解题思路:(1)①反应时,S元素的化合价由+4升高为+6价,Fe元素的化合价由+3价降低为+2,由电子守恒分析;
②蒸发用到蒸发皿、石棉网、玻璃棒,过滤用到漏斗、烧杯、玻璃棒;
(2)利用平衡浓度计算化学平衡常数K,利用S原子守恒及反应可知,起始n(SO2)=5mol,转化的n(SO2)=3mol;
(3)随反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,稀硫酸与Fe反应生成氢气,检验氢气利用燃烧产物使无水硫酸铜变蓝来说明.
(1)①反应时,S元素的化合价由+4升高为+6价,Fe元素的化合价由+3价降低为+2,SO2和Fe3+的化合价升降之比为2:1,因此参加反应的物质的量之比为1:2,故答案为:1:2;
②蒸发用到蒸发皿、玻璃棒,过滤用到漏斗、烧杯、玻璃棒,没有用到石棉网、坩埚,故答案为:B、F;
(2)设反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的平衡常数K,
平衡时,c(SO3)=3.0mol/2.0L=1.5mol∙L-1
c(O2)=1.0mol/2.0L=0.5 0mol∙L-1
c(SO2)=2.0mol/2.0L=1.0mol∙L-1
K=
(1.5mol/L)2
0.5mol/L×(1.0mol/L)2═4.5mol∙L-1,
设反应过程消耗x mol O2(g)
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)
起始物质的量/mol a b
转化物质的量/mol 2x x 2x
平衡物质的量/mol 2.0 1.0 3.0
则:2x=3.0 a-2x=2.0 b-x=1.0 a=5.0mol
SO2的平衡转化率=[3.0mol/5.0mol]×100%=60%,
故答案为:K=4.5,转化率为60%;
(3)随反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,稀硫酸与Fe反应生成氢气,若生成氢气,则燃烧产物使无水硫酸铜变蓝,则
①猜想:气体为SO2和H2的混合气体,
②验证方法:将气体通入品红溶液,若红色褪去,说明含有SO2,继续将气体依次通入过量的酸性高锰酸钾、浓硫酸,然后将气体点燃,产物冷却后,若能使无水硫酸铜变蓝,证明此气体为H2,
故答案为:气体为SO2和H2的混合气体;将气体通入品红溶液,若红色褪去,说明含有SO2,继续将气体依次通入过量的酸性高锰酸钾、浓硫酸,然后将气体点燃,产物冷却后,若能使无水硫酸铜变蓝,证明此气体为H2.
点评:
本题考点: 化学平衡的计算;二氧化硫的化学性质.
考点点评: 本题考查较综合,涉及化学平衡的计算、氧化还原反应的计算及实验,侧重学生分析能力和计算能力的考查,注意浓硫酸的性质、二氧化硫、氢气的检验等,题目难度中等.