Question

Ⅰ．硫酸工业产生的废气A（主要成分：SO₂、O₂、N₂、CO₂等）排放到空气中会污染环境。某化学兴趣小组对废气A的组成进行探究，请回答下列问题。

（1）同学甲设计实验检验废气A中含有CO₂，应选择的试剂有            。

A．NaOH溶液       B．酸性KMnO₄溶液        C．澄清石灰水       D．盐酸

（2）同学乙欲测定废气A中SO₂的含量，取a L废气A并设计了如下装置进行实验。

①为了保证实验成功，装置A应具有的现象是             ，搅拌的目的是               。

②同学丙认为A装置前后的质量差就是a L废气中含有的SO₂的质量，然后进行含量计算。经小组讨论后，同学丁提出疑问，按照同学丙的实验，若废气中SO₂完全被吸收，则最后测定的结果应该偏大，同学丁推断的理由是                  。

Ⅱ．溴酸钾具有毒性，是一种常用的分析试剂和氧化剂，实验室中制备过程如下：

已知反应②是复分解反应，根据上述转化关系回答下列问题：

（1）反应①的化学方程式为                  ．

（2）反应②的化学方程式为                  ．

（3）现向含6mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO₃溶液，整个过程中含碘物质的物质的量与所加KBrO₃的物质的量的关系如图所示．请回答下列问题：

①已知b点时，KI反应完全，转移的电子数为                      ．

②b→c过程中，仅有一种元素的化合价发生了变化．则反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比为                        ．

③d点时，n（KBrO₃）为                   ．

Answer

（16分）Ⅰ.（1）B C （2分）

（2）①KMnO4溶液的紫红色不能完全褪色；提高SO2的吸收率。

②实验过程中发生2 H2SO3 +O2 = 2H2SO4

Ⅱ.6MgO+Br2+5Cl2=Mg（BrO3）2+5MgCl2

Mg（BrO3）2+2KCl=MgCl2↓+2KBrO3 6NA（或3.612×1024） 1：5 7.2mol

【解析】

试题分析：硫酸工业产生的废气A中含有SO2、O2、N2、CO2等，（1）同学甲设计实验检验废气A中含有CO2，由于SO2、CO2都是酸性氧化物，都可以澄清石灰水发生反应产生白色难溶性的物质，因此不能直接用于检验，可以利用SO2有还原性，与具有氧化性的酸性KMnO4溶液发生反应，用酸性KMnO4溶液洗气，将SO2氧化为硫酸，然后再通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，就证明含有CO2，否则就不含CO2。故应该选择的试剂代号是BC。（2）①为了保证实验成功，使SO2反应完全，所以装置A应具有的现象是KMnO4溶液的紫红色变浅，但不能完全褪色；搅拌的目的是使SO2与酸性KMnO4充分接触，以提高SO2的吸收率；②同学丙认为A装置前后的质量差就是a L废气中含有的SO2的质量，然后进行含量计算。经小组讨论后，同学丁提出疑问，按照同学丙的实验，若废气中SO2完全被吸收，则最后测定的结果应该偏大，同学丁推断的理由是实验过程中发生2 H2SO3 +O2 =2H2SO4；Ⅱ．反应②是复分解反应，溶液与KCl反应产生溴酸钾，因此反应①中MgO、Br2、Cl2要发生反应产生Mg（BrO3）2，根据原子守恒、电子守恒可得该反应的方程式是6MgO+Br2+5Cl2=Mg（BrO3）2+5MgCl2。（2）反应②是复分解反应，过滤后的滤液中含有KBrO3，说明形成的MgCl2是难溶性的物质，该反应的化学方程式为Mg（BrO3）2+2KCl=MgCl2↓+2KBrO3；（3）①已知b点时，KI反应完全，反应产生的含有碘元素的物质的量是3mol，说明反应产生了I2，6molKI发生反应产生3mol的I2反应方程式是：6I-+BrO3-+6H+= 3I2+Br-+3H2O，转移的电子数为6NA；KBrO3的物质的量是1mol，②b→c过程中，仅有一种元素的化合价发生了变化．则应该是Br-与BrO3-之间发生氧化还原反应，反应的离子方程式是：5Br-+BrO3-+ 6H+=3Br2+3H2O,此时氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:5．③发生的反应依次是：6I-+6H++BrO3-= 3I2+Br-+3H2O，BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O，BrO3-+I2=2IO3-+Br2。总反应方程式是：5I-+6H++6BrO3-= 5IO3-+3Br2+3H2O，根据方程式可知6molKI完全反应，需要消耗KBrO3的物质的量是6mol×6/5=7.2mol。所以d点时，n（KBrO3）=7.2mol。

【考点定位】考查物质的成分检验、含量的测定、物质的制备及氧化还原反应的有关计算的知识。

【名师点睛】SO2、CO2是常见的两种酸性氧化物，经常碰见关于它们的检验、除杂等知识。二者都可以使澄清石灰水变浑浊，因此不能用澄清石灰水区分二者，可以利用SO2具有漂白性，可以使品红溶液褪色确定SO2的存在，若要除去CO2中混有的杂质SO2，可以利用酸性H2SO3>H2SO3的性质，将混合气体通过足量饱和的NaHCO3溶液，发生反应：SO2+ NaHCO3=CO2+ NaHSO3；若要检验SO2和CO2混合气体中CO2的存在，可以利用SO2有强的还原性，可以被氧化剂酸性KMnO4溶液或溴水、FeCl3溶液氧化为H2SO4的性质，先将其氧化除去，用品红溶液检验已经除干净，然后载通入澄清石灰水中观察石灰水是否变浑浊进行检验。在确定氧化还原反应方程式的配平及书写时，要结合图像显示的物质的物质的量的关系，及反应前后物质的转化关系，结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒配平。