内容正文:
跟踪练(16) 硫及其重要化合物
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1.根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是 ( )
实验
现象
结论
A
含HCl、BaCl2的FeCl3溶液
产生白色沉淀
SO2有还原性
B
H2S溶液
产生黄色沉淀
SO2有氧化性
C
酸性KMnO4溶液
紫红色溶液褪色
SO2有漂白性
D
Na2SiO3溶液
产生胶状沉淀
酸 性 强 弱:H2SO3>H2SiO3
C 解析:溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO,再与BaCl2反应产生白色沉淀,体现了SO2的还原性;SO2与H2S溶液发生反应SO2+2H2S===3S↓+2H2O,体现了SO2的氧化性;SO2使酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性;SO2与Na2SiO3溶液反应产生胶状沉淀,根据“强酸制弱酸”的原理,可得酸性强弱为H2SO3>H2SiO3。
2.(2024·广西北流实验中学高三上学期检测)中医用药讲究十八反和十九畏,其中有“硫黄原是火中精,朴硝一见便相争”的说法,硫黄即硫单质。下列说法正确的是 ( )
A.根据化合价可知,S在化学反应中只能作还原剂
B.硫单质可以溶于热碱,体现氧化性和还原性
C.过量的硫与铜反应生成CuS,表现硫单质的氧化性
D.S+O2SO2,S被氧化,作氧化剂
B 解析:硫单质的化合价为0,是S的中间价态,故S既可作氧化剂,又可作还原剂;硫和热碱液反应生成金属硫化物、亚硫酸盐和水,金属硫化物中硫元素的化合价为-2,亚硫酸盐中硫元素的化合价为+4,则反应中硫既体现氧化性,又体现还原性;硫的氧化性较弱,与变价金属化合时,只能生成低价态的金属硫化物,如S与Fe、Cu反应,生成FeS、Cu2S;反应中S被氧化,化合价升高,作还原剂。
3.对下列事实的解释合理的是 ( )
A.将木炭与浓硫酸反应后的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,说明有CO2生成
B.在蔗糖中加入浓硫酸、搅拌,出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性
C.浓硫酸与胆矾晶体混合,振荡,晶体颜色变浅,说明浓硫酸具有脱水性
D.反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4能进行,说明该H2S的酸性强于H2SO4
B 解析:木炭与浓硫酸反应后的气体含SO2、CO2,都能使澄清石灰水变浑浊,故不能说明反应生成了CO2;蔗糖加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸使蔗糖脱水炭化,体现浓硫酸的脱水性;胆矾为CuSO4·5H2O晶体,与浓硫酸混合,振荡,晶体颜色变浅,说明失去了部分结晶水,该过程体现了浓硫酸的吸水性;反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4能进行,结合复分解反应的规律推知,CuS难溶于水和稀硫酸,并非H2S的酸性强于H2SO4。
4.(2024·广西示范性高中联合调研)探究铜和浓硫酸的反应,下图装置或操作错误的是 ( )
A.上下移动装置甲中的铜丝可控制SO2的生成
B.装置乙可用于收集SO2
C.为确认甲中有CuSO4生成,向甲中反应后的试管中直接加水稀释,观察溶液颜色
D.利用装置丙将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶,可析出CuSO4·5H2O晶体
C 解析:Cu和浓硫酸在加热条件下反应可产生二氧化硫,上下移动装置甲中的铜丝可控制反应的发生和停止,从而控制SO2的生成;SO2的密度比空气大,可用向上排空气法收集,SO2有毒,可用NaOH溶液吸收,防止污染空气;浓硫酸过量,不能直接向反应后的容器中加水;硫酸铜溶液经蒸发浓缩、冷却结晶可得到CuSO4·5H2O,操作合理。
5.探究Na2S溶液的性质,进行如下实验(已知:H2S的Ka1≈1.3×10—7)。
实验
装置
气体a
现象
Ⅰ
SO2
溶液立即变黄,产生乳白色沉淀
Ⅱ
O2
一段时间后,溶液略显浑浊
下列分析或解释正确的是 ( )
A.Na2S溶液呈碱性:S2-+2H2O⥫⥬2OH-+H2S
B.实验 Ⅰ 、 Ⅱ 的现象说明,SO2的氧化性强于O2
C.两个实验中,通入气体后,试管中溶液的pH均降低
D.实验 Ⅰ 中,Na2S溶液能促进SO2气体的溶解
D 解析:Na2S是强碱弱酸盐,S2-分步发生水解而使溶液呈碱性:S2-+H2O⥫⥬HS-+OH-;SO2的水溶液显酸性,实验Ⅰ、 Ⅱ 中溶液的酸碱性不同,不能比较SO2和O2的氧化性强弱;实验 Ⅰ 中随着SO2的通入,溶液的碱性逐渐减弱,pH减小,实验 Ⅱ 中Na2S溶液和O2反应生成S和NaOH,最终溶液的碱性增强,pH增大;Na2S溶液呈碱性,SO2水溶液呈酸性,实验 Ⅰ 中反应迅速,说明Na2S溶液能促进SO2气体的溶解。
6.(2024·广西河池八校联考)工业上以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料,采用接触法制备浓硫酸的原理如下图所示。
下列说法不正确的是 ( )
A.用烧碱可从烧渣中提取铁红
B.净化SO2的目的是防催化剂中毒降低活性
C.用水替代98.3%浓硫酸能提高吸收效率
D.制备硫酸的3个反应中2个是氧化还原反应
C 解析:烧渣中含有Fe2O3、Al2O3和SiO2,加入足量NaOH溶液,反应生成Na[Al(OH)4]、Na2SiO3,过滤、洗涤、干燥得到Fe2O3(铁红);SO2催化氧化过程中,若有杂质可引起催化剂中毒;用水吸收SO3放出热量,易引起酸雾,污染环境,且吸收效率低,故用水替代98.3%浓硫酸不能提高吸收效率;反应①、②是氧化还原反应,反应③不是氧化还原反应。
7.在“价态类别”二维图中融入“杠杆模型”,可直观辨析部分物质转化及其定量关系。下图中的字母分别代表硫及其常见化合物,下列推断不合理的是 ( )
A.b既具有氧化性又具有还原性
B.硫酸型酸雨的形成过程涉及b到c的转化
C.a溶液与b溶液反应过程中氧化产物占含硫产物总量的
D.d在加热条件下与强碱溶液反应生成e和f,且n(e)∶n(f)=2∶1
C 解析:由“价态类别”二维图可知,a为H2S,b为H2SO3,c为H2SO4,d为S,e为硫化物,f为亚硫酸盐,g为硫酸盐。b为H2SO3,其中S的化合价为+4,处于中间价态,故其既具有氧化性又具有还原性;硫酸型酸雨的形成过程为SO2+H2O⥫⥬H2SO3、2H2SO3+O22H2SO4,即涉及b到c的转化;a溶液是H2S溶液。b溶液是H2SO3溶液,二者反应为2H2S+H2SO3===3S↓+3H2O,H2S→S对应氧化产物,故氧化产物占含硫产物总量的;S在加热条件下与强碱溶液反应生成e(硫化物)和f(亚硫酸盐),反应为3S+6OH-2S2-+SO+3H2O,则有n(e)∶n(f)=2∶1。
二、非选择题
8.硫及其化合物是重要的化工原料,某学习小组的同学对某些硫的化合物的性质和制备进行如下实验探究:
探究实验一:如下图所示,将一定量的浓硫酸与足量Zn置于装置A中充分反应,对反应后的气体X进行气体成分分析(水蒸气除外)。
回答下列问题:
(1)气体X中除含水蒸气之外,还可能含有的气体是________________________。
(2)装置B中的试剂可能是________;酸性KMnO4溶液的作用是________________。
(3)装置D、E用于证明气体X中的另一种组分。按照装置D、E的顺序观察到的实验现象分别是______________、______________。
探究实验二:制取硫代硫酸钠(Na2S2O3)并探究其性质。
(4)制取Na2S2O3(装置如下图所示,夹持装置省略)。
①装置B中生成Na2S2O3的同时也生成CO2,反应的离子方程式为_______________________________________________________________________。
②除搅拌和使用多孔球泡外,再写出一种可以提高装置B中SO2吸收效率的方法:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)探究Na2S2O3的性质(反应均在溶液中进行)。
探究
Na2S2O3性质
实验操作
实验现象
探究1
Na2S2O3溶液的酸碱性
________________________________________________________________
pH=8
探究2
Na2S2O3的还原性
向新制的溴水中滴加Na2S2O3溶液
____________
答案:(1)二氧化硫、氢气
(2)品红溶液(或酸性高锰酸钾溶液、溴水) 除去气体中残余的二氧化硫
(3)黑色粉末变红色 白色粉末变蓝色
(4)①4SO2+2S2-+CO===3S2O+CO2
②控制二氧化硫的流速、适当增大装置B中混合液的浓度、适当升高装置B中溶液温度等
(5)把一小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用蘸有待测溶液的玻璃棒点在pH试纸的中部,待试纸变色后,与标准比色卡比较以确定溶液的pH 溴水的颜色变浅(或溴水褪色)
解析:(1)浓硫酸与Zn反应产生硫酸锌、二氧化硫和水,当反应进行到一定程度后,浓硫酸变为稀硫酸,Zn与稀硫酸反应产生硫酸锌和氢气。因此气体X除水蒸气外还可能含有SO2、H2。
(2)装置B的作用是检验SO2。SO2具有漂白性、还原性,可以选择品红溶液、酸性高锰酸钾溶液(或溴水)作为检验试剂。检验H2之前,应先排除SO2的干扰,故酸性高锰酸钾溶液用于除去气体中残余的SO2。
(3)装置D、E用于检验气体X中的H2。装置D中H2将黑色CuO粉末还原为红色的Cu检验,反应生成的水进入盛有无水硫酸铜的装置E中,会看到白色的硫酸铜粉末结合水得到蓝色硫酸铜晶体。
(4)①装置B中由装置A制得的SO2与Na2S、Na2CO3反应生成Na2S2O3,同时也生成CO2,根据原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒,可知反应的离子方程式为4SO2+2S2-+CO===3S2O+CO2。
②控制SO2的流速、适当增大装置B中混合液的浓度、适当升高装置B中溶液的温度等都可以提高装置B中SO2的吸收效率。
(5)探究1:由实验现象pH=8可知探究1为测定Na2S2O3溶液的pH,操作为把一小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用蘸有待测溶液的玻璃棒点在pH试纸的中部,待试纸变色后,与标准比色卡比较以确定溶液的pH。
探究2:溴水呈橙色,Na2S2O3溶液呈无色,向Na2S2O3溶液中加入溴水,若二者发生氧化还原反应,则会看到溴水的颜色变浅(或溴水褪色)。
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