内容正文:
2024——2025年解密高考化学大一轮复习精讲案
第四章 非金属及其化合物
专题十二 硫及其重要化合物
第一板块 课标要求与化学核心素养
课标要求
化学核心素养
1. 结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解硫及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
2. 结合实例认识硫及其化合物性质的多样性,了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化。
3. 认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
宏观辨识与微观探析
科学探究与创新意识
科学精神与社会责任
第二板块 必备知识,强基固本
考点一 硫单质的性质
1.硫元素的存在形态
2.硫单质的物理性质
俗称
颜色状态
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
______晶体
微溶
思考 (1)硫有S2、S4、S6、S8等多种单质,它们的关系是什么?加热时,S8转化为S6、S4、S2属于什么变化?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)硫单质难溶于水,易溶于CS2,其原因是什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
考点二 二氧化硫和三氧化硫
1.二氧化硫
(1)物理性质
色、味、态
密度
溶解性
____色、____________气味的____________
比空气的____
____溶于水,通常状况下,1体积的水溶解约____体积的SO2
(2)化学性质
按要求完成下列化学方程式:
SO2
(3)实验室制法
①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应,化学方程式为____________________________。
②铜与浓H2SO4混合加热,化学方程式为___________________________________
________________________________________________________________________。
2.三氧化硫
(1)物理性质
熔点:16.8 ℃,沸点:44.8 ℃,常温下为____态,标准状况下为____态。
(2)化学性质
三氧化硫具有酸性氧化物的通性,主要反应如下:
考点三 硫酸、硫酸根离子的检验
1.硫酸的物理性质
H2SO4是无色液体,能与水以任意比互溶,稀释时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是____________________________________________________________________________。
2.稀硫酸的性质
硫酸是二元强酸,稀硫酸具有酸的通性,请列举实例加以概括总结。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3.浓硫酸的特性
(1)填写下表:
实验
实验现象
浓硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中,加热
(2)分别写出浓H2SO4与Cu、C反应的化学方程式: ____________________________
________________________________________________________________________。
(3)常温下,Fe、Al遇浓H2SO4________,可用铝槽车装运浓H2SO4。
4.硫酸的工业制备流程
完成相关反应的化学方程式:
①________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________。
思考 吸收塔中真的是用水吸收SO3吗?为什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
5.SO的检验
检验SO的正确操作方法:被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)。
先加稀盐酸的目的是________________________________,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生。整个过程中可能发生反应的离子方程式:________________________、________________________、_______________________________________________、
________________________________________________________________________。
考点四 含硫化合物对环境的污染及治理
1.硫的氧化物的来源、危害及治理
2.硫酸型酸雨的形成过程
考点五 硫及其化合物的相互转化
1.同价态硫的化合物之间的转化关系
(1)+4价硫的化合物之间的转化
写出①的离子方程式:________________________________________;
写出②的离子方程式:________________________________________;
写出③的化学方程式:________________________________________;
写出④的化学方程式:________________________________________。
(2)-2价硫的化合物之间的转化
氢硫酸(H2S)是二元酸,与酸式盐(NaHS)、正盐(Na2S)之间的转化关系,跟H2SO3、亚硫酸氢盐、亚硫酸盐之间的转化关系相似。
①写出硫氢化钠(NaHS)与NaOH反应的离子方程式: __________________________。
②写出NaHS与HCl反应的离子方程式: ___________________________________
________________________________________________________________________。
2.不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其________的价态,即台阶式升降,可用下图表示:
如:H2SSSO2SO3
写出③④⑤反应的化学方程式:
③________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________;
⑤________________________________________________________________________。
注意 (1)同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。
【答案】
考点一 硫单质的性质
1.硫化物 硫酸盐
2.黄色 难溶 易溶
思考 (1)S2、S4、S6、S8属于同一元素的不同种单质,它们互为同素异形体,S8转化为S6、S4、S2属于化学变化。
(2)硫单质、CS2均属于非极性分子,而H2O属于极性分子,根据“相似相溶”规律,非极性分子易溶于非极性分子形成的溶剂中。
3.Fe+SFeS 2Cu+SCu2S 低 H2+SH2S S+O2SO2
考点二 二氧化硫和三氧化硫
1.(1)无 有刺激性 有毒气体 大 易 40 (2)SO2+H2OH2SO3 2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O 2SO2+O22SO3 Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4 品红 (3)①Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O ②Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
2.(1)液 固 (2)SO3+H2O===H2SO4 CaO+SO3===CaSO4 SO3+Ca(OH)2===CaSO4+H2O
考点三 硫酸、硫酸根离子的检验
1.将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌
2.(1)能使紫色石蕊溶液变红。
(2)能与活泼金属(如Zn、Fe等)反应产生H2。
(3)能与碱、碱性氧化物反应生成盐和水,如①与Ba(OH)2反应:Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O;②与MgO反应:MgO+2H+===Mg2++H2O。
(4)能与弱酸的盐反应,如与Na2SO3反应:SO+2H+===H2O+SO2↑。
3.(1)蓝色晶体变白 吸水性 沾有浓硫酸的滤纸变黑 脱水性 铜片逐渐溶解,产生无色、有刺激性气味的气体 强氧化性、酸性 (2)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O、C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(3)钝化
4.①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 S+O2SO2
②2SO2+O22SO3 ③SO3+H2O===H2SO4
思考 不是,工业上用98.3%的浓硫酸吸收,因为用水产生的酸雾太大,会降低SO3的吸收效率。
5.排除CO、SO、Ag+等离子的干扰 CO+2H+===CO2↑+H2O SO+2H+===SO2↑+H2O Ag++Cl-===AgCl↓ Ba2++SO===BaSO4↓
考点四 含硫化合物对环境的污染及治理
1.石油和煤 含硫矿物 酸雨 5.6 脱硫 二氧化硫
考点五 硫及其化合物的相互转化
1.(1)HSO+H+===SO2↑+H2O HSO+OH-===SO+H2O 2NaHSO3Na2SO3+SO2↑+H2O Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3 (2)①HS-+OH-===H2O+S2- ②HS-+H+===H2S↑
2.相邻 ③2SO2+O22SO3 ④S+H2H2S
⑤SO2+2H2S===3S+2H2O
考点一 硫单质的性质
1.古医典富载化学知识,下述之物见其氧化性者为( )
A.金(Au):“虽被火亦未熟”
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”
C.石硫黄(S):“能化…银、铜、铁,奇物”
D.石钟乳():“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
【答案】:C
【解析】:金单质在空气中被火灼烧也不反应,说明金的化学性质很稳定,与其氧化性无关,A错误;题述过程涉及反应,未体现CaO的氧化性,B错误;题述语句涉及反应、、,这些反应中S作氧化剂,体现氧化性,C正确;题述过程涉及反应,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,D错误。
2.硫在自然界的循环过程如图所示。下列说法中,不正确的是( )
A.火山喷发、森林火灾会产生
B.氢、氧两种元素没有参与硫的循环
C.工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放
D.硫在自然界的循环过程中,涉及了氧化还原反应
【答案】:B
【解析】:A.由图分析可知火山喷发、森林火灾都会产生,故A正确;B.动植物和微生物残体的腐败会产生,燃烧产生,所以氢、氧两种元素参与硫的循环,故B错误;C.工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放,可以减少二氧化硫生成,降低酸雨的形成;故C正确;D.由图可知:→,有化合价变化,属于氧化还原反应,所以硫在自然界的循环过程中,涉及了氧化还原反应,故D正确;答案:B。
3.硫及其化合物的“价—类二维图”体现了化学变化之美。下列有关说法错误的是( )
A.硫在过量的氧气中燃烧只能生成X,不可能生成Y
B.X通入溶液中,不会有白色沉淀生成
C.与X反应的还原产物和氧化产物的物质的量之比为
D.N可由其相应单质在加热条件下化合生成
【答案】:D
【解析】:硫在过量氧气中燃烧只能生成,不可能生成,将催化氧化可生成,A正确;盐酸的酸性大于亚硫酸的酸性,则通入溶液中,不会与发生反应,即不会有白色沉淀生成,B正确;与发生的反应为,中的价硫得到电子,中的价硫失去电子,则还原产物和氧化产物的物质的量之比为,C正确;由图中元素的化合价及物质类别可知,M为,溶液与反应生成的盐N为,S的氧化性较弱,S与在加热条件下化合只能生成,不能生成,D错误。
4.化学知识中体现了一些哲学思想。下列化学知识不遵循“量变引起质变”的哲学思想的是( )
A.加热条件下,与稀硫酸不能反应,与浓硫酸可以反应
B.与稀硝酸反应生成,与浓硝酸反应生成
C.S在空气中燃烧生成,在氧气中燃烧也生成
D.少量可以作为食品添加剂,但加入过量会损害人体健康
【答案】:C
【解析】:不论氧气是否过量,S与反应均生成,C项不符合题意。
5.下列反应中,通过调节反应物的用量或浓度可以改变反应产物的是( )
A.硫在氧气中燃烧 B.铁粉与硫粉混合加热
C.铜在空气中加热 D.铜与硝酸反应
【答案】:D
【解析】:A.二氧化硫转化为三氧化硫需要催化剂,硫在氧气中燃烧只能生成二氧化硫,故A不符合;B.铁粉与硫粉反应生成硫化亚铁,反应物量的多少不会改变反应产物种类,故B不符合,C.Cu在空气中加热生成氧化铜,与反应物的用无关,故C不符合;D,铜和硝酸溶液反应,如果是浓硝酸,生成,如果是稀硝酸,生成,产物与硝酸的浓度有关,故D符合:故选D。
考点二 二氧化硫和三氧化硫
1.将SO2分别通入下列溶液中,对现象的分析正确的是( )
选项
溶液
现象
分析
A
含酚酞的NaOH溶液
红色消失
SO2是酸性氧化物
B
溴水
橙色消失
SO2具有漂白性
C
FeCl3溶液
变为浅绿色溶液
SO2+Fe3++H2O=Fe2++SO42-+2H+
D
Na2S溶液
产生淡黄色浑浊
SO2+2S2-+H2O=3S↓+2OH-
【答案】A
【解析】
A.二氧化硫为酸性氧化物,能够与氢氧化钠溶液反应,所以能使含酚酞的NaOH溶液红色消失,故A正确;
B.二氧化硫使溴水褪色是因为其具有还原性,故B错误;
C.二氧化硫具有还原性,能够被氯化铁氧化,离子方程式为:SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,故C错误;
D.二氧化硫具有氧化性,能氧化硫离子生成硫单质,离子方程式为:SO2+2S2-+2H2O=3S↓+4OH-,故D错误;
2.实验室为探究铁与足量浓硫酸的反应,并验证SO2的性质,设计如图所示装置进行实验,下列说法错误的是( )
A. 实验结束后,可取A中试管内的溶液稀释后滴加KSCN溶液检验是否有Fe3+
B. B中溶液紫色褪去,C中生成淡黄色沉淀,均体现了SO2的还原性
C. D中品红溶液褪色,体现了SO2的漂白性
D. E中溶液红色变浅,体现了SO2酸性氧化物的性质
【答案】B
【解析】A中浓硫酸与铁发生氧化还原反应生成硫酸铁和二氧化硫,B可用于检验二氧化硫的还原性,C中生成淡黄色沉淀,二氧化硫表现氧化性,D中品红褪色,加热时颜色复原,E为尾气吸收装置。
A项,铁离子能够与KSCN溶液反应生成血红色溶液,实验结束后可向装置A的溶液中滴加KSCN溶液检验是否存在Fe3+,正确;B项,装置C中发生反应的化学方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H2O,二氧化硫的S元素化合价降低,被还原,表现氧化性,错误;C项,二氧化硫具有漂白性,装置D中品红溶液褪色可验证SO2的漂白性,正确;D项,E中溶液红色变浅,说明E中碱性减弱,体现了SO2酸性氧化物的性质,正确。
3.为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应,某校化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验装置。
(1)该化学兴趣小组的同学制取Cl2、SO2气体,现采用Na2SO3与70%的硫酸为原料制取SO2,采用MnO2和浓盐酸(12mol•L﹣1)为原料制取Cl2.在此试验中,F仪器的作用是___________;发生装置B应选择以下三种装置中的___________(选填序号)。
(2)D装置中主要反应的离子方程式为___________。
(3)为验证通入D装置中的气体是Cl2过量还是SO2过量,兴趣小组的同学准备了以下试剂:
a.氧化铁溶液 b.氧化亚铁溶液 c.硫氰化钾溶液
d.氯化钡溶液 e.品红溶液 f.酸性高锰酸钾溶液
若Cl2过量,取适量D中溶液滴加至盛有___________(选填一个序号)试剂的试管内,再加入___________(选填一个序号)试剂。发生的现象是___________。
若SO2过量,取适量D中溶液滴加至盛有___________(选填一个序号)试剂的试管内,发生的现象是___________。
【答案】(1)防止倒吸 ①
(2)Cl2+SO2+2H2O═4H++2Cl﹣+
(13) ② ③ 溶液呈血红色 ⑥ 红色褪去为无色,加热后又变为红色
【解析】A装置生成SO2,B装置生成Cl2,同时通入到D中与水反应,二氧化硫和氯气发生的氧化还原反应生成硫酸和盐酸,SO2溶解度较大会发生倒吸,故F的作用是安全瓶,起到防倒吸的作用;氯气过量可以设计实验验证氯气的氧化性,结合亚铁离子被氧化为铁离子后,加入硫氰酸钾溶液会变红色证明;二氧化硫过量可以依据二氧化硫具有漂白性设计实验和选择试剂验证。
(1)SO2易与水反应,且溶解度较大会发生倒吸,则F可以防倒吸,装置B为制取氯气的装置,由固液反应且加热的原理可知应选择①,故答案为:防止倒吸;①;
(2)D中是二氧化硫和氯气发生的氧化还原反应生成硫酸和盐酸,反应的离子方程式为:Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl﹣+,故答案为:Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl﹣+;
(3)为验证通入D装置中的气体是Cl2还是SO2过量,若Cl2过量,取适量D中溶液滴加至盛有氯化亚铁溶液,试剂的试管内,再加入硫氰化钾溶液会变血红色,证明氯气氧化亚铁离子;
若SO2过量,取适量D中溶液滴加至盛有品红溶液的试管中,红色褪去,加热又恢复红色,证明含有二氧化硫,故答案为:②;③;溶液呈血红色;⑥;红色褪去为无色,加热后又变为红色。
4.某化学兴趣小组对有关SO2性质进行如下探究活动。
(1)实验室通常利用Na2SO3固体与70%的H2SO4溶液反应制取SO2气体,图中a仪器的名称为___________,装置A中发生反应的化学方程式为___________。
(2)①B中品红溶液褪色,是因为SO2具有___________(填“氧化”“还原”或“漂白”,下同)性,C装置中酸性KMnO4溶液褪色,表明SO2具有___________性。
②证明亚硫酸酸性比碳酸酸性强的实验现象是___________;
③若将SO2气体直接通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,则该反应的离子方程式为___________。
【答案】
(1)分液漏斗 Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑
(2)漂白 还原 E中品红溶液不变色,F中澄清石灰水变浑浊 SO2+Ca2++2OH-=CaSO3↓+H2O
【解析】用Na2SO3固体与70%的H2SO4溶液反应制取SO2气体,SO2具有漂白性,能使品红褪色,SO2具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,SO2是酸性氧化物,其相应的酸H2SO3的酸性强于H2CO3,所以SO2通入饱和NaHCO3溶液中,会生成CO2,CO2能使澄清石灰水变浑浊。
(1)根据仪器构造可知,a为分液漏斗;Na2SO3固体与70%的H2SO4溶液反应生成硫酸钠、SO2气体和水,反应的化学方程式为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑。
(2)①SO2具有漂白性,能使品红褪色,SO2中S为+4价,可以升高到+6价,有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化从而使酸性高锰酸钾溶液褪色。
②SO2是酸性氧化物,其相应的酸为H2SO3,SO2通入饱和NaHCO3溶液中,再通过品红,若品红不褪色,则证明不含有SO2,若澄清石灰水变浑浊,则证明生成了CO2,即可证明亚硫酸的酸性强于H2CO3。
③SO2是酸性氧化物,能和碱反应生成盐和水,所以SO2气体通入澄清石灰水中,生成不溶于水的CaSO3沉淀,溶液会变浑浊,反应的离子方程式为:SO2+Ca2++2OH-=CaSO3↓+H2O。
5.SO2的功与过1.SO2是葡萄等水果储存时常用的保鲜剂,能降低水果腐烂率,提高维生素以留存率。
(1)不能正确表示下列变化的离子方程式是 _____。
A.BaCO3溶于盐酸:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O
B.FeCl3溶液腐蚀铜板:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
C.Fe和稀盐酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
D.SO2气体通入溴水中:SO2+Br2+2H2O=+2Br-+4H+
(2)S与Cl为同一周期元素,下列事实正确且能比较两者非金属性强弱的是 _____。
A.热稳定性:H2S>HCl
B.酸性:HCl>H2SO3
C.氢化物的沸点:H2S>HCl
D.将氯气通入Na2S溶液中,观察到有淡黄色沉淀产生
(3)硫元素在周期表中的位置是 _____;基态硫原子价电子轨道表示式:_____。
(4)硫酸酸雨的形成有2种过程,试写出其中一种 _____。
(5)S2Cl2是一种黄红色液体,常用作硫化剂和粘结剂,各原子最层均有8个电子,且遇水反应会产生淡黄色沉淀和2种刺激性气味气体。下列说法不正确的是 _____。(双选)
A.S2Cl2无法使品红溶液褪色
B.S2Cl2的结构式为Cl-S-S-Cl,其中硫原子的杂化方式为sp3
C.S2Cl2与水反应时,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2
D.S2Cl2中两种元素第一电离能的大小关系:S<Cl
【答案】(1)C;(2)D;(3)周期表中第三周期第ⅥA族;(4);(5)SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3再转化硫酸;或二氧化硫和氧气在粉尘的作用下生成三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸;(6)AC;
【解析】
(1)A.BaCO3溶于盐酸的离子方程式为:BaCO3+2H+═Ba2++CO2↑+H2O,故A正确;
B.FeCl3溶液腐蚀铜板,反应生成氯化亚铁和氯化铜,该反应的离子方程式为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+,故B正确;
C.Fe和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,离子方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,故C错误;
D.SO2气体通入溴水生成硫酸和氢溴酸,离子方程式正确。故D正确,
(2)A.元素的非金属性越强,其简单气态氢化物越稳定,HCl比H2S稳定,说明非金属性:Cl>S,故A错误;
B.元素的非金属性越强,对应最高价氧化物的水化物的酸性越强,但是HCl和H2SO3不是氯元素的最高价含氧酸,故B错误;
C.氢化物的沸点高低不能用于比较元素的非金属性强弱,故C错误;
D.Cl2可以从含有S2-的溶液中将S置换出来,因Cl2的氧化性强于S,单质的氧化性越强,元素的非金属性越强,故D正确,
(3)S为16号元素,价层电子排布式为3s23p4,位于周期表中第三周期第ⅥA族;基态硫原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,价电子排布式为,
(4)在降雨过程中,SO2溶于水生成H2SO3再转化硫酸,是形成酸雨的重要过程,发生反应的化学方程式为:SO2+H2O⇌H2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4;SO2是一种大气污染物,在降雨过程中,二氧化硫和氧气在粉尘的作用下生成三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸,SO2发生转化导致雨水中含有SO,其总化学反应方程式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,
(5)A.S2Cl2与水发生2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl,二氧化硫能使品红溶液褪色,所以S2Cl2可能使品红溶液褪色,故A错误;
B.S与Cl之间形成一个共用电子对,S与S之间形成一个共用电子对,则S2Cl2的结构式为Cl-S-S-Cl,分子中S元素形成2个δ键,且含有2个孤电子对,硫原子应为sp3杂化,故B正确;
C.2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl中,SO2是氧化产物,S是还原产物,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为l:3,故C错误;
D.同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,故第一电离能:Cl>S,故D正确,
考点三 硫酸、硫酸根离子的检验
1.不符合硫酸工业生产实际的是( )
A. 沸腾炉中加入碾碎的硫铁矿
B. 接触室中的反应条件为高温高压
C. 催化氧化时通过热交换器充分利用能量
D. 吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3
【答案】B
【解析】
A.沸腾炉中加入碾碎的硫铁矿可以增大固体的表面积,是反应物的接触面积增大,反应更加充分,故A正确;
B.接触室中二氧化硫的催化氧化反应在常压下转化率已经很高,加压对转化率影响不大,但对设备材料要求较高,会导致成本增大,故接触室中的反应条件为高温常压,故B错误;
C.二氧化硫在接触室内催化氧化生成三氧化硫的反应为放热反应,催化氧化时通过热交换器可以预热反应物,同时降低容器中的温度,有利于平衡向正反应方向移动,提高二氧化硫的转化率,故C正确;
D.SO3溶解于水放热易形成酸雾,导致吸收效率低,若吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3,可以防止吸收过程中形成酸雾,提高SO3的吸收效率,故D正确;
故选:B。
2.下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭
浓硫酸具有氧化性和脱水性
B
装有NO2的密闭烧瓶冷却后颜色变浅
NO2转化为N2O4的反应吸热
C
久置空气中的漂白粉遇盐酸产生CO2
漂白粉的有效成分是CaCO3
D
1mol•L-1NaCl溶液导电性比同浓度醋酸强
NaCl溶液的pH比醋酸的高
【答案】A
【解析】
A.浓硫酸使蔗糖脱水后,C与浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫、二氧化碳,则蔗糖变成疏松多孔的海绵状炭,并放出有刺激性气味的气体,可知浓硫酸具有脱水性和强氧化性,故A正确;
B.二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应,将装有NO2的密闭烧瓶冷却,平衡向正反应方向移动,烧瓶内颜色变浅,故B错误;
C.漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,久置的漂白粉的成分为碳酸钙,遇盐酸反应生成气体为CO2,故C错误;
D.溶液导电性由溶液中离子浓度决定,与溶液的pH无关,氯化钠为强电解质,醋酸为弱电解质,部分电离,故D错误;
故选:A。
3.用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( )
A. 上下移动①中铜丝可控制反应开始与停止
B. 若②中是澄清石灰水,先浑浊后澄清
C. ③中溶液褪色,说明有还原性
D. ①中铜丝换成光亮的铁丝,则因铁丝钝化而无明显现象
【答案】D
【解析】A.当铜丝与浓硫酸接触时才能反应,当往上抽动铜丝时,铜丝与硫酸不接触,反应停止,故可通过上下移动①中铜丝可控制反应开始与停止,A正确;
B.、,所以若②中是澄清石灰水,先浑浊后澄清,B正确;
C.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化还原性物质,如果将二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液中,酸性高锰酸钾溶液褪色,则说明二氧化硫具有还原性,C正确;
D.加热条件下,铁和浓硫酸反应生成硫酸铁、二氧化硫和水,所以有明显现象,D错误;
故选D。
4.若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是( )
A. 与浓硫酸反应,只体现的酸性
B. a处变红,说明是酸性氧化物
C. b或c处褪色,均说明具有漂白性
D. 试管底部出现白色固体,说明反应中无生成
【答案】B
【解析】A.铜和浓硫酸反应过程中,生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性,生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性,故A错误;
B.a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了酸,可说明SO2是酸性氧化物,故B正确;
C.b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,故C错误;
D.实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO4,而非蓝色的CuSO4·5H2O,其原因是浓硫酸体现出吸水性,将反应生成的H2O吸收,故D错误;
综上所述,正确的是B项。
5.某同学根据铜与浓硫酸的反应,设计如图所示装置探究与验证锌与浓硫酸反应的产物(部分加热和夹持装置略)。
请回答下列问题:
(1)装置A为制备氮气的装置,该制备氮气反应的化学方程式为 _____。
(2)装置B中加入50.0g锌粉,通过分液漏斗加入浓硫酸,产生的气体能使品红溶液褪色,产生该气体反应的化学方程式为 _____。
(3)装置F在用酒精灯加热前应先通一段时间的N2,目的是 _____。
(4)装置D中装有足量氢氧化钠溶液,装置F中黑色固体变成红色,装置F中发生反应的化学方程式为 _____,假设不考虑装置C对气体的影响,且通过装置F的气体全部参加反应,称量装置D和G的增重分别是19.2g和5.4g,则剩余锌的质量为 _____g。
(5)装置H中碱石灰的作用是 _____。若将装置D中溶液换成酸性高锰酸钾溶液,其中发生反应的离子方程式为 _____。
【答案】(1)NH4Cl+NaNO2N2↑+NaCl+2H2O;(2)Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O;(3)排出装置中空气,防止发生爆炸;(4)H2+CuOCu+H2O;(5)11;(6)防止空气中水蒸气进入装置G中,避免对实验产生干扰;(7)5SO2+2+2H2O=2Mn2++5+4H+;
【解析】
(1)装置A用于制备N2,氯化铵和亚硝酸钠在加热条件下反应生成氮气、氯化钠和水,化学方程式为NH4Cl+NaNO2N2↑+NaCl+2H2O,
故答案为:NH4Cl+NaNO2N2↑+NaCl+2H2O;
(2)锌粉和浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸锌和水,化学方程式为Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O,
故答案为:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O;
(3)装置F用于验证生成物中是否含有氢气,但加热或点燃混有空气的氢气有爆炸危险,所以装置F在用酒精灯加热前应先通一段时间的N2,目的是排出装置中空气,防止发生爆炸,
故答案为:排出装置中空气,防止发生爆炸;
(4)装置F中黑色固体变成红色,则装置F中发生反应的化学方程式为H2+CuOCu+H2O,装置F生成5.4gH2O时消耗氢气的量n(H2)=n(H2O)==0.3mol,装置B反应为Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,生成19.2gSO2时消耗n(Zn)=n(SO2)==0.3mol,生成0.3molH2时消耗n(Zn)=n(H2)=0.3mol,所以装置B中消耗n(Zn)=0.6mol,m(Zn)=65g/mol×0.6mol=39.0g,剩余锌的质量为50.0g-39.0g=11.0g,
故答案为:H2+CuOCu+H2O;11;
(5)装置G中浓硫酸用于吸收装置F中反应生成的水,碱石灰具有吸水性,可防止空气中水蒸气进入装置G,干扰实验;SO2具有还原性,还原酸性高锰酸钾生成锰离子、硫酸根离子,反应的离子方程式为5SO2+2+2H2O=2Mn2++5+4H+,
故答案为:防止空气中水蒸气进入装置G中,避免对实验产生干扰;5SO2+2+2H2O=2Mn2++5+4H+。
6.某实验小组利用如图装置模拟古法制硫酸并进行SO2性质探究。
已知:①“青矾”是指FeSO4⋅7H2O,高温受热可完全分解得到红棕色固体和气体混合物;
②SO2熔点-75.5℃,沸点-10℃:SO3熔点16.8℃,沸点44.8℃。
请回答下列问题:
Ⅰ.制取硫酸
实验开始前打开活塞K1、K2,关闭活塞K3,通入一段时间N2后,关闭活塞K1、K2,打开活塞K3,用酒精喷灯高温加热青矾。
(1)加热时A装置中发生反应的化学方程式为 _____。
(2)B装置的作用是 _____。
(3)将一定量的青矾在500℃时隔绝空气加热一段时间后检验其固体产物,请设计实验证明此固体产物不含二价铁:_____。
Ⅱ.探究SO2的性质
在装置C中先后三次加入同浓度同体积不同情况的钡盐溶液。控制食用油油层厚度一致、通入SO2流速一致。三次实验现象如下表:
实验
①
②
③
所加试剂
已煮沸的BaCl2溶液
未煮沸的Ba(NO3)2溶液
已煮沸的Ba(NO3)2溶液
实验现象
无白色沉淀生成
有白色沉淀生成
有白色沉淀生成
分别得到如下pH-t图:
(4)实验①中,曲线呈缓慢下降趋势,原因是 _____。(用方程式表示)
(5)对比分析②③数据,可得出的结论是 _____。
Ⅲ.SO2含量的测定
(6)为对排气法收集到的SO2气体进行含量测定,将1120mL气体(已折算为标准状况)通入足量的Ba(NO3)2溶液中,经过滤、洗涤、烘干,最终得到沉淀10.718g,则SO2体的体积分数为 _____。若该实验数据较实际值偏大,则可能的原因是 _____。
①气体通入速率过快
②沉淀未进行恒重操作
③收集的气体中有CO2
④未用食用油覆盖液面
Ⅳ.SO2的应用
SO2可用于制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3⋅5H2O)。已知Na2S2O3⋅5H2O易溶于水,在酸性或高温环境下不稳定。主要用作还原剂、定影剂等。实验室制备硫代硫酸钠晶体的装置如图所示。
(7)反应结束时,必须控制溶液的pH不能小于7,否则会造成的后果是 _____(用离子方程式表示)。
(8)实验结束后,进行样品纯度的测定。称取0.5000g硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3⋅5H2O)样品加水溶解,加几滴淀粉溶液,然后用0.1000mol/L的标准碘液滴定,测得消耗标准碘液体积的平均值为9.50mL,则该样品的纯度为 _____(保留四位小数)。已知:I2+2S2═S4+2I-,样品中杂质不参与反应。
(9)若滴定前未用标准碘液润洗滴定管,则测定样品中硫代硫酸钠晶体纯度 _____(“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)2FeSO4•7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑;(2)将SO3和水蒸气冷凝制得硫酸,防止对SO2性质的探究造成干扰;(3)取少量固体于试管中,加稀硫酸溶解,再滴入高锰酸钾溶液,若高锰酸钾不褪色,证明该固体不含二价铁;(4)溶于水的部分SO2与水反应,生成H2SO3,H2SO3电离出氢离子:H2SO3⇌H++,使溶液pH减小;(5)未煮沸的Ba(NO3)2中含有氧气,能显著提高硝酸根氧化SO2的速率;(6)92%;(7)②;(8)S2+2H+=S↓+SO2↑+H2O;(9)94.24%;(10)偏高;
【解析】
(1)已知“青矾”高温受热可完全分解得到红棕色固体和气体混合物,故反应方程为:2FeSO4•7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑,
故答案为:2FeSO4•7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑;
(2)由图知,装置B置于冰水中,其目的为将三氧化硫和水蒸气冷凝制得硫酸,防止对SO2性质的探究造成干扰,
故答案为:将SO3和水蒸气冷凝制得硫酸,防止对SO2性质的探究造成干扰;
(3)设计实验证明固体中不含二价铁:需先将固体溶解,再检验是否存在二价铁离子即可,操作为取少量固体于试管中,加稀硫酸溶解,再滴入高锰酸钾溶液,若高锰酸钾不褪色,证明该固体不含二价铁(合理答案即可),
故答案为:取少量固体于试管中,加稀硫酸溶解,再滴入高锰酸钾溶液,若高锰酸钾不褪色,证明该固体不含二价铁;
(4)由图可知,曲线①的变化说明二氧化硫不与氯化钡反应,溶于水的部分SO2与水反应,生成H2SO3,H2SO3电离出氢离子:H2SO3⇌H++,使溶液pH减小,
故答案为:溶于水的部分SO2与水反应,生成H2SO3,H2SO3电离出氢离子:H2SO3⇌H++,使溶液pH减小;
(5)由图②可知,未煮沸的Ba(NO3)2溶液中,通入SO2后酸性变得更强,pH更小,因为未煮沸的Ba(NO3)2中含有氧气,能显著提高硝酸根氧化SO2的速率,
故答案为:未煮沸的Ba(NO3)2中含有氧气,能显著提高硝酸根氧化SO2的速率;
(6)标准状况下1120mL气体的物质的量为0.05mol,二氧化硫通入硝酸钡溶液中得到白色沉淀BaSO3的质量为10.718g,由S守恒可得,SO2的体积分数为×100%=92%,若沉淀未进行恒重操作,可能固体表面会有可溶性的杂质,测得硫酸钡的质量偏大,导致所测结果偏高,故②正确;
故答案为:92%;②;
(7)NaS2O3•5H2O易溶于水,在中性、碱性溶液中很稳定,但能和酸反应而导致产率降低,所以必须控制pH不能小于7,离子方程式为:S2+2H+=S↓+SO2↑+H2O,
故答案为:S2+2H+=S↓+SO2↑+H2O;
(8)消耗n(I2)=0.100mo]/L×9.5×10-3L=9.5×10-4mol,根据关系式2S2~I2得n(S2)=2n(I2)=2×9.5×10-4mol,则其纯度为=×100%=×100%=94.24%,
故答案为:94.24%;
(9)酸性溶液盛放在酸式滴定管中,碘液呈酸性,所以应该用酸式滴定管盛放,若未用碘标准液润洗滴定管,碘溶液浓度变小导致消耗的碘液体积增大,则n(S2)增大,所以测定样品中硫代硫酸钠晶体含量偏高,
故答案为:偏高。
考点四 硫及其化合物的相互转化
1.下图是一种综合处理含尾气的工艺流程,下列叙述正确的是
A. “吸收”过程中被还原
B. “吸收”后溶液的酸性减弱
C. “氧化”后的溶液可以循环使用
D. “氧化”中,每参加反应转移电子
【答案】C
【解析】
A.“吸收”过程中 的化合价升高,被氧化,A错误;
B.“吸收”过程中反应为,酸性增强,B错误;
C.用空气中的氧气氧化得到溶液,溶液循环到“吸收”步骤循环使用,C正确;
D.“氧化”中,化合价由价降低为价,每 参加反应转移电子,D错误;
故选C。
2.利用空气催化氧化法除掉电石浆含上层清液中的,制取石膏的过程如图。下列说法错误的是
A. 属于俗称生石膏,属于纯净物
B. 过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为:
C. 将上清液中的浓度为转化为,理论上共需要
D. 过程Ⅱ中,反应的离子方程式为:
【答案】C
【解析】
A.属于俗称生石膏,,等一系列的含结晶水的物质均属于纯净物,故 A正确;
B.过程中氧化剂和还原剂分别是 ,;对应的还原产物和氧化产物为, 根据氧化还原反应得失电子守恒得氧化剂和还原剂的物质的量之比为:,故 B正确
C.上清液中的的物质的量为硫元素的合价由价变成价,共失去电子,转化为 ,理论上共需要的物质的量 ,故 C错误;
D.根据转化关系图,过程Ⅱ中与 反应生成 和,根据氧化还原反应得失电子守恒和物料守恒,反应的离子方程式为: ,故D正确;
故答案选C。
3.硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 的化学方程式:
B. Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率
C. 将黄铁和换成硫黄可以减少废渣的产生
D. 生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
【答案】B
【解析】黄铁矿和空气中的在加热条件下发生反应,生成和,和空气中的在、常压、催化剂的作用下发生反应得到,用的浓硫酸吸收,得到。
A.反应是黄铁矿和空气中的在加热条件下发生反应,生成和,化学方程式: ,故A正确;
B.反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本,如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高 平衡转化率,故B错误;
C.将黄铁矿换成硫黄,则不再产生 ,即可以减少废渣产生,故C正确;
D.硫酸工业产生的尾气为 、 ,可以用碱液吸收,故D正确;
故选B。
4.部分含硫物质中硫元素的价态与相应物质的类别的关系如图所示,下列有关说法正确的是( )
A. 在过量中燃烧生成 B. 可用的浓溶液干燥
C. 将通入的溶液中可产生浑浊 D. 引起的酸雨最终转化为
【答案】C
【解析】
由图可知,为价的氢化物,即,为硫元素的单质,即,为价的氧化物,即,为价的氧化物,即,为价的酸,即硫酸,为价,即亚硫酸,据此分析作答。
A.在过量中燃烧生成,在催化剂的作用下才能转化为,故A错误;
B.为,具有还原性,的浓溶液即浓硫酸,具有强氧化性,两者可以发生氧化还原反应,故B错误;
C.为,为亚硫酸,将通入的溶液中可以发生归中反应生成沉淀,故C正确;
D.为,引起的酸雨最终转化为硫酸,故D错误;
故选:。
5.实验是探究元素化合物性质的重要方法。利用下列实验装置和试剂能实现相应元素不同价态间转化的是 ( )
选项
试剂
元素不同价态间的转化
硫酸
亚硫酸钠
新制氯水
稀硫酸
硫化亚铁
氯化铁溶液
浓硝酸
铜片
水
浓盐酸
高锰酸钾
溴化钾溶液
【答案】D
【解析】
A.硫酸和亚硫酸钠反应生成,没有发生氧化还原反应,的化合价没有变化,故A不符合题意;
B.稀硫酸和硫化亚铁生成,铁的化合价没有变化,故B不符合题意;
C.浓硝酸和铜片生成,元素从价转化为价,和水反应生成和,元素化合价从变为和,故C不符合题意;
D.浓盐酸和高锰酸钾生成,元素化合价从价变为价,和溴化钾溶液反应为,元素化合价从价变为价,故D符合题意;
故答案选D 。
6.部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 与之间能发生氧化还原反应
B. 溶液久置于空气中会生成,溶液的导电性增强
C. 能使溴水褪色,说明有漂白性
D. 可实现的转化
【答案】C
【解析】
为价的氢化物,为;为元素的单质,为;为价的氧化物,为;为价的含氧酸,为;为价的含氧酸,为;为亚硫酸盐、为硫酸盐;
A.硫化氢与二氧化硫发生氧化还原反应生成和水,则与之间能发生氧化还原反应,故A正确;
B.亚硫酸易被氧化生成硫酸,硫酸为强酸,导电性增强,则溶液久置于空气中会生成,溶液的导电性增强,故B正确;
C.二氧化硫与溴水发生氧化还原反应生成硫酸和,则能使溴水褪色,说明有还原性,故C错误;
D.由,可实现的转化,故D正确;
故选:。
第三板块 素养评价 真题演练
1.[2024年北京高考真题]硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.I的化学方程式:
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率
C.将黄铁和换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
【答案】:B
【解析】:根据原理示意图写出I的化学方程式,A正确;反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本,如Ⅱ中“常压”不是为了提高平衡转化率,B错误;将黄铁矿换成硫黄,则不再产生,即可以减少废渣产生,C正确;硫酸工业产生的尾气为、,可以用碱液吸收,D正确。
2.[2024年江苏高考真题]室温下,通过下列实验探究的性质。已知,。
实验1:将气体通入水中,测得溶液。
实验2:将气体通入溶液中,当溶液时停止通气。
实验3:将气体通入酸性溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是( )
A.实验1所得溶液中:
B.实验2所得溶液中:
C.实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得固体
D.实验3所得溶液中:
【答案】:D
【解析】:实验1所得溶液中存在电荷守恒:,A错误;实验2所得溶液,即,代入的二级电离常数计算式,得:,故,B错误;受热易分解,且易被空气中的氧化,故经过蒸干、灼烧无法得到固体,C错误;通入酸性溶液中发生反应:,生成的多于,故实验3所得溶液中:,D正确。
3.(2023·广东)下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是 ( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭
浓硫酸具有氧化性和脱水性
装有的密闭烧瓶冷却后颜色变浅
转化为的反应吸热
久置空气中的漂白粉遇盐酸产生
漂白粉的有效成分是
溶液导电性比同浓度醋酸强
溶液的比醋酸的高
【答案】A
【解析】
浓硫酸使蔗糖脱水后,与浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫、二氧化碳,则蔗糖变成疏松多孔的海绵状炭,并放出有刺激性气味的气体,可知浓硫酸具有脱水性和强氧化性,故A正确;
B.二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应,将装有的密闭烧瓶冷却,平衡向正反应方向移动,烧瓶内颜色变浅,故B错误;
C.漂白粉的有效成分为,久置的漂白粉的成分为碳酸钙,遇盐酸反应生成气体为,故C错误;
D.溶液导电性由溶液中离子浓度决定,与溶液的无关,氯化钠为强电解质,醋酸为弱电解质,部分电离,故D错误;
故选:。
4. (2023·北京)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。
下列关于该过程的分析不正确的是( )
A. 过程白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性
B. 过程固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C. 过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性
D. 过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
【答案】C
【解析】
浓硫酸将蔗糖中原子、原子按:比例以的形成脱除,白色固体变黑,体现浓硫酸的脱水性,故A正确;
B.浓硫酸脱水过程中产生大量的热,会发生反应:浓,产生的大量气体,使固体体积膨胀,故B正确;
C.浓硫酸脱水过程中生成的使品红溶液褪色,浓硫酸发生还原反应生成二氧化硫,体现了浓硫酸的强氧化性,故C错误;
D.蔗糖发生化学反应,发生了化学键的断裂,故D正确;
故选:。
5.(2022·广东)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图均为浸有相应试液的棉花所示的探究实验,下列分析正确的是( )
A. 与浓硫酸反应,只体现的酸性
B. 处变红,说明是酸性氧化物
C. 或处褪色,均说明具有漂白性
D. 试管底部出现白色固体,说明反应中无生成
【答案】B
【解析】
与浓硫酸反应,生成硫酸铜,体现浓硫酸的酸性,同时浓硫酸得电子价态降低生成二氧化硫,体现浓硫酸的氧化性,故A错误;
B.二氧化硫为酸性氧化物,能与水反应生成亚硫酸,亚硫酸电离出氢离子,紫色石蕊试液变红,故B正确;
C.二氧化硫具有漂白性,能漂白品红,使品红溶液褪色,二氧化硫具有还原性,能被高锰酸钾氧化,使高锰酸钾溶液褪色,故C错误;
D.浓硫酸具有吸水性,能吸收反应生成的水,故底部只能产生白色的无水硫酸铜,故D错误;
故选:。
6.(2022·浙江)下列说法正确的是( )
A. 工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁
B. 接触法制硫酸时,煅烧黄铁矿以得到三氧化硫
C. 浓硝酸与铁在常温下不反应,所以可用铁质容器贮运浓硝酸
D. “洁厕灵”主要成分为盐酸和“消毒液”主要成分为次氯酸钠不能混用
【答案】D
【解析】
工业上通过电解熔融的氯化镁制取金属镁,故A错误;
B.接触法制硫酸时,煅烧黄铁矿以得到二氧化硫,不能得到三氧化硫,故B错误;
C.铁遇浓硝酸发生钝化,钝化是发生了化学反应,故C错误;
D.次氯酸钠具有强氧化性,它会与盐酸发生氧化还原反应产生氯气,故“洁厕灵”主要成分为盐酸和“消毒液”主要成分为次氯酸钠不能混用,故D正确;
故选:。
7.(2022·江苏)实验室制取少量水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
A. 用装置甲制取气体
B. 用装置乙制取水溶液
C. 用装置丙吸收尾气中的
D. 用干燥试纸检验水溶液的酸性
【答案】C
【解析】
浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,发生的反应为:,图中固液反应装置可制备,故A正确;
B.易溶于水,将通入水中可制取水溶液,图中气体长进短出可充分吸收,故B正确;
C.二氧化硫不溶于饱和亚硫酸氢钠溶液,也不反应,故不能用饱和亚硫酸氢钠溶液吸收二氧化硫,故C错误;
D.水溶液显酸性,可用干燥试纸检验其酸性,故D正确;
故选:。
8.(2019·新课标卷Ⅱ)下列实验现象与实验操作不相匹配的是 ( )
实验操作
实验现象
向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯后静置
溶液的紫色逐渐褪去,静置后溶液分层
将镁条点燃后迅速伸入集满的集气瓶
集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生
向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸
有刺激性气味气体产生,溶液变浑浊
向盛有溶液的试管中加过量铁粉,充分振荡后加滴溶液
黄色逐渐消失,加后溶液颜色不变
【答案】A
【解析】
A.向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯,反应生成二氧化碳、硫酸钾、硫酸锰和水,静置后溶液不会分层,故A符合题意;
B.将镁条点燃后迅速伸入集满的集气瓶,镁条继续燃烧反应生成和,则集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生,故B不符合题意;
C.向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸,反应生成有刺激性气味的二氧化硫气体,同时生成单质,导致溶液变浑浊,故C不符合题意;
D.向盛有溶液的试管中加过量铁粉,反应生成氯化亚铁,铁离子消失,则黄色逐渐消失,且加后溶液颜色不变,故D不符合题意。
故选A。
9.(2021·全国甲卷)实验室制备下列气体的方法可行的是( )
选项
气体
方法
氨气
加热氯化铵固体
二氧化氮
将铝片加到冷浓硝酸中
硫化氢
向硫化钠固体滴加浓硫酸
氧气
加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
【答案】D
【解析】
A.氯化铵不稳定,加热易分解生成氨气和氯化氢,但两者遇冷又会化合生成氯化铵固体,所以不能用于制备氨气,不可行;
B.将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化现象,不能用于制备二氧化氮,不可行;
C.硫化氢为还原性气体,浓硫酸具有强氧化性,不能用浓硫酸与硫化钠固体反应制备该硫化氢气体,因为该气体会与浓硫酸发生氧化还原反应,不可行;
D.实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物,生成氯化钾和氧气,二氧化锰作催化剂,可用此方法制备氧气,可行。
10.(2021·山东)工业上以和纯碱为原料制备无水的主要流程如图,下列说法错误的是( )
A. 吸收过程中有气体生成
B. 结晶后母液中含有
C. 气流干燥湿料时温度不宜过高
D. 中和后溶液中含和
【答案】B
【解析】
分析流程可知,以二氧化硫和纯碱为原料,得到结晶成分为,则母液为饱和和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,溶液呈酸性,所以加入纯碱进行中和,涉及的反应为:,,所以调节为进行中和后得到和,通入二氧化硫气体进行混合吸收,此时吸收过程中发生反应为:,,结晶析出大量晶体,分离得到的湿料,进行气流干燥,最终得到纯净的产品,据此分析回答问题。
A.根据上述分析可知,吸收过程中发生反应,有二氧化碳产生,故A正确;
B.结晶过程,二氧化硫足量,由于亚硫酸酸性强于碳酸,所以不会产生,故B错误;
C.性质与类似,高温时易分解变质,所以气流干燥过程中温度不宜过高,故C正确;
D.结合上述分析可知,中和后溶液中含和,故D正确。
11.(2021·北京)室温下,体积的水能溶解约体积的。用试管收集后进行如下实验。对实验现象的分析正确的是( )
A. 试管内液面上升,证明与发生了反应
B. 试管中剩余少量气体,是因为的溶解已达饱和
C. 取出试管中溶液,立即加入紫色石蕊试液,溶液显红色,原因是:,,
D. 取出试管中溶液,在空气中放置一段时间后下降,是由于挥发
【答案】C
【解析】
A.由信息可知,易溶于水,也能使液面上升,故A错误;
B.如果全部为二氧化硫,水充满试管,可能是含有其他杂质,导致水不能充满,故B错误;
C.滴入石蕊试液,溶液变为红色,说明溶液显酸性,与水反应生成亚硫酸,亚硫酸为弱酸,分步电离出氢离子,故C正确;
D.亚硫酸具有较强的还原性,易被氧化为硫酸,弱酸变强酸,使下降,故D错误;
故选C。
12.(2021·河北)含元素的某钠盐能发生如图转化。下列说法错误的是( )
A. 可能为正盐,也可能为酸式盐 B. 为不溶于盐酸的白色沉淀
C. 为含极性键的非极性分子 D. 反应中还可能生成淡黄色沉淀
【答案】C
【解析】
由图中转化可知,含元素的某钠盐与氯气反应生成溶液,与稀盐酸反应生成刺激性气体,能被酸性高锰酸钾氧化,可知为,溶液与氯化钡反应生成白色沉淀为,则溶液为、、等,以此来解答。
A.溶液为或等,则可能为正盐,也可能为酸式盐,故A正确;
B.为,不溶于盐酸,故B正确;
C.为,为形结构,为含极性键的极性分子,故C错误;
D.若为,反应中还可能生成淡黄色沉淀,故D正确。
13.(2021·河北)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( )
A. 和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和
C. 植物直接吸收利用空气中的和作为肥料,实现氮的固定
D. 工业废气中的可采用石灰法进行脱除
【答案】D
【解析】
A.和都是刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因,其中是红棕色气体,而是无色气体,故A错误;
B.汽车尾气的主要污染物是、和,不含,故B错误;
C.植物直接吸收利用的是铵盐和硝酸盐可作为肥料,不能吸收空气中的和,氮的固定为氮气转化为含氮化合物的过程,故C错误;
D.生石灰的主要成分是,能与反应生成,再被氧化为硫酸钙,则工业废气中的可采用石灰法进行脱除,故D正确;
故选:。
14.(2021·广东)铜与浓硫酸反应的装置如图所示。下列描述合理的是( )
A. 反应过程中,试管中出现灰黑色固体是
B. 反应结束后,为观察溶液颜色需向试管中加入水
C. 若试管Ⅱ盛放紫色石蕊溶液,可观察到紫色褪至无色
D. 为验证气体产物具有还原性,试管Ⅱ可盛放溴水
【答案】D
【解析】
黑色固体中可能含有、、,而为砖红色,故A错误;
B.反应结束后,为观察溶液颜色,需将试管中溶液缓缓加入盛有水的烧杯中,顺序不能颠倒,故B错误;
C.二氧化硫溶于水呈酸性,若试管Ⅱ盛放紫色石蕊溶液,可观察到紫色变为红色,但不会褪色,故C错误;
D.试管Ⅱ可盛放溴水,溴水褪色,说明二氧化硫被溴氧化,可验证气体产物具有还原性,故D正确;
故选:。
15.(2020·新课标I)下列气体去除杂质的方法中,不能实现目的的是 ( )
气体杂质
方法
通过酸性高锰酸钾溶液
通过饱和的食盐水
通过灼热的铜丝网
通过氢氧化钠溶液
【答案】A
【解析】
A.和都可以和酸性高锰酸钾溶液反应,故A错误;
B.由于在饱和食盐水中的溶解度很高,而几乎不溶于饱和食盐水,所以可以用通过饱和食盐水洗气的方式来除去中的,故B正确;
C.和在加热条件下发生反应生成,不与发生反应,故可通过灼热的铜丝网除去中的,故C正确;
D.,不与反应,所以可以通过溶液除去中的,故D正确。
16.(2020·安徽)下列说法不正确的是( )
A. 活性炭、、都能使品红溶液褪色,但原理不同
B. 同温同压下,两份相同质量的铁粉,分别与足量的稀硫酸和稀硝酸反应,产生气体的体积不相等
C. 将气体通入溶液中至饱和,未见沉淀生成,继续通入,则有沉淀生成
D. 将足量通入、的混合溶液中,反应后将溶液蒸干并充分灼烧,剩余的固体物质成分为
【答案】B
【解析】
A.活性炭具有吸附性,二氧化硫与品红结合生成不稳定的无色物质,过氧化钠具有强氧化性,则都能使品红溶液褪色,但原理不同,故A正确;
B.足量的稀硫酸和稀硝酸与发生的反应不同,由、可知,同温同压下,等量的反应产生气体的体积相等,故B错误;
C.气体通入溶液中,不反应,继续通入,发生氧化还原反应生成硫酸根离子,再与钡离子结合生成硫酸钡沉淀,故C正确;
D.足量通入、的混合溶液中,由于氯气的氧化性比溴和碘都强,则生成溴单质、碘单质和氯化钠溶液,溴易挥发,碘易升华,将溶液蒸干并充分灼烧,剩余的固体物质成分为,故D正确;
故选B.
17.(2021·浙江)硫酸吸收可生成焦硫酸分子式为或。下列说法不正确的是( )
A. 焦硫酸具有强氧化性
B. 水溶液呈中性
C. 可与碱性氧化物反应生成新盐
D. 硫酸吸收生成焦硫酸的变化是化学变化
【答案】B
【解析】
项,从组成上看焦硫酸是由等物质的量的三氧化硫与纯硫酸化合而成的,则焦硫酸具有比浓硫酸更强的氧化性,故A正确;
项,从组成上看,可以写作,溶于水时,三氧化硫与水反应生成硫酸,水溶液显酸性,故B错误;
项,从组成上看,可以写作,三氧化硫可与碱性氧化物反应生成新盐,故C正确;
项,硫酸吸收生成焦硫酸有新物质生成,属于化学变化,故D正确。
故选B。
18.(2019·北京)化学小组实验探究与溶液的反应。实验一:用如下装置夹持、加热仪器略制备,将足量通入溶液中,迅速反应,得到无色溶液和白色沉淀。
浓与反应的化学方程式是____________________________________。
试剂是____________。
对体系中有关物质性质分析得出:沉淀可能为、或二者混合物。资料:微溶于水;难溶于水
实验二:验证的成分
写出溶于氨水的离子方程式:______________________________________。
加入盐酸后沉淀大部分溶解,剩余少量沉淀。推断中主要是,进而推断中含有。向滤液中加入一种试剂,可进一步证实中含有。所用试剂及现象是__________________________________。
根据沉淀的存在,推测的产生有两个途径:
途径:实验一中,在溶液中被氧化生成,随沉淀进入。
途径:实验二中,被氧化为进入。
实验三:探究的产生途径
向溶液中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,证明溶液中含有________,取上层清液继续滴加溶液,未出现白色沉淀,可判断中不含。做出判断的理由:___________________________________________________。
实验三的结论:____________________________________________。
实验一中与溶液反应的离子方程式是_______________________________________。
根据物质性质分析,与溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间,有和生成。
根据上述实验所得结论:______________________________________________________。
【答案】
浓
饱和溶液
溶液,产生白色沉淀
;因为溶解度大于,没有沉淀时,必定没有沉淀
途径不产生,途径产生
与溶液生成的速率大于生成和的速率;碱性溶液中更易被氧化为
【解析】
实验一、和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,试剂除去二氧化硫中杂质,且不能和二氧化硫反应,常用饱和亚硫酸氢钠溶液,然后二氧化硫通入硝酸银溶液中,迅速反应,得到无色溶液和白色沉淀;
实验二、沉淀中加入氨水生成银氨溶液,然后向溶液中加入过量硝酸钡,钡离子和中阴离子反应生成沉淀,洗涤干净沉淀后加入过量稀盐酸,加入盐酸后沉淀大部分溶解,剩余少量沉淀,推断中主要是,沉淀为,滤液中含有二氧化硫或亚硫酸;
实验三、向溶液中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,说明溶液中含有;微溶于水,在水溶液中能电离出,说明溶液中含有硫酸银;
取上层清液继续滴加溶液,未出现白色沉淀,可判断中不含,则得到的是被氧化得到的;
通过以上分析知,实验一中二氧化硫和硝酸银反应生成亚硫酸银和氢离子,同时生成少量硫酸银,以此解答该题。
浓可以与反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,方程式为浓;
试剂用于除去二氧化硫中的杂质,一般用饱和溶液;
溶于氨水生成银氨络离子,反应的离子方程式为;
双氧水具有氧化性,加入双氧水后能将亚硫酸根氧化成硫酸根,形成沉淀,则溶液中含有,如果不形成沉淀,则溶液里不含
向溶液中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,证明溶液中含有;取上层清液继续滴加溶液,未出现白色沉淀,可判断中不含,原因是因为溶解度大于,没有沉淀时,必定没有沉淀;
由实验三可知途径不产生,途径产生;
由以上分析可知与溶液反应生成和硝酸,离子方程式是;
由以上实验现象可知与溶液生成的速率大于生成和的速率,碱性溶液中更易被氧化为;
19.(2020·北京)探究固体的热分解产物。
资料:。
能与反应生成,与酸反应生成和。
易溶于水。
隔绝空气条件下,加热无水固体得到黄色固体,过程中未检测到气体生成。黄色固体加水得到浊液,放置得无色溶液。
检验分解产物
取少量溶液,向其中滴加溶液,产生黑色沉淀,证实有。反应的离子方程式是_________________________________。
检验分解产物
取少量溶液,滴加溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多经检验该沉淀含,同时产生有臭鸡蛋气味的气体,由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液,加入足量盐酸,离心沉降固液分离后,_________________________________填操作和现象,可证实分解产物中含有。
探究中的来源
来源:固体中有未分解的,在酸性条件下与反应生成。
来源:溶液中有,加酸反应生成。
针对来源进行如下实验:
实验可证实来源不成立。实验证据是________________________________________________。
不能用盐酸代替硫酸的原因是__________________________________________。
写出来源产生的反应的离子方程式:_________________________________。
实验证明固体热分解有、和产生。运用氧化还原反应规律分析产物中产生的合理性:__________________________________________。
【答案】
滴加溶液,产生白色沉淀
向溶液中加入溶液,溶液没有褪色
盐酸中元素为价,是元素的最低价,具有还原性,会与溶液发生氧化还原反应,使溶液褪色,干扰实验现象和实验结论
根据反应可知,发生歧化反应,其中元素化合价即升高又降低,能从价降为价,也应该可以降到价生成硫单质
【解析】
和溶液反应生成硫化铜和硫酸钠,反应的离子方程式是,
根据题干资料:能与反应生成,与酸反应生成和,取少量溶液,滴加溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多经检验该沉淀含,同时产生有臭鸡蛋气味的气体,说明溶液中含有,与酸反应生成和,由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液,加入足量盐酸,离心沉降固液分离后,滴加溶液,产生白色沉淀,可证实分解产物中含有,
实验可证实来源不成立,若固体中有未分解的,溶液为,向溶液中加入少量溶液,具有还原性,能使溶液褪色,但得到的仍为紫色溶液,说明溶液中不含,
不能用盐酸代替硫酸的原因是盐酸中元素为价,是元素的最低价,具有还原性,会与溶液发生氧化还原反应,使溶液褪色,干扰实验现象和实验结论,
故答案为:盐酸中元素为价,是元素的最低价,具有还原性,会与溶液发生氧化还原反应,使溶液应该褪色,干扰实验现象和实验结论;
来源认为溶液中有,加酸反应生成和,反应的离子方程式:,
根据已知资料:,亚硫酸钠中硫为价,硫酸钠中硫为价,硫化钠中硫为价,根据反应可知发生歧化反应,其中的元素化合价即升高又降低,能从价降为价,也应该可以降到价生成硫单质,
20.(2023·浙江)工业上煅烧含硫矿物产生的可以按如图流程脱除或利用。
已知:
请回答:
富氧煅烧燃煤产生的低浓度的,可以在炉内添加通过途径Ⅰ脱除,写出反应方程式 ______ 。
煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的,通过途径Ⅱ最终转化为化合物。
下列说法正确的是 ______ 。
A.燃煤中的有机硫主要呈正价
B.化合物具有酸性
C.化合物是一种无机酸酯
D.工业上途径Ⅱ产生的也可用浓吸收
一定压强下,化合物的沸点低于硫酸的原因是 ______ 。
设计实验验证化合物中含有元素 ______ ;写出实验过程中涉及的反应方程式 ______ 。
【答案】
硫酸分子能形成更多的分子间氢键 取化合物加入足量溶液,反应完全后加入稀盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡溶液生成白色沉淀,说明中含有元素 、
【解析】
高温条件下,和、反应生成和,根据反应物和生成物及反应条件书写方程式为,
故答案为:;
燃煤中电负性比、元素的电负性大,化合物中电负性较大的元素显负化合价,所以燃煤中的有机硫主要呈负价,故A错误;
B.化合物中羟基能电离出氢离子,所以化合物具有酸性,故B正确;
C.化合物中类似于酯基,为硫酸和甲醇形成的酯,所以化合物是一种无机酸酯,故C正确;
D.浓硫酸吸收可用于制取发烟硫酸,所以工业上途径Ⅱ产生的也可用浓吸收,故D正确;
故答案为:;
一定压强下,能形成分子间氢键的物质熔沸点较高,且形成的分子间氢键个数越多,其熔沸点越高,中含有个羟基、硫酸分子中含有个羟基,硫酸分子形成的分子间氢键个数大于形成的分子间氢键个数,所以化合物的沸点低于硫酸,
故答案为:硫酸分子能形成更多的分子间氢键;
要验证化合物中含有元素,应该将元素转化为,然后用盐酸酸化的溶液检验,其检验方法为:取化合物加入足量溶液,反应完全后加入稀盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡溶液生成白色沉淀,说明中含有元素;涉及的方程式为、,
故答案为:取化合物加入足量溶液,反应完全后加入稀盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡溶液生成白色沉淀,说明中含有元素;、。
21.[2023年天津高考真题]工业上以硫黄为原料制备硫酸的原理示意图如下,其过程包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段。
Ⅰ.硫液化后与空气中的氧反应生成。
(1)硫黄的晶体类型是_________。
(2)硫的燃烧应控制适宜温度。若进料温度超过硫的沸点,部分未燃烧的硫以蒸气形式随进入到下一阶段,会导致_________(填序号)。
a.硫的消耗量增加 b.产率下降 c.生成较多
Ⅱ.与在钒催化剂作用下生成。
(3)(g)氧化生成放出热量98.3 kJ,写出该反应的热化学方程式_________。随着温度升高,的平衡转化率_________(填“升高”或“降低”)。
(4)从能量角度分析,钒催化剂在反应中的作用为_________。
一定条件下,钒催化剂的活性温度范围是450~600 ℃。为了兼顾转化率和反应速率,可采用四段转化工艺:预热后的和通过第一段的钒催化剂层进行催化氧化,气体温度会迅速接近600 ℃,此时立即将气体通过热交换器,将热量传递给需要预热的和,完成第一段转化。降温后的气体依次进行后三段转化,温度逐段降低,总转化率逐段提高,接近平衡转化率。最终反应在450 ℃左右时,转化率达到97%。
(5)气体经过每段的钒催化层,温度都会升高,其原因是____________。升高温度后的气体都需要降温,其目的是____________。
(6)采用四段转化工艺可以实现______(填序号)。
a.控制适宜的温度,尽量加快反应速率,尽可能提高转化率
b.使反应达到平衡状态
c.节约能源
Ⅲ.工业上用浓硫酸吸收。若用水吸收会产生酸雾,导致吸收效率降低。
(7)的吸收率与所用硫酸的浓度、温度的关系如图所示。据图分析,最适合的吸收条件:硫酸的浓度______,温度____。
(8)用32吨含S 99%的硫黄为原料生产硫酸,假设硫在燃烧过程中损失2%,生成的转化率是97%,吸收的损失忽略不计,最多可生产98%的硫酸_____吨。
【答案】
(1)分子晶体
(2)ab
(3);降低
(4)降低反应的活化能
(5)催化氧化反应放热;使钒催化剂处于活性温度范围内,提高反应速率并兼顾转化率(或在适宜催化温度下使反应速率与转化率均处在较高的状态)
(6)ac
(7)98.3%;60 ℃
(8)94.1(写成94或94.11均可)
【解析】
(1)根据硫黄的分子式()及所学知识可知其为分子晶体。
(2)根据题目信息可知,硫以蒸气的形式损失而未能转化成,将导致硫的实际消耗量增加、的产率下降,故a、b正确;硫与空气中的氧气发生反应生成,因此不会生成较多,c错误。
(3)的物质的量为1 mol,即生成放出热量98.3 kJ,由此可写出该反应的热化学方程式。该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,的平衡转化率降低。
(4)催化剂可以降低反应的活化能,加快反应速率。
(5)该反应为放热反应,因此当气体经过钒催化剂层时,温度会升高。钒催化剂的活性温度范围是450~600 ℃,若超出此温度范围易造成催化剂失活,从而导致反应速率下降,且该反应是放热反应,降温有利于提高的转化率,因此升高温度后的气体都需要降温。
(6)在每段向转化的过程中,各段均控制适宜的温度,且温度逐段降低,可以保持钒催化剂的活性温度,保证转化率和反应速率均保持较高水平,故a正确;由题目信息可知,在四段转化过程中,转化率均未达到平衡转化率,即反应均未达到平衡状态,b错误;在四段转化过程中,每次的降温操作都是使用热交换器来实现的,充分利用反应放出的热量来预热即将参加反应的与,可节约能源,c正确。
(7)由图可知,所用硫酸的浓度为98.3%、温度为60 ℃时,的吸收率最高。
(8)结合S原子守恒计算硫酸的产量,设最多可生产98%的硫酸x吨,则:
解得,故最多可生产98%的硫酸94.1吨。
22.[2024年广东高考真题]含硫物质种类繁多,在一定条件下可相互转化。
(1)实验室中,浓硫酸与铜丝反应,所产生的尾气可用________(填化学式)溶液吸收。
(2)工业上,烟气中的可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收,生成石膏。该过程中,________(填元素符号)被氧化。
(3)工业锅炉需定期除水垢,其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时,发生反应:(I)。兴趣小组在实验室探究溶液的浓度对反应(I)的反应速率的影响。
①用固体配制溶液,以滴定法测定其浓度。
i.该过程中用到的仪器有________。
ii.滴定数据及处理:溶液,消耗盐酸(滴定终点时,转化为),则________。
②实验探究:取①中的溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液,分别加入硫酸钙固体,反应后,过滤,取滤液,用盐酸参照①进行滴定。记录的部分数据如下表(忽略水解的影响)。
序号
a
100.0
0
b
80.0
x
则_______,测得的平均反应速率之比_______。
(4)兴趣小组继续探究反应(I)平衡的建立,进行实验。
①初步实验将硫酸钙()加入到溶液中,在和搅拌条件下,利用计测得体系的随时间:的变化曲线如图。
②分析讨论甲同学根据后不改变,认为反应(I)已达到平衡;乙同学认为证据不足,并提出如下假设:
假设1:硫酸钙固体已完全消耗;
假设2:硫酸钙固体有剩余,但被碳酸钙沉淀包裹。
③验证假设乙同学设计如下方案,进行实验。
步骤
现象
ⅰ.将①实验中的反应混合物进行固液分离
/
ⅱ.取少量分离出的沉淀置于试管中,滴加
_______,沉淀完全溶解
ⅲ.继续向ⅱ的试管中滴加_______
无白色沉淀生成
④实验小结:假设1成立,假设2不成立。①实验中反应(I)平衡未建立。
⑤优化方案、建立平衡:写出优化的实验方案,并给出反应(I)平衡已建立的判断依据:_______。
【答案】
(1)NaOH(其他合理答案也可)
(2)S
(3)BD;;20.0;6:5
(4)过量稀盐酸;有气体产生;溶液;将最少硫酸钙加入溶液中,在和搅拌条件下,利用计测得体系的,当pH不变时,加入固体,若pH值变大,说明反应Ⅰ平衡已建立
【解析】
(1)浓硫酸与铜丝反应方程式为:,所产生的尾气为,可用NaOH溶液吸收(其他合理答案也可);
(2)生成石膏(主要成分),S元素的化合价由+4价上升到+6价,失去电子,被氧化;
(3)①用固体配制溶液,以滴定法测定其浓度,该过程用到下列仪器中的烧杯、酸式滴定管,故选BD;根据离子方程式可知,;②总体积应相同,x为20.0mL;a中消耗的盐酸体积为,即,同理可得,b中,由于,;
(4)由结论假设1成立,假设2不成立,说明①实验中的沉淀均为,要验证沉淀中无,可酸溶后滴加将①实验中的反应混合物进行固液分离后,取少量分离出的沉淀置于试管中,滴加过量稀盐酸,有气体产生,沉淀完全溶解,继续滴加溶液,无白色沉淀生成,说明沉淀均为,无;由方程式可知,假设正反应100%进行,,质量为0.01mol×136g/mol=1.36g,实验方案为:将最少硫酸钙加入溶液中,在和搅拌条件下,利用计测得体系的,当pH不变时,加入固体,若pH值变大,说明反应Ⅰ平衡已建立。
23.[2024年上海高考真题]二、粗盐水的精制
1.粗盐中含有等杂质离子,实验室按下面的流程进行精制:
已知:KCl和NaCl的溶解度如图所示:
(1)步骤①中溶液要稍过量,请描述检验溶液是否过量的方法:_____________。
(2)(不定项)若加后不先过滤就加氢氧化钠和碳酸钠,会导致________。
A.不能完全去除 B.消耗更多NaOH
C.不能完全去除 D.消耗更多
(3)过滤操作中需要的玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外,还需要________。
A.分液漏斗 B.漏斗 C.容量瓶 D.蒸发皿
(4)步骤④中用稀盐酸调节pH至3~4,除去的离子有_______________。
(5)“一系列操作”是指_____。
A.蒸发至晶膜形成后,趁热过滤 B.蒸发至晶膜形成后,冷却结晶
C.蒸发至大量晶体析出后,趁热过滤 D.蒸发至大量晶体析出后,冷却结晶
(6)请用离子方程式表示加入盐酸后发生的反应_____。
2.另有两种方案进行粗盐提纯。
方案2:向粗盐水中加入石灰乳[主要成分为]除去,再通入含的工业废气除去;
方案3:向粗盐水中加入石灰乳除去,再加入碳酸钠溶液除去。
(1)相比于方案3,方案2的优点是:_______。
(2)已知粗盐水中含量为,含量为,现用方案3提纯10 L该粗盐水,求需要加入石灰乳(视为)和碳酸钠的物质的量。
【答案】
1.(1)静置后取适量上层清液于试管中,加入几滴稀硫酸,若产生白色沉淀,则过量
(2)AD
(3)B
(4)
(5)C
(6),
2.(1)有害气体资源化利用产生氮肥,减少了有害气体的排放
(2),
【解析】
1.(1)根据溶液中所含离子种类知,可通过检验来检验,所选用试剂可为稀硫酸,若加入稀硫酸后有白色沉淀生成,则过量。
(2)由题图知,加入溶液后会生成沉淀,若不过滤直接加入NaOH和碳酸钠,则会转化成沉淀,重新进入溶液,消耗更多的,A、D正确。
(3)过滤需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗,故B正确。
(4)由流程图可知,滴加稀盐酸前滤液中主要含有均可与加入的稀盐酸反应,分别生成与而被除去。
(5)由流程图及上述分析可知,“一系列操作”的目的是分离KCl与NaCl,结合题给溶解度曲线可知,NaCl的溶解度随温度变化较小,KCl的溶解度随温度变化较大,故可加热至有大量晶体析出后趁热过滤,以得到精盐,C正确。
(6)加入HCl后发生反应,根据元素守恒和电荷守恒配平。
2.(1)方案2中,通入含的废气后发生反应的化学方程式为,工业废气转化为氮肥,实现了工业废气的资源化利用,减少了有害气体的排放。
(2)由题意可知,10 L粗盐水中含有,加入CaO后发生反应:,则除去需消耗0.04 mol CaO,同时引入,根据关系式:可知,需要碳酸钠的物质的量为0.14 mol。
第四板块 专题演练 模拟提升
1.氯气是常用的化工原料,可用作消毒剂和漂白剂;实验室用和浓盐酸反应可制取氯气。氯气有毒,泄漏时需要妥善处理。自来水厂一种预防和处理泄漏的方法如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A. 和水反应的离子方程式为
B. 铁屑的作用是将还原为
C. 吸收漏氯的离子方程式为
D. 铁屑耗尽时溶液中可能大量存在:、、、
【答案】D
【解析】和水反应生成盐酸和次氯酸,离子方程式为,A正确;
铁单质有还原性,铁屑的作用是将还原为,B正确;
氯气有氧化性,亚铁离子有还原性,离子方程式为,C正确;
因为亚铁离子有还原性,次氯酸根离子有氧化性,二者不能共存,D错误。
2.利用如图所示装置进行的制备及性质探究实验时,下列说法不正确的是( )
A. 甲中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为:
B. 乙的作用为除去中的
C. 丙中紫色石蕊试液先变红后褪色
D. 为吸收多余的,丁中可盛放溶液
【答案】A
【解析】A.装置甲为实验室制取氯气的反应,用二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下反应:浓,其中氧化剂与还原剂的物质的量之比为:,故A错误;
B.装置甲中制备的中混有气体,乙中饱和溶液的作用是除去中的气体,故B正确;
C.与水反应生成两种酸、,则溶液有酸性,又具有漂白性,则使紫色石蕊试液先变红后褪色,故C正确;
D.丁中可盛放溶液,与溶液反应生成和,可以吸收多余的,故D正确;
故选:。
3.实验室用和浓盐酸反应制备并回收,下列装置能达到实验目的的是( )
A. 用收集
B. 用吸收尾气
C. 用分离和溶液
D. 用蒸干溶液制
【答案】C
【解析】
A.氯气的密度比空气密度大,应长导管进气收集,故A错误;
B.饱和食盐水抑制氯气的溶解,应选溶液吸收尾气,故B错误;
C.二氧化锰不溶于水,可选过滤分离和溶液,故C正确;
D.加热溶液,可促进锰离子的水解,且生成的盐酸易挥发,则蒸干溶液不能制,故D错误;
故选:。
4.是家用消毒液的有效成分,这是利用了的( )
A. 碱性 B. 强氧化性 C. 还原性 D. 受热后不稳定性
【答案】B
【解析】A.杀菌消毒利用的是的强氧化性,与酸碱性无关,选项A错误;
B.具有强氧化性,可以使蛋白质变性,从而起到杀菌消毒的作用,选项B正确;
C.杀菌消毒利用的是的强氧化性,与还原性无关,选项C错误;
D.具有强氧化性,可以使蛋白质变性,从而起到杀菌消毒的作用,与不稳定性无关,选项D错误;
故选B。
5.实验室制取氯气,下列装置“”表示气流方向和试剂选择均正确的是( )
A. 制备 B. 除去中的杂质 C. 收集 D. 吸收尾气
【答案】B
【解析】A.浓盐酸和二氧化锰反应需加热,A错误;
B.氯气通过饱和食盐水可以去除杂质气体且氯气在饱和食盐水中损耗少,B正确;
C.氯气的密度大于空气,收集时应向上排空气法,C错误;
D.氯气有毒,用强碱氢氧化钠吸收尾气,D错误;
故选B。
6.氯及其化合物应用广泛。氯的单质可由与浓盐酸共热得到,能氧化,可从海水中提取;氯的氧化物可用于自来水消毒,是一种黄绿色气体,易溶于水,与碱反应会生成与,在稀硫酸和的混合溶液中通入气体可制得;漂白液和漂白粉的有效成分是次氯酸盐,可作棉、麻的漂白剂。实验室制取高浓度的溶液,有关实验装置和原理能达到实验目的的是( )
A. 制取氯气 B. 制取氯水
C. 提高浓度 D. 分离
【答案】C
【解析】A.浓盐酸与加热条件制取,该装置中少了酒精灯,项不能达到实验目的;
B.制取的含有,需要用饱和氯化钠洗气装置长进短处,该装置无法除杂的目的,项不能达到实验目的;
C.氯气溶于水存在平衡 ,加入消耗使平衡正向浓度增大,项能达到实验目的;
D.最终得到浓的中含有固体,需要进行过滤除去,该装置错误,项不能达到实验目的;
故选C。
7.部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 和都有漂白性,可使有色物质褪色
B. 用化学方程式表示浓氨水检查输送的管道是否漏气:
C. 用电子式表示的形成过程:
D. 用离子方程式表示与的浓溶液制备:
【答案】A
【解析】A.和分别为氯气、次氯酸,氯气没有漂白性,次氯酸有漂白性可使有色物质褪色,A错误;
B.浓氨水和氯气会反应生成氯化铵白色固体,能检查输送的管道是否漏气,B正确;
C.氯化钠为离子化合物,钠失去个电子、氯得到个电子,钠离子和氯离子生成氯化钠,图示正确,C正确;
D.二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水:,D正确;
故选A。
8.下列有关实验室制取并检验氯水性质的实验原理和装置能够达到实验目的的是( )
A. 用装置甲制备 B. 用装置乙除去中的气体
C. 用装置丙干燥 D. 用装置丁验证氯水的漂白性
【答案】D
【解析】A.二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,装置甲中缺少酒精灯不能用于制备氯气,故A错误;
B.氯气与碳酸氢钠溶液反应,则不能用装置乙除去氯气中混有的氯化氢气体,故B错误;
C.氯气能与碱石灰中的氧化钙和氢氧化钠反应,则不能用用装置丙干燥氯气,故C错误;
D.氯水中具有强氧化性的次氯酸能使有机色质漂白褪色,则装置丁能用于验证氯水的漂白性,故D正确;
故选D。
9.探究是培养创新精神和实践能力的手段。用如下装置探究氯气的性质,图中三支试管口均放置浸有溶液的棉花。下列对实验现象的分析正确的是( )
A. 中淀粉试纸变蓝
B. 中产生白色沉淀,说明氯气与水反应生成
C. 一段时间后向中加入溶液,溶液未变色
D. 溶液先变红后褪色,说明氯气具有酸性和漂白性
【答案】A
【解析】
A.氯气的氧化性强于碘,向淀粉碘化钾溶液中加入氯水,溶液变为蓝色,项正确;
B.中产生白色沉淀,有可能是挥发的氯化氢气体中的氯离子与银离子生成氯化银沉淀,项错误;
C.氯气和氯化亚铁溶液反应生成氯化铁,加入溶液,溶液红色,项错误;
D.氯气通入紫色石蕊试液先变红后褪色,是由于氯气和水反应生成强酸盐酸和漂白作用的次氯酸,氯气不具有酸性和漂白性,项错误;
故选A。
10.下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
A.元素的非金属性越强其电负性越大,从到,其非金属性逐渐减弱,则电负性逐渐减弱,故A正确;
B.元素没有正化合价,氯和溴的最高正价为价,故B错误;
C.中含有氢键,、中不含氢键,则沸点最高,故C错误;
D.卤素单质都是分子晶体,其熔沸点与相对分子质量成正比,从到,其单质的相对分子质量逐渐增大,则其单质的熔点逐渐增大,故D错误;
故选:。
11.某化学小组用“84消毒液” (主要成分有 NaClO)制备氯气并探究其性质,进行如图所示的实验(a~d中均为浸有相应试液的棉花,夹持装置省略)。下列说法正确的是( )
A. 具支试管中反应生成了黄绿色气体,该反应体现了浓盐酸的酸性和还原性
B. a处变为橙色, b处变为蓝色,说明氧化性:Cl2>Br2>I2
C. c处褪色,说明 Cl2具有还原性
D. d处褪色,说明Cl2具有漂白性
【答案】A
【解析】具支试管中84消毒液的有效成分为NaClO,与浓盐酸发生归中反应生成氯气,产生的氯气在a处于KBr发生置换反应生成Br2,在b处氯气和KI反应生成I2,c处的溶液有强氧化性,与还原性物质比如以及挥发出的HCl反应而褪色,d装置试剂NaOH同样可以与以及挥发出的HCl反应而使碱性减弱。
A.84消毒液的有效成分为NaClO,与浓盐酸发生归中反应生成氯气、氯化钠、水,生成了黄绿色气体,该反应体现了浓盐酸的酸性和还原性,故A正确;
B.具支试管产生氯气在a处于KBr发生置换反应生成Br2,溶液变橙色,可得氧化性Cl2>Br2,b处淀粉遇碘单质变蓝,氯气和KI反应生成I2,可得氧化性:Cl2>I2,但未知I2与Br2的氧化性强弱,无法得到氧化性:溴>碘,故B错误;
C.浓盐酸具有挥发性,HCl气体有还原性,能使酸性溶液褪色,不能说明Cl2有氧化性,故C错误;
D.氯气和NaOH溶液反应生成NaCl和NaClO,溶液碱性变弱,酚酞溶液褪色,不是氯气的漂白性造成的,故D错误;
故选A。
12.部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A. 可用于自来水消毒 B. 既具有氧化性,又具有还原性
C. 常温下,、水溶液的: D. 、分别与的浓溶液混合均可制备
【答案】C
【解析】根据元素的价类二维图,为,为,为,为,为次氯酸盐,为氯酸盐。
A.具有强氧化性,可用于自来水消毒,A正确;
B.为,的价态为价,中间价态既有氧化性又有还原性,B正确;
C.常温下,、水溶液分别为盐酸和次氯酸,无浓度,不能比较,C错误;
D.次氯酸盐和氯酸盐中氯的价态较高,均能与浓盐酸反应制备氯气,D正确;
故选C。
13.某小组设计实验制备溴单质,装置如图所示。回答下列问题:
装浓硫酸的仪器是__________填名称,装置的作用是__________。
补充装置,画出装置图并注明试剂名称__________。
装置中生成溴单质的化学方程式为__________。副产物有、,经检验产物中没有生成
实验完毕后,利用如图装置提取溴单质。已知、的沸点依次为、。先收集的物质是__________填化学式。
被称为拟卤素单质,具有卤素相似的性质。为了探究的氧化性强弱,进行实验,实验操作及现象如下:
实验操作
现象
甲
向溶液中滴加几滴溴水,振荡
溶液不褪色
乙
向溶液中滴加溴水,振荡
溶液变为无色
丙
向溶液中滴加溴水,振荡
溶液褪色
已知:拟卤素单质及钾盐水溶液均为无色。
如果氧化产物为,写出操作乙中反应的离子方程式:__________。
某同学得出结论,氧化性:。该结论__________填“科学”或“不科学”,理由是__________如果填科学,此问不填。
【答案】 分液漏斗 吸收
或或
; 不科学 ; 不能证明 的氧化性比 的强
【解析】【分析】装置制备溴单质,装置用于吸收溴单质,装置用于验证溴化氢。
【详解】装浓硫酸的仪器是分液漏斗;装置中的四氯化碳溶液,作用是吸收 ;
装置用于验证溴化氢,故C中试剂能与溴化氢反应且产生明显的现象,溴化氢是强酸,使甲基橙显色,溴化氢与硝酸银反应生成溴化银淡黄色沉淀,溴化氢与碳酸氢钠溶液反应放出无色气体,装置图分别为:或或;
装置中生成溴单质的化学方程式为 ;
根据已知条件, 、 的沸点依次为 、 ,则先收集的物质是 ;
如果氧化产物为 ,操作乙中反应的离子方程式为 ;某同学得出结论,氧化性: ,该结论不科学,理由是不能证明 的氧化性比 的强。
14.含氯化合物如、、广泛应用于杀菌、消毒、漂白等领域
使用溶液漂白织物时,将溶液置于空气中一段时间能增强漂白效果,其原因为__________用化学方程式解释
是高效低毒的消毒剂,可用于自来水的杀菌消毒;易溶于水,不与水反应,易分解爆炸,一般用空气、、等气体稀释以增强其稳定性
向和草酸的混合物中加入足量稀硫酸,水浴加热能制得,该方法制备的显著优点是__________。
国家规定,饮用水中的残留量不得高于。某同学欲利用氧化还原反应测定消毒过的自来水中的残留量,进行如下实验:
量取自来水样品,调节样品的;
加入足量晶体,振荡后静置片刻;
加入指示剂淀粉溶液,用的溶液恰好能将上述溶液中游离态的碘完全氧化假设杂质不参加反应。
已知:、,则样品中的质量浓度为__________。
用消毒自来水时,还可以将水中的转化为难溶物除去,控制其他条件不变,测得不同时去除率随反应时间的变化如图所示:
其他条件相同时,水中去除率随溶液的增大而增大,从外界因素对化学反应速率影响的角度考虑,其原因可能是__________。
【答案】
反应中 被氧化生成 ,稀释 ,增强 的稳定性
溶液的越大, 越大, 氧化 的速率越快
【解析】 溶液置于空气中一段时间能增强漂白效果,是因为与空气中的 反应,增加了次氯酸的浓度;反应方程式为:。
从反应 可以看出,生成 的同时生成 ,二氧化碳稀释 ,增强 的稳定性。
根据两个方程式,可得到 ,则样品中 的质量浓度 ;
由信息可知,在弱碱性条件下, 氧化 的离子方程式为 ,故溶液的 越大, 越大, 氧化 的速率越快。
15.许多含氯物质既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。
舍勒用软锰矿主要成分为二氧化锰和浓盐酸为原料得到氯气,反应的化学方程式为_________________________。
应用以上原理制备、净化、收集氯气并进行性质检验和尾气处理,下列装置“”表示气流方向不能达到实验目的的是____。
为验证氯水中分解的产物,现用强光照射氯水,并用氯离子浓度传感器、氧气传感器测体积分数、传感器等仪器进行数据采集,获得相关变化曲线如图。图中纵坐标可表示的物理量是____填序号。
A.氯离子浓度 氧气的体积分数 氯水的
下列物质常用于杀菌消毒,其中消毒原理与相同的是_____填序号。
A. 酒精 熟石灰 .
消毒液的主要成分为和,不能与酸性清洁剂混合使用,其原因是__________________________________。
二氧化氯是常用消毒剂,但其稳定性差,通常把它通入和的混合溶液中,使之转化成,便于运输储存。写出对应的离子方程式_________________________。
“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,是指每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克的氧化能力,、作为消毒剂,还原产物相同,这三种消毒剂的有效氯含量由大到小的顺序为_____________。
【答案】
和在酸性环境发生反应,生成有毒氯气,污染环境
【解析】在中用二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气,中用饱和食盐水去除氯气中的气体,浓硫酸吸收水,装置长进短出进行氯气收集,在中进行氯气性质的验证,因为氯气有毒,需要在装置用进行尾气处理,以此分析;
二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气;故答案为:;
二氧化锰与浓盐酸在加热的条件下反应生成氯气,A错误;
B.用饱和食盐水除去氯气中的,用浓硫酸干燥氯气,导气管均长进短出,B正确;
C.收集氯气时,导气管应长进短出,C错误;
D.经过装置,得到纯净干燥的氯气,氯气先通过干燥的红布条,证明氯气无漂白性,再通过湿润的红布条,证明氯气与水反应生成的物质具有漂白性,D正确;
E.该装置用于吸收多余的氯气,防止污染环境,应用氢氧化钠溶液,E错误;
氯水中存在反应,见光分解,故随着时间的延长,溶液中氯离子浓度逐渐增大,氧气体积分数逐渐增大,酸性逐渐增强,减小,故图中纵坐标可表示的物理量是氯离子浓度、氧气体积分数;
故答案为:;
因具有强氧化性具有漂白性;
A.因具有强氧化性而能杀菌消毒,相符;
B.酒精能使蛋白质变性而能杀菌消毒,不符;
C.熟石灰有强碱性,能使蛋白质变性而能杀菌消毒,不符;
D.因具有强氧化性而能杀菌消毒,相符;
故答案为:;
消毒液的主要成分为和,不能与酸性清洁剂混合使用,其原因是和在酸性环境发生反应,生成有毒氯气,污染环境;
由信息可知,被还原为,对应的离子方程式为;
“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,是指每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克的氧化能力,、、的还原产物均为氯离子,根据信息可知、、的有效氯含量分别为,故这三种消毒剂的有效氯含量由大到小的顺序为;故答案为:。
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2024——2025年解密高考化学大一轮复习精讲案
第四章 非金属及其化合物
专题十二 硫及其重要化合物
第一板块 课标要求与化学核心素养
课标要求
化学核心素养
1. 结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解硫及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
2. 结合实例认识硫及其化合物性质的多样性,了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化。
3. 认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
宏观辨识与微观探析
科学探究与创新意识
科学精神与社会责任
第二板块 必备知识,强基固本
考点一 硫单质的性质
1.硫元素的存在形态
2.硫单质的物理性质
俗称
颜色状态
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
______晶体
微溶
思考 (1)硫有S2、S4、S6、S8等多种单质,它们的关系是什么?加热时,S8转化为S6、S4、S2属于什么变化?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)硫单质难溶于水,易溶于CS2,其原因是什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
考点二 二氧化硫和三氧化硫
1.二氧化硫
(1)物理性质
色、味、态
密度
溶解性
____色、____________气味的____________
比空气的____
____溶于水,通常状况下,1体积的水溶解约____体积的SO2
(2)化学性质
按要求完成下列化学方程式:
SO2
(3)实验室制法
①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应,化学方程式为____________________________。
②铜与浓H2SO4混合加热,化学方程式为___________________________________
________________________________________________________________________。
2.三氧化硫
(1)物理性质
熔点:16.8 ℃,沸点:44.8 ℃,常温下为____态,标准状况下为____态。
(2)化学性质
三氧化硫具有酸性氧化物的通性,主要反应如下:
考点三 硫酸、硫酸根离子的检验
1.硫酸的物理性质
H2SO4是无色液体,能与水以任意比互溶,稀释时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是____________________________________________________________________________。
2.稀硫酸的性质
硫酸是二元强酸,稀硫酸具有酸的通性,请列举实例加以概括总结。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3.浓硫酸的特性
(1)填写下表:
实验
实验现象
浓硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中,加热
(2)分别写出浓H2SO4与Cu、C反应的化学方程式: ____________________________
________________________________________________________________________。
(3)常温下,Fe、Al遇浓H2SO4________,可用铝槽车装运浓H2SO4。
4.硫酸的工业制备流程
完成相关反应的化学方程式:
①________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________。
思考 吸收塔中真的是用水吸收SO3吗?为什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
5.SO的检验
检验SO的正确操作方法:被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)。
先加稀盐酸的目的是________________________________,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生。整个过程中可能发生反应的离子方程式:________________________、________________________、_______________________________________________、
________________________________________________________________________。
考点四 含硫化合物对环境的污染及治理
1.硫的氧化物的来源、危害及治理
2.硫酸型酸雨的形成过程
考点五 硫及其化合物的相互转化
1.同价态硫的化合物之间的转化关系
(1)+4价硫的化合物之间的转化
写出①的离子方程式:________________________________________;
写出②的离子方程式:________________________________________;
写出③的化学方程式:________________________________________;
写出④的化学方程式:________________________________________。
(2)-2价硫的化合物之间的转化
氢硫酸(H2S)是二元酸,与酸式盐(NaHS)、正盐(Na2S)之间的转化关系,跟H2SO3、亚硫酸氢盐、亚硫酸盐之间的转化关系相似。
①写出硫氢化钠(NaHS)与NaOH反应的离子方程式: __________________________。
②写出NaHS与HCl反应的离子方程式: ___________________________________
________________________________________________________________________。
2.不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其________的价态,即台阶式升降,可用下图表示:
如:H2SSSO2SO3
写出③④⑤反应的化学方程式:
③________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________;
⑤________________________________________________________________________。
注意 (1)同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。
考点一 硫单质的性质
1.古医典富载化学知识,下述之物见其氧化性者为( )
A.金(Au):“虽被火亦未熟”
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”
C.石硫黄(S):“能化…银、铜、铁,奇物”
D.石钟乳():“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
2.硫在自然界的循环过程如图所示。下列说法中,不正确的是( )
A.火山喷发、森林火灾会产生
B.氢、氧两种元素没有参与硫的循环
C.工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放
D.硫在自然界的循环过程中,涉及了氧化还原反应
3.硫及其化合物的“价—类二维图”体现了化学变化之美。下列有关说法错误的是( )
A.硫在过量的氧气中燃烧只能生成X,不可能生成Y
B.X通入溶液中,不会有白色沉淀生成
C.与X反应的还原产物和氧化产物的物质的量之比为
D.N可由其相应单质在加热条件下化合生成
4.化学知识中体现了一些哲学思想。下列化学知识不遵循“量变引起质变”的哲学思想的是( )
A.加热条件下,与稀硫酸不能反应,与浓硫酸可以反应
B.与稀硝酸反应生成,与浓硝酸反应生成
C.S在空气中燃烧生成,在氧气中燃烧也生成
D.少量可以作为食品添加剂,但加入过量会损害人体健康
5.下列反应中,通过调节反应物的用量或浓度可以改变反应产物的是( )
A.硫在氧气中燃烧 B.铁粉与硫粉混合加热
C.铜在空气中加热 D.铜与硝酸反应
考点二 二氧化硫和三氧化硫
1.将SO2分别通入下列溶液中,对现象的分析正确的是( )
选项
溶液
现象
分析
A
含酚酞的NaOH溶液
红色消失
SO2是酸性氧化物
B
溴水
橙色消失
SO2具有漂白性
C
FeCl3溶液
变为浅绿色溶液
SO2+Fe3++H2O=Fe2++SO42-+2H+
D
Na2S溶液
产生淡黄色浑浊
SO2+2S2-+H2O=3S↓+2OH-
2.实验室为探究铁与足量浓硫酸的反应,并验证SO2的性质,设计如图所示装置进行实验,下列说法错误的是( )
A. 实验结束后,可取A中试管内的溶液稀释后滴加KSCN溶液检验是否有Fe3+
B. B中溶液紫色褪去,C中生成淡黄色沉淀,均体现了SO2的还原性
C. D中品红溶液褪色,体现了SO2的漂白性
D. E中溶液红色变浅,体现了SO2酸性氧化物的性质
3.为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应,某校化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验装置。
(1)该化学兴趣小组的同学制取Cl2、SO2气体,现采用Na2SO3与70%的硫酸为原料制取SO2,采用MnO2和浓盐酸(12mol•L﹣1)为原料制取Cl2.在此试验中,F仪器的作用是___________;发生装置B应选择以下三种装置中的___________(选填序号)。
(2)D装置中主要反应的离子方程式为___________。
(3)为验证通入D装置中的气体是Cl2过量还是SO2过量,兴趣小组的同学准备了以下试剂:
a.氧化铁溶液 b.氧化亚铁溶液 c.硫氰化钾溶液
d.氯化钡溶液 e.品红溶液 f.酸性高锰酸钾溶液
若Cl2过量,取适量D中溶液滴加至盛有___________(选填一个序号)试剂的试管内,再加入___________(选填一个序号)试剂。发生的现象是___________。
若SO2过量,取适量D中溶液滴加至盛有___________(选填一个序号)试剂的试管内,发生的现象是___________。
4.某化学兴趣小组对有关SO2性质进行如下探究活动。
(1)实验室通常利用Na2SO3固体与70%的H2SO4溶液反应制取SO2气体,图中a仪器的名称为___________,装置A中发生反应的化学方程式为___________。
(2)①B中品红溶液褪色,是因为SO2具有___________(填“氧化”“还原”或“漂白”,下同)性,C装置中酸性KMnO4溶液褪色,表明SO2具有___________性。
②证明亚硫酸酸性比碳酸酸性强的实验现象是___________;
③若将SO2气体直接通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,则该反应的离子方程式为___________。
5.SO2的功与过1.SO2是葡萄等水果储存时常用的保鲜剂,能降低水果腐烂率,提高维生素以留存率。
(1)不能正确表示下列变化的离子方程式是 _____。
A.BaCO3溶于盐酸:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O
B.FeCl3溶液腐蚀铜板:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
C.Fe和稀盐酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
D.SO2气体通入溴水中:SO2+Br2+2H2O=+2Br-+4H+
(2)S与Cl为同一周期元素,下列事实正确且能比较两者非金属性强弱的是 _____。
A.热稳定性:H2S>HCl
B.酸性:HCl>H2SO3
C.氢化物的沸点:H2S>HCl
D.将氯气通入Na2S溶液中,观察到有淡黄色沉淀产生
(3)硫元素在周期表中的位置是 _____;基态硫原子价电子轨道表示式:_____。
(4)硫酸酸雨的形成有2种过程,试写出其中一种 _____。
(5)S2Cl2是一种黄红色液体,常用作硫化剂和粘结剂,各原子最层均有8个电子,且遇水反应会产生淡黄色沉淀和2种刺激性气味气体。下列说法不正确的是 _____。(双选)
A.S2Cl2无法使品红溶液褪色
B.S2Cl2的结构式为Cl-S-S-Cl,其中硫原子的杂化方式为sp3
C.S2Cl2与水反应时,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2
D.S2Cl2中两种元素第一电离能的大小关系:S<Cl
考点三 硫酸、硫酸根离子的检验
1.不符合硫酸工业生产实际的是( )
A. 沸腾炉中加入碾碎的硫铁矿
B. 接触室中的反应条件为高温高压
C. 催化氧化时通过热交换器充分利用能量
D. 吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3
2.下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭
浓硫酸具有氧化性和脱水性
B
装有NO2的密闭烧瓶冷却后颜色变浅
NO2转化为N2O4的反应吸热
C
久置空气中的漂白粉遇盐酸产生CO2
漂白粉的有效成分是CaCO3
D
1mol•L-1NaCl溶液导电性比同浓度醋酸强
NaCl溶液的pH比醋酸的高
3.用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( )
A. 上下移动①中铜丝可控制反应开始与停止
B. 若②中是澄清石灰水,先浑浊后澄清
C. ③中溶液褪色,说明有还原性
D. ①中铜丝换成光亮的铁丝,则因铁丝钝化而无明显现象
4.若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是( )
A. 与浓硫酸反应,只体现的酸性
B. a处变红,说明是酸性氧化物
C. b或c处褪色,均说明具有漂白性
D. 试管底部出现白色固体,说明反应中无生成
5.某同学根据铜与浓硫酸的反应,设计如图所示装置探究与验证锌与浓硫酸反应的产物(部分加热和夹持装置略)。
请回答下列问题:
(1)装置A为制备氮气的装置,该制备氮气反应的化学方程式为 _____。
(2)装置B中加入50.0g锌粉,通过分液漏斗加入浓硫酸,产生的气体能使品红溶液褪色,产生该气体反应的化学方程式为 _____。
(3)装置F在用酒精灯加热前应先通一段时间的N2,目的是 _____。
(4)装置D中装有足量氢氧化钠溶液,装置F中黑色固体变成红色,装置F中发生反应的化学方程式为 _____,假设不考虑装置C对气体的影响,且通过装置F的气体全部参加反应,称量装置D和G的增重分别是19.2g和5.4g,则剩余锌的质量为 _____g。
(5)装置H中碱石灰的作用是 _____。若将装置D中溶液换成酸性高锰酸钾溶液,其中发生反应的离子方程式为 _____。
6.某实验小组利用如图装置模拟古法制硫酸并进行SO2性质探究。
已知:①“青矾”是指FeSO4⋅7H2O,高温受热可完全分解得到红棕色固体和气体混合物;
②SO2熔点-75.5℃,沸点-10℃:SO3熔点16.8℃,沸点44.8℃。
请回答下列问题:
Ⅰ.制取硫酸
实验开始前打开活塞K1、K2,关闭活塞K3,通入一段时间N2后,关闭活塞K1、K2,打开活塞K3,用酒精喷灯高温加热青矾。
(1)加热时A装置中发生反应的化学方程式为 _____。
(2)B装置的作用是 _____。
(3)将一定量的青矾在500℃时隔绝空气加热一段时间后检验其固体产物,请设计实验证明此固体产物不含二价铁:_____。
Ⅱ.探究SO2的性质
在装置C中先后三次加入同浓度同体积不同情况的钡盐溶液。控制食用油油层厚度一致、通入SO2流速一致。三次实验现象如下表:
实验
①
②
③
所加试剂
已煮沸的BaCl2溶液
未煮沸的Ba(NO3)2溶液
已煮沸的Ba(NO3)2溶液
实验现象
无白色沉淀生成
有白色沉淀生成
有白色沉淀生成
分别得到如下pH-t图:
(4)实验①中,曲线呈缓慢下降趋势,原因是 _____。(用方程式表示)
(5)对比分析②③数据,可得出的结论是 _____。
Ⅲ.SO2含量的测定
(6)为对排气法收集到的SO2气体进行含量测定,将1120mL气体(已折算为标准状况)通入足量的Ba(NO3)2溶液中,经过滤、洗涤、烘干,最终得到沉淀10.718g,则SO2体的体积分数为 _____。若该实验数据较实际值偏大,则可能的原因是 _____。
①气体通入速率过快
②沉淀未进行恒重操作
③收集的气体中有CO2
④未用食用油覆盖液面
Ⅳ.SO2的应用
SO2可用于制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3⋅5H2O)。已知Na2S2O3⋅5H2O易溶于水,在酸性或高温环境下不稳定。主要用作还原剂、定影剂等。实验室制备硫代硫酸钠晶体的装置如图所示。
(7)反应结束时,必须控制溶液的pH不能小于7,否则会造成的后果是 _____(用离子方程式表示)。
(8)实验结束后,进行样品纯度的测定。称取0.5000g硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3⋅5H2O)样品加水溶解,加几滴淀粉溶液,然后用0.1000mol/L的标准碘液滴定,测得消耗标准碘液体积的平均值为9.50mL,则该样品的纯度为 _____(保留四位小数)。已知:I2+2S2═S4+2I-,样品中杂质不参与反应。
(9)若滴定前未用标准碘液润洗滴定管,则测定样品中硫代硫酸钠晶体纯度 _____(“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
考点四 硫及其化合物的相互转化
1.下图是一种综合处理含尾气的工艺流程,下列叙述正确的是
A. “吸收”过程中被还原
B. “吸收”后溶液的酸性减弱
C. “氧化”后的溶液可以循环使用
D. “氧化”中,每参加反应转移电子
2.利用空气催化氧化法除掉电石浆含上层清液中的,制取石膏的过程如图。下列说法错误的是
A. 属于俗称生石膏,属于纯净物
B. 过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为:
C. 将上清液中的浓度为转化为,理论上共需要
D. 过程Ⅱ中,反应的离子方程式为:
3.硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 的化学方程式:
B. Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率
C. 将黄铁和换成硫黄可以减少废渣的产生
D. 生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
4.部分含硫物质中硫元素的价态与相应物质的类别的关系如图所示,下列有关说法正确的是( )
A. 在过量中燃烧生成 B. 可用的浓溶液干燥
C. 将通入的溶液中可产生浑浊 D. 引起的酸雨最终转化为
5.实验是探究元素化合物性质的重要方法。利用下列实验装置和试剂能实现相应元素不同价态间转化的是 ( )
选项
试剂
元素不同价态间的转化
硫酸
亚硫酸钠
新制氯水
稀硫酸
硫化亚铁
氯化铁溶液
浓硝酸
铜片
水
浓盐酸
高锰酸钾
溴化钾溶液
6.部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 与之间能发生氧化还原反应
B. 溶液久置于空气中会生成,溶液的导电性增强
C. 能使溴水褪色,说明有漂白性
D. 可实现的转化
第三板块 素养评价 真题演练
1.[2024年北京高考真题]硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.I的化学方程式:
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率
C.将黄铁和换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
2.[2024年江苏高考真题]室温下,通过下列实验探究的性质。已知,。
实验1:将气体通入水中,测得溶液。
实验2:将气体通入溶液中,当溶液时停止通气。
实验3:将气体通入酸性溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是( )
A.实验1所得溶液中:
B.实验2所得溶液中:
C.实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得固体
D.实验3所得溶液中:
3.(2023·广东)下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是 ( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭
浓硫酸具有氧化性和脱水性
装有的密闭烧瓶冷却后颜色变浅
转化为的反应吸热
久置空气中的漂白粉遇盐酸产生
漂白粉的有效成分是
溶液导电性比同浓度醋酸强
溶液的比醋酸的高
4. (2023·北京)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。
下列关于该过程的分析不正确的是( )
A. 过程白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性
B. 过程固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C. 过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性
D. 过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
5.(2022·广东)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图均为浸有相应试液的棉花所示的探究实验,下列分析正确的是( )
A. 与浓硫酸反应,只体现的酸性
B. 处变红,说明是酸性氧化物
C. 或处褪色,均说明具有漂白性
D. 试管底部出现白色固体,说明反应中无生成
6.(2022·浙江)下列说法正确的是( )
A. 工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁
B. 接触法制硫酸时,煅烧黄铁矿以得到三氧化硫
C. 浓硝酸与铁在常温下不反应,所以可用铁质容器贮运浓硝酸
D. “洁厕灵”主要成分为盐酸和“消毒液”主要成分为次氯酸钠不能混用
7.(2022·江苏)实验室制取少量水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
A. 用装置甲制取气体
B. 用装置乙制取水溶液
C. 用装置丙吸收尾气中的
D. 用干燥试纸检验水溶液的酸性
8.(2019·新课标卷Ⅱ)下列实验现象与实验操作不相匹配的是 ( )
实验操作
实验现象
向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯后静置
溶液的紫色逐渐褪去,静置后溶液分层
将镁条点燃后迅速伸入集满的集气瓶
集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生
向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸
有刺激性气味气体产生,溶液变浑浊
向盛有溶液的试管中加过量铁粉,充分振荡后加滴溶液
黄色逐渐消失,加后溶液颜色不变
9.(2021·全国甲卷)实验室制备下列气体的方法可行的是( )
选项
气体
方法
氨气
加热氯化铵固体
二氧化氮
将铝片加到冷浓硝酸中
硫化氢
向硫化钠固体滴加浓硫酸
氧气
加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
10.(2021·山东)工业上以和纯碱为原料制备无水的主要流程如图,下列说法错误的是( )
A. 吸收过程中有气体生成
B. 结晶后母液中含有
C. 气流干燥湿料时温度不宜过高
D. 中和后溶液中含和
11.(2021·北京)室温下,体积的水能溶解约体积的。用试管收集后进行如下实验。对实验现象的分析正确的是( )
A. 试管内液面上升,证明与发生了反应
B. 试管中剩余少量气体,是因为的溶解已达饱和
C. 取出试管中溶液,立即加入紫色石蕊试液,溶液显红色,原因是:,,
D. 取出试管中溶液,在空气中放置一段时间后下降,是由于挥发
12.(2021·河北)含元素的某钠盐能发生如图转化。下列说法错误的是( )
A. 可能为正盐,也可能为酸式盐 B. 为不溶于盐酸的白色沉淀
C. 为含极性键的非极性分子 D. 反应中还可能生成淡黄色沉淀
13.(2021·河北)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( )
A. 和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和
C. 植物直接吸收利用空气中的和作为肥料,实现氮的固定
D. 工业废气中的可采用石灰法进行脱除
14.(2021·广东)铜与浓硫酸反应的装置如图所示。下列描述合理的是( )
A. 反应过程中,试管中出现灰黑色固体是
B. 反应结束后,为观察溶液颜色需向试管中加入水
C. 若试管Ⅱ盛放紫色石蕊溶液,可观察到紫色褪至无色
D. 为验证气体产物具有还原性,试管Ⅱ可盛放溴水
15.(2020·新课标I)下列气体去除杂质的方法中,不能实现目的的是 ( )
气体杂质
方法
通过酸性高锰酸钾溶液
通过饱和的食盐水
通过灼热的铜丝网
通过氢氧化钠溶液
16.(2020·安徽)下列说法不正确的是( )
A. 活性炭、、都能使品红溶液褪色,但原理不同
B. 同温同压下,两份相同质量的铁粉,分别与足量的稀硫酸和稀硝酸反应,产生气体的体积不相等
C. 将气体通入溶液中至饱和,未见沉淀生成,继续通入,则有沉淀生成
D. 将足量通入、的混合溶液中,反应后将溶液蒸干并充分灼烧,剩余的固体物质成分为
17.(2021·浙江)硫酸吸收可生成焦硫酸分子式为或。下列说法不正确的是( )
A. 焦硫酸具有强氧化性
B. 水溶液呈中性
C. 可与碱性氧化物反应生成新盐
D. 硫酸吸收生成焦硫酸的变化是化学变化
18.(2019·北京)化学小组实验探究与溶液的反应。实验一:用如下装置夹持、加热仪器略制备,将足量通入溶液中,迅速反应,得到无色溶液和白色沉淀。
浓与反应的化学方程式是____________________________________。
试剂是____________。
对体系中有关物质性质分析得出:沉淀可能为、或二者混合物。资料:微溶于水;难溶于水
实验二:验证的成分
写出溶于氨水的离子方程式:______________________________________。
加入盐酸后沉淀大部分溶解,剩余少量沉淀。推断中主要是,进而推断中含有。向滤液中加入一种试剂,可进一步证实中含有。所用试剂及现象是__________________________________。
根据沉淀的存在,推测的产生有两个途径:
途径:实验一中,在溶液中被氧化生成,随沉淀进入。
途径:实验二中,被氧化为进入。
实验三:探究的产生途径
向溶液中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,证明溶液中含有________,取上层清液继续滴加溶液,未出现白色沉淀,可判断中不含。做出判断的理由:___________________________________________________。
实验三的结论:____________________________________________。
实验一中与溶液反应的离子方程式是_______________________________________。
根据物质性质分析,与溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间,有和生成。
根据上述实验所得结论:______________________________________________________。
19.(2020·北京)探究固体的热分解产物。
资料:。
能与反应生成,与酸反应生成和。
易溶于水。
隔绝空气条件下,加热无水固体得到黄色固体,过程中未检测到气体生成。黄色固体加水得到浊液,放置得无色溶液。
检验分解产物
取少量溶液,向其中滴加溶液,产生黑色沉淀,证实有。反应的离子方程式是_________________________________。
检验分解产物
取少量溶液,滴加溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多经检验该沉淀含,同时产生有臭鸡蛋气味的气体,由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液,加入足量盐酸,离心沉降固液分离后,_________________________________填操作和现象,可证实分解产物中含有。
探究中的来源
来源:固体中有未分解的,在酸性条件下与反应生成。
来源:溶液中有,加酸反应生成。
针对来源进行如下实验:
实验可证实来源不成立。实验证据是________________________________________________。
不能用盐酸代替硫酸的原因是__________________________________________。
写出来源产生的反应的离子方程式:_________________________________。
实验证明固体热分解有、和产生。运用氧化还原反应规律分析产物中产生的合理性:__________________________________________。
20.(2023·浙江)工业上煅烧含硫矿物产生的可以按如图流程脱除或利用。
已知:
请回答:
富氧煅烧燃煤产生的低浓度的,可以在炉内添加通过途径Ⅰ脱除,写出反应方程式 ______ 。
煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的,通过途径Ⅱ最终转化为化合物。
下列说法正确的是 ______ 。
A.燃煤中的有机硫主要呈正价
B.化合物具有酸性
C.化合物是一种无机酸酯
D.工业上途径Ⅱ产生的也可用浓吸收
一定压强下,化合物的沸点低于硫酸的原因是 ______ 。
设计实验验证化合物中含有元素 ______ ;写出实验过程中涉及的反应方程式 ______ 。
21.[2023年天津高考真题]工业上以硫黄为原料制备硫酸的原理示意图如下,其过程包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段。
Ⅰ.硫液化后与空气中的氧反应生成。
(1)硫黄的晶体类型是_________。
(2)硫的燃烧应控制适宜温度。若进料温度超过硫的沸点,部分未燃烧的硫以蒸气形式随进入到下一阶段,会导致_________(填序号)。
a.硫的消耗量增加 b.产率下降 c.生成较多
Ⅱ.与在钒催化剂作用下生成。
(3)(g)氧化生成放出热量98.3 kJ,写出该反应的热化学方程式_________。随着温度升高,的平衡转化率_________(填“升高”或“降低”)。
(4)从能量角度分析,钒催化剂在反应中的作用为_________。
一定条件下,钒催化剂的活性温度范围是450~600 ℃。为了兼顾转化率和反应速率,可采用四段转化工艺:预热后的和通过第一段的钒催化剂层进行催化氧化,气体温度会迅速接近600 ℃,此时立即将气体通过热交换器,将热量传递给需要预热的和,完成第一段转化。降温后的气体依次进行后三段转化,温度逐段降低,总转化率逐段提高,接近平衡转化率。最终反应在450 ℃左右时,转化率达到97%。
(5)气体经过每段的钒催化层,温度都会升高,其原因是____________。升高温度后的气体都需要降温,其目的是____________。
(6)采用四段转化工艺可以实现______(填序号)。
a.控制适宜的温度,尽量加快反应速率,尽可能提高转化率
b.使反应达到平衡状态
c.节约能源
Ⅲ.工业上用浓硫酸吸收。若用水吸收会产生酸雾,导致吸收效率降低。
(7)的吸收率与所用硫酸的浓度、温度的关系如图所示。据图分析,最适合的吸收条件:硫酸的浓度______,温度____。
(8)用32吨含S 99%的硫黄为原料生产硫酸,假设硫在燃烧过程中损失2%,生成的转化率是97%,吸收的损失忽略不计,最多可生产98%的硫酸_____吨。
22.[2024年广东高考真题]含硫物质种类繁多,在一定条件下可相互转化。
(1)实验室中,浓硫酸与铜丝反应,所产生的尾气可用________(填化学式)溶液吸收。
(2)工业上,烟气中的可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收,生成石膏。该过程中,________(填元素符号)被氧化。
(3)工业锅炉需定期除水垢,其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时,发生反应:(I)。兴趣小组在实验室探究溶液的浓度对反应(I)的反应速率的影响。
①用固体配制溶液,以滴定法测定其浓度。
i.该过程中用到的仪器有________。
ii.滴定数据及处理:溶液,消耗盐酸(滴定终点时,转化为),则________。
②实验探究:取①中的溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液,分别加入硫酸钙固体,反应后,过滤,取滤液,用盐酸参照①进行滴定。记录的部分数据如下表(忽略水解的影响)。
序号
a
100.0
0
b
80.0
x
则_______,测得的平均反应速率之比_______。
(4)兴趣小组继续探究反应(I)平衡的建立,进行实验。
①初步实验将硫酸钙()加入到溶液中,在和搅拌条件下,利用计测得体系的随时间:的变化曲线如图。
②分析讨论甲同学根据后不改变,认为反应(I)已达到平衡;乙同学认为证据不足,并提出如下假设:
假设1:硫酸钙固体已完全消耗;
假设2:硫酸钙固体有剩余,但被碳酸钙沉淀包裹。
③验证假设乙同学设计如下方案,进行实验。
步骤
现象
ⅰ.将①实验中的反应混合物进行固液分离
/
ⅱ.取少量分离出的沉淀置于试管中,滴加
_______,沉淀完全溶解
ⅲ.继续向ⅱ的试管中滴加_______
无白色沉淀生成
④实验小结:假设1成立,假设2不成立。①实验中反应(I)平衡未建立。
⑤优化方案、建立平衡:写出优化的实验方案,并给出反应(I)平衡已建立的判断依据:_______。
23.[2024年上海高考真题]二、粗盐水的精制
1.粗盐中含有等杂质离子,实验室按下面的流程进行精制:
已知:KCl和NaCl的溶解度如图所示:
(1)步骤①中溶液要稍过量,请描述检验溶液是否过量的方法:_____________。
(2)(不定项)若加后不先过滤就加氢氧化钠和碳酸钠,会导致________。
A.不能完全去除 B.消耗更多NaOH
C.不能完全去除 D.消耗更多
(3)过滤操作中需要的玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外,还需要________。
A.分液漏斗 B.漏斗 C.容量瓶 D.蒸发皿
(4)步骤④中用稀盐酸调节pH至3~4,除去的离子有_______________。
(5)“一系列操作”是指_____。
A.蒸发至晶膜形成后,趁热过滤 B.蒸发至晶膜形成后,冷却结晶
C.蒸发至大量晶体析出后,趁热过滤 D.蒸发至大量晶体析出后,冷却结晶
(6)请用离子方程式表示加入盐酸后发生的反应_____。
2.另有两种方案进行粗盐提纯。
方案2:向粗盐水中加入石灰乳[主要成分为]除去,再通入含的工业废气除去;
方案3:向粗盐水中加入石灰乳除去,再加入碳酸钠溶液除去。
(1)相比于方案3,方案2的优点是:_______。
(2)已知粗盐水中含量为,含量为,现用方案3提纯10 L该粗盐水,求需要加入石灰乳(视为)和碳酸钠的物质的量。
第四板块 专题演练 模拟提升
1.氯气是常用的化工原料,可用作消毒剂和漂白剂;实验室用和浓盐酸反应可制取氯气。氯气有毒,泄漏时需要妥善处理。自来水厂一种预防和处理泄漏的方法如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A. 和水反应的离子方程式为
B. 铁屑的作用是将还原为
C. 吸收漏氯的离子方程式为
D. 铁屑耗尽时溶液中可能大量存在:、、、
2.利用如图所示装置进行的制备及性质探究实验时,下列说法不正确的是( )
A. 甲中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为:
B. 乙的作用为除去中的
C. 丙中紫色石蕊试液先变红后褪色
D. 为吸收多余的,丁中可盛放溶液
3.实验室用和浓盐酸反应制备并回收,下列装置能达到实验目的的是( )
A. 用收集
B. 用吸收尾气
C. 用分离和溶液
D. 用蒸干溶液制
4.是家用消毒液的有效成分,这是利用了的( )
A. 碱性 B. 强氧化性 C. 还原性 D. 受热后不稳定性
5.实验室制取氯气,下列装置“”表示气流方向和试剂选择均正确的是( )
A. 制备 B. 除去中的杂质 C. 收集 D. 吸收尾气
6.氯及其化合物应用广泛。氯的单质可由与浓盐酸共热得到,能氧化,可从海水中提取;氯的氧化物可用于自来水消毒,是一种黄绿色气体,易溶于水,与碱反应会生成与,在稀硫酸和的混合溶液中通入气体可制得;漂白液和漂白粉的有效成分是次氯酸盐,可作棉、麻的漂白剂。实验室制取高浓度的溶液,有关实验装置和原理能达到实验目的的是( )
A. 制取氯气 B. 制取氯水
C. 提高浓度 D. 分离
7.部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 和都有漂白性,可使有色物质褪色
B. 用化学方程式表示浓氨水检查输送的管道是否漏气:
C. 用电子式表示的形成过程:
D. 用离子方程式表示与的浓溶液制备:
8.下列有关实验室制取并检验氯水性质的实验原理和装置能够达到实验目的的是( )
A. 用装置甲制备 B. 用装置乙除去中的气体
C. 用装置丙干燥 D. 用装置丁验证氯水的漂白性
9.探究是培养创新精神和实践能力的手段。用如下装置探究氯气的性质,图中三支试管口均放置浸有溶液的棉花。下列对实验现象的分析正确的是( )
A. 中淀粉试纸变蓝
B. 中产生白色沉淀,说明氯气与水反应生成
C. 一段时间后向中加入溶液,溶液未变色
D. 溶液先变红后褪色,说明氯气具有酸性和漂白性
10.下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是( )
A. B.
C. D.
11.某化学小组用“84消毒液” (主要成分有 NaClO)制备氯气并探究其性质,进行如图所示的实验(a~d中均为浸有相应试液的棉花,夹持装置省略)。下列说法正确的是( )
A. 具支试管中反应生成了黄绿色气体,该反应体现了浓盐酸的酸性和还原性
B. a处变为橙色, b处变为蓝色,说明氧化性:Cl2>Br2>I2
C. c处褪色,说明 Cl2具有还原性
D. d处褪色,说明Cl2具有漂白性
12.部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A. 可用于自来水消毒 B. 既具有氧化性,又具有还原性
C. 常温下,、水溶液的: D. 、分别与的浓溶液混合均可制备
13.某小组设计实验制备溴单质,装置如图所示。回答下列问题:
装浓硫酸的仪器是__________填名称,装置的作用是__________。
补充装置,画出装置图并注明试剂名称__________。
装置中生成溴单质的化学方程式为__________。副产物有、,经检验产物中没有生成
实验完毕后,利用如图装置提取溴单质。已知、的沸点依次为、。先收集的物质是__________填化学式。
被称为拟卤素单质,具有卤素相似的性质。为了探究的氧化性强弱,进行实验,实验操作及现象如下:
实验操作
现象
甲
向溶液中滴加几滴溴水,振荡
溶液不褪色
乙
向溶液中滴加溴水,振荡
溶液变为无色
丙
向溶液中滴加溴水,振荡
溶液褪色
已知:拟卤素单质及钾盐水溶液均为无色。
如果氧化产物为,写出操作乙中反应的离子方程式:__________。
某同学得出结论,氧化性:。该结论__________填“科学”或“不科学”,理由是__________如果填科学,此问不填。
14.含氯化合物如、、广泛应用于杀菌、消毒、漂白等领域
使用溶液漂白织物时,将溶液置于空气中一段时间能增强漂白效果,其原因为__________用化学方程式解释
是高效低毒的消毒剂,可用于自来水的杀菌消毒;易溶于水,不与水反应,易分解爆炸,一般用空气、、等气体稀释以增强其稳定性
向和草酸的混合物中加入足量稀硫酸,水浴加热能制得,该方法制备的显著优点是__________。
国家规定,饮用水中的残留量不得高于。某同学欲利用氧化还原反应测定消毒过的自来水中的残留量,进行如下实验:
量取自来水样品,调节样品的;
加入足量晶体,振荡后静置片刻;
加入指示剂淀粉溶液,用的溶液恰好能将上述溶液中游离态的碘完全氧化假设杂质不参加反应。
已知:、,则样品中的质量浓度为__________。
用消毒自来水时,还可以将水中的转化为难溶物除去,控制其他条件不变,测得不同时去除率随反应时间的变化如图所示:
其他条件相同时,水中去除率随溶液的增大而增大,从外界因素对化学反应速率影响的角度考虑,其原因可能是__________。
15.许多含氯物质既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。
舍勒用软锰矿主要成分为二氧化锰和浓盐酸为原料得到氯气,反应的化学方程式为_________________________。
应用以上原理制备、净化、收集氯气并进行性质检验和尾气处理,下列装置“”表示气流方向不能达到实验目的的是____。
为验证氯水中分解的产物,现用强光照射氯水,并用氯离子浓度传感器、氧气传感器测体积分数、传感器等仪器进行数据采集,获得相关变化曲线如图。图中纵坐标可表示的物理量是____填序号。
A.氯离子浓度 氧气的体积分数 氯水的
下列物质常用于杀菌消毒,其中消毒原理与相同的是_____填序号。
A. 酒精 熟石灰 .
消毒液的主要成分为和,不能与酸性清洁剂混合使用,其原因是__________________________________。
二氧化氯是常用消毒剂,但其稳定性差,通常把它通入和的混合溶液中,使之转化成,便于运输储存。写出对应的离子方程式_________________________。
“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,是指每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克的氧化能力,、作为消毒剂,还原产物相同,这三种消毒剂的有效氯含量由大到小的顺序为_____________。
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