　　　　(用含字母的代數(shù)式表示,不用化簡(jiǎn))。
(3)某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)用如圖裝置驗(yàn)證二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)。

①能說(shuō)明二氧化硫具有氧化性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為                              。
②為驗(yàn)證二氧化硫的還原性,充分反應(yīng)后,取試管b中的溶液分成三份,分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO₃溶液,有白色沉淀生成
方案Ⅱ:向第二份溶液加入品紅溶液,紅色褪去
方案Ⅲ:向第三份溶液加入BaCl₂溶液,產(chǎn)生白色沉淀
上述方案中合理的是　　　　(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);試管b中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為                                                     。
③當(dāng)通入二氧化硫至試管c中溶液顯中性時(shí),該溶液中c(Na⁺)=　　　　(用含硫微粒濃度的代數(shù)式表示)。

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二氧化硫是重要的工業(yè)原料,探究其制備方法和性質(zhì)具有非常重要的意義。

(1)工業(yè)上用黃鐵礦(FeS2,其中S元素為-l價(jià))在高溫下和氧氣反應(yīng)制備SO2:4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3,該反應(yīng)中被氧化的元素是　　　　(填元素符號(hào))。當(dāng)該反應(yīng)轉(zhuǎn)移2.75 mol電子時(shí),生成的二氧化硫在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為　　　　L。