Question

工業(yè)排放大量的SO₂氣體嚴重污染空氣，請回答下列有關(guān)SO₂的問題：
（1）已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol．

①硫可以發(fā)生如上轉(zhuǎn)化，其反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖1所示．a(chǎn)=

 

．
②某SO₂（g）和O₂（g）體系，t₁時達到平衡后，若不從外界增減物質(zhì)，只改變某一外界條件，反應(yīng)速率v與時間t的關(guān)系如圖2所示，則圖中t₄時引起平衡移動的條件可能是

 

．
（2）有學(xué)者想利用如圖3所示裝置用原電池原理將SO₂轉(zhuǎn)化為重要的化工原料，A、B是惰性電極．導(dǎo)線中電子移動方向為

 

（用A、C表示），A極的電極反應(yīng)式為

 

．
（3）國家標準（GB2760-2011）規(guī)定葡萄酒中SO₂最大含有量為0.25g?L^-1．某興趣小組用圖4裝置（夾持裝置略）收集某葡萄酒中SO₂，并對其含量進行測定．
①B中加入300.00mL葡萄酒和適量鹽酸，加熱使SO₂全部逸出并與C中H₂O₂完全反應(yīng)，其化學(xué)方程式為

 

②除去C中過量的H₂O₂，然后用0.0900mol?L^-1 NaOH標準溶液進行滴定，滴定前排氣泡時，應(yīng)選擇圖5中的

 

；若用50mL滴定管進行實驗，當(dāng)?shù)味ü苤械囊好嬖诳潭取?0”處，則管內(nèi)液體的體積

 

（填序號）（a：=10mL，b：=40mL，c：＜10mL，d：＞40mL）
③滴定至終點時，消耗NaOH溶液25.00mL，該葡萄酒中SO₂含量為

 

g?L^-1．
④該測定結(jié)果比實際值偏高，分析原因并利用現(xiàn)有裝置提出改進措施：

 

．

Answer 1

考點：二氧化硫的污染及治理,熱化學(xué)方程式,化學(xué)電源新型電池,中和滴定

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①根據(jù)圖示可知，a為1mol二氧化硫與1mol氧氣充分反應(yīng)達到平衡時放出的熱量的數(shù)值，根據(jù)熱化學(xué)方程式2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol進行計算即可；
②t₄時正逆反應(yīng)速率都增大，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率平衡向著逆向移動，據(jù)此進行判斷改變的條件；
（2）SO₂與O₂反應(yīng)生成SO₃，SO₃再與水化合生成硫酸，根據(jù)硫酸的出口判斷正負極，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，原電池放電時，電子有負極流向正極；
（3）①二氧化硫具有還原性，能夠與實驗室反應(yīng)生成硫酸，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式； 
②氫氧化鈉應(yīng)該盛放在堿式滴定管中，根據(jù)堿式滴定管的排氣泡法進行判斷；根據(jù)滴定管的構(gòu)造判斷滴定管中溶液的體積；
③根據(jù)關(guān)系式2NaOH～H₂SO₄～SO₂及氫氧化鈉的物質(zhì)的量計算出二氧化硫的質(zhì)量，再計算出該葡萄酒中的二氧化硫含量；
④根據(jù)鹽酸是揮發(fā)性酸，揮發(fā)的酸消耗氫氧化鈉判斷對測定結(jié)果的影響；可以選用非揮發(fā)性的酸或用蒸餾水代替葡萄酒進行對比實驗，減去鹽酸揮發(fā)的影響．

解答： 解：（1）①根據(jù)圖象變化可知，1mol二氧化硫與1mol氧氣充分反應(yīng)達到平衡時，生成0.2mol三氧化硫放出的熱量為akJ，由2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol可知，2mol二氧化硫完全反應(yīng)生成2mol三氧化硫放出196.6kJ熱量，則生成0.2mol三氧化硫放出19.66kJ熱量，
故答案為：19.66；
②根據(jù)圖象曲線變化可知，t₄時正逆反應(yīng)速率都增大，可能為增大壓強或者升高溫度，由于逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡向著逆向移動，由于增大壓強平衡向著正向移動，升高了溫度平衡向著逆向移動，所以此時改變的條件為升高溫度，
故答案為：升溫；
（2）該原電池中，負極上失電子被氧化，所以負極上投放的氣體是二氧化硫，二氧化硫失電子和水反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子，則A為負極，A電極發(fā)生的反應(yīng)為：SO₂-2e^-+2 H₂O=4H⁺+SO₄^2-；原電池放電時，電流由正極流向負極，電子帶負電荷，流動方向與電流方向相反，即由A流向C，
故答案為：由A到C；SO₂-2e^-+2 H₂O=4 H⁺+SO₄^2-；
（3）①雙氧水具有氧化性，能夠?qū)⒍�氧化硫氧化成硫酸，反�?yīng)的化學(xué)方程式為：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄，
故答案為：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄；
②氫氧化鈉溶液為堿性溶液，應(yīng)該使用堿式滴定管，堿式滴定管中排氣泡的方法：把滴定管的膠頭部分稍微向上彎曲，再排氣泡，所以排除堿式滴定管中的空氣用c的方法；
若用50mL滴定管進行實驗，當(dāng)?shù)味ü苤械囊好嬖诳潭取?0”處，滴定管的0刻度在上方，10mL刻度線下方還有40mL有刻度的溶液，另外滴定管50mL刻度線下有液體，因此管內(nèi)的液體體積＞（50.00mL-10.00mL）=40.00mL，所以d正確，
故答案為：c；d；
③根據(jù)2NaOH～H₂SO₄～SO₂可知SO₂的質(zhì)量為：

1

2

×（0.0900mol/L×0.025L）×64g/mol=0.072g，該葡萄酒中的二氧化硫含量為：

0.72g

0.3L

=0.24g/L，
故答案為：0.24；
④由于鹽酸是揮發(fā)性酸，揮發(fā)的酸消耗氫氧化鈉，使得消耗的氫氧化鈉溶液體積增大，測定結(jié)果偏高；因此改進的措施為：用不揮發(fā)的強酸，如硫酸代替鹽酸，或用蒸餾水代替葡萄酒進行對比實驗，扣除鹽酸揮發(fā)的影響，
故答案為：原因為鹽酸的揮發(fā)；改進措施：用不揮發(fā)的強酸如硫酸代替鹽酸（或用蒸餾水代替葡萄酒進行對比實驗，扣除鹽酸揮發(fā)的影響）．

點評：本題為一道高考題，考查了探究物質(zhì)的組成、測量物質(zhì)的含量的方法，題目難度中等，試題題量較大，涉及了二氧化硫性質(zhì)、中和滴定的計算，要求學(xué)生掌握探究物質(zhì)組成、測量物質(zhì)含量的方法，明確二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)及中和滴定的操作方法及計算方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．