3.1二氧化硫和三氧化硫【查看更多】

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二氧化硫和氮氧化物（NOx）对大气污染日趋严重，研究消除大气污染的方法是化学工作者的重要课题，目前有很多种方法消除大气污染．

（1）可利用甲烷催化还原NOx的方法处理NO_x，反应如下：
CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-574kJ?mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-1160kJ?mol^-1
则CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=

-867 kJ/mol

；
（2）汽车尾气中的主要污染物有CO、NOx、碳氢化合物等，降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：
2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）；△H＜0．
生成无毒物质，减少汽车尾气污染．若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，15分钟后达到平衡，反应过程中各物质的浓度变化如图1所示，则
①前15s内的平均反应速率v （N₂）=

0.013 mol/（L?s）

（小数点保留3位）；
②该反应平衡常数K=

0.035

（小数点保留3位）；
③若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N₂各0.6mol，平衡将

不移动

移动（填“向左”、“向右”或“不”）；20min时，若改变反应条件，导致N₂浓度发生如图1所示的变化，则改变的条件可能是

（填序号）；
a 加入催化剂　 b 降低温度　 c 缩小容器体积　 d 增加CO₂的量
④该可逆反应△S

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”），在

低温

（填“高温”、“低温”或“任何温度”）下能自发进行．
（3）CO分析仪以燃料电池为工作原理，其装置如图2所示，该电池中电解质为氧化钇-氧化钠，其中O^2-可以在固体介质NASICON中自由移动．下列说法错误的是

A．负极的电极反应式为：CO+O^2--2e^-=CO₂
B．工作时电极b作正极，O^2-由电极a流向电极b
C．工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高
（4）利用Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用，常温下将SO₂转化为SO₄^2- 而实现对SO₂的处理目的．其中Fe³⁺的最外层电子排布式为

3s²3p⁶3d⁵

；SO₂的VSEPR模型名称为

平面三角形

；与SO₂互为等电子体的离子有

NO₂^-

．
（5）N₂O₅是重要的硝化剂和氧化剂，可用电解法制备N₂O₅，如图3所示，N₂O₅在电解池的

阳极

（填“阳极”或“阴极”）区生成，其电极反应式为

N₂O₄-2e^-+2HNO₃=2N₂O₅+2H⁺

．

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二氧化硫是啤酒中含量较低而又重要的组分，大部分是在发酵过程中产生的，是啤酒内源抗氧化物的一种，它的存在量与啤酒的抗氧化性有很大的关系．
（1）如图是某啤酒样品不同时间阶段总SO₂变化情况．
试根据中学所学化学知识分析啤酒样品中总SO₂随时间变化的原因之一是

二氧化硫与酒体中溶解氧发生反应转化为SO₄^2-而逐渐减少

（2）已知甲醛溶液可吸收二氧化硫生成稳定的羟基甲磺酸：HCHO+H₂SO₃?HO-CH₂-SO₄H．该有机反应类型属于

加成

反应．
（3）啤酒中的二氧化硫可用碘量法进行测定．其原理是：
第一步：先直接用碘标准溶液（0.01mol/L，下同）滴定啤酒样品（10g）中所有还原性物质消耗碘标准溶液V₁mL；
第二步：再另取相同质量的啤酒样品加入足量的甲醛溶液，充分反应后再用碘标准溶液滴定，消耗碘标准溶液V₂mL；
根据V₁和V₂可计算出该啤酒中的二氧化硫含量（g/kg）（提示：①SO₂+2H₂O+I₂=2HI+H₂SO₄；②羟基甲磺酸、甲醛不与I₂反应）
请回答：
①碘标准溶液应用

酸式

（选填“酸式”或“碱式”）滴定管盛装．
②若进行三次平行实验得到V₁和V₂的平均值分别是：V₁=4.75mL；V₂=4.25mL．则该啤酒样品中SO₂的含量为

0.032

g/kg．
③第二步中加入足量甲醛后约4～6min再进行滴定，若加入甲醛后立即滴定会使测定结果

偏小

．（选填“偏大”、“偏小”、“不变”）

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二氧化硫是重要的工业原料,探究其制备方法和性质具有非常重要的意义。
(1)工业上用黄铁矿(FeS₂,其中S元素为-l价)在高温下和氧气反应制备SO₂:4FeS₂+11O₂8SO₂+2Fe₂O₃,该反应中被氧化的元素是　　　　(填元素符号)。当该反应转移2.75 mol电子时,生成的二氧化硫在标准状况下的体积为　　　　L。
(2)实验室中用下列装置测定SO₂催化氧化为SO₃的转化率。(已知SO₃熔点为16.8 ℃,假设气体进入装置时分别被完全吸收,且忽略空气中CO₂的影响。)

①简述使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓硫酸的操作是                         。
②实验过程中,需要通入氧气。试写出一个用如图所示装置制取氧气的化学方程式                              。

③当停止通入SO₂,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气,其目的是           。
④实验结束后,若装置D增加的质量为m g,装置E中产生白色沉淀的质量为n g,则此条件下二氧化硫的转化率是　　　　(用含字母的代数式表示,不用化简)。
(3)某学习小组设计用如图装置验证二氧化硫的化学性质。

①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为                              。
②为验证二氧化硫的还原性,充分反应后,取试管b中的溶液分成三份,分别进行如下实验:
方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO₃溶液,有白色沉淀生成
方案Ⅱ:向第二份溶液加入品红溶液,红色褪去
方案Ⅲ:向第三份溶液加入BaCl₂溶液,产生白色沉淀
上述方案中合理的是　　　　(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管b中发生反应的离子方程式为                                                     。
③当通入二氧化硫至试管c中溶液显中性时,该溶液中c(Na⁺)=　　　　(用含硫微粒浓度的代数式表示)。