内容正文:
课时提升训练(15) 硫及其氧化物 酸雨及防治
1.硫、氮元素的化合物种类繁多,与人类关系密切。下列说法正确的是( )
A.硫和氮的氧化物都可形成pH=5.6的酸雨而污染环境
B.把工厂烟囱造高可提高燃烧效率,从而减少酸雨的产生
C.向燃煤中加入适量石灰石,可实现燃料的脱硫,属于减少酸雨产生的有效措施
D.可用铁槽车运输浓硝酸或浓硫酸,是因为浓硝酸、浓硫酸都不能与Fe反应
答案:C
2.古代酒农用硫黄熏烤过的橡木桶盛放葡萄酒,可以延长葡萄酒的保质期,二氧化硫作为葡萄酒的添加剂历史悠久。下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.二氧化硫在葡萄酒中的抗氧化作用:2SO2+H2O+O2===2H++2SO
B.1.2 mol二氧化硫通入含2 mol氢氧化钾的溶液中:SO2+2OH-===SO+H2O
C.少量SO2通入NaClO溶液中:SO2+2ClO-+H2O===SO+2HClO
D.硫代硫酸钠和稀硫酸反应生成二氧化硫:S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O
答案:D
3.(2024·浙江瑞安十校联盟联考)某小组的同学为验证SO2的性质设计如图所示的实验装置,下列说法错误的是( )
A.一段时间后石蕊溶液和品红溶液均褪色,说明SO2有漂白性
B.一段时间后酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色,说明SO2有还原性
C.一段时间后氢硫酸溶液中有黄色沉淀生成,说明SO2有氧化性
D.该装置能体现实验的微型化和绿色化
答案:A
4.(2024·浙江名校协作体联考)二氧化硫在食品工业中可用作漂白剂、防腐剂、抗氧化剂等。某研究小组的同学利用如图所示装置制备并检验SO2的部分性质。下列说法正确的是( )
A.装置甲中反应时70%的硫酸表现出氧化性
B.装置乙中溶液颜色变化:先变红后褪色
C.装置丙中发生的最终总反应为5SO2+2S2-+2H2O===3S↓+4HSO
D.装置丁中酸性KMnO4溶液褪色的原理与SO2用于食品漂白剂的原理相同
答案:C
5.下列装置按制备SO2、收集、验证漂白性及尾气处理的顺序进行实验(“→”表示气流方向),能达到实验目的的是( )
D 解析:铜与浓硫酸需加热才反应生成二氧化硫,A错误;二氧化硫密度比空气大,应该采用“长进短出”的方法进行收集,B错误;SO2具有漂白性,但不能漂白酸碱指示剂,C错误;二氧化硫与NaOH能发生反应,可以用氢氧化钠溶液进行尾气处理,且要防倒吸,D正确。
6.(2024·浙江强基联盟联考)硫酰氯(SO2Cl2)是一种重要的化工试剂,常用纯净的氯气和二氧化硫合成。
已知:①SO2(g)+Cl2(g)===SO2Cl2(l) ΔH=-97.3 kJ/mol;
②常温下硫酰氯为无色液体,熔点为-54.1 ℃,沸点为69.1 ℃,在潮湿空气中“发烟”。
实验室合成硫酰氯的实验装置如下图所示(部分夹持装置未画出),则下列说法错误的是( )
A.硫酰氯在潮湿空气中“发烟”的原因是SO2Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4
B.装置 Ⅰ 中发生反应的离子方程式为2MnO+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
C.仪器Ⅴ的作用是冷凝回流,减少SO2Cl2的挥发损失
D.装置Ⅵ只起到吸收尾气的作用
D 解析:硫酰氯在潮湿空气中“发烟”的原因是SO2Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,HCl遇水蒸气形成酸雾,A正确;浓盐酸和高锰酸钾反应制取氯气,装置 Ⅰ 中发生反应的离子方程式为2MnO+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O,B 正确;仪器Ⅴ的名称为球形冷凝管,仪器Ⅴ的作用是冷凝回流,减少SO2Cl2的挥发损失,C正确;装置Ⅵ是盛有碱石灰的干燥管,吸收尾气同时可防止空气中的水蒸气进入,D错误。
7.化合物M由4种常见元素组成。某兴趣小组的同学进行如下实验(每一步反应均充分进行):
已知:①M易形成类似于氨基酸的内盐;②混合气体A中含有单质气体;③无色黏稠油状液体为纯净物。请回答:
(1)组成M的元素是______________(填元素符号)。
(2)M的化学式为________________。
(3)写出无色溶液E中溶质:____________________________。
(4)M能与次氯酸钠溶液反应,得到无色溶液G和无色气体C。
①写出该反应的化学方程式:_______________________________________________
________________________________________________________________________;
②设计实验验证该无色溶液G中的阴离子:__________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)H、N、O、S (2)H2NSO3H或NH3SO3
(3)NH4Cl和BaCl2
(4)①2H2NSO3H+3NaClO===2H2SO4+3NaCl+N2↑+H2O
②取少量无色溶液G于试管中,加入过量稀盐酸,若无明显现象,滴加氯化钡溶液,若有白色沉淀,说明含有SO;另取少量溶液G于试管中,加入过量硝酸钡溶液,振荡,静置,取上层清液,滴加硝酸银溶液,若有白色沉淀,说明含有Cl-
解析:实验 Ⅱ ,M形成无色溶液D,与氯化钡反应生成白色沉淀,结合实验 Ⅰ 分解后生成黏稠油状液体,说明白色沉淀F为硫酸钡,M含有硫元素,溶液E中加入浓NaOH溶液并加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明溶液E中含有铵根离子,白色沉淀F为23.3 g,则硫酸钡为0.1 mol,说明D含有0.1 mol的硫酸根离子。实验 Ⅰ 中,黏稠油状液体为4.9 g即硫酸为0.05 mol,则M的4种组成元素为N、S、H、O,A冷却后得B,B通过碱石灰质量增加3.2 g,增加的应为二氧化硫的质量,则SO2的物质的量为0.05 mol,由固体氧化铜质量减小1.6 g,可知此过程应为还原性气体H2还原CuO,得氢气的物质的量为0.1 mol,无色气体C为氮气,m(N2)=9.7 g-4.9 g-0.1 mol×2 g/mol-3.2 g=1.4 g,n(N2)=0.05 mol,n(N)∶n(S)∶n(H)∶n(O)=0.1 mol∶(0.05 mol+0.05 mol)∶(0.05 mol×2+0.1 mol×2)∶(0.05 mol×4+0.05 mol×2)=1∶1∶3∶3,因M易形成类似于氨基酸的内盐,则含有—NH2和—SO3H,M的化学式为H2NSO3H或NH3SO3。
(3)根据题目信息可知,无色溶液E中含有铵根离子及过量的氯化钡,所以E中溶质为NH4Cl和BaCl2。
(4)①M与次氯酸钠溶液反应,得到无色溶液G和无色气体C,其中气体C为氮气,反应的化学方程式为2H2NSO3H+3NaClO===2H2SO4+3NaCl+N2↑+H2O。②无色溶液G中的阴离子为硫酸根离子和氯离子,可取少量无色溶液G于试管中,加入过量稀盐酸,若无明显现象,滴加氯化钡溶液,若有白色沉淀,说明含有SO;另取少量溶液G于试管中,加入过量硝酸钡溶液,振荡,静置,取上层清液,滴加硝酸银溶液,若有白色沉淀,说明含有Cl-。
8.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)是一种漂白剂,由于它对衣物的损伤和氧化剂相比要小得多,可用于各种纤维的纺织品而不至于造成伤害,所以也叫作保险粉。某化学小组用如图所示装置制取Na2S2O4。
已知:连二亚硫酸钠具有较强的还原性,不溶于甲醇,遇水会分解,在碱性介质中较稳定。
(1)仪器a的名称是________________。
(2)单向阀的作用是防止倒吸,下列装置不能代替单向阀的是________(填字母)。
(3)制备前应先打开装置____(填“a”或“c”)的活塞;在A、B和C、D之间应添加一个装置,该装置的作用是________________________。
(4)Na2S2O4中S元素的化合价为____价。已知亚硫酸的结构式为SOHOHO,则连二亚硫酸根离子(S2O)的结构式为________________。
(5)制备时打开装置C的活塞,向三颈烧瓶中滴加________(填“少量”或“过量”)的NaOH的甲醇溶液;写出生成Na2S2O4的化学方程式(已知:甲酸被氧化为CO2):________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)制备结束后,过滤,用________洗涤,干燥,制得Na2S2O4。
答案:(1)恒压滴液漏斗 (2)AE
(3)a 防止水蒸气进入装置C
(4)+3 SO-OSO-O
(5)过量 HCOOH+2SO2+4NaOHNa2S2O4+Na2CO3+3H2O (6)甲醇
解析:利用装置A制备SO2,在装置C中甲酸、SO2和NaOH反应生成连二亚硫酸钠,反应的化学方程式为HCOOH+2SO2+4NaOHNa2S2O4+Na2CO3+3H2O,装置D中碱液吸收处理尾气。
(1)仪器a为恒压滴液漏斗,其侧管将上下气体连通,因而能保持恒压。
(2)具有缓冲作用的装置能防倒吸,B、C、D装置能防倒吸,A、E装置不能防倒吸,因此不能代替单向阀的是AE。
(3)连二亚硫酸钠具有较强的还原性,在空气中极易被氧化,因此制备前应先打开恒压滴液漏斗a的活塞,利用反应产生的SO2将装置中的空气排尽;连二亚硫酸钠遇水会分解,因此需在A、B和C、D之间都添加一个装有浓硫酸的洗气装置,目的是防止水蒸气进入装置C。
(4)2分子H2SO3脱去2个—OH形成1个S—S得到H2S2O4,则S2O的结构式为SO-OSO-O;O为-2价,则S2O中S元素的化合价为+3价。
(5)由于制备的连二亚硫酸钠在碱性介质中较稳定,因此需要向三颈烧瓶中滴加过量的NaOH的甲醇溶液;甲酸、SO2和NaOH反应生成连二亚硫酸钠,根据质量守恒可知,还会生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为HCOOH+2SO2+4NaOHNa2S2O4+Na2CO3+3H2O。
(6)连二亚硫酸钠不溶于甲醇,因此制备结束后,过滤,用甲醇洗涤,干燥,可制得Na2S2O4。
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