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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三單元 非金屬元素及其化合物典題演示 (xx北京卷)碳、硫的含量影響鋼鐵性能。碳、硫含量的一種測定方法是將鋼樣中的碳、硫轉(zhuǎn)化為氣體，再用測碳、測硫裝置進(jìn)行測定。 (1)采用裝置A，在高溫下將x g鋼樣中的碳、硫轉(zhuǎn)化為CO2、SO2。 ①氣體a的成分是　　　　。 ②若鋼樣中硫以FeS形式存在，A中反應(yīng): 3FeS+5O21　　　　+3　　　　。 (2)將氣體a通入測硫裝置中(如右圖)，采用滴定法測定硫的含量。 ①H2O2氧化SO2的化學(xué)方程式為 　。 ②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mL NaOH溶液。若消耗1 mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y g，則該鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)　　　　。 (3)將氣體a通入測碳裝置中(如圖)，采用重量法測定碳的含量。 ①氣體a通過B和C的目的是　　　　　　　　　　。 ②計(jì)算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是　　　　　　　　　　。 [答案]　(1)①O2、SO2、CO2?、贔e3O4　SO2 (2)①H2O2+SO2H2SO4　② (3)①排除SO2對CO2測定的干擾?、谖誄O2前、后吸收瓶的質(zhì)量 [解析]　 (1)①鋼樣進(jìn)行灼燒，碳、硫轉(zhuǎn)化為二氧化碳和二氧化硫，所以氣體成分為CO2、SO2和O2;②若硫元素的存在形式為FeS，根據(jù)給出的化學(xué)計(jì)量數(shù)，3后面的物質(zhì)為SO2，則根據(jù)質(zhì)量守恒確定1后面的物質(zhì)為Fe3O4，化學(xué)方程式為3FeS+5O2Fe3O4+3SO2。 (2)①H2O2與SO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2O2+SO2H2SO4;②根據(jù)消耗1 mL的氫氧化鈉溶液相當(dāng)于硫含量y g，則消耗z mL的氫氧化鈉溶液相當(dāng)于含硫量為zy g，則鋼樣中硫含量為。 (3)氣體中既含有二氧化硫又含有二氧化碳，測定二氧化碳前必須除去二氧化硫，避免干擾，所以B、C裝置用于除去二氧化碳中的二氧化硫，測定碳的含量即測定二氧化碳的量，因此需要測定的數(shù)據(jù)是吸收二氧化碳裝置(二氧化碳吸收瓶)前后的質(zhì)量(質(zhì)量差值為二氧化碳的質(zhì)量)。 (xx山東卷)工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na2S2O35H2O，實(shí)驗(yàn)室可用如下裝置(略去部分夾持儀器)模擬生產(chǎn)過程。 燒瓶C中發(fā)生反應(yīng)如下: Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)Na2SO3(aq)+H2S(aq)　(Ⅰ) 2H2S(aq)+SO2(g)3S(s)+2H2O(l)　(Ⅱ) S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)　(Ⅲ) (1)儀器組裝完成后，關(guān)閉兩端活塞，向裝置B中的長頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液柱，若　　　　　　　　　　　　，則整個(gè)裝置氣密性良好。裝置D的作用是　　　　　　　　　　　。裝置E中為　　　　　　　　溶液。 (2)為提高產(chǎn)品純度，應(yīng)使燒瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反應(yīng)，則燒瓶C中Na2S和Na2SO3的物質(zhì)的量之比為　　　　　　　　。 (3)裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率，其中的液體最好選擇　　　　(填字母)。 a. 蒸餾水　b. 飽和Na2SO3溶液　c. 飽和NaHSO3溶液 d. 飽和NaHCO3溶液 實(shí)驗(yàn)中，為使SO2緩慢進(jìn)入燒瓶C，采用的操作是　　　　　　　　　　。已知反應(yīng)(Ⅲ)相對較慢，則燒瓶C中反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　。反應(yīng)后期可用酒精燈適當(dāng)加熱燒瓶A，實(shí)驗(yàn)室用酒精燈加熱時(shí)必須使用石棉網(wǎng)的儀器還有　　　　(填字母)。 a. 燒杯　　b. 蒸發(fā)皿　　c. 試管　　d. 錐形瓶 (4)反應(yīng)終止后，燒瓶C中的溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶即可析出Na2S2O35H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質(zhì)。利用所給試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢測產(chǎn)品中是否存在Na2SO4，簡要說明實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論: 　。 已知Na2S2O35H2O遇酸易分解:S2+2H+S↓+SO2↑+H2O 供選擇的試劑:稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液。 [答案]　(1)液柱高度保持不變　防止倒吸　NaOH (2)2∶1 (3)c　控制滴加硫酸的速度　溶液變澄清(或渾濁消失)　ad (4)取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層溶液(或過濾、取濾液)，滴加BaCl2溶液，若出現(xiàn)沉淀則說明含有Na2SO4雜質(zhì) [解析]　(1)若裝置氣密性良好，則裝置B中的長頸漏斗加入水，B瓶內(nèi)壓強(qiáng)變大，在長頸漏斗的頸中會(huì)形成一段液柱，且液柱高度保持不變;根據(jù)裝置圖可知裝置D是安全瓶，可防止E中液體倒吸進(jìn)入C中;裝置E是用來吸收未反應(yīng)完全的H2S或SO2的尾氣處理裝置，因此E中試劑需用堿溶液，如NaOH溶液。 (2)反應(yīng)(Ⅰ)2+反應(yīng)(Ⅱ)+ 反應(yīng)(Ⅲ)3可得該轉(zhuǎn)化過程的總反應(yīng):2Na2S+Na2SO3+3SO23Na2S2O3，則C瓶中Na2S和Na2SO3的物質(zhì)的量之比最好為2∶1。 (3)為減少SO2的損失，裝置B中液體最好是飽和亞硫酸氫鈉溶液;可通過控制滴加濃硫酸的速度來減慢SO2的產(chǎn)生速率從而達(dá)到減慢SO2進(jìn)入燒瓶C的實(shí)驗(yàn)要求;燒瓶C中反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)，溶液中的硫全部轉(zhuǎn)化為Na2S2O3，溶液由渾濁變澄清;燒杯、錐形瓶加熱時(shí)需墊石棉網(wǎng)，蒸發(fā)皿、試管可直接用酒精燈加熱。 (4)為檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否含有Na2SO4，可取少量產(chǎn)品溶于足量鹽酸，以排除溶液中S(包含S2與鹽酸反應(yīng)生成的S)，然后取上層清液，滴加BaCl2溶液，看是否有白色沉淀，得出上層清液中是否含有S的結(jié)論，進(jìn)而做出產(chǎn)品中有無Na2SO4雜質(zhì)的判斷。 工業(yè)上常用氨氧化法制硝酸，硝酸工業(yè)生產(chǎn)中的尾氣可用純堿溶液吸收，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO2+Na2CO3NaNO2+NaNO3+CO2、NO+NO2+Na2CO32NaNO2+CO2。若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有NO、NO2的混合氣體(不考慮N2O4)恰好與50 mL 1.0 molL-1 Na2CO3溶液反應(yīng)完全，且生成NaNO2和NaNO3的物質(zhì)的量之比為4∶1，則混合氣體中NO氣體的體積分?jǐn)?shù)為多少?(請寫出計(jì)算過程) [答案]　30% [解析]　解法一:設(shè)生成的NaNO3為x n(Na2CO3)=0.050 L1.0 molL-1=0.05 mol 2NO2+Na2CO3NaNO2+NaNO3+CO2 2　　　　1　　　　　1　　　　1 2x　　　x　　　　　x　　　　x NO+NO2+Na2CO32NaNO2+CO2 1　　 1　　　 1　　　　2 　　　　　0.05 mol-x　2(0.05 mol-x) 由生成NaNO2和NaNO3的物質(zhì)的量之比為4∶1得 n(NaNO2)=x+2(0.05 mol-x)=0.1-x n(NaNO3)=x =4 x=0.02 mol n(NO)=0.03 mol n(NO2)=0.07 mol w(NO)=100%=30% 解法二:生成物NaNO2、NaNO3中n(N)=n(Na)，n(Na)=2n(Na2CO3)=21.0 molL-15010-3 L=0.1 mol，則n(N)=0.1 mol。又因?yàn)镹aNO2和NaNO3的物質(zhì)的量之比為4∶1，可以求出n(NaNO2)=0.08 mol，n(NaNO3)=0.02 mol。 2NO2　+　Na2CO3NaNO2　+　NaNO3+CO2 2　　　　　1　　　　　1　　　 　　1 0.04 mol　 0.02 mol　 0.02 mol　　0.02 mol NO　　+　　NO2　+　Na2CO32NaNO2+CO2 1　　　　　　1　　　 　1　　　　　2 0.03 mol　 　0.03 mol　0.03 mol　 0.06 mol n(NO)=0.03 mol n(NO2)=0.04 mol+0.03 mol=0.07 mol w(NO)=100%=30%