内容正文:
专题4 硫与环境保护
考点概览
考点1 二氧化硫的性质及应用
考点2 浓硫酸的性质
考点3 含硫物质间的转化
考点4 氧化还原反应方程式的配平
考点5 防治二氧化硫对环境的污染
考点1 二氧化硫的性质及应用
1.下列有关二氧化硫的说法正确的是( )
A.二氧化硫可抑制酒中细菌的生长,故可在葡萄酒中添加适量二氧化硫
B.二氧化硫能使品红溶液褪色,且加热后溶液不恢复原来的颜色
C.二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了二氧化硫的漂白性
D.二氧化硫属于碱性氧化物,可以用NaOH溶液吸收
2.下列关于SO2的说法不正确的是( )
A.SO2能使品红溶液褪色,是因为SO2具有漂白性
B.SO2在空气中极易被氧化为SO3
C.SO2通入Na2SO3或NaHCO3溶液中均能发生反应
D.氯水中通入一定量的SO2可降低氯水的漂白性
3.下列物质能与SO2气体反应,但无沉淀生成的是( )
①溴水 ②Ba(OH)2溶液 ③石灰水 ④Na2CO3溶液 ⑤H2SO4 ⑥Na2SO4 ⑦Na2SO3
A.只有① B.①④⑤ C.④⑥⑦ D.①④⑦
4.欲测定烟雾中SO2的含量,可做下列实验:取100 L该烟雾(标准状况),通过盛放100 mL过氧化氢(H2O2)水溶液的吸收瓶,使它们充分反应,生成硫酸。在吸收后的水溶液中加入足量BaCl2溶液,生成白色沉淀,经测定其质量为11.65 g,则该烟雾中SO2的体积分数是( )
A.1.12% B.2.24% C.3.36% D.无法计算
5.某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。[已知:Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O]
请回答下列问题:
(1)装置A中盛放浓硫酸和亚硫酸钠的仪器名称分别是____________、____________。
(2)反应后,装置B中产生的现象是____________________________________,发生反应的离子方程式为___________________________________________。
(3)装置C中的现象是________________,表现了SO2的____________;装置D中的现象是________________,发生反应的化学方程式为________________________________________。
(4)装置E的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性,请写出实验操作及现象:
________________________________________________________________________。
(5)装置F的作用是________________,倒扣漏斗的作用是________________。
考点2 浓硫酸的性质
1.浓硫酸与下列物质作用时,既表现氧化性,又表现酸性的是( )
①红热的木炭 ②木材(炭化) ③灼热的Cu ④FeO ⑤NH3 ⑥Fe2O3 ⑦CuSO4·5H2O ⑧铁、铝(钝化)
A.③ B.③⑧ C.③④ D.以上答案均不正确
2.下面表格中的实验操作、实验现象和结论均正确且相符的是( )
选项
实验操作
实验现象
结论
A
将浓硫酸滴到蔗糖表面
固体变黑膨胀
浓硫酸有脱水性
B
向某溶液中滴加BaCl2溶液
产生白色沉淀
溶液中含有SO
C
将浓硫酸和铜加热,冷却后用水稀释
产生有刺激性气味的气体,溶液呈蓝色
浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性
D
将足量锌和浓硫酸共热,将气体通入品红溶液
产生有刺激性气味的气体,品红溶液褪色
产生的气体只有SO2
3.为了验证浓硫酸和木炭粉在加热条件下产生的产物,某同学选用了如图所示的实验装置。下列说法错误的是( )
A.装置B用来检验产物中是否有水蒸气
B.装置C用来检验产物中是否有SO2
C.装置F用来检验产物中是否有CO2
D.将装置B与C位置互换,仍可以达到实验目的
4.将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L,测得溶液的c(H+)=0.1 mol·L-1,则下列叙述中错误的是( )
A.气体A为SO2和H2的混合物
B.反应中共消耗Zn 97.5 g
C.气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
D.反应中共转移3 mol电子
5.某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况,用如图所示装置进行有关实验。
回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为_______________________________________。
(2)装置D中试管口放置的棉花中应浸有一种液体,这种液体是________,其作用是_____________________。
(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当装置D中有明显的现象后,关闭K并移去酒精灯,但由于余热的作用,装置A中仍有气体产生,此时装置B中现象是__________________________,B中应盛放的液体是__________(填字母)。
A.水 B.酸性KMnO4溶液
C.浓溴水 D.饱和NaHSO3溶液
考点3 含硫物质间的转化
1.硫黄在空气中燃烧生成气体甲,甲溶于水得乙溶液,向乙溶液中滴加双氧水,乙溶液变成丙溶液。向丙溶液里加入Na2S生成气体丁,把丁通入乙溶液中得到沉淀戊。甲、乙、丙、丁、戊均含有硫元素,则它们分别为( )
A.SO3、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B.SO2、H2SO3、H2SO4、S、H2S
C.SO3、H2SO4、H2SO3、S、H2S
D.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
2.有关下列三个反应的叙述正确的是( )
①2H2S+SO2===3S↓+2H2O
②S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
③3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O
A.反应①说明SO2能与酸反应,具有碱性氧化物的性质
B.反应②改用稀硫酸,则能放出氢气
C.反应②和③说明S具有两性元素的性质
D.反应③中被氧化的硫元素与被还原的硫元素的质量之比为1∶2
3.硫元素常见化合价及其物质类别关系如图,下列说法错误的是( )
A.X是H2S
B.Y既有氧化性又有还原性
C.将X与Y混合,不能生成硫单质
D.工业上制Z的主要原料是黄铁矿
4.硫元素的几种化合物存在下列转化关系,下列判断正确的是( )
浓H2SO4SO2Na2SO3溶液Na2S2O3S
A.反应①中生成的SO2具有还原性,故可作漂白剂
B.反应④中当消耗1 mol稀硫酸时,转移电子6 mol
C.可以用CS2清洗做过实验③后附着在试管壁上的硫
D.反应④生成S的原子利用率是100%
5.下图为火山喷发时硫元素的转化示意图,其中甲、乙在常温下均为气体,丙为液体,丁为固体。下列关于甲、乙、丙、丁的判断不正确的是( )
A.甲只具有还原性
B.乙、丙均为酸性氧化物
C.乙既有氧化性,又有还原性
D.丁为黄色或淡黄色固体
6.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.在图示的转化中,化合价不变的元素有铜、氯、氢
B.在图示的转化中,FeCl2、CuCl2未参与化学反应
C.图示转化的总反应是2H2S+O22S↓+2H2O
D.当回收得到1 mol硫单质时,转移2 mol电子
7.A、B是两种有刺激性气味的气体。试根据下列实验事实填空。
(1)写出A~F各物质的化学式:
A________,B________,C__________,D________,E________,F________。
(2)写出A、B与水反应的离子方程式:______________________________________。
考点4 氧化还原反应方程式的配平
1.高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,离子方程式如下(未配平):
MnO+________Fe2++________H+===_____Mn2++________Fe3++________H2O
下列说法正确的是( )
A.MnO是氧化剂,Fe3+是还原产物
B.Mn2+的还原性强于Fe2+
C.离子方程式中按物质顺序的化学计量数是1、5、8、1、5、4
D.生成1 mol 水时,转移2.5 mol电子
2.某温度下,将氯气通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO和NaClO3的混合溶液,经测定ClO-与ClO的个数比为1∶3,则氯气与氢氧化钠反应时,被还原的氯原子和被氧化的氯原子的个数比为( )
A.21∶5 B.11∶3 C.3∶1 D.4∶1
3.把图乙中的物质补充到图甲中,可得到一个完整的氧化还原反应型离子方程式(未配平)
下列关于该氧化还原反应型离子方程式的说法不正确的是( )
A.IO作氧化剂
B.氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2
C.若有2 mol Mn2+参加反应时则转移10 mol电子
D.配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、3
4.做实验时不小心使皮肤上沾了一些高锰酸钾,形成的黑斑很久才能消除,如果用草酸(H2C2O4乙二酸)的稀溶液洗涤,黑斑可以迅速褪去,其离子方程式为MnO+C2O+H+―→CO2↑+Mn2++,下列有关叙述不正确的是( )
A.该反应的氧化剂为KMnO4
B.发生还原反应的是C2O
C.该离子方程式右侧方框内的产物是H2O
D.16 mol H+参加反应时,转移电子10 mol
5.O3具有强氧化性,将O3通入KI溶液中发生反应:O3+I-+H+―→I2+O2+H2O(未配平),下列说法正确的是( )
A.配平后的离子方程式为2O3+2I-+4H+===I2+2O2+H2O
B.每生成1 mol I2转移2 mol电子
C.O2是还原产物之一
D.该反应能说明O2的氧化性强于I2的
6.(1)NO被H2O2氧化为NO的离子方程式是__________________________________________。
(2)在H2SO4的酸性环境中ClO2与碘化钾反应的离子方程式为_____________________________。
(3)常温下,将NO和H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中,其物质转化过程如图所示:
①反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
②写出该过程的总化学方程式:_________________________________________。
考点5 防治二氧化硫对环境的污染
1.某雨水样品刚采集时测得pH为4.8,放在烧杯中经2小时后,再次测得pH为4.0。下列叙述正确的是( )
A.该雨水样品不属于酸雨
B.该雨水样品酸性没有变化
C.该雨水样品pH降低的原因可能是继续吸收空气中的CO2
D.该雨水样品pH降低的原因可能是H2SO3逐渐被氧气氧化成H2SO4
2.下列对酸雨和雾霾的理解正确的是( )
A.酸雨没有危害,所以不必担心,也不必想办法治理
B.酸雨放置后酸性会降低
C.酸雨和雾霾的形成均与空气中的SO2有关
3.硫是生物必需的营养元素之一,下列关于如图所示的自然界中硫循环的说法正确的是( )
A.含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环
B.硫循环中硫的化合物均为无机物
C.上述硫循环中硫元素均被氧化
D.烧煤时加石灰石,可减少酸雨及温室气体的排放
4.2013年1月,我国中东部的大部分地区出现雾霾天气,许多城市的空气质量已经达到了严重污染。下列有关说法正确的是( )
A.雾霾天气仅影响出行能见度,对人体健康没有影响
B.减少化石燃料的燃烧和汽车尾气的排放,是减少雾霾发生的有效措施
C.当光束分别通过雾霾和豆浆时,仅豆浆可看到一条光亮的通路
D.气候环境报告中新增的“PM2.5”就是雾霾
5.某工厂的一个生产工艺流程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.该工艺流程是用来制备Fe2(SO4)3的
B.气体M是SO3
C.气体M参加的反应是化合反应
D.SO2参加反应时氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1
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专题4 硫与环境保护
考点概览
考点1 二氧化硫的性质及应用
考点2 浓硫酸的性质
考点3 含硫物质间的转化
考点4 氧化还原反应方程式的配平
考点5 防治二氧化硫对环境的污染
考点1 二氧化硫的性质及应用
1.下列有关二氧化硫的说法正确的是( )
A.二氧化硫可抑制酒中细菌的生长,故可在葡萄酒中添加适量二氧化硫
B.二氧化硫能使品红溶液褪色,且加热后溶液不恢复原来的颜色
C.二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了二氧化硫的漂白性
D.二氧化硫属于碱性氧化物,可以用NaOH溶液吸收
答案 A
解析 二氧化硫能使品红溶液褪色,原因是SO2与某些有色物质反应生成不稳定的无色物质,该无色物质受热后分解,品红溶液恢复原来的颜色,B项错误;高锰酸钾具有强氧化性,二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了二氧化硫的还原性,C项错误;SO2属于酸性氧化物,可以用NaOH溶液吸收,D项错误。
2.下列关于SO2的说法不正确的是( )
A.SO2能使品红溶液褪色,是因为SO2具有漂白性
B.SO2在空气中极易被氧化为SO3
C.SO2通入Na2SO3或NaHCO3溶液中均能发生反应
D.氯水中通入一定量的SO2可降低氯水的漂白性
答案 B
解析 SO2具有漂白性,可以使品红溶液褪色,A正确;SO2与O2需在催化剂、加热条件下才可反应生成SO3,B错误;SO2能与Na2SO3溶液反应生成NaHSO3,能与NaHCO3溶液反应生成CO2气体,C正确。
3.下列物质能与SO2气体反应,但无沉淀生成的是( )
①溴水 ②Ba(OH)2溶液 ③石灰水 ④Na2CO3溶液 ⑤H2SO4 ⑥Na2SO4 ⑦Na2SO3
A.只有① B.①④⑤ C.④⑥⑦ D.①④⑦
答案 D
解析 ①二氧化硫与溴水发生氧化还原反应生成硫酸和溴化氢,不会生成沉淀;②少量二氧化硫与Ba(OH)2反应生成亚硫酸钡沉淀,过量二氧化硫与Ba(OH)2反应生成亚硫酸氢钡;③少量二氧化硫与Ca(OH)2反应生成亚硫酸钙沉淀,过量二氧化硫与Ca(OH)2反应生成亚硫酸氢钙;④二氧化硫与碳酸钠反应生成亚硫酸钠、二氧化碳和水,不产生沉淀;⑦二氧化硫与亚硫酸钠反应生成亚硫酸氢钠,不会产生沉淀。
4.欲测定烟雾中SO2的含量,可做下列实验:取100 L该烟雾(标准状况),通过盛放100 mL过氧化氢(H2O2)水溶液的吸收瓶,使它们充分反应,生成硫酸。在吸收后的水溶液中加入足量BaCl2溶液,生成白色沉淀,经测定其质量为11.65 g,则该烟雾中SO2的体积分数是( )
A.1.12% B.2.24% C.3.36% D.无法计算
答案 A
解析 含有SO2的烟雾通过H2O2水溶液,SO2被氧化成H2SO4,再加入BaCl2溶液,生成BaSO4沉淀,根据硫元素守恒可得如下关系式,设烟雾中含SO2的体积为x,则
SO2 ~ H2SO4 ~ BaSO4
22.4 L 233 g
x 11.65 g
x==1.12 L,所以SO2的体积分数为×100%=1.12%。
5.某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。[已知:Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O]
请回答下列问题:
(1)装置A中盛放浓硫酸和亚硫酸钠的仪器名称分别是____________、____________。
(2)反应后,装置B中产生的现象是____________________________________,发生反应的离子方程式为___________________________________________。
(3)装置C中的现象是________________,表现了SO2的____________;装置D中的现象是________________,发生反应的化学方程式为________________________________________。
(4)装置E的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性,请写出实验操作及现象:
________________________________________________________________________。
(5)装置F的作用是________________,倒扣漏斗的作用是________________。
答案 (1)分液漏斗 圆底烧瓶
(2)溶液的黄绿色褪去(或溶液褪色) SO2+Cl2+2H2O===4H++2Cl-+SO
(3)溶液的紫色褪去(或溶液褪色) 还原性 有淡黄色沉淀生成 2H2S+SO2===3S↓+2H2O
(4)将试管E在酒精灯上加热,溶液恢复红色
(5)吸收多余的SO2 防止倒吸
解析 浓硫酸与Na2SO3发生反应:Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O,SO2能使氯水及酸性KMnO4溶液褪色,在反应中SO2表现还原性;SO2与装置D中的H2S发生反应:SO2+2H2S===3S↓+2H2O,从而使溶液变浑浊,该反应中SO2表现氧化性;SO2能使品红溶液褪色,但加热后溶液又恢复红色,说明SO2与品红溶液的作用具有可逆性;装置F用于吸收多余的SO2,因为SO2易与NaOH溶液反应,采用倒扣漏斗可防止液体倒吸。
考点2 浓硫酸的性质
1.浓硫酸与下列物质作用时,既表现氧化性,又表现酸性的是( )
①红热的木炭 ②木材(炭化) ③灼热的Cu ④FeO ⑤NH3 ⑥Fe2O3 ⑦CuSO4·5H2O ⑧铁、铝(钝化)
A.③ B.③⑧ C.③④ D.以上答案均不正确
答案 C
解析 ①浓硫酸与红热的木炭反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,表现氧化性;②浓硫酸使木材炭化表现脱水性;③浓硫酸与灼热的Cu反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,表现氧化性和酸性;④浓硫酸与FeO反应生成硫酸铁、二氧化硫和水,表现氧化性和酸性;⑤浓硫酸与NH3反应生成硫酸铵,表现酸性;⑥浓硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁和水,表现酸性;⑦浓硫酸与CuSO4·5H2O作用,吸收了晶体表面的结晶水,表现吸水性;⑧常温下,铁、铝遇浓硫酸发生钝化,浓硫酸表现强氧化性。
2.下面表格中的实验操作、实验现象和结论均正确且相符的是( )
选项
实验操作
实验现象
结论
A
将浓硫酸滴到蔗糖表面
固体变黑膨胀
浓硫酸有脱水性
B
向某溶液中滴加BaCl2溶液
产生白色沉淀
溶液中含有SO
C
将浓硫酸和铜加热,冷却后用水稀释
产生有刺激性气味的气体,溶液呈蓝色
浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性
D
将足量锌和浓硫酸共热,将气体通入品红溶液
产生有刺激性气味的气体,品红溶液褪色
产生的气体只有SO2
答案 C
解析 将浓硫酸滴到蔗糖表面,固体变黑体现了浓硫酸的脱水性,同时固体膨胀,说明浓硫酸具有强氧化性,A错误;向某溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,该白色沉淀可能是AgCl,也可能是BaSO4或BaCO3等,因此不能说明该溶液中含有SO,B错误;将浓硫酸和铜加热,产生有刺激性气味的气体,该气体为SO2,冷却后溶液用水稀释,看到溶液变为蓝色,说明有CuSO4产生,该实验说明浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性,C正确;将足量锌和浓硫酸共热,将气体通入品红溶液,品红溶液褪色,说明反应产生SO2,发生的反应为Zn+2H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2H2O,随着反应的进行硫酸浓度逐渐减小,发生的反应为Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑,因此产生的气体中既含有SO2,又含有H2,D错误。
3.为了验证浓硫酸和木炭粉在加热条件下产生的产物,某同学选用了如图所示的实验装置。下列说法错误的是( )
A.装置B用来检验产物中是否有水蒸气
B.装置C用来检验产物中是否有SO2
C.装置F用来检验产物中是否有CO2
D.将装置B与C位置互换,仍可以达到实验目的
答案 D
解析 若反应产生了H2O,无水硫酸铜与水结合形成CuSO4·5H2O,B中物质的颜色由白色变为蓝色,A正确;SO2气体具有漂白性,能够使品红溶液褪色,因此装置C可用来检验产物中是否有SO2,B正确;反应产生的SO2在D中与溴水发生反应:Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr,若E中品红溶液不褪色,说明SO2已经除尽,若F中澄清石灰水变浑浊,可以证明反应产生了CO2,C正确;将装置B与C位置互换,由于气体通过品红溶液会带出一部分水,故不能达到检验产生水蒸气的目的,D错误。
4.将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L,测得溶液的c(H+)=0.1 mol·L-1,则下列叙述中错误的是( )
A.气体A为SO2和H2的混合物
B.反应中共消耗Zn 97.5 g
C.气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
D.反应中共转移3 mol电子
答案 C
解析 浓硫酸与锌反应生成二氧化硫气体,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐降低,继续与锌反应生成氢气,所以33.6 L气体A为二氧化硫和氢气的混合物,A正确;生成气体的物质的量为=1.5 mol,反应后的溶液稀释至1 L,测得溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,所以溶液剩余硫酸的物质的量为0.05 mol,参加反应的n(H2SO4)=0.1 L×18.5 mol·L-1-0.05 mol=1.8 mol,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,设反应生成x mol SO2,y mol H2,则
Zn+2H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2H2O
x 2x x
Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑
y y y
则有:x+y=1.5,2x+y=1.8,解得x=0.3,y=1.2,所以反应会生成0.3 mol二氧化硫和1.2 mol氢气,则反应中共消耗金属Zn的质量m(Zn)=(0.3 mol+1.2 mol)×65 g· mol-1=97.5 g,V(SO2)∶V(H2)=1∶4,B正确、C错误;在反应Zn+2H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2H2O中,生成0.3 mol二氧化硫转移电子0.6 mol,在反应Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑中,生成1.2 mol氢气转移电子2.4 mol,所以反应中共转移3 mol电子,D正确。
5.某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况,用如图所示装置进行有关实验。
回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为_______________________________________。
(2)装置D中试管口放置的棉花中应浸有一种液体,这种液体是________,其作用是_____________________。
(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当装置D中有明显的现象后,关闭K并移去酒精灯,但由于余热的作用,装置A中仍有气体产生,此时装置B中现象是__________________________,B中应盛放的液体是__________(填字母)。
A.水 B.酸性KMnO4溶液
C.浓溴水 D.饱和NaHSO3溶液
答案 (1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O (2)氢氧化钠溶液(其他合理答案均可) 吸收多余的SO2,防止污染空气 (3)试剂瓶中液面下降,而长颈漏斗中液面上升 D
解析 (1)装置A为铜与浓硫酸的反应装置,二者反应生成CuSO4、SO2和H2O。(2)因SO2为大气污染物,需要进行尾气处理,常用氢氧化钠溶液吸收SO2。(3)根据题目中“装置B的作用是贮存多余的气体”可知,装置B中的试剂不能吸收SO2,而水、酸性KMnO4溶液和浓溴水都与SO2反应。
考点3 含硫物质间的转化
1.硫黄在空气中燃烧生成气体甲,甲溶于水得乙溶液,向乙溶液中滴加双氧水,乙溶液变成丙溶液。向丙溶液里加入Na2S生成气体丁,把丁通入乙溶液中得到沉淀戊。甲、乙、丙、丁、戊均含有硫元素,则它们分别为( )
A.SO3、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B.SO2、H2SO3、H2SO4、S、H2S
C.SO3、H2SO4、H2SO3、S、H2S
D.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
答案 D
解析 题目中各物质涉及的转化关系为:
。
2.有关下列三个反应的叙述正确的是( )
①2H2S+SO2===3S↓+2H2O
②S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
③3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O
A.反应①说明SO2能与酸反应,具有碱性氧化物的性质
B.反应②改用稀硫酸,则能放出氢气
C.反应②和③说明S具有两性元素的性质
D.反应③中被氧化的硫元素与被还原的硫元素的质量之比为1∶2
答案 D
解析 反应②体现浓硫酸的强氧化性和S的还原性,S与稀硫酸不反应,B错误;反应③中化合价升高的硫原子与化合价降低的硫原子的个数之比为1∶2,即被氧化的硫元素与被还原的硫元素的质量之比为1∶2,D正确。
3.硫元素常见化合价及其物质类别关系如图,下列说法错误的是( )
A.X是H2S
B.Y既有氧化性又有还原性
C.将X与Y混合,不能生成硫单质
D.工业上制Z的主要原料是黄铁矿
答案 C
解析 -2价硫的氢化物,为硫化氢,则X是H2S,故A正确;+4价的硫处于中间价态,所以Y既有氧化性又有还原性,故B正确;X是硫化氢、Y是二氧化硫,两者混合,发生归中反应,能生成硫单质,故C错误;工业上制硫酸用煅烧黄铁矿来造气,则工业上制Z的主要原料是黄铁矿,故D正确。
4.硫元素的几种化合物存在下列转化关系,下列判断正确的是( )
浓H2SO4SO2Na2SO3溶液Na2S2O3S
A.反应①中生成的SO2具有还原性,故可作漂白剂
B.反应④中当消耗1 mol稀硫酸时,转移电子6 mol
C.可以用CS2清洗做过实验③后附着在试管壁上的硫
D.反应④生成S的原子利用率是100%
答案 C
解析 反应①中生成的SO2具有还原性,能和氧化剂发生氧化还原反应,可作漂白剂的原理是利用二氧化硫结合有机色素生成不稳定的无色物质,与还原性无关,故A错误;反应④的化学方程式:Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,消耗1 mol硫酸时,反应中转移电子的总数为2NA,故B错误;硫单质易溶于二硫化碳,可以用CS2清洗做过实验③后附着在试管壁上的硫,故C正确;反应④生成S的反应为Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,原子利用率不是100%,故D错误。
5.下图为火山喷发时硫元素的转化示意图,其中甲、乙在常温下均为气体,丙为液体,丁为固体。下列关于甲、乙、丙、丁的判断不正确的是( )
A.甲只具有还原性
B.乙、丙均为酸性氧化物
C.乙既有氧化性,又有还原性
D.丁为黄色或淡黄色固体
答案 A
解析 甲、乙、丙、丁分别为H2S、SO2、SO3、S。H2S中-2价的S只有还原性,但其中的H为+1价,具有氧化性,如H2S与活泼金属反应可表现出氧化性(即酸性),A项错误;SO2与SO3均能与碱和碱性氧化物反应生成盐,均为酸性氧化物,B项正确;SO2中的S为+4价,处于S的中间价态,C项正确;单质S为黄色或淡黄色固体,D项正确。
6.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.在图示的转化中,化合价不变的元素有铜、氯、氢
B.在图示的转化中,FeCl2、CuCl2未参与化学反应
C.图示转化的总反应是2H2S+O22S↓+2H2O
D.当回收得到1 mol硫单质时,转移2 mol电子
答案 B
解析 在图示的转化中,化合价改变的有铁、硫、氧,化合价不变的元素有铜、氯、氢,故A正确;在图示的转化中,FeCl2、CuCl2是催化剂,参与了化学反应,故B错误;将H2S和空气的混合气体通入FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,硫化氢在催化剂作用下被氧气氧化为硫,图示转化的总反应是2H2S+O22S↓+2H2O,故C正确;根据总反应可知,硫元素的化合价由-2升高为0,当回收得到1 mol硫单质时,转移2 mol电子,故D正确。
7.A、B是两种有刺激性气味的气体。试根据下列实验事实填空。
(1)写出A~F各物质的化学式:
A________,B________,C__________,D________,E________,F________。
(2)写出A、B与水反应的离子方程式:______________________________________。
答案 (1)Cl2 SO2 H2SO4 HCl BaSO3 BaSO4
(2)Cl2+SO2+2H2O===4H++SO+2Cl-
解析 由框图中A、B两种气体等物质的量加入H2O中,生成含C、D的无色溶液,加入Ba(OH)2溶液生成沉淀F和溶液D,D中加入AgNO3溶液生成沉淀G,可知溶液C、D中含有SO、Cl-。气体B通入到Ba(OH)2溶液中有沉淀生成,且B是有刺激性气味的气体,可知B为SO2,则A为Cl2。
考点4 氧化还原反应方程式的配平
1.高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,离子方程式如下(未配平):
MnO+________Fe2++________H+===_____Mn2++________Fe3++________H2O
下列说法正确的是( )
A.MnO是氧化剂,Fe3+是还原产物
B.Mn2+的还原性强于Fe2+
C.离子方程式中按物质顺序的化学计量数是1、5、8、1、5、4
D.生成1 mol 水时,转移2.5 mol电子
答案 C
解析 A项,在该反应中,MnO中Mn元素的化合价为+7,反应后变为+2,化合价降低,得到电子,被还原,作氧化剂;Fe2+反应后变为Fe3+,化合价升高,失去电子,被氧化,作还原剂,Fe3+是氧化产物,错误;B项,根据在氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性,可知Fe2+的还原性强于Mn2+,错误;C项,在氧化还原反应中电子得失数目相等,同时还符合电荷守恒及原子守恒,则相应的离子方程式是MnO+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H2O,正确;D项,根据C选项的离子方程式可知,每生成4 mol的水,转移电子的物质的量是5 mol,则生成1 mol水时,转移1.25 mol电子,错误。
2.某温度下,将氯气通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO和NaClO3的混合溶液,经测定ClO-与ClO的个数比为1∶3,则氯气与氢氧化钠反应时,被还原的氯原子和被氧化的氯原子的个数比为( )
A.21∶5 B.11∶3 C.3∶1 D.4∶1
答案 D
解析 假设反应后溶液中的ClO-为1个,根据ClO-与ClO的个数之比为1∶3,且由Cl到ClO-失去1个电子,由Cl到ClO失去5个电子可知,一共失去的电子为1+3×5=16个;由Cl到Cl-得到1个电子,则16个Cl被还原得到16个电子,所以被还原的氯原子与被氧化的氯原子的个数比为16∶(1+3)=4∶1。
3.把图乙中的物质补充到图甲中,可得到一个完整的氧化还原反应型离子方程式(未配平)
下列关于该氧化还原反应型离子方程式的说法不正确的是( )
A.IO作氧化剂
B.氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2
C.若有2 mol Mn2+参加反应时则转移10 mol电子
D.配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、3
答案 D
解析 根据氧化还原反应规律知该反应的离子方程式为2Mn2++5IO+3H2O===2MnO+5IO+6H+。若有1 mol Mn2+参加反应时则转移1 mol×(7-2)=5 mol电子,故有2 mol Mn2+参加反应时转移10 mol电子,故C正确;配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、6,故D错误。
4.做实验时不小心使皮肤上沾了一些高锰酸钾,形成的黑斑很久才能消除,如果用草酸(H2C2O4乙二酸)的稀溶液洗涤,黑斑可以迅速褪去,其离子方程式为MnO+C2O+H+―→CO2↑+Mn2++,下列有关叙述不正确的是( )
A.该反应的氧化剂为KMnO4
B.发生还原反应的是C2O
C.该离子方程式右侧方框内的产物是H2O
D.16 mol H+参加反应时,转移电子10 mol
答案 B
解析 锰元素的化合价降低,碳元素的化合价升高,则KMnO4为氧化剂,C2O发生氧化反应,A正确、B错误;由电子、电荷及原子守恒可知,离子方程式为2MnO+5C2O+
16H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O,C正确;16 mol H+参加反应时,2 mol MnO得电子,则转移电子10 mol,D正确。
5.O3具有强氧化性,将O3通入KI溶液中发生反应:O3+I-+H+―→I2+O2+H2O(未配平),下列说法正确的是( )
A.配平后的离子方程式为2O3+2I-+4H+===I2+2O2+H2O
B.每生成1 mol I2转移2 mol电子
C.O2是还原产物之一
D.该反应能说明O2的氧化性强于I2的
答案 B
解析 选项中离子方程式电荷不守恒,电子转移不守恒,配平后的离子方程式为O3+2I-+2H+===I2+O2+H2O,A错误;反应中氧气和臭氧中氧元素的化合价相同,为0价,氧气不是还原产物,氧元素化合价由O3中0价降低为H2O中-2价,还原产物是H2O,C错误;根据反应方程式进行的氧化性大小比较是指氧化剂与氧化产物之间的比较,在该反应中不能比较O2和I2的氧化性强弱,D错误。
6.(1)NO被H2O2氧化为NO的离子方程式是__________________________________________。
(2)在H2SO4的酸性环境中ClO2与碘化钾反应的离子方程式为_____________________________。
(3)常温下,将NO和H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中,其物质转化过程如图所示:
①反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
②写出该过程的总化学方程式:_________________________________________。
答案 (1)2NO+3H2O2===2H++2NO+2H2O
(2)2ClO2+10I-+8H+===2Cl-+5I2+4H2O
(3)①2∶1 ②2H2+2NON2+2H2O
解析 (3)根据图示,反应Ⅰ为Ce4++H2―→Ce3++H+,反应中Ce元素的化合价由+4价降至+3价,Ce4+为氧化剂,H元素的化合价由0价升至+1价,H2为还原剂,根据得失电子守恒,n(Ce4+)=2n(H2),n(Ce4+)∶n(H2)=2∶1,即反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。(2)根据图示,反应Ⅰ为2Ce4++H2===2Ce3++2H+,反应Ⅱ为4Ce3++2NO+4H+===4Ce4++N2+2H2O,将反应Ⅰ×2+反应Ⅱ消去Ce4+、Ce3+,总反应为2H2+2NO2H2O+N2。
考点5 防治二氧化硫对环境的污染
1.某雨水样品刚采集时测得pH为4.8,放在烧杯中经2小时后,再次测得pH为4.0。下列叙述正确的是( )
A.该雨水样品不属于酸雨
B.该雨水样品酸性没有变化
C.该雨水样品pH降低的原因可能是继续吸收空气中的CO2
D.该雨水样品pH降低的原因可能是H2SO3逐渐被氧气氧化成H2SO4
答案 D
2.下列对酸雨和雾霾的理解正确的是( )
A.酸雨没有危害,所以不必担心,也不必想办法治理
B.酸雨放置后酸性会降低
C.酸雨和雾霾的形成均与空气中的SO2有关
D.对化石燃料的不合理利用导致了酸雨、雾霾,该过程中涉及硫的转化的反应均为氧化还原反应
答案 C
解析 酸雨中含有H2SO3,放置后会逐渐被氧化为H2SO4,酸性增强,B项错误;雾霾的形成主要与大气中的二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物有关,C项正确;SO2溶于水生成H2SO3的反应是非氧化还原反应,D项错误。
3.硫是生物必需的营养元素之一,下列关于如图所示的自然界中硫循环的说法正确的是( )
A.含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环
B.硫循环中硫的化合物均为无机物
C.上述硫循环中硫元素均被氧化
D.烧煤时加石灰石,可减少酸雨及温室气体的排放
答案 A
解析 硫酸盐、亚硫酸盐等在含硫杆菌及好氧/厌氧菌的作用下缓慢转化成植物R1—S—R2,故含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环,A项正确;硫循环中硫的化合物有含硫有机物,如煤、石油等,不全是无机物,B项错误;含硫杆菌及好氧/厌氧菌将硫酸盐、亚硫酸盐中的硫还原成植物R1—S—R2,硫循环中硫元素有时被氧化,有时被还原,C项错误;烧煤时加石灰石,可减少含硫气体的排放,减少酸雨的产生,但生成二氧化碳,会增加温室气体的排放,D项错误。
4.2013年1月,我国中东部的大部分地区出现雾霾天气,许多城市的空气质量已经达到了严重污染。下列有关说法正确的是( )
A.雾霾天气仅影响出行能见度,对人体健康没有影响
B.减少化石燃料的燃烧和汽车尾气的排放,是减少雾霾发生的有效措施
C.当光束分别通过雾霾和豆浆时,仅豆浆可看到一条光亮的通路
D.气候环境报告中新增的“PM2.5”就是雾霾
答案 B
解析 雾霾有毒,所以雾霾天气对人体健康有害,故A项错误;化石燃料的燃烧和汽车尾气中含有的粉尘,能形成雾霾天气,故B项正确;雾霾和豆浆都属于胶体,当光束通过时都会产生一条光亮的通路,故C项错误;雾霾天气指原因不明的因大量烟、尘等极细微的颗粒物悬浮而形成的混浊现象,PM2.5指环境空气中空气动力学当量直径小于2.5 μm的颗粒物,也称细颗粒物,二者不完全相同,故D项错误。
5.某工厂的一个生产工艺流程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.该工艺流程是用来制备Fe2(SO4)3的
B.气体M是SO3
C.气体M参加的反应是化合反应
D.SO2参加反应时氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1
答案 D
解析 由工艺流程的箭头指向可知,该过程中硫酸亚铁和硫酸铁可循环使用,气体M和SO2为反应物,指向流程之外的箭头只有硫酸(部分硫酸又参与循环),即硫酸铁和二氧化硫作用生成硫酸和硫酸亚铁。气体M和硫酸、硫酸亚铁作用生成硫酸铁。根据上述分析知,该工艺流程是用来制备硫酸的,A项错误;根据反应关系知,M是具有氧化性的气体,如O2等,B项错误;气体M、FeSO4和H2SO4作用生成Fe2(SO4)3,气体M参加的反应是氧化还原反应,C项错误;SO2参加反应时的化学方程式为SO2+Fe2(SO4)3+2H2O===2FeSO4+2H2SO4,参加反应时氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1,D项正确。
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