内容正文:
专题01 硫及其化合物
模块一:竞赛技巧总结
模块二:易错试题精选
模块三:培优试题精选
模块四:竞赛真题精选
竞赛技巧1 氧族元素的通性
1.价电子层结构ns2np4,氧化态– 2、+2、+4、+6,氧仅显 – 2价(除H2O2及OF2外)。
2.氧族元素原子最外层6个电子,因而它们是非金属(钋除外),但不及卤素活泼。
3.随着原子序数增大,非金属性减弱,氧硫是非金属、硒、碲是半金属,钋是典型金属。氧的电负性最高,仅次于氟,所以性质非常活泼,与卤族元素较为相似。
4.氧族元素单质的化学活泼性依次降低,O2>S8>Se>Te。
5.氧族元素中,只有电负性最大的氧与典型金属(如碱金属、碱土金属等元素)化合时,才形成典型的离子化合物。与非金属元素化合时,均形成共价化合物。
竞赛技巧2 臭氧
1.组成:臭氧的分子式为O3,与O2互为同素异形体,臭氧中的O原子采取两种形式的sp2不等性杂化,结构为,其中含一个π43键,为三中心四电子大π键。
2.物理性质:O3是浅兰色气体,有鱼腥味, -112 ℃凝聚为深兰色液体, -192.7 ℃凝结成黑紫色固体。O3比O2易溶于水。
3.化学性质
不稳定性
O3不稳定,容易分解,分解的化学方程式为2O3===3O2,为放热反应;在放电条件下空气中的O2可以转化为O3,反应的化学方程式为3O22O3
强氧化性
能氧化许多不活泼单质如Hg、Ag、S等。O3容易使淀粉-KI溶液变蓝色,反应的化学方程式为2KI+O3+H2O===I2+2KOH+O2,处理电镀工业含 CN- 废液时基于以下反应:O3+ CN-=OCN-+O2、OCN-+O3=CO2+N2+O2
漂白性
O3具有强氧化性,能使有色物质褪色,可用作杀菌消毒剂
3.存在于离地面20-40km的高空,是保护地面生物免受太阳强烈辐射的防御屏障。臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线,是人类和其他生物的“保护伞”,近年来,由于大气中NO、NO2等氮氧化物和氯氟化碳(CFCl3、CF2Cl2)等含量过多,使臭氧层遭到破坏,则必须采取措施来保护臭氧层。
竞赛技巧3 过氧化氢(H2O2)
1.结构:电子式:,结构式:H—O—O—H,4个原子不在同一平面内也不在同一直线上,结构为,过氧化氢的极性大于水。
2.过氧化氢的物理性质
(1)无色粘稠液体,分子存在氢键。
(2)在固态和液态时分子易发生缔合,沸点(150C)比水高。
(3)与水可以任何比例互混,常用的双氧水为过氧化氢水溶液,浓度为30%和3%。
3.化学性质
不稳定性
易分解,加热、加催化剂都能使分解速率加快:2H2O22H2O+O2↑
加速分解因素:(1) 微量杂质或重金属离子(Fe3+、Mn2+、Cr3+、Cu2+)及MnO2等以及粗糙活性表面;(2) 在碱性介质中分解较快;(3) 光照可加速分解;(4) 常温下分解缓慢,加热促使分解加快,153℃时发生爆炸反应。
减缓分解方法(保存):(1) 储存在光滑塑料瓶或棕色玻璃瓶中;(2)置于阴凉处;(3)加入稳定剂,如锡酸钠、焦磷酸钠、 8-羟基喹啉等。
弱酸性
相当于二元弱酸,H2O2H++HO,HOH++O K1=2.4×10-12 K2≈10-24
可与碱反应 H2O2 +Ba(OH)2=2H2O+BaO2(过氧化钡)
强氧化性
a.用10%的H2O2溶液漂白羽毛及丝织品
b.氧化Fe2+、SO等还原性物质:H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O、H2O2+Na2SO3===Na2SO4+H2O,
c.使湿润的淀粉-KI试纸变蓝:H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O
d.PbS(黑)+4H2O2=PbSO4(白)+4H2O(用于油画的漂白)
弱还原性
遇强氧化剂时作还原剂:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O(定量测定H2O2的含量),Cl2+H2O2=2HCl+O2(除去废水中Cl2),H2O2在碱性溶液中是中等强度的还原剂,在酸性溶液中还原性较弱。
4.过氧化氢的制备
(1)实验室:黄色Na2O2与稀H2SO4或稀HCl在低温下反应,。
(2)工业:电解-水解,
竞赛技巧4 氧族元素的其它知识归纳
1.硫代硫酸钠(Na2S2O3)
(1)制备
①硫化碱法,即将Na2S和Na2CO3以物质的量之比为2∶1配成溶液,然后通入SO2,发生的反应为2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2。
②亚硫酸钠法,使沸腾的Na2SO3溶液同硫粉反应,其反应的方程式为Na2SO3+SNa2S2O3。
(2)性质
①中等强度还原剂,可被碘氧化成连四硫酸钠(Na2S4O6),该反应常用来定量测定碘的含量,反应的离子方程式为I2+2S2O===2I-+S4O(用于直接碘量法和间接碘量法测定物质的浓度或含量)。
②可被氯、溴等氧化为SO,如Na2S2O3+4Cl2+5H2O=== Na2SO4+H2SO4+8HCl(用作纺织工业上的脱氯剂)。
③可与酸反应,离子方程式为2H++S2O===S↓+SO2↑+H2O(用于探究速率与浓度、温度的关系)。
2.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)
(1)制备:NaHSO3过饱和溶液结晶脱水而成,2NaHSO3===Na2S2O5+H2O。
(2)性质
①与酸反应放出二氧化硫,如Na2S2O5+2HCl===2NaCl+2SO2↑+H2O。
②强还原性,如Na2S2O5+2I2+3H2O===2NaHSO4+4HI。
3.过二硫酸钠(Na2S2O8)、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)
(1)过二硫酸钠中S为+6价,含有1个过氧键(—O—O—),性质与过氧化氢相似,具有氧化性。作为氧化剂参与反应时,过氧键断裂,过氧键中的氧原子由-1价变为-2价,硫原子化合价不变。如S2O+2I-2SO+I2,5S2O+2Mn2++8H2O===10SO+2MnO+16H+。过二硫酸钠不稳定,受热分解生成Na2SO4、SO3和O2。
(2)连二亚硫酸钠中S为+3价,是强还原剂,能将I2、Cu2+、Ag+还原,能被空气中的氧气氧化。在无氧条件下,用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠。
4.硒及其化合物的性质
(1)单质硒及其氢化物在空气中燃烧可得到SeO2。
(2)SeO2的氧化性比SO2强,属于中等强度的氧化剂,可氧化H2S、NH3等:SeO2+2H2S===Se+2S+2H2O;3SeO2+4NH3===3Se+2N2+6H2O。
(3)亚硒酸可作氧化剂,能氧化SO2,H2SeO3+2SO2+H2O===2H2SO4+Se,但遇到强氧化剂时表现还原性,可被氧化成硒酸,H2SeO3+Cl2+H2O===H2SeO4+2HCl。
5.碲及其化合物的性质
(1)碲在空气或纯氧中燃烧生成TeO2。
(2)TeO2是不挥发的白色固体,微溶于水,易溶于强酸、强碱,如TeO2+2NaOH===Na2TeO3+H2O。
(3)TeO2(H2TeO3)具有氧化性和还原性:
H2TeO3+2SO2+H2O===2H2SO4+Te;
H2TeO3+Cl2+H2O===H2TeO4+2HCl。
(4)硒和碲的一切化合物均有毒。
1.SO2废气的回收利用方案如图所示。下列说法错误的是
A.废气与氨水混合一定发生反应:2NH3·H2O+SO2===2NH4++SO32-+H2O
B.Y中含有NH4HSO3
C.气体a既有氧化性又有还原性
D.(NH4)2S2O8中含有O-O键,S的化合价为+6
2.天然海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Cl-、SO、Br-、CO、HCO等离子。火力发电时燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫,其工艺流程如图所示:下列说法错误的是
A.天然海水pH≈8的原因是由于海水中的CO、HCO水解
B.“氧化”是利用氧气将H2SO3、HSO、SO等氧化生成SO
C.“反应、稀释”时加天然海水的目的是中和、稀释经氧化后海水中生成的酸
D.“排放”出来的海水中SO的物质的量浓度与进入吸收塔的天然海水相同
3.某同学向SO2和Cl2的混合气体中加入品红溶液,振荡,溶液褪色,将此无色溶液分成三份,依次进行实验,实验操作和实验现象记录如下:
序号
①
②
③
实验操作
实验现象
溶液不变红,试纸不变蓝
溶液不变红,试纸褪色
生成白色沉淀
下列实验分析中,不正确的是
A.①说明Cl2被完全消耗
B.②中试纸褪色的原因是:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI
C.③中若将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,也能说明SO2被Cl2氧化为SO42-
D.在实验②中加热后溶液不变红,说明溶液中品红已被氧化
4.将SO2分别通入四种不同溶液,对应的现象及结论都正确且两者具有因果关系的是
选项
溶液
实验现象
实验结论
A
H2S
产生黄色沉淀
SO2有氧化性
B
酸性KMnO4
紫色溶液褪色
SO2有漂白性
C
石蕊
溶液先变红,后褪色
SO2有酸性和漂白性
D
Ba(NO3)2
产生白色沉淀
SO2与可溶性钡盐均可生成白色沉淀
5.某同学进行SO2的性质实验。在点滴板a、b、c处分别滴有不同的试剂,再向Na2SO3固体上滴加数滴浓H2SO4后,在整个点滴板上盖上培养皿,一段时间后观察到的实验现象如下表所示。
序号
试剂
实验现象
a
品红溶液
红色褪去
b
酸性KMnO4溶液
紫色褪去
c
NaOH溶液(含2滴酚酞)
红色褪去
下列说法正确的是
A.浓硫酸与Na2SO3固体发生了氧化还原反应
B.a、b均表明SO2具有漂白性
C.c中只可能发生反应:SO2+ 2OH—= SO32—+ H2O
D.c中所得溶液的离子浓度一定存在关系:c(Na+)+c(H+) = 2c(SO32—) +c(HSO3−) + c(OH−)
6.工业上用Fe2(SO4)3酸性溶液处理SO2废气的工艺流程如下,下列说法不正确的是
A.溶液的pH:①>②>③
B.整个过程中Fe2(SO4)3溶液可以循环利用
C.溶液②转化为溶液③发生反应的离子方程式为4H++4Fe2++O2=4Fe3++2H2O
D.向②溶液中滴加KSCN溶液,溶液可能变为血红色
7.某黑色粉末由两种物质组成,为鉴定其成分进行如下实验:
①取少量样品加入足量冷的稀硫酸,有气泡产生,固体部分溶解
②另取少量样品加入足量浓盐酸并加热,有气泡产生,固体全部溶解
该黑色粉末可能为
A.Fe、MnO2 B.C、FeS C.Si、FeO D.CuO、Ag2S
8.已知W、X、Y、Z均为中学化学里常见的化学物质,它们之间有如下图所示的转化关系。其中不符合图中转化关系的W、X依次是
A.W为O2,X为C
B.W为稀HCl,X为NaAlO2溶液
C.W为SO2,X为NaOH溶液
D.W为Cl2,X为Fe
9.下图为实验室制备并验证其氧化性的实验装置,实验过程中控制甲装置滴加硫酸溶液的量,其中表述不正确的是
A.用装置甲产生气体
B.装置乙中应通入过量的
C.装置丙中溶液颜色发生变化,体现了具有氧化性
D.用装置丁吸收尾气
10.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
11.以含钴废渣(主要成分CoO、Co2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备Co2O3的一种实验流程如下:
下列与流程相关的装置和原理能达到实验目的的是
A.用装置甲制备“酸浸”所需的SO2
B.用装置乙配制“酸浸”所需的1mol·L-1H2SO4溶液
C.用装置丙过滤“沉钴”所得悬浊液
D.用装置丁灼烧CoCO3固体制Co2O3
12.探究浓硫酸和SO2性质的实验装置如下图所示(部分夹持装置已省略)。下列现象预测与解释或结论存在错误的是
选项
仪器
现象预测
解释或结论
A
试管1
冷却后,把液体倒入水中,溶液为蓝色
铜被氧化,转化为Cu2+
B
试管2
紫红色溶液由深变浅,直至褪色
SO2具有还原性
C
试管3
注入稀硫酸后,出现黄色浑浊
SO2具有氧化性
D
锥形瓶
溶液红色变浅
NaOH溶液完全转化为NaHSO3溶液
13.某化学兴趣小组以含钴废渣(主要成分CoO、Co2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备Co2O3的一种实验流程如下。下列与流程相关的原理、装置和操作能达到实验目的的是
A.“酸浸”中的SO2作还原剂,用装置甲制取
B.“酸浸”所需的250 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液用装置乙配制
C.“萃取”的目的是除去Zn2+,用装置丙,振荡时分液漏斗下端应向下倾斜
D.“沉钴”时向萃取液中缓慢滴加沉淀剂,用装置丁过滤所得悬浊液
14.都是大气污染物,下列说法正确的是
A.都能使品红试液褪色,原理相同
B.将、同时通入水中,加入有白色沉淀生成
C.等物质的量的和混合通入装有湿润的有色布条的试管中,漂白效果更好
D.都能与水反应,生成物都是电解质
15.下列有关物质性质与应用之间具有对应关系的有几种?
①浓具有脱水性,可用于干燥氯气
②二氧化氯具有强氧化性,可用作饮用水消毒
③能与盐酸反应,可用作胃酸中和剂
④石英坩埚耐高温,可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体
⑤锌的金属活泼性比铁强,可在海轮外壳上装若干锌块以减缓其腐蚀
A.2 B.3 C.4 D.5
1.已知为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖变黑。与反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物均已略去,下列说法正确的是
A.也能使胆矾晶体变为白色粉末,体现的脱水性
B.若为,则足量与在室温下即可完全反应
C.若为碳单质,则将通入少量的澄清石灰水中,最终有白色沉淀产生
D.转化为的反应是工业制备过程中的重要反应
2.以黄铁矿(主要成分是,设杂质均不参与反应)为原料来生产硫酸的工艺流程如图。下列说法不正确的是
A.将黄铁矿粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率
B.该生成工艺中每生成,有发生转移
C.和均是酸性氧化物,溶于水均得到相应的酸
D.不用水吸收的原因是与化合时放出大量热,易形成酸雾
3.取纯净的固体3.44g进行加热,测得固体质量随温度的变化情况如图所示。D~E阶段反应生成的气体能使品红溶液褪色,是形成酸雨的主要物质之一、下列说法错误的是
A.C点固体的化学式是
B.D~E阶段还生成了
C.E点固体物质为CaO
D.随温度的升高,分三个阶段失去结晶水
4.标准状况下,将SO2和Cl2组成的混合气体amol通入200mLFe2(SO4)3溶液中,充分反应后,气体被完全吸收,溶液的棕黄色变浅。向反应后的溶液中加入足量的BaCl2溶液,将所得沉淀过滤、洗涤、干燥后称重,其质量为23.3g。则a的数值可能是
A.0.06 B.0.07 C.0.08 D.0.09
5.含元素的某钠盐能发生如图转化。下列说法错误的是
A.a可能为正盐,也可能为酸式盐
B.c为不溶于盐酸的白色沉淀
C.反应②中还可能生成淡黄色沉淀
D.d气体使高锰酸钾溶液褪色体现其漂白性
6.将一定量的锌、镁合金与200 mL 18.5 mol/L的浓硫酸充分反应后,固体完全溶解,同时生成气体A 33.6 L(生成气体全部逸出,测定条件为标准状况)。将反应后的溶液稀释到2 L,测得稀释后溶液中的H+浓度为1 mol/L。向反应后的溶液中加入NaOH溶液500 mL时,所得沉淀质量最大,其质量为128 g。下列叙述中错误的是
A.气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
B.该合金中锌、镁的物质的量之比为1∶2
C.该实验所有NaOH的浓度是10 mol/L
D.沉淀质量最大时,溶液中所含溶质的质量为355 g
7.化石燃料燃烧的过程中常产生等气体:若不进行尾气处理,将带来严重的污染。常用处理方法包括干法和湿法。
干法:
湿法:
干法装置简单、成本低廉、耗时短,但去除效果差:湿法操作繁琐,但去除效果好。某化学小组对影响湿法第二阶段反应速率的因素进行了研究。实验记录如下表。下列说法中,错误的是
实验一
温度(℃)
40
50
60
70
80
0.172
0.187
0.190
0.183
0.178
实验二
初始浓度
0.020
0.100
0.200
0.300
0.400
0.042
0.181
0.286
0.347
0.350
A.干法去除的效果差,可能是因为气体不易与固体充分接触
B.40~60℃之间,反应速率随温度升高而增大,说明该反应为吸热反应
C.60~80℃之间,反应速率随温度升高而降低可能因为在水中溶解度下降
D.初始浓度超过后,反应速率基本不变,可能与溶解较慢有关
8.连二亚硫酸钠()易溶于水,难溶于甲醇,空气中极易被氧化,用于纺织业还原性染色。甲酸钠法制备的原理为,装置如图。下列说法正确的是
A.实验开始时应先打开,一段时间后,再打开
B.装置甲中试剂应为铜和浓硫酸
C.装置丙中可用苯替换
D.装置丙可用装有碱石灰的干燥管替换
9.如图所示的物质转化关系中,是能使带火星木条复燃的无色、无味气体,的相对分子质量比的大18,是一种紫红色金属单质(反应示件和部分生成物未列出)。下列叙述错误的是
A.属于化合物 B.中原子利用率为
C.的浓溶液可以使用铝制容器进行储存和运输 D.反应②在常温下即可进行
10.某同学探究SO2与Fe3+盐溶液的反应,已知:Fe3++⇌Fe(HSO3)2+(红棕色)
实验
①
②
③
操作
现象
溶液中立即产生大量红棕色物质,5h后溶液变为浅黄色,加入铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀
溶液中立即产生大量红棕色物质,5h后溶液几乎无色,加入铁氰化钾溶液产生大量蓝色沉淀
溶液中立即产生大量红棕色物质,5h后溶液变黄色(比①深),加入铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀
结合上述实验,下列说法正确的是
A.SO2与Fe3+氧化还原反应速率快于Fe3+与化合反应的速率
B.①②对照说明阴离子影响SO2与Fe3+反应速率,但无法证明是抑制反应进行
C.铁氰化钾溶液用于检验Fe2+,可用酸性高锰酸钾溶液代替,现象为紫红色褪去
D.5h后③比①黄色更深,可证明减慢了Fe3+与SO2反应的速率
11.验证浓硫酸与木炭在加热条件下反应的产物的实验装置图如图,下列说法错误的是
A.装置A中的实验现象是白色固体变蓝色
B.装置B中品红溶液褪色说明产物中有
C.装置C、D中试剂可能分别为酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水
D.若装置D中澄清石灰水变浑浊证明,则一定能证明产物中含有
12.利用空气催化氧化法除电石渣浆上层清液中的的过程如图所示。下列说法错误的是
A.过程Ⅰ中氧化剂与还原剂物质的量之比为
B.过程Ⅱ的离子方程式为
C.碱性条件下,氧化性强弱顺序为
D.将完全转化为理论上需要33.6L(标准状况下)
13.油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:下列说法正确的是
A.和中硫元素化合价相同
B.反应Ⅰ和Ⅱ中,元素As和S都被氧化
C.反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的个数比:Ⅰ>Ⅱ
D.反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化a个转移的电子数之比为
14.含硒(Se)的几种物质存在如图所示转化关系,下列说法错误的是
A.反应④⑤为非氧化还原反应 B.图中共有4种含硒的酸
C.属于二元酸 D.反应③中作还原剂
15.SO2相图如图所示。下列说法不正确的是
A.二氧化硫在160℃时不能液化
B.25℃和78atm下二氧化硫是液体
C.5atm下固态二氧化硫置于室温环境会先熔化再气化
D.25℃贮存有半满液态二氧化硫的容器,达到平衡后容器内的压强为3.8atm
1.(2024高一下·河南洛阳·竞赛)下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A.
将Cl2通入FeCl2溶液中,之后将所得溶液分为两份,一份滴加KSCN溶液,另一份加入Na2SO3溶液和BaCl2溶液
第一份溶液变红,第二份出现白色沉淀
氧化性:Cl2>Fe3+>SO
B.
将二氧化硫气体通入滴有酚酞的NaOH稀溶液中
溶液褪色
SO2具有漂白性
C.
向两支均盛有5mL 10%的H2O2溶液的试管中分别加入0.1mol/L的FeCl3溶液和0.1mol/L CuSO4溶液
加入FeCl3的试管中产生气泡快,加入CuSO4的试管产生气泡慢
Fe3+、Cu2+均可以加快H2O2的分解;Fe3+比Cu2+的催化效果更好
D.
将NaAlO2溶液加入NaHCO3溶液中
有白色沉淀生成
AlO结合H+能力比CO强
2.(2022高一·浙江温州·竞赛)向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到产生白色沉淀CuI,蓝色溶液变为棕色,再向反应后的溶液中通入过量的SO2气体,溶液变成无色。则下列说法不正确的是
A.滴加KI溶液时,转移1mol电子时生成1mol白色沉淀
B.上述实验条件下,物质的氧化性:Cu2+>I2>SO2
C.上述棕色溶液能使淀粉溶液变蓝
D.该实验体现了SO2的漂白性
3.(2022高一·浙江温州·竞赛)如图装置(夹持、加热装置已略)进行实验,由②中现象,不能证实①中反应发生的是
①中实验
②中现象
A
铁粉与水蒸气加热
肥皂水冒泡
B
加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物
酚酞溶液变红
C
NaHCO3固体受热分解
澄清石灰水变浑浊
D
铜片和浓硫酸混合加热
品红溶液褪色
4.(2023高一·广西·竞赛)向AgNO3溶液中通入过量SO2,过程和现象如下图。
经检验,白色沉淀为Ag2SO3;灰色固体中含有Ag
下列说法错误的是
A.①中生成白色沉淀的离子方程式为2Ag++SO2+H2O=Ag2SO3↓+2H+
B.①中未生成Ag2SO4,说明①溶液中没有SO
C.②中的现象体现了Ag+的氧化性
D.该实验条件下,SO2与AgNO3反应生成Ag2SO3的速率大于生成Ag的速率
5.(2023高一·广西·竞赛)1 L 1 mol/L Na2S溶液吸收SO2的量理论上最多可以吸收多少摩尔
A.1.5 B.2 C.2.5 D.3。
6.(2023高一·广东·竞赛)按图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法正确的是
A.Ⅰ中试管内的反应,体现的氧化性 B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象 D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
7.(2023高一下·湖南邵阳·竞赛)实验室模拟制备亚硝酰硫酸()的反应装置如图所示。已知:亚硝酰硫酸溶于硫酸,遇水易分解。下列说法错误的是
A.装置A中应使用70%的浓硫酸
B.装置B、D中浓硫酸作用不同
C.装置C中反应为
D.D装置可以换为盛有碱石灰的干燥管
8.(2023高一下·浙江温州·竞赛)下列“类比”结果正确的是
A.溶液低温蒸干得到,则溶液低温蒸干得到
B.加热条件下能还原CuO,加热条件下也能还原CuO
C.少量通入溶液生成,则少量通入NaClO溶液生成
D.溶液中滴加产生FeS沉淀,则溶液中滴加溶液也产生FeS沉淀
9.(2023高一·甘肃·竞赛)探究与水的反应,实验如下(实验中加入的溶液均过量):
已知:i.、
ii.②中发生反应:下列分析不正确的是
A.①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃
B.①、④中均发生了氧化还原反应和复分解反应
C.②、⑤中与的作用不同,产生气体的量也不同
D.通过③能比较酸性:
10.(2016高一下·山东淄博·竞赛)A、B是两种有刺激气味的气体。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跟水反应的离子方程式: 。
11.(2019高一上·云南曲靖·竞赛)氯化亚砜(SOCl2)是一种液态化合物,沸点为77℃,在农药、制药行业中用途广泛。SOCl2遇水剧烈反应,液面上产生白雾,并带有刺激性气味的气体产生。实验室合成原理:SO2+Cl2+SCl2=2SOCl2,部分装置如图所示,回答以下问题:
(1)仪器c的名称是 ,装置f的作用是 。
(2)实验室制Cl2的化学方程式为 。
(3)SOCl2与水反应的化学方程式为 。
(4)下列四种制备SO2的方案中最佳选择是 。
方案
甲
乙
丙
丁
发生装置
所选试剂
NaHSO4固体
18.4mol/LH2SO4+Cu
4mol/LHNO3+Na2SO3
70%H2SO4+K2SO3
(5)装置e中产生的Cl2经过d后进入三颈烧瓶,请在d的虚线框内画出所需实验装置图,并标出试剂 。
(6)试验结束后,将三颈烧瓶中混合物分离开的实验操作是 ;(已知SCl2的沸点为50℃)若反应中消耗的Cl2的体积为896mL(已转化为标准状况,SO2足量),最后得到纯净的SOCl24.76g,则SOCl2的产率为 (注:用百分数形式表达,且保留三位有效数字)。
(7)分离产物后,向获得的SOCl2中加入足量NaOH溶液,振荡、静止得到无色溶液w,检验溶液w中存在的Cl-的方法是 。
12.(2021高一·云南玉溪·竞赛)在通常状况下,A为固态单质。根据如下所示转化关系,回答下列问题。
(1)写出A~E的化学式。
A ;B ;C ;D ;E 。
(2)写出下列反应的化学方程式。
①E→C: ;②C→D: ;③B和C反应: 。
(3)将5mL0.10mol•L-1的C的溶液与5mL0.10mol•L-1的NaOH溶液混合,反应的离子方程式为 。
13.(2022高一·湖北·竞赛)铜是生活中常见的金属,以铜为原料进行如下实验。回答下列问题:
Ⅰ.制备
(1)利用铜与浓硫酸制备,适宜的装置是 (从A、B、C中选择),该装置内发生的化学方程式为 。
(2)收集干燥的,所需装置的接口连接顺序为:发生装置→ (填小写字母)。
(3)反应后,发生装置中未观察到蓝色溶液,原因是 。
Ⅱ.探究温度对铜与过氧化氢反应的影响
向10mL30%的溶液中滴加1mL3mol/L硫酸,将光洁无锈的铜丝置于其中,铜丝表面产生气泡并逐渐变多,剩余溶液呈蓝色。经检验产生的气体为,查阅资料发现是催化分解的结果。
(4)写出生成的离子方程式 。
(5)学习小组提出猜想:升高温度,催化能力增强,该小组设计如下实验验证猜想。
实验序号
30%H2O2(mL)
1mol/LCuSO4(mL)
水(mL)
水浴温度(℃)
3min时生成O2的平均速率()
1
10
1
1
20
2.4
2
10
1
1
30
9
3
10
1
1
40
90
4
10
0
2
20
A1
5
A2
6
10
0
2
40
A3
①小组同学认为实验1~3的结果,不能证明猜想成立,理由是 。
②为进一步验证猜想,完善实验4~6的方案(答案填在答题卡上) 。小组同学结合实验1~6,判断猜想成立,依据是 。
14.(2022高一·浙江温州·竞赛)氢溴酸是无色、易挥发的液体,在化工领域用途广泛。实验室模拟一种工业制备氢溴酸的主要流程如下:
完成下列填空:
(1)写出反应①的离子方程式 。该反应需要在冰水浴中进行,可能的原因是 。
(2)操作I用到的玻璃仪器有蒸馏烧瓶、温度计、 、接液管和锥形瓶。
(3)反应②中Na2SO3的目的是 。
(4)反应③中的Ba(OH)2溶液能否用BaCl2或者Ba(NO3)2溶液代替?说明理由 。
(5)工业氢溴酸往往呈淡黄色:①可能是因为像工业盐酸一样含Fe3+,②还可能是因为含 ,如何证明? 。
15.(2023高一下·重庆·竞赛)二氯化二硫可作硫化剂、氯化剂。常温下,是一种黄红色液体,沸点137℃,在潮湿的空气中剧烈水解而发烟。可通过硫与少量氯气在110~140℃反应制得。
(1)选用以下装置制取少量(加热及夹持装置略)。
①写出A中发生反应的化学方程式 。
②装置连接顺序:A→ 。
③B中玻璃纤维的作用是什么 ?
④D中盛放的试剂是什么 ?
(2)遇水会生成、HCl两种气体,某同学设计了如下实验方案来测定该混合气体中的体积分数。
①W溶液可以是下列溶液中的 (填标号)。
a.溶液 b.酸性溶液 C.氯水 d.溶液
②计算混合气体中的体积分数 (用含、的代数式表示,不要求计算过程)。
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专题01 硫及其化合物
模块一:竞赛技巧总结
模块二:易错试题精选
模块三:培优试题精选
模块四:竞赛真题精选
竞赛技巧1 氧族元素的通性
1.价电子层结构ns2np4,氧化态– 2、+2、+4、+6,氧仅显 – 2价(除H2O2及OF2外)。
2.氧族元素原子最外层6个电子,因而它们是非金属(钋除外),但不及卤素活泼。
3.随着原子序数增大,非金属性减弱,氧硫是非金属、硒、碲是半金属,钋是典型金属。氧的电负性最高,仅次于氟,所以性质非常活泼,与卤族元素较为相似。
4.氧族元素单质的化学活泼性依次降低,O2>S8>Se>Te。
5.氧族元素中,只有电负性最大的氧与典型金属(如碱金属、碱土金属等元素)化合时,才形成典型的离子化合物。与非金属元素化合时,均形成共价化合物。
竞赛技巧2 臭氧
1.组成:臭氧的分子式为O3,与O2互为同素异形体,臭氧中的O原子采取两种形式的sp2不等性杂化,结构为,其中含一个π43键,为三中心四电子大π键。
2.物理性质:O3是浅兰色气体,有鱼腥味, -112 ℃凝聚为深兰色液体, -192.7 ℃凝结成黑紫色固体。O3比O2易溶于水。
3.化学性质
不稳定性
O3不稳定,容易分解,分解的化学方程式为2O3===3O2,为放热反应;在放电条件下空气中的O2可以转化为O3,反应的化学方程式为3O22O3
强氧化性
能氧化许多不活泼单质如Hg、Ag、S等。O3容易使淀粉-KI溶液变蓝色,反应的化学方程式为2KI+O3+H2O===I2+2KOH+O2,处理电镀工业含 CN- 废液时基于以下反应:O3+ CN-=OCN-+O2、OCN-+O3=CO2+N2+O2
漂白性
O3具有强氧化性,能使有色物质褪色,可用作杀菌消毒剂
3.存在于离地面20-40km的高空,是保护地面生物免受太阳强烈辐射的防御屏障。臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线,是人类和其他生物的“保护伞”,近年来,由于大气中NO、NO2等氮氧化物和氯氟化碳(CFCl3、CF2Cl2)等含量过多,使臭氧层遭到破坏,则必须采取措施来保护臭氧层。
竞赛技巧3 过氧化氢(H2O2)
1.结构:电子式:,结构式:H—O—O—H,4个原子不在同一平面内也不在同一直线上,结构为,过氧化氢的极性大于水。
2.过氧化氢的物理性质
(1)无色粘稠液体,分子存在氢键。
(2)在固态和液态时分子易发生缔合,沸点(150C)比水高。
(3)与水可以任何比例互混,常用的双氧水为过氧化氢水溶液,浓度为30%和3%。
3.化学性质
不稳定性
易分解,加热、加催化剂都能使分解速率加快:2H2O22H2O+O2↑
加速分解因素:(1) 微量杂质或重金属离子(Fe3+、Mn2+、Cr3+、Cu2+)及MnO2等以及粗糙活性表面;(2) 在碱性介质中分解较快;(3) 光照可加速分解;(4) 常温下分解缓慢,加热促使分解加快,153℃时发生爆炸反应。
减缓分解方法(保存):(1) 储存在光滑塑料瓶或棕色玻璃瓶中;(2)置于阴凉处;(3)加入稳定剂,如锡酸钠、焦磷酸钠、 8-羟基喹啉等。
弱酸性
相当于二元弱酸,H2O2H++HO,HOH++O K1=2.4×10-12 K2≈10-24
可与碱反应 H2O2 +Ba(OH)2=2H2O+BaO2(过氧化钡)
强氧化性
a.用10%的H2O2溶液漂白羽毛及丝织品
b.氧化Fe2+、SO等还原性物质:H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O、H2O2+Na2SO3===Na2SO4+H2O,
c.使湿润的淀粉-KI试纸变蓝:H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O
d.PbS(黑)+4H2O2=PbSO4(白)+4H2O(用于油画的漂白)
弱还原性
遇强氧化剂时作还原剂:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O(定量测定H2O2的含量),Cl2+H2O2=2HCl+O2(除去废水中Cl2),H2O2在碱性溶液中是中等强度的还原剂,在酸性溶液中还原性较弱。
4.过氧化氢的制备
(1)实验室:黄色Na2O2与稀H2SO4或稀HCl在低温下反应,。
(2)工业:电解-水解,
竞赛技巧4 氧族元素的其它知识归纳
1.硫代硫酸钠(Na2S2O3)
(1)制备
①硫化碱法,即将Na2S和Na2CO3以物质的量之比为2∶1配成溶液,然后通入SO2,发生的反应为2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2。
②亚硫酸钠法,使沸腾的Na2SO3溶液同硫粉反应,其反应的方程式为Na2SO3+SNa2S2O3。
(2)性质
①中等强度还原剂,可被碘氧化成连四硫酸钠(Na2S4O6),该反应常用来定量测定碘的含量,反应的离子方程式为I2+2S2O===2I-+S4O(用于直接碘量法和间接碘量法测定物质的浓度或含量)。
②可被氯、溴等氧化为SO,如Na2S2O3+4Cl2+5H2O=== Na2SO4+H2SO4+8HCl(用作纺织工业上的脱氯剂)。
③可与酸反应,离子方程式为2H++S2O===S↓+SO2↑+H2O(用于探究速率与浓度、温度的关系)。
2.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)
(1)制备:NaHSO3过饱和溶液结晶脱水而成,2NaHSO3===Na2S2O5+H2O。
(2)性质
①与酸反应放出二氧化硫,如Na2S2O5+2HCl===2NaCl+2SO2↑+H2O。
②强还原性,如Na2S2O5+2I2+3H2O===2NaHSO4+4HI。
3.过二硫酸钠(Na2S2O8)、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)
(1)过二硫酸钠中S为+6价,含有1个过氧键(—O—O—),性质与过氧化氢相似,具有氧化性。作为氧化剂参与反应时,过氧键断裂,过氧键中的氧原子由-1价变为-2价,硫原子化合价不变。如S2O+2I-2SO+I2,5S2O+2Mn2++8H2O===10SO+2MnO+16H+。过二硫酸钠不稳定,受热分解生成Na2SO4、SO3和O2。
(2)连二亚硫酸钠中S为+3价,是强还原剂,能将I2、Cu2+、Ag+还原,能被空气中的氧气氧化。在无氧条件下,用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠。
4.硒及其化合物的性质
(1)单质硒及其氢化物在空气中燃烧可得到SeO2。
(2)SeO2的氧化性比SO2强,属于中等强度的氧化剂,可氧化H2S、NH3等:SeO2+2H2S===Se+2S+2H2O;3SeO2+4NH3===3Se+2N2+6H2O。
(3)亚硒酸可作氧化剂,能氧化SO2,H2SeO3+2SO2+H2O===2H2SO4+Se,但遇到强氧化剂时表现还原性,可被氧化成硒酸,H2SeO3+Cl2+H2O===H2SeO4+2HCl。
5.碲及其化合物的性质
(1)碲在空气或纯氧中燃烧生成TeO2。
(2)TeO2是不挥发的白色固体,微溶于水,易溶于强酸、强碱,如TeO2+2NaOH===Na2TeO3+H2O。
(3)TeO2(H2TeO3)具有氧化性和还原性:
H2TeO3+2SO2+H2O===2H2SO4+Te;
H2TeO3+Cl2+H2O===H2TeO4+2HCl。
(4)硒和碲的一切化合物均有毒。
1.SO2废气的回收利用方案如图所示。下列说法错误的是
A.废气与氨水混合一定发生反应:2NH3·H2O+SO2===2NH4++SO32-+H2O
B.Y中含有NH4HSO3
C.气体a既有氧化性又有还原性
D.(NH4)2S2O8中含有O-O键,S的化合价为+6
【答案】B
【解析】A项,废气用氨水吸收一定发生反应:2NH3·H2O+SO2=2NH4++SO32-+H2O,正确;B项,(NH4)2SO3与过量H2SO4反应生成(NH4)2SO4、SO2和H2O,Y为(NH4)2SO4和过量H2SO4,不含NH4HSO3,错误;C项,气体a为SO2,SO2中S元素的化合价为+4价,SO2既有氧化性又有还原性,正确;D项,(NH4)2S2O8中含有O-O键,O元素的化合价为-1价,N元素的化合价为-3价,H元素的化合价为+1价,根据正负化合价代数和为0,S元素的化合价为+6价,正确;答案选B。
2.天然海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Cl-、SO、Br-、CO、HCO等离子。火力发电时燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫,其工艺流程如图所示:下列说法错误的是
A.天然海水pH≈8的原因是由于海水中的CO、HCO水解
B.“氧化”是利用氧气将H2SO3、HSO、SO等氧化生成SO
C.“反应、稀释”时加天然海水的目的是中和、稀释经氧化后海水中生成的酸
D.“排放”出来的海水中SO的物质的量浓度与进入吸收塔的天然海水相同
【答案】D
【分析】火力发电时燃煤排放的含SO2的烟气通入吸收塔,加入天然海水,得到溶液通入氧气氧化亚硫酸生成硫酸,加入天然海水进行中和、稀释,最后排放。
【解析】A.海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Cl-、、Br-、、等离子,在这些离子中能发生水解的是、离子,+H2O+OH-,+H2OH2CO3+OH-它们水解呈碱性,所以天然海水的pH≈8,呈弱碱性,A正确;B.天然海水吸收了含硫烟气后,要用O2进行氧化处理,因为氧气具有氧化性,被氧化的硫元素的化合价为+4价,具有还原性,所以氧气将H2SO3、、等氧化为硫酸根离子,如亚硫酸被氧化的反应为2H2SO3+O2=2H2SO4,B正确;C.氧化后的“海水”需要用大量的天然海水与之混合后才能排放,是因中和稀释经氧气氧化后海水中生成的酸(H+),C正确;D.从框图可知:排放出来的海水,是经过加天然海水中和、稀释经氧化后海水中生成的酸后排放的,溶液的体积显然比进入吸收塔的天然海水大,所以的物质的量浓度排放出来的海水中浓度小,D错误;故答案选D。
3.某同学向SO2和Cl2的混合气体中加入品红溶液,振荡,溶液褪色,将此无色溶液分成三份,依次进行实验,实验操作和实验现象记录如下:
序号
①
②
③
实验操作
实验现象
溶液不变红,试纸不变蓝
溶液不变红,试纸褪色
生成白色沉淀
下列实验分析中,不正确的是
A.①说明Cl2被完全消耗
B.②中试纸褪色的原因是:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI
C.③中若将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,也能说明SO2被Cl2氧化为SO42-
D.在实验②中加热后溶液不变红,说明溶液中品红已被氧化
【答案】C
【解析】A项、①加热后溶液不变红,湿润的淀粉碘化钾试纸不变蓝,说明溶液中没有氯气,则Cl2被SO2完全消耗,故A正确;B项、实验②中试纸褪色,说明二氧化硫过量,加热后产生的二氧化硫气体与碘水发生氧化还原反应,使试纸褪色,反应的化学方程式为SO2 + I2 + 2H2O = H2SO4 + 2HI,故B正确;C项、酸性条件下,硝酸根离子能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根,实验③中若将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,不能说明SO2被Cl2氧化为SO42−,故C错误;D项、二氧化硫使品红溶液褪色后,加热会重新变为红色,实验②中二氧化硫过量,加热后溶液不恢复红色,说明品红溶液被氯气氧化,故D正确;故选C。
4.将SO2分别通入四种不同溶液,对应的现象及结论都正确且两者具有因果关系的是
选项
溶液
实验现象
实验结论
A
H2S
产生黄色沉淀
SO2有氧化性
B
酸性KMnO4
紫色溶液褪色
SO2有漂白性
C
石蕊
溶液先变红,后褪色
SO2有酸性和漂白性
D
Ba(NO3)2
产生白色沉淀
SO2与可溶性钡盐均可生成白色沉淀
【答案】A
【解析】A.SO2+2H2S=3S+H2O,二氧化硫将硫化氢氧化生成黄色的硫,A正确;B.二氧化硫将酸性高锰酸钾还原,溶液紫色褪去,是利用二氧化硫的还原性,B错误;C.将二氧化硫通入石蕊试液中溶液变红但不会褪色,C错误;D.SO2通入硝酸钡溶液中生成硫酸钡沉淀,但若通入氯化钡溶液中没有沉淀生成,D错误。故答案选A。
5.某同学进行SO2的性质实验。在点滴板a、b、c处分别滴有不同的试剂,再向Na2SO3固体上滴加数滴浓H2SO4后,在整个点滴板上盖上培养皿,一段时间后观察到的实验现象如下表所示。
序号
试剂
实验现象
a
品红溶液
红色褪去
b
酸性KMnO4溶液
紫色褪去
c
NaOH溶液(含2滴酚酞)
红色褪去
下列说法正确的是
A.浓硫酸与Na2SO3固体发生了氧化还原反应
B.a、b均表明SO2具有漂白性
C.c中只可能发生反应:SO2+ 2OH—= SO32—+ H2O
D.c中所得溶液的离子浓度一定存在关系:c(Na+)+c(H+) = 2c(SO32—) +c(HSO3−) + c(OH−)
【答案】D
【解析】试题分析:A. 品红溶液褪色,说明生成了二氧化硫,是因为浓硫酸与Na2SO3固体发生了复分解反应,故A错误;B. b均表明SO2具有还原性,故B错误;C. c中还可能发生反应:SO2 + OH—= HSO3—,故C错误;D. c中所得溶液中可能含有亚硫酸钠或亚硫酸氢钠,都存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+) = 2c(SO32—) +c(HSO3−) + c(OH−),故D正确;故选D。
6.工业上用Fe2(SO4)3酸性溶液处理SO2废气的工艺流程如下,下列说法不正确的是
A.溶液的pH:①>②>③
B.整个过程中Fe2(SO4)3溶液可以循环利用
C.溶液②转化为溶液③发生反应的离子方程式为4H++4Fe2++O2=4Fe3++2H2O
D.向②溶液中滴加KSCN溶液,溶液可能变为血红色
【答案】A
【分析】二氧化硫具有还原性 ,能与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,通入空气后,空气中的氧气氧化硫酸亚铁,产生硫酸铁构建循环。
【解析】A.反应过程中溶液的体积不变,溶液①为Fe2(SO4)3溶液中三价铁离子水解显酸性,溶液②为被二氧化硫还原生成的硫酸亚铁和二氧化硫被氧化生成的硫酸溶液,显酸性,溶液③为硫酸铁溶液和硫酸溶液,是发生反应4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O的结果,消耗氢离子,所以溶液酸性②>③>①,溶液的pH:①>③>②,故A错误;B.根据流程图分析,溶液③硫酸铁溶液可以循环使用,故B正确;C.溶液②中发生的反应是亚铁离子被氧气氧化为三价铁离子的反应:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,故C正确;D.尾气中的二氧化硫气体,通入酸性硫酸铁溶液中发生2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++SO42-+4H+,②溶液中存在二价铁离子,二价铁离子与KSCN溶液不反应,溶液不会变为血红色,故D正确。答案为A。
7.某黑色粉末由两种物质组成,为鉴定其成分进行如下实验:
①取少量样品加入足量冷的稀硫酸,有气泡产生,固体部分溶解
②另取少量样品加入足量浓盐酸并加热,有气泡产生,固体全部溶解
该黑色粉末可能为
A.Fe、MnO2 B.C、FeS C.Si、FeO D.CuO、Ag2S
【答案】A
【解析】试题分析:Fe与稀硫酸反应生成氢气,MnO2与稀硫酸不反应;Fe浓盐酸反应生成氢气,MnO2与浓盐酸并加热反应生成氯气,故A正确;C与浓盐酸并加热不反应,故B错误;Si与稀硫酸、浓盐酸均不能反应,故C错误;Ag2S在浓盐酸中不能溶解,CuO与浓盐酸反应不能生成气体,故D错误。
8.已知W、X、Y、Z均为中学化学里常见的化学物质,它们之间有如下图所示的转化关系。其中不符合图中转化关系的W、X依次是
A.W为O2,X为C
B.W为稀HCl,X为NaAlO2溶液
C.W为SO2,X为NaOH溶液
D.W为Cl2,X为Fe
【答案】D
【解析】A. 单质C和过量O2在点燃时反应生成CO2,和少量O2在点燃时反应生成CO,CO和O2在点燃时反应生成CO2,CO2和C 在高温下反应生成CO,符合物质转化关系,A不符合题意;B. NaAlO2与少量盐酸发生反应:AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓,与过量盐酸发生反应:AlO2-+4H+=Al3++2H2O;Al(OH)3是两性氢氧化物,能与强酸反应产生铝盐和水,反应的离子方程式为:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,Al3+和碱反应生成Al(OH)3,反应方程式为:Al3++3OH-=Al(OH)3↓,符合物质转化关系,B不符合题意;C. NaOH属于碱,SO2属于酸性氧化物,当SO2过量时发生反应:SO2+NaOH=NaHSO3;当SO2少量时发生反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O;NaHSO3是酸式盐,与NaOH反应产生正盐Na2SO3,反应方程式为:NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O;Na2SO3与SO2、H2O反应产生酸式盐NaHSO3,反应方程式为:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3,符合物质转化关系,C不符合题意;D.Fe与Cl2在点燃时反应产生FeCl3,与二者相对物质的量的多少无关,不符合物质转化关系,D符合题意;故合理选项是D。
9.下图为实验室制备并验证其氧化性的实验装置,实验过程中控制甲装置滴加硫酸溶液的量,其中表述不正确的是
A.用装置甲产生气体
B.装置乙中应通入过量的
C.装置丙中溶液颜色发生变化,体现了具有氧化性
D.用装置丁吸收尾气
【答案】B
【分析】由实验装置图可知,装置甲中亚硫酸钠与70%硫酸溶液反应制备二氧化硫气体,装置乙中二氧化硫与氯酸钠、稀硫酸混合溶液反应制备二氧化氯气体,为防止具有还原性的二氧化硫与二氧化氯反应,干扰二氧化氯与碘化钾溶液的反应,通入的二氧化硫必需适量,不能过量,装置丙中盛有的碘化钾溶液与二氧化氯气体反应生成单质碘,溶液变蓝色用于验证二氧化氯的氧化性,装置丁中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化氯,防止污染空气。
【解析】A.由分析可知,装置甲为二氧化硫的制备装置,故A正确;B.由分析可知,装置乙中二氧化硫与氯酸钠、稀硫酸混合溶液反应制备二氧化氯气体,为防止具有还原性的二氧化硫与二氧化氯反应,干扰二氧化氯与碘化钾溶液的反应,通入的二氧化硫必需适量,不能过量,故B错误;C.由分析可知,装置丙中盛有的碘化钾溶液与二氧化氯气体反应生成单质碘,溶液变蓝色用于验证二氧化氯的氧化性,故C正确;D.由分析可知,装置丁中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化氯,防止污染空气,故D正确;故选B。
10.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。
11.以含钴废渣(主要成分CoO、Co2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备Co2O3的一种实验流程如下:
下列与流程相关的装置和原理能达到实验目的的是
A.用装置甲制备“酸浸”所需的SO2
B.用装置乙配制“酸浸”所需的1mol·L-1H2SO4溶液
C.用装置丙过滤“沉钴”所得悬浊液
D.用装置丁灼烧CoCO3固体制Co2O3
【答案】C
【分析】由流程可知,加入硫酸酸浸并通入二氧化硫,可发生Co2O3+SO2+H2SO4=2CoSO4+H2O,同时生成硫酸铝、硫酸锌等,调节溶液的pH,可生成氢氧化铝沉淀而除去铝离子,然后再除去锌离子,再加入碳酸钠沉钴,可生成CoCO3固体,最后灼烧生成Co2O3,以此分析解答。
【解析】A.浓硫酸与铜反应需要加热,无法反应制取SO2,故A不符合题意;B.胶头滴管使用时应悬于容量瓶上方,不能伸入容量瓶内,会污染试剂,故B不符合题意;C.用装置丙可以过滤“沉钴”所得悬浊液,且装置中操作符合题意,故C符合题意;D.灼烧CoCO3固体应用坩埚,不能在烧饼中直接灼烧固体,故D不符合题意;故答案为:C。
12.探究浓硫酸和SO2性质的实验装置如下图所示(部分夹持装置已省略)。下列现象预测与解释或结论存在错误的是
选项
仪器
现象预测
解释或结论
A
试管1
冷却后,把液体倒入水中,溶液为蓝色
铜被氧化,转化为Cu2+
B
试管2
紫红色溶液由深变浅,直至褪色
SO2具有还原性
C
试管3
注入稀硫酸后,出现黄色浑浊
SO2具有氧化性
D
锥形瓶
溶液红色变浅
NaOH溶液完全转化为NaHSO3溶液
【答案】D
【分析】实验中浓硫酸和铜丝反应生成二氧化硫,酸性高锰酸钾可检验二氧化硫的还原性,稀硫酸和ZnS生成H2S,H2S和二氧化硫反应生成单质S,体现了SO2的氧化性,最后过量的SO2与氢氧化钠反应生成亚硫酸氢钠,溶液显酸性。
【解析】A.冷却后将液体倒入水中,溶液为蓝色,说明Cu被浓硫酸氧化,生成了硫酸铜溶液,A正确;B.酸性高锰酸钾可氧化二氧化硫,紫红色溶液由深变浅,直至褪色,体现了二氧化硫的还原性,B正确;C.加入稀硫酸后,稀硫酸与ZnS反应生成H2S,H2S和SO2反应生成单质S,出现黄色浑浊,体现了SO2的氧化性,C正确;D.NaHSO3溶液是酸性的,酚酞溶液应该褪色而不是颜色变浅,D错误;故答案选D。
13.某化学兴趣小组以含钴废渣(主要成分CoO、Co2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备Co2O3的一种实验流程如下。下列与流程相关的原理、装置和操作能达到实验目的的是
A.“酸浸”中的SO2作还原剂,用装置甲制取
B.“酸浸”所需的250 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液用装置乙配制
C.“萃取”的目的是除去Zn2+,用装置丙,振荡时分液漏斗下端应向下倾斜
D.“沉钴”时向萃取液中缓慢滴加沉淀剂,用装置丁过滤所得悬浊液
【答案】D
【分析】由流程图可知:加入硫酸酸浸并通入二氧化硫,可发生Co2O3+SO2+H2SO4=2CoSO4+H2O,同时生成硫酸铝、硫酸锌等,调节溶液的pH,可生成氢氧化铝沉淀而除去铝离子,然后再除去锌离子,再加入碳酸钠沉钴,可生成CoCO3固体,最后灼烧生成Co2O3,据此解答。
【解析】A.Cu与浓硫酸反应需要加热,图甲不能制取得到SO2气体,A错误;B.定容时胶头滴管不能伸入容量瓶中,B错误;C.萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向上,由流程图可知:除铝时把铝离子除去了,萃取的目的则是除去Zn2+ ,C错误;D.沉钴时应缓慢滴加碳酸钠溶液,生成CoCO3沉淀,图中过滤可分离出CoCO3固体,操作合理,D正确;故合理选项是D。
14.都是大气污染物,下列说法正确的是
A.都能使品红试液褪色,原理相同
B.将、同时通入水中,加入有白色沉淀生成
C.等物质的量的和混合通入装有湿润的有色布条的试管中,漂白效果更好
D.都能与水反应,生成物都是电解质
【答案】B
【解析】A.SO2使品红褪色是因为SO2能与某些有色物质生成不稳定的无色物质,Cl2、NO2使品红褪色是发生氧化还原反应,A错误;B.将SO2、NO2同时通入水中,SO2溶于水生成H2SO3,NO2溶于水生成硝酸,硝酸将H2SO3氧化为H2SO4,加入BaCl2,生成BaSO4白色沉淀,B正确;C.等物质的量的SO2和Cl2混合通入装有湿润的有色布条的试管中发生反应,生成硫酸和盐酸,不具有漂白性,C错误;D.,不是电解质,D错误;故选B。
15.下列有关物质性质与应用之间具有对应关系的有几种?
①浓具有脱水性,可用于干燥氯气
②二氧化氯具有强氧化性,可用作饮用水消毒
③能与盐酸反应,可用作胃酸中和剂
④石英坩埚耐高温,可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体
⑤锌的金属活泼性比铁强,可在海轮外壳上装若干锌块以减缓其腐蚀
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【解析】①浓用于干燥氯气是因为浓硫酸具有吸水性;②二氧化氯用作饮用水消毒,是利用二氧化氯的强氧化性;③碱性较弱,能与盐酸反应,可用作胃酸中和剂;④二氧化硅能与氢氧化钠反应,石英坩埚不能用来加热熔化烧碱、纯碱等固体;⑤锌的金属活泼性比铁强,锌、铁构成的原电池中锌作负极,可在海轮外壳上装若干锌块以减缓其腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护;物质性质与应用具有对应关系的是②③⑤,选B。
1.已知为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖变黑。与反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物均已略去,下列说法正确的是
A.也能使胆矾晶体变为白色粉末,体现的脱水性
B.若为,则足量与在室温下即可完全反应
C.若为碳单质,则将通入少量的澄清石灰水中,最终有白色沉淀产生
D.转化为的反应是工业制备过程中的重要反应
【答案】D
【分析】X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑,则X是硫酸,D和水反应生成硫酸,则D是三氧化硫,B和氧气反应生成三氧化硫,则B是二氧化硫。
【解析】A.的浓溶液也能使胆矾晶体变为白色粉末,体现的吸水性,A错误;B.若为,则足量与在室温下发生钝化,B错误;C.若为碳单质,则是二氧化碳,通入少量的澄清石灰水中,最终生成Ca(HCO3)2,无白色沉淀产生,C错误;D.工业上,二氧化硫转化为三氧化硫是工业制备硫酸的重要反应,D正确;故选D。
2.以黄铁矿(主要成分是,设杂质均不参与反应)为原料来生产硫酸的工艺流程如图。下列说法不正确的是
A.将黄铁矿粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率
B.该生成工艺中每生成,有发生转移
C.和均是酸性氧化物,溶于水均得到相应的酸
D.不用水吸收的原因是与化合时放出大量热,易形成酸雾
【答案】B
【分析】黄铁矿粉碎,增大接触面积,通入氧气后FeS2和氧气反应生成Fe2O3和SO2,反应方程式是,二氧化硫在催化剂的作用下生成三氧化硫,三氧化硫与水反应生成硫酸。
【解析】A.将黄铁矿粉碎,增大接触面积,可加快其在沸腾炉中的化学反应速率,故A正确;B.根据反应可知,FeS2中硫元素化合价升高最终生成硫酸,关系式为: ,,因此每生成,有发生转移,故B错误;C.和均是酸性氧化物,溶于水分别得到亚硫酸和硫酸,故C正确;D.SO3与H2O化合时放出大量热,易形成酸雾,阻碍三氧化硫的吸收,故D正确;故答案选B。
3.取纯净的固体3.44g进行加热,测得固体质量随温度的变化情况如图所示。D~E阶段反应生成的气体能使品红溶液褪色,是形成酸雨的主要物质之一、下列说法错误的是
A.C点固体的化学式是 B.D~E阶段还生成了
C.E点固体物质为CaO D.随温度的升高,分三个阶段失去结晶水
【答案】A
【分析】固体3.44g,物质的量为0.02mol,B点减少0.36gH2O,物质的量为0.02mol,因此B点为,C点减少0.18gH2O,物质的量为0.01mol,因此C点为或,D点减少0.18gH2O,物质的量为0.01mol,因此D点为CaSO4,D到E生成的气体能使品红溶液褪色,气体中含有SO2,S化合价降低,O化合价升高,生成O2,反应的方程式为,因此剩余的1.12g为0.02mol的CaO。
【解析】A.根据分析,C点为或,A错误;B.根据分析,D~E阶段反应的方程式为,气体产物还有O2,B正确;C.根据分析,E点固体物质为CaO,C正确;D.根据分析,受热时分三个阶段失去结晶水( CaSO4),D正确;故答案选A。
4.标准状况下,将SO2和Cl2组成的混合气体amol通入200mLFe2(SO4)3溶液中,充分反应后,气体被完全吸收,溶液的棕黄色变浅。向反应后的溶液中加入足量的BaCl2溶液,将所得沉淀过滤、洗涤、干燥后称重,其质量为23.3g。则a的数值可能是
A.0.06 B.0.07 C.0.08 D.0.09
【答案】B
【解析】SO2和Cl2组成的混合气体通入Fe2(SO4)3溶液中,由于氯气的氧化性强于铁离子,故氯气先与二氧化硫反应:SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,充分反应后,溶液的棕黄色变浅,说明铁离子氧化二氧化硫,发生2Fe3++SO2+2H2O=+2Fe2++4H+,但铁离子有余,则与铁离子反应的二氧化硫n(SO2)<0.02mol;二氧化硫完全反应,反应后的溶液加足量的BaCl2溶液,生成的23.3g沉淀为BaSO4,其物质的量为=0.1mol,根据硫元素守恒可知n(BaSO4)=3n[Fe2(SO4)3]+n(SO2),n(SO2)总=0.1mol-0.2L×0.1mol/L×3=0.04mol,且可知n(Cl2)<0.04mol,再根据方程式SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,可知n(Cl2)>n(SO2)总- >0.02mol,综上,SO2和Cl2组成的混合气体0.08mol>amol>0.06mol,B满足;选B。
5.含元素的某钠盐能发生如图转化。下列说法错误的是
A.a可能为正盐,也可能为酸式盐
B.c为不溶于盐酸的白色沉淀
C.反应②中还可能生成淡黄色沉淀
D.d气体使高锰酸钾溶液褪色体现其漂白性
【答案】D
【分析】含S元素的某钠盐a与足量Cl2反应得溶液b,溶液b中加入BaCl2溶液生成沉淀c,溶液b中含,沉淀c为BaSO4;盐a的溶液与稀盐酸反应产生刺激性气味气体d,d能使KMnO4溶液的紫色褪去,气体d为SO2;则盐a可能为Na2SO3、NaHSO3或Na2S2O3。
【解析】A.根据分析,a可能为正盐Na2SO3、Na2S2O3,也可能为酸式盐NaHSO3,A项正确;
B.根据分析沉淀c为不溶于盐酸的白色BaSO4沉淀,B项正确;C.若a为Na2S2O3,Na2S2O3与稀盐酸反应生成NaCl、S、SO2和H2O,故反应②中还可能生成淡黄色沉淀,C项正确;D.d为SO2,具有还原性,能使酸性高猛酸钾褪色,体现还原性,D项错误;答案选D。
6.将一定量的锌、镁合金与200 mL 18.5 mol/L的浓硫酸充分反应后,固体完全溶解,同时生成气体A 33.6 L(生成气体全部逸出,测定条件为标准状况)。将反应后的溶液稀释到2 L,测得稀释后溶液中的H+浓度为1 mol/L。向反应后的溶液中加入NaOH溶液500 mL时,所得沉淀质量最大,其质量为128 g。下列叙述中错误的是
A.气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
B.该合金中锌、镁的物质的量之比为1∶2
C.该实验所有NaOH的浓度是10 mol/L
D.沉淀质量最大时,溶液中所含溶质的质量为355 g
【答案】B
【分析】Zn、Mg和浓硫酸发生:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O,Mg+2H2SO4(浓)=MgSO4+SO2↑+2H2O,随着反应的进行,溶液浓度减小,稀硫酸与Zn、Mg发生:Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑、Mg+H2SO4(稀)=MgSO4+H2↑,则生成的气体为SO2和的H2混合物,根据反应的有关方程式中物质转化关系,结合元素守恒、电子守恒关系,列方程组计算。
【解析】反应生成的SO2、H2气体的物质的量为n==1.5 mol,溶液剩余硫酸的物质的量为n(H2SO4)=×2 L×l mol/L=l mol,参加反应的n(H2SO4)=0.2 L×18.5 mol/L=2.7 mo1,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,根据反应方程式中物质反应转化关系,可得关系式:x+y=1.5 mol,2x+y=2.7 mol,解得x=1.2 mol,y=0.3 mol。故反应生成0.3 mo1的H2和1.2 mol SO2。
A.根据上述计算可知反应产生SO2为1.2 mol,产生H2物质的量为0.3 mol,在相同外界条件下,气体的物质的量的比等于其体积比,故气体A中SO2和H2的体积比为1.2 mol:0.3 mol=4:1,A正确;B.反应后溶液中含有MgSO4、ZnSO4、H2SO4,当沉淀达到最大值时沉淀为Mg(OH)2、Zn(OH)2,二者的质量和为128 g,根据反应关系可知:n(OH-)=n(e-)=2n(气体)=2×1.5 mol=3.0 mol,则n(Mg)+n(Zn)=1.5 mol,m(Mg)+m(Zn)=128 g-3.0 mol×17 g/mol=77 g,解得n(Zn)=1.0 mol,n(Mg)=0.5 mol,故该合金中锌、镁的物质的量之比为1.0 mol∶0.5 mol=2:1,B错误;C.Zn、Mg合金与200 mL18.5 mol/L反应后溶液中含有H2SO4、ZnSO4、MgSO4,当向溶液中加入500 mLNaOH溶液时,沉淀达到最大值,此时溶液为Na2SO4溶液,根据S元素守恒可知n(Na2SO4)=n(H2SO4)-n(SO2)=0.2 L×18.5 mol/L-1.2 mol=2.5 mol,则根据Na元素守恒,可知n(NaOH)=2n(Na2SO4)=5.0 mol,故NaOH溶液的浓度为c(NaOH)==10.0 mol/L,C正确;D.根据选项C计算可知:沉淀质量最大时,溶液中所含溶质为2.5 mol Na2SO4,其质量为m(Na2SO4)=2.5 mol×142 g/mol=355 g,D正确;故合理选项是B。
7.化石燃料燃烧的过程中常产生等气体:若不进行尾气处理,将带来严重的污染。常用处理方法包括干法和湿法。
干法:
湿法:
干法装置简单、成本低廉、耗时短,但去除效果差:湿法操作繁琐,但去除效果好。某化学小组对影响湿法第二阶段反应速率的因素进行了研究。实验记录如下表。下列说法中,错误的是
实验一
温度(℃)
40
50
60
70
80
0.172
0.187
0.190
0.183
0.178
实验二
初始浓度
0.020
0.100
0.200
0.300
0.400
0.042
0.181
0.286
0.347
0.350
A.干法去除的效果差,可能是因为气体不易与固体充分接触
B.40~60℃之间,反应速率随温度升高而增大,说明该反应为吸热反应
C.60~80℃之间,反应速率随温度升高而降低可能因为在水中溶解度下降
D.初始浓度超过后,反应速率基本不变,可能与溶解较慢有关
【答案】B
【解析】A.干法去除时要使用石灰石,而固体表面积大或者是气体过快等原因导致的接触不充分,都会导致去除的效果差,故A 正确;B.随着温度升高,反应速率随温度升高而增大,这是温度对反应速率的影响,并非是的浓度改变,不能判断平衡移动,因此不能说明该反应是吸热反应,故B错误;C.温度过高,硫酸铵会分解或水解,浓度减小,也有可能是温度升高在水中溶解度下降,导致亚硫酸根转化为硫酸根的速率减小,故C 正确;D.根据湿法可知,过程中需要与空气中的发生反应,反应物的浓度增大则反应速率随之增大,但是在该反应中亚硫酸根初始浓度超过后,反应速率基本不变,此时可能是与溶解较慢有关,故D正确;故答案选B。
8.连二亚硫酸钠()易溶于水,难溶于甲醇,空气中极易被氧化,用于纺织业还原性染色。甲酸钠法制备的原理为,装置如图。下列说法正确的是
A.实验开始时应先打开,一段时间后,再打开
B.装置甲中试剂应为铜和浓硫酸
C.装置丙中可用苯替换
D.装置丙可用装有碱石灰的干燥管替换
【答案】A
【分析】甲中生成SO2,进入乙装置中生成Na2S2O4,连二亚硫酸钠(Na2S2O4)易溶于水,难溶于甲醇,加入甲醇的目的是降低Na2S2O4的溶解度,有利于Na2S2O4的析出,以此分析。
【解析】A.SO2易溶于水,开始试验后先打开K1,制取SO2一段时间后,打开K2,滴加NaOH溶液充分反应,故A正确;B.铜和浓硫酸反应产生二氧化硫需要加热,故B错误;C.尾气中,难溶于,可防止倒吸,不能用苯代替,因为苯的密度比NaOH溶液小,故C错误;D.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)易溶于水,难溶于甲醇,在空气极易被氧化,用装有碱石灰的干燥管替换后容易导致连二亚硫酸钠(Na2S2O4)氧化,故D错误;故答案选A。
9.如图所示的物质转化关系中,是能使带火星木条复燃的无色、无味气体,的相对分子质量比的大18,是一种紫红色金属单质(反应示件和部分生成物未列出)。下列叙述错误的是
A.属于化合物 B.中原子利用率为
C.的浓溶液可以使用铝制容器进行储存和运输 D.反应②在常温下即可进行
【答案】D
【分析】b是能使带火星的木条复燃的无色无味气体,则b是O2,g是一种紫红色金属单质,则g是Cu,a能与氧气反应生成c与f,c能与氧气反应生成d,则c为氧化物,e的相对分子质量比d的大18,则f是水,d与水反应得到e,e能与Cu反应得到c,则e为硫酸、d是三氧化硫,则a是硫化氢,c是二氧化硫,据此解答。
【解析】A.a是硫化氢,属于化合物,故A正确;B.二氧化硫和氧气化合生成三氧化硫的反应是化合反应,原子利用率为100%,故B正确;C.常温下铝在浓硫酸中钝化,可以使用铝制容器进行储存和运输浓硫酸,故C正确;D.铜和浓硫酸反应需要加热,常温下不反应,故D错误;故选D。
10.某同学探究SO2与Fe3+盐溶液的反应,已知:Fe3++⇌Fe(HSO3)2+(红棕色)
实验
①
②
③
操作
现象
溶液中立即产生大量红棕色物质,5h后溶液变为浅黄色,加入铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀
溶液中立即产生大量红棕色物质,5h后溶液几乎无色,加入铁氰化钾溶液产生大量蓝色沉淀
溶液中立即产生大量红棕色物质,5h后溶液变黄色(比①深),加入铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀
结合上述实验,下列说法正确的是
A.SO2与Fe3+氧化还原反应速率快于Fe3+与化合反应的速率
B.①②对照说明阴离子影响SO2与Fe3+反应速率,但无法证明是抑制反应进行
C.铁氰化钾溶液用于检验Fe2+,可用酸性高锰酸钾溶液代替,现象为紫红色褪去
D.5h后③比①黄色更深,可证明减慢了Fe3+与SO2反应的速率
【答案】B
【分析】由题干信息可知,溶液中产生的红棕色物质为Fe(HSO3)2+;5h后溶液中加入铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀是因为溶液中生成了Fe2+。
【解析】A.实验①②③溶液中通入SO2都立即产生大量红棕色物质,说明产生红棕色物质的反应速率快些,5h后溶液中加入铁氰化钾溶液都产生蓝色沉淀,说明SO2与Fe3+的氧化还原反应速率慢些,A错误;B.①与②的区别在阴离子的种类不同(一个是NO3-、一个是Cl-),5 h 后,①中溶液变为浅黄色,加入铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀,②中溶液几乎无色,加入铁氰化钾溶液,产生大量蓝色沉淀,说明阴离子种类对SO2与Fe3+氧化还原反应的速率有影响,但无法证明是抑制反应进行,B正确;C.铁氰化钾溶液用于检验Fe²⁺,+4价硫也可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,现象为紫红色褪去,C错误;D.5h后③比①黄色更深,③和①的区别除了NO3-外、还有H+,也有可能是H+浓度的增大减慢了SO2与Fe3+反应的速率,D错误;故选B。
11.验证浓硫酸与木炭在加热条件下反应的产物的实验装置图如图,下列说法错误的是
A.装置A中的实验现象是白色固体变蓝色
B.装置B中品红溶液褪色说明产物中有
C.装置C、D中试剂可能分别为酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水
D.若装置D中澄清石灰水变浑浊证明,则一定能证明产物中含有
【答案】D
【分析】浓硫酸与木炭粉反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,为检验三种产物,让产物先通过无水硫酸铜,若变蓝,则证明加热条件下有水蒸气生成,再通过品红溶液,用于检验二氧化硫的生成,后通过酸性高锰酸钾,目的是为了除尽二氧化硫,防止干扰二氧化碳的检验,所以再通入澄清石灰水用于检验二氧化碳的生成,据此分析解答。
【解析】A.无水硫酸铜可用于检验水蒸气的存在,反应有水生成,因此A中固体由白色变蓝色,故A正确;B.二氧化硫能使品红溶液褪色,因此装置B中品红溶液褪色说明产物中有,故B正确;C.根据分析可知,装置C是除尽二氧化硫,防止干扰二氧化碳的检验,装置D是检验二氧化碳的生成,因此装置C、D中试剂可能分别为酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水,故C正确;D.必须说明装置C中的现象,因此若是装置C中紫色褪去,则SO2有可能过量,过量的SO2也能使澄清石灰水变浑浊,根据此现象不能由此证明产物中有CO2,故D错误;故答案选D。
12.利用空气催化氧化法除电石渣浆上层清液中的的过程如图所示。下列说法错误的是
A.过程Ⅰ中氧化剂与还原剂物质的量之比为
B.过程Ⅱ的离子方程式为
C.碱性条件下,氧化性强弱顺序为
D.将完全转化为理论上需要33.6L(标准状况下)
【答案】D
【分析】由流程可知,CaO与硫酸锰反应生成Mn(OH)2,通入氧气生成,过程Ⅰ中反应的离子方程式为2Mn(OH)2+O2+4OH-=2+4H2O;与S2-反应生成S2,进而与氧气反应生成,过程Ⅱ中反应的离子方程式为,以此解答该题。
【解析】A.过程Ⅰ中涉及反应为2Mn(OH)2+O2+4OH-=2+4H2O,则氧化剂和还原剂物质的量之比为1:2,故A正确;B.由分析可知,过程Ⅱ中反应的离子方程式为:,故B正确;C.由分析可知,O2氧化Mn(OH)2生成,则氧化性:O2>,锰的含氧酸根氧化S2-生成S2,则氧化性:> S2,氧化性:,故C正确;D.1molS2-转化为理论上转移8mol电子,根据得失电子守恒可知:n(O2)==2mol,在标准状况下体积为2mol×22.4L/mol=44.8L,故D错误;故答案选D。
13.油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:下列说法正确的是
A.和中硫元素化合价相同
B.反应Ⅰ和Ⅱ中,元素As和S都被氧化
C.反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的个数比:Ⅰ>Ⅱ
D.反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化a个转移的电子数之比为
【答案】C
【解析】A.是中1个氧原子被1个硫原子替代所得,中硫元素平均化合价为+2价,中硫元素化合价为+6价,则和中硫元素化合价不同,A错误;B.中As的化合价为+3价,反应Ⅰ产物中As的化合价为+3价,故该过程中As没有被氧化,B错误;C.根据题给信息可知,反应I的化学方程式为:,反应Ⅱ的化学方程式为:,化学方程式中反应物的化学计量数之比即其参加反应时的物质的量之比,则反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的:Ⅰ>Ⅱ,C正确;D.中As为+3价,S为-2价,在经过反应Ⅰ后,As的化合价没有变,S变为+2价,则1mol失电子3×4mol=12mol;在经过反应Ⅱ后,As变为+5价,S变为+6价,则1mol失电子2×2mol+3×8mol=28mol,则反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化1mol转移的电子数之比为3∶7,D错误;故选C。
14.含硒(Se)的几种物质存在如图所示转化关系,下列说法错误的是
A.反应④⑤为非氧化还原反应 B.图中共有4种含硒的酸
C.属于二元酸 D.反应③中作还原剂
【答案】D
【分析】由题干转化关系图可知,H2Se被氧气先氧化为Se、Se在一定条件下和H2O、O2反应转化为H2SeO3,H2SeO3和H2O2反应转化为H6SeO6,H6SeO6和过量的NaOH反应生成Na2H4SeO6,H2SeO3转化为H2Se4O9,H2Se和H2Se4O9反应转化为Se,由此分析解题。
【解析】A.由题干转化关系图结合分析可知,反应④中H6SeO6和Na2H4SeO6中Te的化合价均为+6价,故H6SeO6和过量的NaOH反应生成Na2H4SeO6,未有元素化合价发生改变,故没有发生了氧化还原反应;反应⑤中H2TeO3和H2Te4O9中Te的化合价均为+4价,故H2Te2O5转化为H2Te4O9未有元素化合价发生改变,故没有发生了氧化还原反应,因此反应④⑤为非氧化还原反应,故A正确;B.由题干转化关系图结合分析可知,图中共有H2Se、H2SeO3、H6SeO6和H2Se4O9共4种含硒的酸,故B正确;C.H6SeO6和过量的NaOH反应生成Na2H4SeO6,故说明H6SeO6属于二元酸,故C正确;D.由题干转化关系图可知,反应③的方程式为:H2TeO3+H2O+H2O2=H6TeO6,反应中H2O2做氧化剂,即利用了的氧化性,故D错误;故答案选D。
15.SO2相图如图所示。下列说法不正确的是
A.二氧化硫在160℃时不能液化
B.25℃和78atm下二氧化硫是液体
C.5atm下固态二氧化硫置于室温环境会先熔化再气化
D.25℃贮存有半满液态二氧化硫的容器,达到平衡后容器内的压强为3.8atm
【答案】C
【解析】A.157℃和78atm是液态和气态临界点,温度超过157℃时为气体状态,不可液化,A正确;B.根据图像,25℃和78atm下二氧化硫为液体,B正确;C.根据图像,5atm下固态二氧化硫置于室温环境熔化为液态,但是不能气化,C错误;D.根据图像,液态二氧化硫在25℃时蒸气压力3.8atm,则贮存有半满液态二氧化硫的容器,达到平衡后容器内的压强为3.8atm,D正确;故选C。
1.(2024高一下·河南洛阳·竞赛)下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A.
将Cl2通入FeCl2溶液中,之后将所得溶液分为两份,一份滴加KSCN溶液,另一份加入Na2SO3溶液和BaCl2溶液
第一份溶液变红,第二份出现白色沉淀
氧化性:Cl2>Fe3+>SO
B.
将二氧化硫气体通入滴有酚酞的NaOH稀溶液中
溶液褪色
SO2具有漂白性
C.
向两支均盛有5mL 10%的H2O2溶液的试管中分别加入0.1mol/L的FeCl3溶液和0.1mol/L CuSO4溶液
加入FeCl3的试管中产生气泡快,加入CuSO4的试管产生气泡慢
Fe3+、Cu2+均可以加快H2O2的分解;Fe3+比Cu2+的催化效果更好
D.
将NaAlO2溶液加入NaHCO3溶液中
有白色沉淀生成
AlO结合H+能力比CO强
【答案】D
【解析】A.若氯气过量,则过量的氯气也会氧化亚硫酸根离子为硫酸根离子,滴加氯化钡出现白色沉淀,不能说明氧化性Fe3+>SO,A错误;B.二氧化硫和水生成亚硫酸,亚硫酸和氢氧化钠反应导致溶液碱性消失,也会使得溶液褪色,B错误;C.实验中阳离子、阴离子均不同,存在2个变量,不能说明Fe3+比Cu2+的催化效果更好,C错误;D.有白色沉淀生成,说明和碳酸氢根离子反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠,则结合H+能力比CO强,D正确;故选D。
2.(2022高一·浙江温州·竞赛)向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到产生白色沉淀CuI,蓝色溶液变为棕色,再向反应后的溶液中通入过量的SO2气体,溶液变成无色。则下列说法不正确的是
A.滴加KI溶液时,转移1mol电子时生成1mol白色沉淀
B.上述实验条件下,物质的氧化性:Cu2+>I2>SO2
C.上述棕色溶液能使淀粉溶液变蓝
D.该实验体现了SO2的漂白性
【答案】D
【分析】CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液反应的化学方程式为2CuSO4+4KI=2K2SO4+2CuI↓+I2,向反应后的混合物中不断通入SO2气体,反应方程式:SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI。
【解析】A.根据分析,CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液化学方程式为2CuSO4+4KI=2K2SO4+2CuI↓+I2,由方程式可知每转移1mol电子生成1molCuI,A正确;B.氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,根据以上分析可知物质的氧化性Cu2+>I2>SO2,B正确;C.棕色溶液中有I2,能使淀粉溶液变蓝,C正确;D.根据分析,向反应后的混合物中不断通入SO2气体,反应方程式:SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI,二氧化硫不表现漂白性,体现了二氧化硫的还原性,D错误;故选D。
3.(2022高一·浙江温州·竞赛)如图装置(夹持、加热装置已略)进行实验,由②中现象,不能证实①中反应发生的是
①中实验
②中现象
A
铁粉与水蒸气加热
肥皂水冒泡
B
加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物
酚酞溶液变红
C
NaHCO3固体受热分解
澄清石灰水变浑浊
D
铜片和浓硫酸混合加热
品红溶液褪色
【答案】A
【解析】A.3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,加热过程中的热空气、铁和水蒸气反应生成的氢气都能使肥皂水冒泡,所以肥皂水冒泡该反应不一定发生,A错误;B.NH4Cl+Ca(OH)2NH3↑+CaCl2+H2O、NH3+H2ONH3.H2ONH4++OH﹣,氨水溶液呈碱性,所以能使酚酞试液变红色,B正确;C.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,如果②中澄清石灰水变浑浊,则①中一定发生反应,C正确;D.2H2SO4(浓)+Cu CuSO4+SO2↑+2H2O,SO2能使品红溶液褪色,D正确;故选A。
4.(2023高一·广西·竞赛)向AgNO3溶液中通入过量SO2,过程和现象如下图。
经检验,白色沉淀为Ag2SO3;灰色固体中含有Ag
下列说法错误的是
A.①中生成白色沉淀的离子方程式为2Ag++SO2+H2O=Ag2SO3↓+2H+
B.①中未生成Ag2SO4,说明①溶液中没有SO
C.②中的现象体现了Ag+的氧化性
D.该实验条件下,SO2与AgNO3反应生成Ag2SO3的速率大于生成Ag的速率
【答案】B
【解析】A.反应①中白色沉淀为Ag2SO3,生成白色沉淀的离子方程式为2Ag++SO2+H2O=Ag2SO3↓+2H+,故A正确;B.①中未生成Ag2SO4,可能是因为硫酸银的溶解度大于Ag2SO3,不能说明①溶液中没有SO,故B错误;C.灰色固体中含有Ag,银元素化合价降低,②中的现象体现了Ag+的氧化性,故C正确;D.该实验条件下,先生成白色沉淀Ag2SO3;后生成灰色固体Ag ,说明SO2与AgNO3反应生成Ag2SO3的速率大于生成Ag的速率,故D正确;选B。
5.(2023高一·广西·竞赛)1 L 1 mol/L Na2S溶液吸收SO2的量理论上最多可以吸收多少摩尔
A.1.5 B.2 C.2.5 D.3。
【答案】C
【解析】最大可能吸收SO2发生反应为2Na2S+5SO2+2H2O=3S↓+4NaHSO3,即1molNa2S吸收2.5mol的SO2。故选C。
6.(2023高一·广东·竞赛)按图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法正确的是
A.Ⅰ中试管内的反应,体现的氧化性 B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象 D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
【答案】C
【分析】Ⅰ中发生反应,二氧化硫进入Ⅱ中使品红溶液褪色,二氧化硫进入Ⅲ中与硫化钠反应生成S沉淀,二氧化硫进入Ⅳ中与氢氧化钠反应使溶液碱性减弱,酚酞褪色。
【解析】A.Ⅰ中试管内发生反应 ,氢元素化合价不变, 不体现氧化性,故A错误;B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现的漂白性,故B错误;C.Ⅰ试管内发生反应,Ⅲ试管内发生反应,Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象,故C正确;D.撤掉水浴,重做实验,反应速率减慢,Ⅳ中红色褪去的速率减慢,故D错误;故选C。
7.(2023高一下·湖南邵阳·竞赛)实验室模拟制备亚硝酰硫酸()的反应装置如图所示。已知:亚硝酰硫酸溶于硫酸,遇水易分解。下列说法错误的是
A.装置A中应使用70%的浓硫酸
B.装置B、D中浓硫酸作用不同
C.装置C中反应为
D.D装置可以换为盛有碱石灰的干燥管
【答案】B
【分析】利用亚硫酸钠固体和硫酸反应制备二氧化硫气体,为防止亚硝酰硫酸遇水分解,故在干燥的条件下制备亚硝酰硫酸,最后尾气吸收过量二氧化硫,防止污染空气。
【解析】A.利用亚硫酸钠固体和硫酸反应制备二氧化硫气体,98%的浓硫酸的很难电离出H+,故一般选用70%的硫酸,A正确;B.亚硝酰硫酸遇水易分解,装置B中的浓硫酸的作用是干燥SO2气体,防止水蒸气进入装置C中,装置D中的浓硫酸的作用是防止装置E中的水蒸气进入装置C中,B错误;C.装置C中反应为SO2+HNO3=NOSO4H,C正确;D.装置D可以换为盛有碱石灰的干燥管,既可以吸收尾气又可以防止空气中的水蒸气进入装置C,D正确;故选B。
8.(2023高一下·浙江温州·竞赛)下列“类比”结果正确的是
A.溶液低温蒸干得到,则溶液低温蒸干得到
B.加热条件下能还原CuO,加热条件下也能还原CuO
C.少量通入溶液生成,则少量通入NaClO溶液生成
D.溶液中滴加产生FeS沉淀,则溶液中滴加溶液也产生FeS沉淀
【答案】B
【解析】A.氯化亚铁在溶液低温蒸干时铁元素会被空气中的氧气氧化,最终生成氢氧化铁,故A项错误;B.高温条件下氨气和CH4均具有一定的还原性,氨气在高温条件下能还原CuO,则在高温条件下CH4也能还原CuO,故B项正确;C.次氯酸的酸性强于碳酸氢根离子,所以少量二氧化碳与次氯酸钠溶液反应生成碳酸氢钠和次氯酸,故C项错误;D.H2S与FeCl2溶液不反应,故D项错误;故本题选B。
9.(2023高一·甘肃·竞赛)探究与水的反应,实验如下(实验中加入的溶液均过量):
已知:i.、
ii.②中发生反应:下列分析不正确的是
A.①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃
B.①、④中均发生了氧化还原反应和复分解反应
C.②、⑤中与的作用不同,产生气体的量也不同
D.通过③能比较酸性:
【答案】D
【分析】与水的反应:2Na2O2+2H2O=4 NaOH +O2↑,Na2O2+2H2O= H2O2+ 2NaOH;溶液两等分,其中一份与酸性发生反应;另一份与BaCl2溶液反应生成BaO2沉淀,BaO2与稀硫酸反应生成H2O2,O2和硫酸钡,上清液中含有H2O2,加入MnO2,生成O2;据此分析解题。
【解析】A.据分析可知,①和⑤中反应生成的气体均为氧气,能使带火星的木条复燃,故A正确;B.反应①中发生2Na2O2+2H2O=4NaOH +O2↑,Na2O2+2H2O= H2O2+ 2NaOH;反应④为BaO2与稀硫酸反应生成H2O2,O2和硫酸钡,生成O2的反应为氧化还原反应,生成H2O2的反应为复分解反应,故B正确;C.反应②为,为氧化剂,反应⑤为,为催化剂;经过反应④,反应⑤中H2O2的物质的量少于反应②中H2O2的物质的量,产生气体的量也不同,故C正确;D.反应③为H2O2和BaCl2反应生成BaO2沉淀,该沉淀溶解度很小,难溶于HCl,不能比较酸性大小,故D错误;故答案选D。
10.(2016高一下·山东淄博·竞赛)A、B是两种有刺激气味的气体。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跟水反应的离子方程式: 。
【答案】(1)Cl2 SO2 H2SO4 HCl BaSO3 BaSO4 (2)Cl2+SO2+2H2O===4H++SO42-+2Cl-
【解析】(1) 由A、B是两种有刺激气味的气体。且A、B和水反应的产物能与Ba(OH)2和AgNO3均产生沉淀, B能与Ba(OH)2产生沉淀,由此可知A为Cl2;B为SO2;A、B与H2O反应的化学方程式为:Cl2+SO2+2H2O=== H2SO4+2HCl;B与Ba(OH)2反应的化学方程式为:Ba(OH)2+ SO2=== BaSO3↓+H2O;含C、D的无色溶液与Ba(OH)2反应的化学方程式为:H2SO4+ Ba(OH)2=== BaSO4↓+2H2O;溶液D与AgNO3溶液反应的化学方程式为:HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3;故C为H2SO4;D为HCl;E为BaSO3;F为BaSO4。
11.(2019高一上·云南曲靖·竞赛)氯化亚砜(SOCl2)是一种液态化合物,沸点为77℃,在农药、制药行业中用途广泛。SOCl2遇水剧烈反应,液面上产生白雾,并带有刺激性气味的气体产生。实验室合成原理:SO2+Cl2+SCl2=2SOCl2,部分装置如图所示,回答以下问题:
(1)仪器c的名称是 ,装置f的作用是 。
(2)实验室制Cl2的化学方程式为 。
(3)SOCl2与水反应的化学方程式为 。
(4)下列四种制备SO2的方案中最佳选择是 。
方案
甲
乙
丙
丁
发生装置
所选试剂
NaHSO4固体
18.4mol/LH2SO4+Cu
4mol/LHNO3+Na2SO3
70%H2SO4+K2SO3
(5)装置e中产生的Cl2经过d后进入三颈烧瓶,请在d的虚线框内画出所需实验装置图,并标出试剂 。
(6)试验结束后,将三颈烧瓶中混合物分离开的实验操作是 ;(已知SCl2的沸点为50℃)若反应中消耗的Cl2的体积为896mL(已转化为标准状况,SO2足量),最后得到纯净的SOCl24.76g,则SOCl2的产率为 (注:用百分数形式表达,且保留三位有效数字)。
(7)分离产物后,向获得的SOCl2中加入足量NaOH溶液,振荡、静止得到无色溶液w,检验溶液w中存在的Cl-的方法是 。
【答案】(1)球形冷凝管 吸收逸出有毒的Cl2、SO2,防止空气中的水蒸气进入反应装置,防止SOCl2水解
(2) MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑ +2H2O
(3)SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑;
(4)丁
(5)
(6)蒸馏 50.0%
(7)取少量W溶液于试管中,加入过量 Ba(NO3)2溶液,静置,取上层清液,滴加HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,则说明溶液中有Clˉ
【分析】(1)根据装置图判断仪器名称,碱石灰与气体反应;(2)实验室利用MnO2、4HCl(浓)制备氯气;(3)SOCl2与水反应生成二氧化硫和氯化氢;(4)丁中固体与液体反应制取二氧化硫比较合理,制取气体需要纯净,操作简单;(5)装置e中产生的Cl2经过d后进入三颈烧瓶,d干燥氯气,且除去HCl;(6)已知氯化亚砜沸点为77℃,已知SCl2的沸点为50℃,所以采用分馏的方法即可将之分离,消耗氯气为=0.04mol,由SO2+Cl2+SCl2═2SOCl2,生成0.08molSOCl2,以此来解答;(7)先加硝酸钡,且排除干扰离子,再加硝酸银观察是否生成白色沉淀检验氯离子。
【解析】(1)仪器c是球形冷凝管,f有两个作用一个是防止有毒的氯气与二氧化硫逸出,一个是防止空气中的水蒸气进入烧瓶中使氯化亚砜水解;
(2)实验室氯气制备的方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑ +2H2O;
(3)SOCl2与水反应生成二氧化硫和氯化氢,方程式为:SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑;
(4)因为甲中加热亚硫酸氢钠确实会产生二氧化硫,但是同时也会生成水,所以试管不能向下倾斜,乙中18.4mol/L的硫酸太浓,其中水分过少硫酸仍然以分子形式存在,无法与铜反应制取二氧化硫;乙中无论是浓硝酸还是稀硝酸都具有很强的氧化性,可将亚硫酸钠中的+4价的硫氧化为+6价的硫酸根离子而无法得到二氧化硫,丁中反应生成硫酸钾与二氧化硫还有水,丁制取二氧化硫比较合理;
(5)装置e中产生的Cl2经过d后进入三颈烧瓶,d干燥氯气,且除去HCl,则d的虚线框内画出所需实验装置图,并标出试剂为: ;
(6)已知氯化亚砜沸点为77℃,已知SCl2的沸点为50℃,所以采用分馏的方法即可将之分离.消耗氯气为=0.04mol,由SO2+Cl2+SCl2═2SOCl2,生成0.08molSOCl2,则SOCl2的产率为×100%=50%;
(7)向获得的SOCl2中加入足量NaOH溶液,振荡、静止得到无色溶液w,含亚硫酸根离子和氯离子,检验溶液w中存在的Cl-的方法是取少量无色溶液放入试管中,加入Ba(NO3)2溶液至不再生沉淀为止,静置.取出上层清液,加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,可知无色溶液中含有Cl-。
12.(2021高一·云南玉溪·竞赛)在通常状况下,A为固态单质。根据如下所示转化关系,回答下列问题。
(1)写出A~E的化学式。
A ;B ;C ;D ;E 。
(2)写出下列反应的化学方程式。
①E→C: ;②C→D: ;③B和C反应: 。
(3)将5mL0.10mol•L-1的C的溶液与5mL0.10mol•L-1的NaOH溶液混合,反应的离子方程式为 。
【答案】(1)S H2S SO2 SO3 H2SO4(浓)
(2)①
②
③、
(3)
【分析】A为固态单质,根据转化关系可知A可以发生连续氧化,高价态氧化物与水反应生成的物质可以和单质铜反应,所以推知,A为:S,B为:,C为:,D为:,E为:,据此分析答题。
【解析】(1)A为固态单质,根据转化关系可知A可以发生连续氧化,高价态氧化物与水反应生成的物质可以和单质铜反应,所以推知,A为:S,B为:,C为:,D为:,E为:,答案为:S;;;;;
(2)①浓硫酸和单质铜在加热条件下发生如下反应:,答案为:;②二氧化硫和氧气在催化剂条件下反应生成三氧化硫,反应方程式为:,答案为:;③硫化氢和二氧化硫发生氧化还原反应生成单质硫,化学方程式为:,答案为:;
(3)5mL0.10mol•L-1的的溶液与5mL0.10mol•L-1的NaOH溶液发生反应,酸过量碱少量,生成酸式盐,离子方程式为:,答案为:。
13.(2022高一·湖北·竞赛)铜是生活中常见的金属,以铜为原料进行如下实验。回答下列问题:
Ⅰ.制备
(1)利用铜与浓硫酸制备,适宜的装置是 (从A、B、C中选择),该装置内发生的化学方程式为 。
(2)收集干燥的,所需装置的接口连接顺序为:发生装置→ (填小写字母)。
(3)反应后,发生装置中未观察到蓝色溶液,原因是 。
Ⅱ.探究温度对铜与过氧化氢反应的影响
向10mL30%的溶液中滴加1mL3mol/L硫酸,将光洁无锈的铜丝置于其中,铜丝表面产生气泡并逐渐变多,剩余溶液呈蓝色。经检验产生的气体为,查阅资料发现是催化分解的结果。
(4)写出生成的离子方程式 。
(5)学习小组提出猜想:升高温度,催化能力增强,该小组设计如下实验验证猜想。
实验序号
30%H2O2(mL)
1mol/LCuSO4(mL)
水(mL)
水浴温度(℃)
3min时生成O2的平均速率()
1
10
1
1
20
2.4
2
10
1
1
30
9
3
10
1
1
40
90
4
10
0
2
20
A1
5
A2
6
10
0
2
40
A3
①小组同学认为实验1~3的结果,不能证明猜想成立,理由是 。
②为进一步验证猜想,完善实验4~6的方案(答案填在答题卡上) 。小组同学结合实验1~6,判断猜想成立,依据是 。
【答案】(1)B
(2)ghedij
(3)浓硫酸具有吸水性,反应后的硫酸铜以固体形式存在
(4)
(5) ①温度升高促进的分解 ②10、0、2、30 实验组1~3生成氧气平均速率随温度升高的增加程度比对照组4~6大
【分析】用铜和浓硫酸加热反应生成二氧化硫气体,先干燥再收集,最后处理二氧化硫尾气,探究温度对铜与过氧化氢反应的影响时,要注意对变量的分析,只能有一个作变量。
【解析】(1)用铜与浓硫酸制备,反应是铜固体和浓硫酸加热条件下反应生成二氧化硫气体、硫酸铜和水,因此适宜的装置是B,该装置内发生的化学方程式为。
(2)收集干燥的,先用浓硫酸干燥二氧化硫气体,再用向上排空气发收集二氧化硫气体,最后进行尾气处理,因此所需装置的接口连接顺序为:发生装置→ghedij。
(3)反应后,发生装置中未观察到蓝色溶液,可能是浓硫酸具有吸水性,将硫酸铜溶液中水吸收,最后硫酸铜以固体形式存在。
(4)铜、硫酸和双氧水反应生成硫酸铜和水,则生成的离子方程式为。
(5)①小组同学认为实验1~3的结果,不能证明猜想成立,理由是H2O2的热稳定性较差,温度升高促进的分解。
②为进一步验证猜想,根据1、4;3、6;实验温度相同,实验条件中硫酸铜溶液的用量不同,得出实验2、5是一组实验对比,其方案中加入的体积分别为10、0、2、30;小组同学结合实验1~6,判断猜想成立,根据1和4,2和5,3和6分别对比实验得出温度升高,催化能力增强即依据是实验组1~3生成氧气平均速率随温度升高的增加程度比对照组4~6大。
14.(2022高一·浙江温州·竞赛)氢溴酸是无色、易挥发的液体,在化工领域用途广泛。实验室模拟一种工业制备氢溴酸的主要流程如下:
完成下列填空:
(1)写出反应①的离子方程式 。该反应需要在冰水浴中进行,可能的原因是 。
(2)操作I用到的玻璃仪器有蒸馏烧瓶、温度计、 、接液管和锥形瓶。
(3)反应②中Na2SO3的目的是 。
(4)反应③中的Ba(OH)2溶液能否用BaCl2或者Ba(NO3)2溶液代替?说明理由 。
(5)工业氢溴酸往往呈淡黄色:①可能是因为像工业盐酸一样含Fe3+,②还可能是因为含 ,如何证明? 。
【答案】(1)SO2+Br2+2H2O=SO+2Br-+4H+ 增大二氧化硫、溴的溶解度,使反应物充分反应
(2)冷凝管
(3)除去粗品中的溴
(4)不能,盐酸、硝酸易挥发,硝酸易分解,影响纯度
(5)Br2 取样,加入CCl4少许,充分振荡,若油层呈橙色(橙红色)证明含Br2
【分析】由题给流程可知,反应①为二氧化硫与溴、水反应生成硫酸和氢溴酸,所得溶液经操作Ⅰ蒸馏分离得到硫酸和含有溴的氢溴酸粗品;反应②为亚硫酸钠溶液与粗品中的溴反应,达到除去粗品中的溴的目的,反应③为适量的氢氧化钡与反应②生成的硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀,过滤得到硫酸钡和无色溶液;无色溶液经操作Ⅲ蒸馏分离得到混合溶液和纯品氢溴酸。
(1)反应①二氧化硫与溴、水反应生成硫酸和氢溴酸,反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O=SO+2Br-+4H+,该反应为放热反应,放出的热量使反应温度升高,二氧化硫和溴在溶液中的溶解度减小,不利于反应物充分反应,所以反应需要在冰水浴中进行,故答案为:SO2+Br2+2H2O=SO+2Br—+4H+;增大二氧化硫、溴的溶解度,使反应物充分反应;
(2)由分析可知,操作Ⅰ为蒸馏,目的是分离得到硫酸和含有溴的氢溴酸粗品,蒸馏操作时用到的仪器为蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、接液管和锥形瓶,故答案为:冷凝管;
(3)由分析可知,加入亚硫酸钠溶液目的是亚硫酸钠溶液与粗品中的溴反应生成硫酸钠和氢溴酸,除去粗品中的溴,故答案为:除去粗品中的溴;
(4)操作Ⅲ蒸馏的目的是分离得到氢溴酸,若用硝酸钡或氯化钡溶液代替氢氧化钡溶液,反应生成的盐酸、硝酸具有挥发性,硝酸具有不稳定性,蒸馏时会使纯品氢溴酸中混有杂质,所以不能用硝酸钡或氯化钡溶液代替氢氧化钡溶液,故答案为:不能,盐酸、硝酸易挥发,硝酸易分解,影响纯度;
(5)液溴易挥发,所以工业氢溴酸呈黄色可能是因为像工业盐酸一样含铁离子,也可能是因为含有溴,检验工业氢溴酸含有溴的操作为用胶头滴管取制得的氢溴酸于试管中,滴加四氯化碳、振荡、静置,下层呈橙红色证明工业氢溴酸是因含Br2而显黄色,故答案为:取样,加入CCl4少许,充分振荡,若油层呈橙色(橙红色)证明含Br2。
15.(2023高一下·重庆·竞赛)二氯化二硫可作硫化剂、氯化剂。常温下,是一种黄红色液体,沸点137℃,在潮湿的空气中剧烈水解而发烟。可通过硫与少量氯气在110~140℃反应制得。
(1)选用以下装置制取少量(加热及夹持装置略)。
①写出A中发生反应的化学方程式 。
②装置连接顺序:A→ 。
③B中玻璃纤维的作用是什么 ?
④D中盛放的试剂是什么 ?
(2)遇水会生成、HCl两种气体,某同学设计了如下实验方案来测定该混合气体中的体积分数。
①W溶液可以是下列溶液中的 (填标号)。
a.溶液 b.酸性溶液 C.氯水 d.溶液
②计算混合气体中的体积分数 (用含、的代数式表示,不要求计算过程)。
【答案】(1)① ②CBED ③增大硫与的接触面积,加快反应,使反应更充分 ④碱石灰
(2)①ac ②
【分析】装置A为制取氯气装置,产生的氯气中混有HCl和水蒸气,S2Cl2易于水反应,因此需要除去中氯气中的水蒸气,A连接C,从C中出来的气体为纯净的氯气,直接通入到反应装置中,即C连接B,S2Cl2为液体,沸点为137℃,因此B连接E装置,氯气有毒,必须有尾气处理装置,即E连接D装置。
【解析】(1)①发生的化学反应方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;②装置A为制取氯气装置,产生的氯气中混有HCl和水蒸气,S2Cl2易于水反应,因此需要除去中氯气中的水蒸气,A连接C,从C中出来的气体为纯净的氯气,直接通入到反应装置中,即C连接B,S2Cl2为液体,沸点为137℃,因此B连接E装置,氯气有毒,必须有尾气处理装置,即E连接D装置,故答案为CBE;③玻璃纤维的作用为增大硫与氯气的接触面积,加快反应;④装置D的作用是除去过量的氯气,防止污染空气,因此装置D中的试剂为碱石灰;(2)①根据流程的目的,需要把SO2转化成SO,然后加入Ba2+,产生BaSO4沉淀,测BaSO4的质量,因此W溶液具有的性质为氧化性,由于高锰酸钾与HCl反应得到有毒物质氯气,因此W溶液为ac;②固体为BaSO4,根据硫元素守恒,即n(SO2)=n(BaSO4)=m/233mol,因此SO2的体积分数为:×100%。
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