1、简答题 某兴趣小组在研究性学习中设计了如下实验来探究Fe和H2SO4反应的过程,装置如下图所示.
①在烧瓶中加入浓硫酸.
②将提拉式铁丝插入溶液中,观察到有少量气泡,后停止的现象.
③加热烧瓶至有大量气体产生时停止加热,品红溶液颜色褪去,烧瓶中溶液变为棕黄色.
④一段时间后KMnO4溶液颜色不再变浅,但NaOH?溶液中仍有气体放出,在导管口处可点燃此气体,烧瓶中液体变为浅绿色
根据以上实验回答:
(1)由步骤②的现象可得出的结论是:______
(2)在步骤③中,品红溶液褪色的原因是______
(3)写出步骤④中,使溶液变为浅绿色的可能的原因是(用离子方程式表示)____________
(4)若1g氢气燃烧生成液态水放出142.9KJ热量,则氢气的燃烧热的热化学方程式是:______
(5)若在反应中铁丝质量减少a克,并收集到bL可燃性气体(标准状况下假设无体积损失),则在反应过程中产生的使品红溶液褪色的气体的质量是______(用含a、b数学表达式表示)
参考答案:(1)常温下将Fe丝插入硫酸中会有气泡产生,说明发生了反应,但一会儿后即停止,说明Fe在硫酸中发生了钝化,阻止了反应的进一步进行,
故答案为:在常温下铁在浓硫酸中发生钝化;
(2)Fe与浓H2SO4反应可能是浓H2SO4强氧化性或是发生置换反应生成H2,则实验现象品红溶液褪色说明产生的是SO2气体,故答案为:生成的二氧化硫具有漂白性;
(3)溶液变为浅绿色说明产生了Fe2+,一种可能是Fe与H2SO4反应生成FeSO4,也存在Fe3+离子转化为Fe2+,故答案为:Fe+2?H+=Fe2++H2,Fe+2Fe3+=3Fe2+;
(4)1g氢气燃烧生成液态水放出142.9KJ热量,则2g氢气即1mol氢气燃烧生成液态水放出285.8KJ的热量,故答案为:H2(g)+12O2(g)=H2O(l)△H=-285.8KJ/mol;
(5)收集到bL可燃性气体氢气,根据化学方程式Fe+2H+=Fe2++H2可以知道消耗金属铁的物质的量为b22.4mol,则和三价铁反应消耗金属铁的物质的量为(a56-b22.4)mol,该物质的量和生成二氧化硫的量相等,所以生成二氧化硫的质量为64(a56-b22.4)g,故答案为:64(a56-b22.4).
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 硫酸是工业生产中最为重要的产品之一。
(1)工业上制硫酸主要分为____、____、____三个阶段。
(2)下表是第二阶段反应的有关实验数据,请选择最合适的生产条件
____________、_____________
(3)现在欲提高反应速率和SO2的转化率,下列措施可行的是_______。
A.向装置中通入氮气且保持体积不变
B.向装置中通入氧气且保持体积不变
C.添加更多的催化剂
D.降低温度,及时转移SO3
(4)硫酸生产的尾气中含有少量SO2,可用石灰水吸收后,再用硫酸处理。此过程 涉及的化学反应方程式为___________________、____________________。
(5)若进入第二阶段设备前气体的体积分数分别为:SO2 7%、O2 11%、N2 82%。 现有100体积这样的混合气体在反应后变为96.7体积,则反应后混合气体中N2和SO3的体积比为____________,此时SO2的转化率为__________
参考答案:(1)造气;催化氧化;吸收
(2)400℃;0.1MPa(或常压)
(3)B
(4)SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓++H2O;CaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2O
(5)410:33(或82:6.6);94. 3%
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 在下列用途或反应中,硫酸表现出的性质为:A.高沸点;B.强酸;C.吸水性;D.脱水性;E.强氧化性.试用字母填空:
(1)实验室制取氢气______;
(2)实验室制取氯化氢气体______;
(3)干燥氢气______;
(4)浓硫酸溶解金属铜______;
(5)浓硫酸可用钢瓶贮运______;
(6)生产过磷酸钙化肥______;
(7)浓硫酸使蔗糖变黑______.
参考答案:(1)稀硫酸和金属反应制取氢气是硫酸的强酸性,所以实验室用锌与盐酸制氢气表现了硫酸的强酸性,故答案为:B;
(2)硫酸具有高沸点,属于强酸,盐酸是氯化氢的水溶液,根据高沸点的酸制低沸点的酸原理发生2NaCl+H2SO4(浓)△.Na2SO4+2HCl↑,体现了浓硫酸的高沸点性,
故答案为:A、B;
(3)做干燥剂是浓硫酸吸收气体中的水蒸气,所以实验室用浓硫酸干燥氢气,体现了硫酸的吸水性,故答案为:C;
(4)稀硫酸和铜不反应,浓硫酸和铜在加热条件下反应,体现浓硫酸的酸性和强氧化性,故答案为:BE;
(5)实际生产中,浓硫酸可用钢瓶贮运,金属产生钝化现象,在铁表面生成一层致密的氧化物薄膜,阻止了进一步反应,体现浓硫酸的强氧化性,故答案为:E;
(6)磷酸是弱酸,硫酸是强酸,用硫酸分解磷矿可直接制得过磷酸钙化肥,体现硫酸的强酸性,故答案为:B;
(7)蔗糖是碳水化合物,浓硫酸能将蔗糖中的氢原子和氧原子按2:1比例形成水脱去,浓硫酸把蔗糖变成黑色碳,体现具有脱水性,故答案为:D.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 下列叙述或操作正确的是
[? ]
A.浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸无氧化性
B.稀释浓硫酸时应将水沿着烧杯壁慢慢地注入盛有浓硫酸的烧杯中,并不断搅拌
C.浓硫酸不慎沾到皮肤上,应立即用布拭去,再用水冲洗
D.浓硫酸与铜的反应中,浓硫酸只表现强氧化性
参考答案:C
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 乙二酸可以被强氧化剂氧化为CO2,现有0.10mol/L乙二酸溶液20mL,恰好被4×10— 3 mo lVO2+ 所氧化,则此反应的还原产物VOn+中n的值为
A.5
B.4
C.3
D.2
参考答案:D
本题解析:
正确答案:D
由电子守恒得:0.10mol/L×20×10— 3 L×(4-3)×2=4×10— 3 mol×(5-(n+2)),解得n=2.
本题难度:一般