Question

某兴趣小组同学对“硫在氧气中燃烧”实验的若干问题进行如下实验探究．
I．硫在氧气中燃烧
某小组同学做“硫在氧气中燃烧”的实验时，在燃烧匙里放入少量硫，加热，直到发生燃烧，然后把它伸进充满氧气的集气瓶里．如图1所示，请回答下列问题：
（1）使硫在空气里燃烧，要预先对其加热，是为了

 

，期间观察到燃烧匙里的黄色固体变成

 

态；
（2）硫在氧气瓶里燃烧发出

 

火焰，硫燃烧的化学方程式为

 

；
（3）老师建议在集气瓶底部放少量NaOH溶液，目的是

 

．
Ⅱ．SO₂与NaOH是否发生反应
【查阅资料】通常状况下，1体积水约能溶解40体积SO₂．
【实验方案】同学们向充满SO₂的软塑料瓶中迅速倒入一定量NaOH溶液，拧紧瓶盖，振荡，发现塑料瓶变瘪，他们认为SO₂与NaOH发生了反应．
【反思与改进】甲同学认为上述实验不够严谨，理由是

 

．于是同学们设计了如下两个改进方案．
方案一

实验操作	实验现象
向两个充满SO2的200mL软塑料瓶中分别注入 10mL水和10mL NaOH溶液，振荡，对比．	两个瓶子变瘪的程度完全相同

乙同学认为由于两个瓶子变瘪的程度完全相同，因此无法证明SO₂与NaOH是否发生了反应．试分析导致两个瓶子变瘪的程度完全相同的原因是

 

．他认为若改变注入水和NaOH溶液的体积便可达到实验目的，注入液体的体积可以是

 

（填序号）．
a．15mL      b．8mL      c．5mL      d．3mL
方案二

实验操作	实验现象
利用图2所示装置进行实验： 向两个充满SO2的300mL集气瓶 中分别加入6mL水和NaOH溶液， 一段时间后，打开止水夹，对比．	倒吸入两个集气瓶中的液体体积完全相同

丙同学认为上述方案也无法证明SO₂与NaOH是否发生反应．你认为导致吸入液体的体积完全相同的原因是

 

．
丁同学思考后，将上述装置进行了改进，便达到实验目的．改进装置如图3所示，你认为装置B的作用是

 

．
【拓展与应用】
为了减少二氧化硫的排放，减弱二氧化硫对空气的污染，可以在煤中加入适量的生石灰（CaO） 制成“环保煤”．燃烧时生石灰吸收二氧化硫的化学方程式为：2CaO+mSO₂+O₂═mCaSO₄
请回答下列问题：
（1）m值是

 

；
（2）该反应属于基本反应类型中的

 

；
（3）若煤厂一次共加入含氧化钙80%的生石灰1400吨，则理论上最多可吸收二氧化硫多少吨？（写出计算过程）

Answer 1

考点：实验探究物质的性质或变化规律,氧气的化学性质,碱的化学性质,反应类型的判定,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：I．（1）可燃物燃烧需要一定的条件，所以先加热，使温度达着火点；（2）硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，但在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，并写出反应的方程式；（3）硫燃烧的产物为刺激性气味的二氧化硫，它有毒，污染空气，所以用水或氢氧化钠溶液吸收掉；
Ⅱ．【反思与改进】根据SO₂易溶于水进行分析；
方案一：根据通常状况下1体积水约能溶解40体积SO₂进行解答；
方案二：根据SO₂与NaOH反应后瓶内压强变小有水进入进行分析；
【拓展与应用】（1）据化学反应前后原子的种类和数目不变分析解答；
（2）该反应是由三种物质生成一种物质，属于化合反应；
（3）据氧化钙的质量、以及方程式计算吸收二氧化硫的质量．

解答：解：I．（1）硫在空气里燃烧，温度必须要达到着火点，因此预先对其加热，是为了使硫的温度达到着火点；硫燃烧时观察到燃烧匙里的黄色固体变成液体；
（2）硫在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，燃烧产生二氧化硫，反应的方程式为：S+O₂

点燃  .

SO₂；
（3）二氧化硫有毒，会污染空气，二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应，所以可用它们吸收二氧化硫；
【反思与改进】由于SO₂溶于水中能与水反应生成亚硫酸，也会导致试管内气压减小，使塑料瓶变瘪；
方案一：通常状况下，1体积水约能溶解40体积SO₂，10 mL水就能吸收400mL二氧化硫，为了比较出明显的效果，需注入少量的水，溶解不了200mL的二氧化硫，应选3mL水，最多吸收120mL二氧化硫；
方案二：SO₂与NaOH反应后，瓶内压强变小，打开止水夹，有水倒吸入集气瓶，会溶解余下的二氧化硫；
丁同学将装置进行了改进，置B的作用是防止水倒吸入装置A中；
【拓展与应用】
（1）观察方程式2CaO+mSO₂+O₂

高温  .

mCaSO₄，反应前有2个钙原子，则反应后也应有2个钙原子，所以m=2；
（2）该反应是由三种物质生成一种物质，属于化合反应；
（3）含氧化钙80%的生石灰中含氧化钙1400t×80%=1120t
设理论上最多可吸收二氧化硫的质量为x
2CaO+2SO₂+O₂═2CaSO₄
112　 128
1120t　x

112

1120t

=

128

x

x=1280t
答：理论上最多可吸收二氧化硫1280t；
故答案为：（1）使硫的温度达到着火点；液；（2）蓝紫色； S+O₂

点燃  .

SO₂；（3）吸收二氧化硫，防止二氧化硫逸散到空气中污染空气；
【反思与改进】SO₂溶于水，也会出现塑料瓶变瘪的现象
方案一：10 mL水和10 mL氢氧化钠溶液都能将200 mL的SO₂完全吸收  d
方案二：有水倒吸入集气瓶，会使余下的二氧化硫全部被吸收；防止水倒吸入装置A中
【拓展与应用】（1）2  （2）化合反应
（3）m（CaO）=1400t×80%=1120t
设理论上最多可吸收二氧化硫质量为x
2CaO+2SO₂+O₂═2CaSO₄
112　 128
1120t　x

112

1120t

=

128

x

x=1280t
答：理论上最多可吸收二氧化硫1280t．

点评：本题属于综合性的考查，主要探究硫燃烧试验的一些注意事项、了解防止空气污染的措施、实验过程的干扰及相关的计算，依据相关的知识分析．