培优习题-氧族.doc

氧族元素培优练习题1、接触法制硫酸排放的尾气中，含少量的二氧化硫。(1)为了测定尾气中二氧化硫的体积分数，取10.0 L尾气(标准状况)缓慢通过足量的溴水，然后在此溶液中加入过量的BaCl2溶液，产生白色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥后称重为0.233 g。则尾气中二氧化硫的体积分数为 。(2)某研究小组用氨水吸收尾气中的SO2，再向吸收液中加入硫酸，制取高浓度的SO2气及（NH4）2SO4和NH4HSO4固体。为测定所得固体样品中（NH4）2SO4和NH4HSO4的含量，现称取该样品四份，分别和80.0 mL相同浓度的NaOH溶液混合，并加热到90左右，充分反应，使氨气全部逸出设此时（NH4）2SO4和NH4HSO4均没发生自身的分解。测得有关实验数据如下表（气体体积均已折算为标准状况）： 实验序号样品质量/g氢氧化钠溶液的体积/mL氨气的体积/mL14.880.03.3629.680.04.4844.480.02.2474.080.00.00据此,请回答:当用7.4 g该样品和80.0 mL相同浓度的氢氧化钠溶液混合而进行同样的实验时,在标准状况下生成氨气的体积为 。试计算该样品中（NH4）2SO4和NH4HSO4的物质的量之比： 。欲计算实验所用的氢氧化钠溶液的物质的量浓度，则应选择序号 的实验数据，由此求得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为 。(3)将尾气通入含有a mol NaOH的溶液中，充分反应，对此请在下图中分别画出n(Na2SO)、n(NaHSO3)随尾气中n(SO2)的变化曲线。 2、氧族元素的各种性质可归纳整理出如下图所示的表格（部分）：元素性质8O16SSe52Te单质沸点（）-183444.66851390主要化合价-2-2，+4，+6-2，+4，+6原子半径（nm）0.0740.1020.1160.143单质与H2反应点燃易化合加热化合加热难化合不能直接化合回答下列问题：2,4,6 （1）硒的原子结构示意图为： 。 （2）H2O2可以作脱氯剂，用于消除水中的Cl2，写出该反应的化学方程式 。 （3）碲的主要化合价可能有 。（4）工业上可用Al2Te3制备H2Te，化学方程式为 。 （5）右图所示为上述氧族元素单质与H2反应过程中的能量变化示意图，其中a、b、c、d分别表示氧族中某一元素的单质，H为相同物质的量的单质与H2反应过程中的能量变化（反应的热效应）。则：b代表 ，d代表 （写化学式）。3、钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域(1)V2O5是接触法制硫酸的催化剂一定条件下，SO2与空气反应t min后，SO2和SO3物质的量浓度分别为a mol/L和b mol/L, 则SO2起始物质的量浓度为 mol/L ；生成SO3的化学反应速率为 mol/(Lmin) 工业制硫酸，尾气SO2用_吸收(2)全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如右图所示当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为 充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由 色变为 色放电过程中氢离子的作用是 和 ；充电时若转移的电子数为3.011023个，左槽溶液中n(H+)的变化量为 4、以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整 4 +11（2）接触室中发生反应的化学方程式是 。（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母） 。a. 为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎b. 过量空气能提高SO2的转化率c. 使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率 d. 沸腾炉排出的矿渣可供炼铁（4）每160g气体与化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程是： 。（5）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2和铵盐。SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的。SO2吸收的离子方程式是 。 为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)。该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量。部分测定结果；铵盐质量为10.00g和20.00g 时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00g时，浓硫酸增加的质量为0.68g；铵盐质量为40.00g时，浓硫酸的质量不变。计算：该铵盐中氮元素的质量分数是 %； 若铵盐质量为15.00g。 浓硫酸增加的质量为 。 （计算结果保留两位小数）5、过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂，它的水溶液又称为双氧水，常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量，并探究了过氧化氢的性质。.测定过氧化的含量：请填写下列空白：（1）移取10.00 m密度为 g/mL的过氧化氢溶液至250mL _(填仪器名称)中，加水稀释至刻度，摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释，作被测试样。（2）用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。(3) 滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入_（填“酸式”或“碱式”）滴定管中。滴定到达终点的现象是：_。（4）复滴定三次，平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL，则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为_。（5）若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果_（填“偏高”或“偏低”或“不变”）。.探究过氧化氢的性质： 该化学举小组根据所提供的实验条件设计了两个实验，分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。（实验条件：试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾演粉溶液、饱和硫化氢溶液，实验仪器及用品可自选。）请将他们的实验方法和实验现象填入下表：实验内容实 验 方 法实 验 现 象验证氧化性验证不稳定性催化剂6、过氧化氢对环境友好，性质多样，有很重要的研究和应用价值。（1）实验室利用反应2H2O2= 2H2O+O2可制备氧气。 取等物质的量浓度等体积H2O2溶液分别进行下列实验，研究外界条件对该反应速率的影响，实验报告如下表所示。 序号条件现象结论温度/催化剂140FeCl3溶液220FeCl3溶液320MnO2420无实验1、2研究的是 _ 对H2O2分解速率的影响。实验2、3的目的是_。 A实验中可以表明该反应速率差异的现象是_。 实验室用MnO2做该反应的催化剂，使用如右图所示装置的A部分制备O2，避免反应过于剧烈的操作是 。（2）Na2O2与水反应也可生成O2。某同学取4 g Na2O2样品与过量水反应，待反应完全终止时，得100 mL溶液X和448 mL O2（已折算为标准状况）。该同学推测样品中含有杂质或反应中生成H2O2，并进行实验研究。 取少量X于试管中，滴加FeCl2溶液，立即生成红褐色沉淀。则反应的离子方程式是： 。 通过如上图所示整套实验装置测定Na2O2样品的纯度，假设所含杂质不参加反应。取25 mL X，滴入烧瓶内使其与过量KMnO4酸性溶液反应，最终生成56 mL O2（已折算为标准状况），则此样品中Na2O2的质量分数是 。7、.二氯化二硫（S2C12）在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2C12，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，得到如下信息： 将干燥的氯气在110 140与硫反应，即可得S2C12粗品。 有关物质的部分性质如下表：物质熔点/沸点/化学性质S112.8444.6略S2C1277137遇水生成HCl、SO2、S；300以上完全分解；S2C12 + C12 = 2SCl2设计实验装置图如下：（1）上图中装置不够完善，请你提出改进意见_。利用改进后的正确装置进行实验，请回答下列问题：（2）B中反应的离子方程式：_；E中反应的化学方程式：_。（3）C、D中的试剂分别是_、_。（4）仪器A名称分别是_，F的作用是_。（5）如果在加热E时温度过高，对实验结果的影响是_，在F中可能出现的现象是_。（6）S2C12粗品中可能混有的杂质是（填写两种）_、_，为了提高S2C12的纯度，关键的操作是控制好温度和_。8、用如右图所示惰性电极电解NaHSO3溶液的装置。阳极区放出气体的成分为 。（填化学式）阳极的电极反应式是： 。9、用过量NaOH溶液吸收硫化氢后，以石墨作电极电解该溶液可回收硫，其电解总反应方程式（忽略氧的氧化还原）为 ；该方法的优点是 。10、工业上电解硫酸锌溶液可实现电解法炼锌（控制条件，使H+难放电、阳极电极不溶解）。写出相关的电解化学方程式： 。11、二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂，其分子结构如右下图所示。常温下，S2Cl2遇水易水解，并产生能使品红褪色的气体。下列说法错误的是A.S2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为： 2S2Cl2+2H2O=SO2+3S+4HClB.S2Cl2为含有极性键和非极性键的极性分子C.S2Br2与S2Cl2结构相似，熔沸点：S2Br2S2Cl2D.12、现代无机化学对硫氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。其中下图是已经合成的最著名的硫氮化合物的分子结构。下列说法正确的是A该物质的分子式为SNB该物质的分子中既有极性键又有非极性键C该物质具有很高的熔、沸点D该物质与化合物S2N2互为同素异形体参考答案：1、 0.224% 1.68 L 14(说明：用序号的相关数据计算) 或 5 mol/L2、 （1） （2）Cl2+H2O2=2HCl+O2 （3）-2、+4、+6（4）Al2Te3+6H2O=2Al（OH）3+3H2Te（或其它合理答案 ）（5）Se（2分）O2 3、 (1) a+b ；b / t 氨水 (2) VO2+ + 2H+ + e- = VO2+ + H2O绿 紫 参与正极反应; 通过交换膜定向移动使电流通过溶液；0.5mol4、（1）FeS2 （2）（3）a b d（4）SO3(g) + H2O(l) = H2SO4(l)；H= 130.3kJ/mol（5）SO2 + Br2 + 2H2O = 4H+ + 2Br - + SO42- 14.56 2.31g5、 I（1）容量瓶 （2）2 5 6 2 8 502（3）酸式 滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色（4） （5）偏高II实验内容实验方法实验现象验证氧化性取适量饱和硫化氢溶液于试管中，滴入过氧化氢溶液。（取适量碘化钾淀粉溶液于试管中，加入过氧化氢溶液。）产生淡黄色沉淀或溶液变浑浊。（溶液变蓝色。）验证不稳定性取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用带火星的木条检验。（取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用导气管将得到的气体通入到装有饱和硫化氢溶液的试管中。）产生气泡，木条复燃。（溶液变浑浊或有浅黄色沉淀产生）6、（1）温度 比较FeCl3溶液和MnO2作为催化剂对H2O2分解反应速率影响的差异 产生气泡的快慢 旋转分液漏斗的活塞，控制滴加H2O2溶液的速率（2）（3分）2Fe2+ +4OH+H2O22Fe(OH)3（3分）97.5 %7、.用导管将A的上口和B相连（或将A换成恒压滴液漏斗）在G和H之间增加干燥装置 .MnO2 + 4 H+ +2C1 Mn