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4.某化学兴趣小组的同学为模拟工业制造硫酸的生产过程,设计了如图所示的装置,请根据要求回答问题:

(1)装置A用来制取氧气,写出相应的化学方程式2H2O2 $\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H2O+O2↑或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
(2)燃烧炉内放一定量黄铁矿粉末,在高温条件下和A装置制出的氧气充分反应,其化学方程式为
4FeS2+11O2$\underline{\underline{高温}}$2Fe2O3+8SO2,在该反应中O2做氧化剂,若消耗了12gFeS2有1.1mol电子发生了转移;
(3)C装置为净化装置,若无该装置,将混合气体直接通入D装置,除对设备有腐蚀外,还会造成的后果是催化剂中毒;
(4)如果D装置的温度是400℃~500℃,在常压下生成0.1molSO3,可放出9.83kJ的热量,请写出该反应的热化学方程式2SO3(g)+O2(g)=2SO2(g)△H=-196.6KJ/mol,并回答在工业中不采取加压措施的原因反应常压下二氧化硫转化率已经很大,增大压强二氧化硫转化率增大不多,且对设备要求高;
(5)为检验从接触室出来的气体成分,甲同学设计如下实验:

①A中盛放的试剂是BaCl2溶液;
②B中盛放98.3%浓硫酸的作用是除SO3气体,乙同学提出可用饱和NaHSO3溶液代替98.3%的浓硫酸,请你判断乙同学的方案不可行(填“可行”或“不可行”),说明理由SO3与NaHSO3反应生成SO2,对实验结果造成干扰;
③C中盛放的试剂是酸性KMnO4溶液或溴水,其作用是检验并吸收SO2

分析 (1)实验室制取氧气常用方法有:①2KClO3$\frac{\underline{催化剂}}{△}$KCl+3O2↑、②2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑、③2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H2O+O2↑、④2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,①和②的装置采用固体+固体$\stackrel{△}{→}$气体的典型装置,③和④的装置采用固体+液体→气体的典型装置.
(2)化学反应中元素化合价降低的物质做氧化剂;
(3)从沸腾炉中出来的成分为SO2、O2、N2、水蒸气、灰尘、砷硒化合物等;
(4)如果D装置的温度是400℃~500℃,在常压下生成0.1molSO3,可放出9.83kJ的热量,则生成2molSO3放热196.6KJ,标注物质聚集状态和对应反应的焓变写出热化学方程式,二氧化硫催化氧化为三氧化硫的反应在常压下转化率很高,增大压强二氧化硫的转化率增大不大;
(5)从接触室出来的气体成分SO2、O2、N2、SO3,从实验装置分析,主要是为了检验SO2、SO3气体,SO3气体可溶解与浓硫酸中,所以装置B采用98.3%的浓硫酸目的是除去SO3气体的,则SO3气体的检验只能在装置A中进行,SO2气体的检验吸收则在装置C中进行,选用高锰酸钾溶液或溴水溶液.

解答 解(1)实验室制取氧气常用方法有:①2KClO3$\frac{\underline{催化剂}}{△}$KCl+3O2↑、②2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑、③2H2O2 $\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H2O+O2↑、④2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,①和②的装置采用固体+固体$\stackrel{加热}{→}$气体的典型装置,③和④的装置采用固体+液体→气体的典型装置,装置A中锥形瓶盛放固体、分液漏斗盛放液体,所以装置A符合固体+液体→气体的典型装置,
可以采用2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H2O+O2↑、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑反应原理制取氧气.
故答案为:2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H2O+O2↑或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
(2)沸腾炉中黄铁矿与氧气的反应为:4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2 ,元素化合价降低的做氧化剂,氧元素化合价0价变化为-2价,氧气做氧化剂,铁元素和硫元素化合价升高做还原剂,硫元素化合价-1价变化为+4价,铁元素化合价+2价变化为+3价,反应4molFeS2电子转移44mol,若消耗了12gFeS2物质的量=$\frac{12g}{120g/mol}$=0.1mol,则电子转移1.1mol,
故答案为:O2;1.1;
(3)从沸腾炉中出来的成分为SO2、O2、N2、水蒸气、灰尘、砷硒化合物等,C装置为净化装置,若无该装置,将混合气体直接通入D装置,除对设备有腐蚀外,还会造成的后果是,砷硒化合物能导致催化剂失去催化活性,所以在进入接触室前要除去水蒸气、灰尘、砷硒化合物,
故答案为:催化剂中毒;
(4)如果D装置的温度是400℃~500℃,在常压下生成0.1molSO3,可放出9.83kJ的热量,则生成2molSO3放热196.6KJ,标注物质聚集状态和对应反应的焓变写出热化学方程式,反应常压下二氧化硫转化率已经很大,增大压强二氧化硫转化率增大不多,且对设备要求高,所以工业中不采取加压措施,
故答案为:2SO3(g)+O2(g)=2SO2(g)△H=-196.6KJ/mol;反应常压下二氧化硫转化率已经很大,增大压强二氧化硫转化率增大不多,且对设备要求高;
(5)从接触室出来的气体成分SO2、O2、N2、SO3,从实验装置分析,主要是为了检验SO2、SO3气体,SO3气体可溶解与浓硫酸中,所以装置B采用98.3%的浓硫酸目的是除去SO3气体的,则SO3气体的检验只能在装置A中进行,SO2气体的检验则在装置C中进行.
①SO3气体的检验利用BaCl2溶液,BaCl2溶液可与SO3气体反应:BaCl2+SO3+H2O═BaSO4↓+2HCl,而BaCl2溶液不与SO2气体反应,所以观察到装置A中出现白色沉淀,则可确定气体中含有SO3气体,
故答案为:BaCl2溶液;
②装置B采用98.3%的浓硫酸目的是除去SO3气体,如果采用饱和NaHSO3溶液代替98.3%的浓硫酸,则饱和NaHSO3溶液既可吸收SO3气体,反应方程式为:2NaHSO3+SO3═Na2SO4+2SO2↑+H2O,该反应生成SO2气体,会影响后面装置C中SO2气体的检验,
故答案为:除去SO3气体;不可行;SO3与NaHSO3反应生成SO2,对实验结果造成干扰;
③SO2气体的检验利用品红溶液或溴水或酸性KMnO4溶液等,SO2气体可使品红溶液的红色褪色,再加热又恢复红色;SO2气体可使溴水的橙色褪色,反应为:SO2+Br2+2H2O═H2SO4+2HBr,SO2气体可使酸性KMnO4溶液紫色褪色,反应为:2KMnO4+5SO2+2H2O═K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
故答案为:酸性KMnO4溶液或溴水;检验并吸收SO2

点评 本题主要考查计算能力、分析能力、实验设计能力,要求较高,需要扎实的基础知识作依托,尤其是检验从接触室出来的气体成分需要有对知识的综合运用和迁移能力,题目难度中等.

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药品:Cu、Fe、Na和不同浓度的硫酸 (0.5mol/L、2mol/L、18.4mol/L);装置如图
(1)用此装置进行定量实验,应选用的上述实验药品是:
第一组:Fe和0.5mol/L硫酸
第二组:Fe和2mol/L硫酸
(2)应该测定的实验数据是气体从反应开始到推动活塞达到30mL刻度时的时间.
(3)此实验忽视了影响反应速率的其他因素是(假设金属颗粒是均匀的):温度对反应速率的影响.
(4)此实验得到的结论应该是硫酸的浓度越高,反应速率越快.(填“高、低、快、慢”)

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.在容积固定的密闭容器中充入一定量的X、Y两种气体,一定条件下发生可逆反应:3X(g)+Y(g)?2Z(g),并达到平衡.已知正反应是放热反应,测得X的转化率为37.5%,Y的转化率为25%,下列有关叙述正确的是(  )
A.若X的反应速率为0.2 mol/(L•s),则Z的反应速率为0.3 mol/(L•s)
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C.升高温度,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动
D.开始充入容器中的X、Y物质的量之比为2:1

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

12.将4mol A气体和2mol B气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)?2C(g),若经2s 后测得C的浓度为 0.6mol•L-1
(1)现有下列几种说法:
①物质A表示的反应的平均速率为 0.6mol•(L•s)-1
②物质B表示的反应的平均速率为 0.15mol•(L•s)-1
③2s 时物质A的浓度为1.4mol•L-1
④2s 时物质B的转化率为70%.
其中正确的是C
A.①③B.①④C.②③D.③④
(2)若①②中用物质A、B表示的反应速率分别为 0.6mol•(L•s)-1、0.15mol•(L•s)-1,则A(填A或B)物质表示的反应速率更快.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.已知NO2为红棕色气体,而N2O4为无色气体,某温度下,反应N2O4(g)?2NO2(g);△H>0.在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是(  )
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B.保持容器体积不变,加入少许NO2,重新达到平衡时,NO2的体积分数增大
C.保持容器体积不变,加入少许N2O4再达到平衡时,气体颜色变深
D.保持容器体积不变,加入少许NO2,将使正反应速率减小

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.下列说法中,不正确的是(  )
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B.CO、H2CO3等含碳元素的化合物视作无机物的理由是他们的组成和性质跟无机物相似
C.迄今为止,人类发现和合成的有机物已超过3000万种
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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

16.对于以下反应:A(s)+3B(g)?2C(g)+D(g),在一定温度、体积固定的密闭容器中进行,下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是(  )
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13.在化学研究领域,经常需要对一些物质进行性质的确定.如利用下列装置(夹持仪器已略去)测出一定质量镁与盐酸反应放出的气体体积,对金属镁的相对原子质量进行测定,实验步骤如下:
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请回答下列问题:
(1)写出你认为步骤⑤中空格应进行的操作等装置冷却至室温后,再上下调节右边玻璃管的高度,使两端管内液面在同一水平面.
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(3)步骤①中,为什么要用铜网包住镁条?让镁条浸没在盐酸中,防止镁与氧气反应,使镁全部用来产生氢气.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.下列烷烃的系统命名中,不正确的是(  )
A.3,4-二甲基戊烷B.2,3-二甲基丁烷
C.2,2-二甲基丁烷D.2,2,3,3-四甲基丁烷

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