内容正文:
考点 硫及其化合物的性质和环境保护
本考点大多结合其他元素化合物及氧化还原反应等知识,以实验题、工艺流程题等形式进行考查,考题注重与生产、生活实际的联系,将物质的循环利用、保护环境等观念渗透到考题中,体现“科学态度与社会责任”的化学核心素养。
1.(2021·河北,4,3分,难度★★★)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是 (D)
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
解析本题考查氮氧化物和硫的氧化物的性质、应用及环境污染问题。SO2为无色有刺激性气味的气体,A项错误。汽车尾气中的主要大气污染物为CO、碳氢化合物、氮氧化物、烟尘等,B项错误。氮的固定是将氮由游离态转化为化合态,植物一般利用硝酸盐作为肥料,无法利用NO和NO2,通常大气中不含有NO、NO2,C项错误。工业废气中SO2可采用石灰法进行脱硫,原理为SO2+CaOCaSO3,2CaSO3+O22CaSO4,D项正确。
2.(2021·湖南,2,3分,难度★★)下列说法正确的是 (B)
A.糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物
B.FeO粉末在空气中受热,迅速被氧化成Fe3O4
C.SO2可漂白纸浆,不可用于杀菌、消毒
D.镀锌铁皮的镀层破损后,铁皮会加速腐蚀
解析本题考查了高分子化合物、氧化亚铁的不稳定性、二氧化硫的用途及电化学腐蚀等基础知识。糖类中只有多糖属于高分子化合物,而单糖、双糖等都不属于高分子化合物,A项错误;氧化亚铁具有较强的还原性,在空气中受热可迅速被氧气氧化生成四氧化三铁,B项正确;二氧化硫具有漂白性,可漂白纸浆,少量的二氧化硫也可用于杀菌消毒,如二氧化硫用于葡萄酒的生产等,C项错误;镀锌铁皮镀层锌破损后,会构成锌铁原电池,铁作正极,仍会被锌保护,D项错误。
3.(2020·海南,15,10分,难度★★★)以黄铁矿(主要成分FeS2)为原料生产硫酸,应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用,减轻对环境的污染。其中一种流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)黄铁矿中硫元素的化合价为 。
(2)由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为 。
(3)欲得到更纯的NaHSO3,反应①应通入 (填“过量”或“不足量”)的SO2气体。
(4)因为Na2S2O5具有 性,导致商品Na2S2O5中不可避免地存在Na2SO4。
检验其中含有的方法是 。
(5)一般用K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤:称取一定量样品,用过量稀硫酸溶解,用标准K2Cr2O7 溶液滴定其中的Fe2+。
反应式:Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O
某次实验称取0.280 0 g样品,滴定时消耗浓度为0.030 00 mol·L-1的K2Cr2O7溶液25.10 mL,则样品中铁含量为 %。
答案(1)-1 (2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(3)过量 (4)还原 (5)先加入盐酸,再加入氯化钡溶液,生成白色沉淀,说明含有 (6)90.36
解析黄铁矿(主要成分FeS2)煅烧生成氧化铁和二氧化硫,氧化铁用CO还原得到还原铁粉,用K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度;二氧化硫经过一系列步骤生成硫酸,尾气中含有二氧化硫,用氢氧化钠溶液吸收生成NaHSO3,加热后生成Na2S2O5,据此分析解答。
(1)黄铁矿的主要成分是二硫化亚铁(FeS2),其中铁元素的化合价是+2价,因此硫元素的化合价为-1价;
(2)炉渣的主要成分为Fe2O3,由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
(3)Na2SO3溶液能够与SO2反应生成NaHSO3,欲得到更纯的NaHSO3,反应①应通入过量的SO2气体;
(4)Na2S2O5转化为Na2SO4过程中,S元素的化合价升高被氧化,体现了Na2S2O5的还原性;检验其中含有的方法是首先用盐酸酸化,除去S2,再加入氯化钡溶液,看有无白色沉淀生成,若生成白色沉淀,证明含有,否则没有;
(5)称取一定量样品,用过量稀硫酸溶解,用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2+,存在关系式:6Fe~6Fe2+~Cr2,滴定过程中消耗的K2Cr2O7物质的量为0.030 00 mol·L-1×0.025 10 L=0.000 753 mol,则样品中含有的铁的物质的量为0.000 753 mol×6=0.004 518 mol,样品中铁含量为×100%=90.36%