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某学习小组对SO2使溶液褪色的机理进行探究。 I.SO2气体的制备和性质初探 (...

某学习小组对SO2使溶液褪色的机理进行探究。

ISO2气体的制备和性质初探

(1)装置A中发生反应的化学方程式____________

(2)装置B中的试剂x____________

(3)小组同学观察到CD中溶液均褪色,通过检验C溶液中有SO42-,得出C中溶液褪色的原因是____________

II.小组同学通过实验继续对D中品红溶液褪色进行探究。

(4)探究使品红褪色的主要主要微粒(分别取2 mL试剂a,滴加2滴品红溶液)

装置

序号

试剂a

实验现象

 

i

0.1 mol/L SO2溶液(pH=2)

红色逐渐变浅,之后完全褪色

ii

0.1 mol/L NaHSO3溶液(pH=5 )

红色立即变浅,之后完全褪色

iii

0.1 mol/L Na2SO3溶液( pH=10)

红色立即褪色

iv

pH=2H2SO4溶液

红色无明显变化

v

试剂a

红色无明显变化

 

①实验 iiiNa2SO3溶液显碱性的原因_____________(结合化学用语分析解释)

②对比实验iii v,可以排除在该实验条件下OH-对品红褪色的影响,则试剂a可能

__________溶液。

查阅资料:品红与SO2水溶液、NaHSO3溶液、Na2SO3溶液反应前后物质如下:

③通过上述实验探究并结合资料,小组同学得出结论:一是使品红溶液褪色的主要微粒是________;二是品红溶液中颜色变化主要与其分子中的________结构有关。

(5)验证SO2使品红褪色反应的可逆性

①甲同学加热实验i褪色后的溶液,产生刺激性气味气体,红色恢复,从化学平衡移动角度解释红色恢复的原因__________

②乙同学向实验i褪色后的溶液中滴入Ba(OH)2溶液至pH=10,生成白色沉淀,溶液变红。写出生成白色沉淀的离子方程式___________

③丙同学利用SO2的还原性,运用本题所用试剂,设计了如下实验,证实了SO2使品红褪色反应的可逆:则试剂Y__________

 

Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑ +2H2O 饱和NaHSO3溶液 SO2具有还原性,与I2发生氧化还原反应,SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,使碘水的黄色褪去。 SO32-在溶液发生水解,SO32-+ H2OHSO3-+OH-,SO32-结合H2O电离的H+,最终达到平衡时溶液中c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性。 pH=10的NaOH溶液或pH=10的Na2CO3溶液 H2SO3、SO32-、HSO3- 双键或共轭或对醌式结构 SO2+H2OH2SO3,加热使溶液中SO2逸出,溶液中H2SO3和SO2浓度均降低,使SO2与品红反应逆向移动,最终达到平衡时,溶液中品红浓度增大,溶液恢复红色。 SO2+2OH-+Ba2+=BaSO3↓+H2O 碘水 【解析】 I.Cu与浓硫酸混合加热发生反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑ +2H2O,制取得到的SO2气体,经B装置中NaHSO3饱和溶液的缓冲作用,SO2具有还原性,在C中SO2与碘水会发生氧化还原反应:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI;SO2具有漂白性,将其通入D中的品红溶液,看到溶液红色褪去,SO2是大气污染物,通入NaOH溶液,发生反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O进行尾气处理。 Ⅱ.(4)①利用盐的水解规律分析溶液显碱性的原因; ②选用溶液pH=10的NaOH或Na2CO3溶液进行对比; ③根据使品红溶液褪色的物质分析使品红溶液褪色的微粒; (5)①加热实验i褪色后的溶液,产生刺激性气味气体,该气体为SO2,同时看到溶液红色恢复; ②SO2与Ba(OH)2发生反应产生BaSO3沉淀,同时看到溶液变红色; ③根据反应SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI分析SO2使品红褪色反应的可逆性。 (1)在装置A中Cu与浓硫酸共热,发生氧化还原反应,产生CuSO4、SO2、H2O,发生反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑ +2H2O; (2)B装置中溶液可以缓冲气流,同时不能溶解SO2气体,可根据H2SO3是二元弱酸,在溶液中存在电离平衡,则B中x溶液为饱和NaHSO3溶液; (3)小组同学观察到C、D中溶液均褪色,通过检验C溶液中有SO42-,这是由于I2具有氧化性,而SO2具有还原性,在溶液中二者会发生氧化还原反应:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,反应产生的H2SO4、HI的水溶液均无色,使C中溶液褪色; (4)①Na2SO3是强碱弱酸盐,在溶液中SO32-会发生水解反应:SO32-+H2OHSO3-+OH-,SO32-结合H2O电离的H+,当最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),因此溶液呈碱性; ②对比实验iii 和v,可以排除在该实验条件下OH-对品红褪色的影响,实验iii为pH=10的Na2SO3溶液,则试剂a可能为pH=10的NaOH溶液或pH=10的Na2CO3溶液; ③根据实验可知,向红色的品红溶液中加入Na2SO3、NaHSO3,会看到溶液红色褪去,说明使品红溶液褪色的主要微粒是H2SO3、SO32-、HSO3-;根据反应前后溶液颜色变化,结合物质分子结构可知:品红溶液中颜色变化主要与其分子中的双键或共轭或对醌式结构有关; (5)①向品红溶液中通入SO2气体,溶液红色褪去,将褪色后的溶液加热,产生刺激性气味气体,红色恢复,说明SO2气体溶于水发生反应:SO2+H2OH2SO3,加热时溶液中SO2气体逸出,溶液中H2SO3和SO2浓度均降低,使SO2与品红反应逆向移动,品红浓度增大,溶液又恢复红色; ②向实验i褪色后的溶液中滴入Ba(OH)2溶液至pH=10,发生反应:SO2+2OH-+Ba2+=BaSO3↓+H2O,生成白色沉淀,由于SO2浓度降低,SO2与品红反应逆向移动,品红浓度增大,使溶液又恢复了变红; ③由于SO2具有还原性,与碘水会发生氧化还原反应:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,使溶液中SO2浓度降低,SO2与品红反应逆向移动,导致品红浓度增大,最终使溶液又恢复了变红。
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某小组探究从印刷电路板回收液(pH=1,含Fe2+Cu2+Cl-及少量Fe3+)制取磁性氧化铁,并测定其中Fe3+Fe2+的物质的量比,过程如下:

已知: 25℃时:Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10–16;溶解度S( FeCl2 )=64g

(1)过程Ⅰ中除铜反应的离子方程式为_______

(2)过程Ⅱ用H2O2比为1.61。该过程中有少量无色气体生成,主要原因是______

(3)过程Ⅲ:调pH、加热

(i)甲同学将溶液迅速调至pH≈4,产生沉淀,通过下列①和②推断沉淀的成分。

①取静置后的上层清液,___________,证明清液中含Fe2+

②甲同学通过已知条件计算,推断沉淀中一定不含Fe(OH)2,其推断过程是______

(ii)乙同学探究不同反应条件对产品质量的影响

①若调节pH过程太慢,在pH≈5时,Fe2+容易在空气中发生副反应,生成FeO(OH)固体影响产品质量。写出该反应的离子方程式________

②若其它条件不变,调节pH过高( pH >9 )、温度高于95oC,产品会掺杂较多红棕色杂质,试分析可能的原因__________

(iii)丙同学迅速将溶液调节pH=9,在80~90℃下搅拌2小时。过滤、洗涤、干燥得到晶体产品。写出制得晶体产品的离子方程式________

(4)Ⅳ测定

取产品样品ag,加过量硫酸溶解,得到样品溶液。用c mol/L KMnO4标准液滴定。(已知:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,杂质不与KMnO4反应,且数据为多次测量平均值)

i. v0 mL样品溶液,用标准液滴定至终点,消耗标准液v1 mL

ii.另取v0 mL样品溶液,加入适量锌粉充分反应(Fe3+完全转化为Fe2+),过滤,再用标准液滴定滤液至终点,消耗标准液v2 mL

(5)晶体中Fe3+Fe2+的物质的量比是_________(用含v1v2的计算式表示)

 

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碘海醇是一种临床中应用广泛的非离子型造影剂,具有耐受性好,毒性低等优点,利用碘海醇做造影剂进行肺部CT检查,能为新冠肺炎确诊及治疗提供重要参考,碘海醇的一种合成路线如下:

已知:①

(1)已知A是苯的同系物,则A的结构简式为________

(2)C中所含官能团的名称为_________

(3)写出C→D的化学反应方程式_________

(4)E的结构简式为_______

(5)MB互为同分异构体,M是含有苯环的酯类物质,能发生银镜反应,且苯环上一氯取代物有两种。写出任意一种符合上述条件的M的结构简式________

(6)上述合成路线中,由合成碘海醇过程如下,下列说法正确的是________

a. 步骤11 mol H需消耗3 mol ICl,并且有副产物HCl生成

b. 步骤2和步骤3中的反应类型相同

c. 碘海醇极易溶于水与其结构中存在较多的羟基有关

(7)有机物Q(C3H8O3)可由油脂水解制得,已知合成路线中的物质B可与Q形成交联聚合物PP的结构片段如下:

①其中的结构简式为_______

②写出一定条件下相同物质的量的BQ反应,形成线型高分子的化学方程式_______

 

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化学小组通过下列步骤测定某工厂废液中铜离子的浓度(已知废水中Fe3+对测定有干扰作用)。

i. 经检验废液中含有Fe3+离子,取V1 mL上述废液,加入NH4HF2,再加H2SO4酸化至pH<4,再次检测,未检验出Fe3+离子;

ii. 在上述溶液中,加入过量KI溶液,放置3 min,有沉淀CuI生成,立即用0.1000 mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至浅黄色,加3 mL淀粉指示剂,继续滴定,至溶液变为浅蓝色;

iii. 再向上述溶液中加入10% KSCN溶液10 mL,继续滴定至终点,共消耗Na2S2O3溶液V2 mL

已知:①CuICuSCN均为白色难溶物,CuI能吸附少量I2CuSCN不吸附I2

I2在水溶液中溶解度较小,I-+I2I3-I-I2I3-的平衡体系溶液呈黄色

I2+2S2O32-=2I-+S4O62-S2O32-S4O62-无色;

(1)①步骤i中检验含Fe3+离子操作和现象_______

②已知 Fe3++6F-[FeF6]3-,如果省略步骤i,则导致实验结果________(偏大偏小” )

(2)①步骤ii中生成沉淀的离子方程式_____________

②步骤ii中加入的KI的量是理论值的23倍,其目的一是使Cu2+充分反应;二是__________

(3)①步骤iii中加入KSCN溶液使ii中的沉淀转化为CuSCN沉淀,其目的是___________

②步骤iii中判定滴定终点的现象是_____________

(4)经小组测定,废液中c(Cu2+)=______________

 

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某同学设计下图装置进行电解饱和食盐水自制“84”消毒液。回答下列问题

(1)电解饱和食盐水时,a连接电源的_________极(填)。

(2)利用该装置自制消毒液的化学反应方程式是_________

(3)“84”消毒液不用时需要密封保存,否则会与空气中_________发生反应,生成不稳定的物质。

②该同学利用传感技术进行某溶液中次氯酸的稳定性实验。用强光照射盛有该溶液的广口瓶,过程中溶液的pHCl-的浓度、瓶中氧气的体积分数变化如下图:

该同学分析数据得出的结论是_________(用化学方程式表示)

(4)“84”消毒液不能与洁厕灵混用,也不能与消毒酒精混用,请从物质性质的角度解释“84”消毒液不能与消毒酒精混用的原因________

 

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CO2H2合成甲醇的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  ∆H,按相同的物质的量投料,测得CO2在不同温度下(T1< T2)的平衡转化率与压强的关系如下图所示。下列说法正确的是

A.该反应的ΔH>0 B.正反应速率:υ(a)>υ(c)

C.CH3OH的体积分数:φ(b)<φ(a) D.平衡常数:K(b)>K(c)

 

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