Question

【題目】I.X、Y、Z、W是中學化學中常見的四種氣體。己知：X、Y、Z三種氣體都能對大氣造成污染，在工業上都可以用堿液吸收；X是化石然料燃燒的產物之一，是形成酸雨的物質；Y是一種單質，它的水溶液其有漂白作用；Z是硝酸工業和汽車尾氣中的有害物質之一，能與水反應；W氣體的水溶液滴入酚酞變紅色。

請回答下列問題：

（1）X、Y兩種氣體按物質的量之比1:1在水溶液中能發生反應，化學方程式為_______；

（2）科學家發現，Z在催化劑條件下能與W反應，反應產物中有單質生成，該單質應是（填化學式）____________；該反應是氧化還原反應，則其中的氧化劑是（填化學式）_______。

（3）在Z與水的反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為________。

（4）檢驗W氣體的方法是_____________。

II.H2S和SO2會對環境和人體健康帶來極大的危害，工業上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，其中生物脫H2S的原理為：

H2S+Fe2(SO4)3=S+2FeSO4+H2SO4

4FeSO4+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O

回答下列方法中的問題。

（l）硫桿菌存在時，FeSO4被氧化的速率是無菌時的5×105倍，該菌的作用是_______。

（2）由圖1和圖2判斷使用硫桿菌的最佳條件為______。若反應溫度過高，反應速率下降，其原因是______________。

Answer 1

【答案】 （1）Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4 N2 NO2 1:2 將濕潤的紅色石蕊試紙放在集氣瓶口，若試紙變藍，證明該氣體為NH3 降低反應活化能（或作催化劑） 30℃、pH=2.0 蛋白質變性（或硫桿菌失去活性）

【解析】I、X、Y、Z三種氣體都能對大氣造成污染，在工業上都可以用堿液吸收，說明這三種氣體能和堿反應，X是化石燃料燃燒的產物之一，是形成酸雨的主要物質，化石中含有S元素，二氧化硫和氮氧化物是酸性酸雨的主要氣體，所以X是SO2；Y是一種單質，它的水溶液具有漂白作用，氯氣和水反應生成的次氯酸具有漂白性，且氯氣有毒，所以Y是Cl2；Z是硝酸工業和汽車尾氣中的有害物質之一，汽車尾氣中含有一氧化氮和二氧化氮，能與水反應的氮氧化物是二氧化氮，則Z是NO2，結合物質的性質分析解答：

（1）反應前后元素的種類不變，所以得到兩種酸中，一種含有氯元素，一種含有硫元素，可以據此來判斷．故X、Y兩種氣體按物質的量之比1：1，在水溶液中能發生反應的化學方程式為Cl2+SO2+H2O=2HCl+ H2SO4；

（2）Z在催化劑條件下能與W反應，即二氧化氮和氨氣的反應（即6NO2+8NH3 7N2+12H2O），根據質量守恒定律，則推測反應產物中的單質應是 N2；則化合價降低的為氧化劑，故為 NO2。

（3）在Z與水的反應中，即二氧化氮與水的反應（即3NO2+H2O=2HNO3+NO），則可知氧化劑與還原劑的物質的量之比為 1：2。

（4）因為氨氣為堿性氣體，則檢驗W氣體的方法是 將濕潤的紅色石蕊試紙放在集氣瓶口，若試紙變藍，證明該氣體為NH3。

II、（l）硫桿菌存在時，FeSO4被氧化的速率是無菌時的5×105倍，加快了反應速率，而硫桿菌沒有改變，該菌的作用是降低反應活化能（或作催化劑）；

（2）由圖1可知，溫度在30℃左右時，氧化速率最大，根據圖2可知pH=2.0氧化速率最大，所以使用硫桿菌的最佳條件為30℃、pH=2.0；若反應溫度過高，硫桿菌蛋白質變性失去活性造成反應速率下降。