内容正文:
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第五章 化工生产中的重要非金属元素
第一节 硫及其化合物
素养提升练
(建议用时:40分钟)
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2.下列有关二氧化硫的说法中正确的是( )
A.二氧化硫可用于抑制酒类中细菌生长,可在葡萄酒中微量添加
B.二氧化硫能使品红褪色,加热后不恢复到红色
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
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3.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 ②H2S气体 ③Cu ④FeO ⑤NH3 ⑥使木材炭化
⑦CuSO4·5H2O ⑧对铁、铝的钝化
A.③④ B.①②⑤⑧
C.①②③④⑦ D.以上答案均不正确
解析:①②⑧仅表现氧化性;⑤仅表现酸性;⑥表现脱水性;⑦表现吸水性;③④既表现氧化性又表现酸性。
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4.硫酸厂有一辆已存放过浓硫酸的槽罐车,某新工人违反规定,边吸烟边用水冲洗该车,结果发生了爆炸事故。下列对引起爆炸的原因分析正确的是( )
A.浓硫酸遇明火爆炸
B.铁与水反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸
C.浓硫酸遇水发热爆炸
D.稀释后的硫酸与铁反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸
解析:浓硫酸加水稀释后变成稀硫酸,稀硫酸与铁反应产生氢气,氢气接触空气遇明火爆炸。
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6.下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置或原理能达到实验目的的是( )
解析:A项,铜片和稀硫酸不反应,无法制取SO2;B项,SO2能使品红溶液褪色,因此可以验证SO2的漂白性;C项,SO2密度比空气大,用排空气法收集SO2时,导气管应“长进短出”;D项,SO2与饱和NaHSO3溶液不反应,因此饱和NaHSO3溶液不能作为吸收液,可用NaOH溶液。
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解析:硫单质与氧气反应只能生成二氧化硫,故A错误。常温下,Fe、Al在浓硫酸中发生钝化,钝化属于化学变化,故B错误。ZnS、CuS都是难溶盐,CuS的溶解度小于ZnS,ZnS与硫酸铜溶液发生复分解反应,溶解度大的物质向溶解度小的物质转化,与CuS稳定性无关,CuS中的S为-2价,具有还原性,故D错误。
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8.下图是某同学设计的用来验证
SO2性质的微型实验装置。分析实验,
下列结论正确的是( )
A.若a棉球褪色,则说明SO2具有
较强的氧化性
B.若b棉球褪色,则说明SO2具有漂白性
C.若c棉球蓝色褪去,则说明SO2具有还原性
D.可以使用饱和NaHSO3溶液吸收尾气
解析:若a棉球褪色,则说明SO2具有漂白性;若b棉球褪色,则说明SO2溶于水显酸性;若c棉球蓝色褪去,则说明SO2具有还原性,将I2还原为I-;SO2与饱和NaHSO3溶液不反应,应用NaOH溶液吸收。
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9.某同学按如图所示实验装置探究铜与浓硫酸的反应,实验现象如表所示。下列说法正确的是( )
试管 ① ② ③
实验现象 铜片逐渐溶解,表面有气泡产生,溶液变为绿色,有白色固体产生 有少量白色沉淀产生 品红溶液褪色
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A.试管②中的白色沉淀是BaSO3
B.反应后,将试管①中的白色固体加入水中,溶液呈蓝色
C.将褪色后的试管③加热,无明显现象
D.实验时若先往装置内通入足量N2,再加热试管①,实验现象不变
解析:SO2不与BaCl2溶液反应,白色沉淀不可能是BaSO3,故A错误;Cu与浓硫酸反应可生成CuSO4,则试管①中的白色固体加水溶解,溶液呈蓝色,故B正确;SO2使品红溶液褪色后,再加热可使品红溶液恢复至原来的颜色,故C错误;试管②中产生少量白色沉淀的原因为2SO2+O2+2H2O+2Ba2+===2BaSO4↓+4H+,若先往装置内通入足量N2,装置内没有O2,则试管②中将无白色沉淀产生,实验现象发生变化,故D错误。
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10.如图是实验室进行二氧化硫制备与
性质实验的组合装置,部分固定装置未画出。
下列有关说法正确的是( )
A.关闭K1,打开K2,试剂X是酸性
KMnO4或FeCl3溶液,均可证明SO2有还原性
B.关闭K2,打开K1,滴加70%的硫酸溶液,则装置B中每消耗1 mol Na2O2,转移电子数为NA
C.为防止环境污染,装置C和E中的试剂均选用饱和的石灰水
D.实验过程中体现了硫酸的酸性、吸水性、难挥发性、强氧化性
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解析:关闭K1,打开K2,酸性KMnO4溶液和FeCl3溶液都具有氧化性,可与二氧化硫发生氧化还原反应,均可证明SO2有还原性,故A正确;关闭K2,打开K1,滴加70%的硫酸溶液,则装置B中发生反应SO2+Na2O2===Na2SO4,每消耗1 mol Na2O2,转移电子数为2NA,故B错误;饱和石灰水中Ca(OH)2的浓度较低,不能用于尾气吸收,装置C和E中的试剂应均为NaOH溶液,故C错误;实验过程中不能体现硫酸的强氧化性和吸水性,故D错误。
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11.利用空气催化氧化法除掉电石渣浆(含CaO)上层清液中的S2-并制取石膏(CaSO4·2H2O)的过程如图:
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二、非选择题
12.为观察铜和浓硫酸的反应现象并探究SO2与Fe3+之间的氧化还原反应,某化学兴趣小组按如图装置进行实验(夹持、加热仪器已略去)。同学们查阅资料后了解,浓硫酸(常规质量分数为98.3%,密度为1.84 g·cm-3)的沸点为338 ℃,加热过程中可能产生酸雾。请回答下列问题:
(1)组装好实验装置后,要进行的下一步操作
是_______________;试剂a是_________________。
(2)写出装置A中反应的化学方程式:__________________________________。
检查装置气密性
饱和NaHSO3溶液
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(3)对于上述实验描述正确的是________(填字母)。
A.C中溶液酸性增强,说明SO2与Fe3+之间发生了氧化还原反应
B.向C中加入几滴酸性KMnO4溶液,紫红色褪去,说明C溶液中生成了Fe2+
C.尾气处理可以选择如图装置
C
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(4)SO2气体通入C装置充分反应,请设计实验证明氧化产物中阴离子的存在:_______________________________________________________________________
_______________________________。
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13.已知X、Y都为有刺激性气味的气体,且几种物质间有以下转化关系,部分产物未标出。
回答下列问题:
(1)写出下列各物质的化学式:X______、Y_______、A______、B________、C_______。
(2)反应①的化学方程式为____________________________________。
反应②的离子方程式为________________________________________。
Cl2
SO2
HCl
H2SO4
FeCl3
Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4
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14.研究不同价态硫元素之间的转化是合理利用硫元素的基本途径。“价—类”二维图基于核心元素的化合价和物质类别研究物质,为我们认识物质性质和实现物质转化提供了新思路。
Ⅰ.以下是硫元素形成物质的“价—类”二维图
及含硫物质相互转化的部分信息。
(1)A的化学式是_______。
(2)C有毒,写出实验室用足量的NaOH溶液吸收
C的化学方程式:______________________________。
(3)C→D→E以及C→F→E都是造成酸雨的可能途径,请写出酸雨的一种危害:___________________________。
H2S
SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
腐蚀建筑物(或使土壤酸化)
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Ⅱ.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。
可选用的实验药品如下:
①Na2SO3溶液;②浓硫酸;③Na2S溶液;④稀硫酸;⑤酸性KMnO4溶液;⑥品红溶液;⑦铜片
(4)实验ⅰ选择的试剂是①和______(填序号),该转化利用了Na2SO3的________性。
⑤
还原
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(5)实验ⅱ实现了+4价和-2价S向0价S的转化,写出该转化反应的离子方程式:_________________________________。
(6)实验ⅲ中发生反应的化学方程式是__________________________________,
证明实现该转化的现象是_________________________________________。
将产生的气体通入品红溶液,品红溶液褪色
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R
题号
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难度
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对点
自然界中含硫物质的转化
SO2的性质
浓硫酸的性质
硫酸的性质
SOeq \o\al(2-,4)、SOeq \o\al(2-,3)、COeq \o\al(2-,3)等的性质
SO2的制备及性质检验
硫及其化合物的性质
题号
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难度
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★★
★★
★★★
★★
★★
★★★
对点
SO2的性质
实验探究铜与浓硫酸的反应
SO2的制备及性质验证的实验操作
含硫化合物的转化及相关计算
SO2、浓硫酸的性质
含硫物质的性质及转化
含硫物质的性质及转化
一、选择题
1.下列关于自然界中硫循环的说法不正确的是( )
A.火山喷发能使大气中SO2的含量升高
B.为减少化石能源中煤燃烧产生的SO2,可向其中加入生石灰
C.从火山爆发到形成土壤或水体中SOeq \o\al(2-,4)的过程中,硫元素均被还原
D.有机硫化物存在于石油和动植物体内,说明含硫有机物和含硫无机物可以相互转化
5.向某溶液中滴加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,再滴加过量稀盐酸,沉淀完全不溶解。对该溶液的判断错误的是( )
A.可能含SOeq \o\al(2-,4)
B.可能含Ag+
C.一定含COeq \o\al(2-,3)
D.一定不含SOeq \o\al(2-,3)
7.下列有关硫及其化合物的说法或描述正确的是( )
A.硫黄矿制备硫酸经历两步:Seq \o(――――→,\s\up16(O2/点燃))SO3eq \o(――→,\s\up16(H2O))H2SO4
B.常温下,浓硫酸与铁、铝不反应,所以铁质、铝质容器能盛放浓硫酸
C.在燃煤中加入石灰石可减少SO2排放,发生的反应为2CaCO3+2SO2+O2===2CO2+2CaSO4
D.土壤中的闪锌矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液转化为铜蓝(CuS),说明CuS很稳定,不具有还原性
下列说法错误的是( )
A.CaSO4·2H2O属于盐类和纯净物
B.过程Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C.过程Ⅱ中,反应的离子方程式为4MnOeq \o\al(2-,3)+2S2-+9H2O===S2Oeq \o\al(2-,3)+4Mn(OH)2↓+10OH-
D.将10 L上层清液中的S2-(S2-浓度为480 mg·L-1)转化为SOeq \o\al(2-,4),理论上共需要0.15 mol O2
解析:设转移电子数为x mol,消耗氧气的物质的量为y mol,则
S2- ~ 8e- O2 ~ 4e-
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10×480×10-3 x y x
eq \f(32,10×480×10-3)=eq \f(8,x),x=1.2,eq \f(1,y)=eq \f(4,1.2) ,y=0.3,消耗氧气的物质的量为0.3 mol,D错误。
Cu+2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up16(△))CuSO4+SO2↑+2H2O
取少量C中溶液于试管中,加入足量稀盐酸后,再滴加几滴BaCl2溶液,若生成白色沉淀,则证明有SOeq \o\al(2-,4)生成
2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SOeq \o\al(2-,4)+4H+
实验序号
预期转化
选择试剂(填序号)
证明实现转化的现象
ⅰ
eq \o(S,\s\up6(+4))→eq \o(S,\s\up6(+6))
ⅱ
①、③、④
黄色沉淀
ⅲ
eq \o(S,\s\up6(+6))→eq \o(S,\s\up6(+4))
②、⑦、⑥
实验序号
预期转化
选择试剂(填序号)
证明实现转化的现象
ⅰ
eq \o(S,\s\up6(+4))→eq \o(S,\s\up6(+6))
ⅱ
①、③、④
黄色沉淀
ⅲ
eq \o(S,\s\up6(+6))→eq \o(S,\s\up6(+4))
②、⑦、⑥
SOeq \o\al(2-,3)+2S2-+6H+===3S↓+3H2O
Cu+2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up16(△))CuSO4+SO2↑+2H2O
解析:(4)实验ⅰ预期转化为eq \o(S,\s\up6(+4))→eq \o(S,\s\up6(+6)),硫元素化合价升高,被氧化,亚硫酸钠中硫呈+4价,具有还原性,能被强氧化剂酸性KMnO4溶液氧化为硫酸根离子,则选择的试剂是①和⑤,该转化利用了Na2SO3的还原性。
(5)实验ⅱ实现了+4价和-2价S向0价S的转化,Na2S中硫呈-2价,亚硫酸钠中硫呈+4价,二者在酸性条件下反应生成硫和水,故该转化反应的离子方程式为SOeq \o\al(2-,3)+2S2-+6H+===3S↓+3H2O。
实验序号
预期转化
选择试剂(填序号)
证明实现转化的现象
ⅰ
eq \o(S,\s\up6(+4))→eq \o(S,\s\up6(+6))
ⅱ
①、③、④
黄色沉淀
ⅲ
eq \o(S,\s\up6(+6))→eq \o(S,\s\up6(+4))
②、⑦、⑥
(6)实验ⅲ预期转化为eq \o(S,\s\up6(+6))→eq \o(S,\s\up6(+4)),硫元素化合价降低,被还原,浓硫酸中硫呈+6价,且具有强氧化性,能被铜等还原剂还原生成二氧化硫,则选择的试剂为铜、浓硫酸,发生反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up16(△))CuSO4+SO2↑+2H2O,二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,故证明实现该转化的现象是将产生的气体通入品红溶液,品红溶液褪色。
实验序号
预期转化
选择试剂(填序号)
证明实现转化的现象
ⅰ
eq \o(S,\s\up6(+4))→eq \o(S,\s\up6(+6))
ⅱ
①、③、④
黄色沉淀
ⅲ
eq \o(S,\s\up6(+6))→eq \o(S,\s\up6(+4))
②、⑦、⑥
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