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课时测评17 硫及其化合物
(时间:45分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
选择题1-10题,每小题3分,共30分。
1.关于硫及其化合物的说法中错误的是( )
A.硫元素在自然界中既有游离态,又有化合态
B.消化道检查所用的“钡餐”,既可以用BaSO4,也可以用BaCO3
C.浓硫酸不可用来干燥HBr气体,因为浓硫酸具有强氧化性
D.SO2、SO3都为酸性氧化物,都可与水反应生成相应酸
答案:B
解析:B 项,消化道检查所用的“钡餐”,应用既不溶于水也不溶于酸的BaSO4,若用BaCO3,则会与人体内的胃酸反应,导致重金属中毒,错误。
2.下列对SO2和SO3的叙述正确的是( )
A.标准状况下,都是无色气体,都易溶于水
B.都是酸性氧化物,其对应的水化物都是强酸
C.都可使品红溶液褪色,加热时溶液又能出现红色
D.都能跟碱溶液反应
答案:D
解析:在标准状况下,SO3是固体,A错误;SO2溶于水得到的亚硫酸是弱酸,B错误;SO2能使品红溶液褪色,加热时溶液恢复红色,SO3没有漂白性,不能使品红溶液褪色,C错误;SO2和SO3都是酸性氧化物,都能跟碱反应仅生成盐和水,D正确。
3.为探究Na2SO3溶液的性质,在白色点滴板的A、B、C、D四个凹槽中滴入Na2SO3溶液,再分别滴加如图所示的试剂:
对应实验现象的“解释或结论”正确的是( )
选项
实验现象
解释或结论
A
溶液褪色
还原性:S<I-
B
加Na2S溶液后无现象,加稀硫酸后产生淡黄色沉淀
硫酸将S2-氧化为硫单质
续表
选项
实验现象
解释或结论
C
滴入酚酞后溶液变红,加BaCl2溶液后产生白色沉淀且红色褪去
亚硫酸钠溶液中存在水解平衡
D
产生白色沉淀
Na2SO3溶液已变质
答案:C
解析:Na2SO3具有还原性,可以和碘单质发生氧化还原反应:S+I2+H2OS+2I-+2H+,所以还原性:S>I-,A错误;Na2SO3溶液中硫元素的化合价为+4价,硫化钠中硫元素的化合价为-2价,二者在酸性条件下发生归中反应,生成淡黄色的硫单质,B错误;Na2SO3溶液中S水解使溶液显碱性,会使酚酞溶液变红,加入氯化钡溶液后,Ba2+会结合S形成亚硫酸钡沉淀,促使Na2SO3的水解平衡逆向移动,c(OH-)减小,所以溶液红色褪去,C正确;亚硫酸钠具有还原性,加入盐酸酸化的硝酸钡,相当于加入了硝酸,S能被硝酸氧化为S,S可以和Ba2+反应生成硫酸钡沉淀,不能证明Na2SO3溶液已变质,D错误。
4.制备并检验SO2性质的装置如图所示。加入70%H2SO4溶液,下列分析正确的是( )
A.制备SO2的化学方程式为Na2SO3+H2SO4Na2SO4+H2O+SO2↑,该反应属于氧化还原反应
B.紫色石蕊溶液润湿的滤纸先变红,后褪色
C.将品红溶液润湿的滤纸换成酸性KMnO4溶液润湿的滤纸,现象都是滤纸褪色且原理相同
D.棉花团用NaOH溶液浸泡,该装置有药品用量少,无污染等优点
答案:D
解析:反应前后各元素化合价未发生变化,故题给反应不是氧化还原反应,A错误;SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3能够电离出H+,所以可以使紫色石蕊溶液润湿的滤纸变红,但不能使变红后的滤纸褪色,B错误;SO2使品红溶液润湿的滤纸褪色是因为其漂白性,而SO2 使酸性高锰酸钾溶液润湿的滤纸褪色是因为其还原性,C错误。
5.用下列两种途径制取H2SO4,某些反应条件和产物已省略,下列有关说法不正确的是( )
途径① SH2SO4
途径② SSO2SO3H2SO4
A.途径①反应中体现了浓HNO3的强氧化性和酸性
B.途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2浓度来降低成本
C.由途径①和②分别制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,各转移6 mol电子
D.途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念,因为途径②比途径①污染相对小且原子利用率高
答案:A
解析:S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水,该反应中只体现了浓硝酸的强氧化性,不体现酸性,A错误;增大一种反应物的浓度,可以提高另一种反应物的转化率,所以途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2浓度来提高二氧化硫的转化率,从而降低成本,B正确;途径①和②都是由S来制备H2SO4,S的化合价从0价升高到+6价,制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,各转移6 mol e-,C正确;途径①S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水,有副产物二氧化氮,而且二氧化氮会污染大气,所以途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念,D正确。
6.(2024·广东深圳模拟)铜与浓硫酸反应的装置如图所示。下列描述合理的是( )
A.反应过程中,试管Ⅰ中出现的灰黑色固体是Cu2O
B.反应结束后,为了观察溶液颜色需向试管Ⅰ中加入水
C.若试管Ⅱ盛放紫色石蕊溶液,可观察到紫色褪至无色
D.为验证气体产物是否具有漂白性,试管Ⅱ可盛放品红溶液
答案:D
解析:Cu2O是红色固体,A错误;不能直接向试管Ⅰ中加入水,试管Ⅰ中有剩余的浓硫酸,向其中加入水会放出大量的热,导致液滴飞溅,B错误;铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成二氧化硫,二氧化硫和水反应会生成亚硫酸,亚硫酸能使紫色石蕊溶液变红,但不会褪色,C错误;将实验中产生的二氧化硫气体通入品红溶液中,溶液褪色,可证明二氧化硫具有漂白性,D正确。
7.(2024·天河区二模)陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是( )
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
常温下,将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生无色气体,后者无明显现象
稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
B
高温、高压、催化剂的条件下合成氨
N2与H2合成氨是吸热反应
C
1 mol乙醇与足量Na反应生成0.5 mol H2
分子中O—H比C—H更易断裂
D
SO2具有氧化性
SO2可用作葡萄酒中的添加剂
答案:C
解析:常温下,铁与浓硝酸发生钝化反应,无明显现象,铁与稀硝酸反应生成无色气体NO,因此不能根据实验现象判断浓硝酸、稀硝酸氧化性强弱,A错误; N2与H2合成氨是放热反应,高温、高压、催化剂的条件下合成氨是综合考虑反应速率和平衡产率的原因,B错误; 1 mol乙醇与足量Na反应生成0.5 mol H2,说明羟基和钠反应转化为氢气,则分子中O—H比C—H更易断裂,C正确;SO2具有还原性能防止葡萄酒变质且能杀菌,故SO2可用作葡萄酒中的添加剂,D错误。
8.(2024·黑龙江牡丹江一模)工业以硫黄或黄铁矿(主要成分FeS2,烧渣主要成分为Fe2O3)为主要原料生产硫酸主要流程如下:
下列说法正确的是( )
A.高温焙烧1 mol FeS2时转移的电子数为15NA(NA代表阿伏加德罗常数的值)
B.SO2与H2S反应生成淡黄色沉淀,体现了SO2的还原性
C.反应2SO2(g)+O2(g) ⥫⥬2SO3(g)具有自发性的原因是ΔH<0
D.98%浓硫酸粘度较高,与其范德华力较大有关
答案:C
解析:硫黄或黄铁矿高温下与空气中的氧气反应,生成SO2;SO2在V2O5作催化剂、400~500 ℃下被O2进一步氧化生成SO3,SO3被98%浓硫酸吸收,生成H2SO4·SO3。高温焙烧1 mol FeS2时,Fe由+2价升高到+3价,S由-1价升高到+4价,则转移的电子数为11NA(NA代表阿伏加德罗常数的值),A不正确;SO2与H2S反应生成淡黄色S沉淀,SO2中S元素由+4价降低到0价,体现了SO2的氧化性,B不正确;反应2SO2(g)+O2(g) ⥫⥬2SO3(g)的ΔS<0,要使ΔH-TΔS<0,应使ΔH<0,则反应具有自发性的原因是ΔH<0,C正确;98%浓硫酸粘度较高,与分子间能形成氢键有关,D不正确。
9.(2025·韶关一模)下列离子方程式书写错误的是( )
A.实验室用氯化铝溶液与过量氨水制备氢氧化铝:Al3++3NH3·H2OAl↓+3N
B.用Na2S2O3去除自来水中的余氯(Cl2):S2+4Cl2+5H2O2S+8Cl-+10H+C.Na2S2O3溶液与稀硫酸混合:2H++S2SO2↑+S↓+H2O
D.用侯氏制碱法制备碳酸氢钠晶体:NH3+CO2+H2OHC+N
答案:D
解析:用侯氏制碱法制备碳酸氢钠晶体,碳酸氢钠晶体是固体,离子方程式为Na++NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+N,D错误。
10.(2024·广州一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。工业上制备硫酸涉及S、SO2、SO3、H2SO4等物质。下列说法正确的是( )
A.32 g S8分子中含有的质子数为2NA
B.2 mol SO2和1 mol O2充分反应后分子总数为2NA
C.标准状况下,2.24 L SO3中分子的数目为0.1NA
D.1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+数目为0.01NA
答案:D
解析:一个S原子有16个质子,32 g S8的物质的量为=0.125 mol,则32 g S8所含质子数为0.125×8×16NA=16NA ,故A错误;SO2和氧气的反应为可逆反应,则2 mol SO2和1 mol O2充分反应后分子总数大于2NA,故B错误;标准状况下,SO3为固体,不能用气体摩尔体积公式进行计算,故C错误;pH=2的硫酸溶液中c(H+)=0.01 mol/L,则1 L pH=2的硫酸溶液中H+数目为0.01NA,故D正确;故选D。
11.(16分)(2024·肇庆二模)二氧化硫是重要的化工原料。某实验小组欲制备SO2并探究其相关反应。
Ⅰ.SO2的制备
(1)实验小组以亚硫酸钠(Na2SO3)粉末和70%的硫酸为原料制取SO2,并要求能够控制反应速率,下列可选用的仪器是 (填标号)。
Ⅱ.SO2与FeCl3溶液相关反应的探究
实验事实:小组同学向1 mL 0.5 mol/L FeCl3溶液中通入SO2至饱和,溶液先变成红色,静置5 min后溶液红色变浅,慢慢变为黄色,静置9 h后溶液变为绿色。
提出问题:溶液变为红色与什么微粒有关?
查阅资料:①Fe3+易与阴离子形成配合物,且Fe(Ⅲ)配合物常呈现特殊颜色。
②SO2溶液中,存在的含有硫元素的微粒有SO2、H2SO3、HS和S。
提出猜想:a.溶液变为红色与S有关;
b.溶液变为红色与HS有关。
实验验证:为验证猜想,小组同学做了如下实验。
实验
实验操作
实验现象
①
取1 mL 1 mol/L FeCl3溶液于试管中,加入3 mL 1 mol/L Na2SO3溶液,观察5 min内的颜色变化
溶液变为红色
②
取1 mL 1 mol/L FeCl3溶液于试管中,加入 溶液,观察5 min内的颜色变化
溶液变为红色
(2)完成表格:实验②中加入 溶液。
上述两个实验中溶液都变为红色,因此无法得出实验结论。
进一步验证:为进一步验证猜想,小组同学配制系列溶液并测量其吸光度,绘制出如图曲线。
测量溶液:0.5 mL 1 mol/L FeCl3溶液+a mL 1 mol/L Na2SO3溶液+b mL 1 mol/L NaHSO3溶液
参比溶液:0.5 mL 1 mol/L FeCl3溶液+0.5 mL 1 mol/L Na2SO3溶液+7 mL蒸馏水
图中A、B、C三点对应加入各试剂的体积如表所示。
点
1 mol/L FeCl3(mL)
1 mol/L Na2SO3(mL)
1 mol/L NaHSO3(mL)
A
0.5
4.0
0.0
B
a
b
C
0.0
4.0
说明:①已知吸光度大小与溶液中红色物质浓度成正比。②参比溶液的作用是空白对照,设定参比溶液的吸光度为0。
(3)补充上表中数值,其中a= ,b= 。
实验结论:
(4)根据以上实验,可以推测:溶液变为红色与 (填离子符号)有关。
拓展探究:
将静置9 h后变为绿色的溶液分为两份,向其中一份溶液中滴加铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成;向另一份溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成。
(5)①写出溶液变为绿色所发生氧化还原反应的离子方程式: 。
②试从平衡移动的角度,分析溶液红色变浅直至消失的原因: 。
(6)写出二氧化硫在生产生活中的一种应用: 。
答案:(1)a (2)3 mL 1 mol/L NaHSO3
(3)2.4 1.6
(4)S
(5)①2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+ ②2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+,溶液中H+浓度增大,S+H+⥫⥬HS平衡正向移动,S浓度减小,Fe3+与S的配合反应逆向移动,溶液红色变浅直至消失(或2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+,溶液中Fe3+浓度减小,Fe3+与S的配合反应逆向移动,溶液红色变浅直至消失)
(6)制食品添加剂
解析:亚硫酸钠(Na2SO3)粉末和70%的硫酸为原料制取SO2,选用装置a为制备装置,用控制变量的方式,探究SO2与FeCl3溶液的反应,小组同学向1 mL 0.5 mol/L FeCl3溶液中通入SO2至饱和,溶液变成红色,静置5 min后,溶液的颜色从红色慢慢变回黄色,静置9 h后,溶液慢慢由黄色变为绿色,表明溶液中发生一系列变化,通过实验可确定先发生配位反应,后发生氧化还原反应。
(1)亚硫酸钠(Na2SO3)粉末和70%的硫酸为原料制取SO2,反应无需加热,装置d错误,亚硫酸钠(Na2SO3)为粉末状,不能用启普发生器,装置c错误,装置b不能控制反应速率,装置b错误,故选装置a;
(2)为控制变量,实验②中应加入3 mL 1 mol/L NaHSO3溶液;
(3)由图可知,B点=0.4,即b=0.4×4.0=1.6,a=4.0-1.6=2.4;
(4)由图可知,越大,吸光度越低,红色物质浓度越低,推测溶液变红色与S有关;
(5)①滴加铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成,即溶液中存在Fe2+,滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,即溶液中存在S,反应离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+;
②2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+,溶液中H+浓度增大,S+H+⥫⥬HS平衡正向移动,S浓度减小,Fe3+与S的配合反应逆向移动,溶液红色变浅直至消失(或2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+,溶液中Fe3+浓度减小,Fe3+与S的配合反应逆向移动,溶液红色变浅直至消失)。
12.(14分)(2024·北京三模)蔗糖与浓硫酸发生反应时有白雾产生。某化学小组对其成分进行探究。
查阅资料:
ⅰ.白雾中可能含有SO2、CO2、CO、水蒸气。
ⅱ.常温下,CO可与银氨溶液发生反应:CO+2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓+(NH4)2CO3+2NH3。
ⅲ.文献中实验及现象如下:
a处注入浓硫酸后,混合物逐渐变为黑色,黑色物质体积膨胀,生成白雾;c、d处颜色褪去;e处固体由白色变为蓝色;f处产生少量白色浑浊;g处生成黑色浑浊。
Ⅰ.小组同学对文献中实验现象进行分析。
(1)a处变为黑色,体现浓硫酸的 性。
(2)针对c、d、e处现象,分析不正确的是 (填字母)。
A.c处品红褪色,说明浓硫酸具有强氧化性
B.d处可能是SO2使高锰酸钾溶液褪色
C.将e处无水CuSO4移至a、c之间,可证明产物有水
(3)f处沉淀较少,可能是因为通入气体过量导致。写出SO2过量时,沉淀变少的化学方程式: 。
(4)经检验,g处黑色固体是Ag,但不能确认白雾含CO。从氧化还原角度说明理由:
。
Ⅱ.综合上述分析,小组同学对实验进行改进。
(5)证明有CO生成的实验现象是 。
(6)设计实验证明反应后k处溶液中含有C。取反应后k处溶液,
。
(写出实验操作、预期现象与结论)
答案:(1)脱水 (2)C (3)CaSO3+SO2+H2OCa(HSO3)2 (4)g处黑色固体是Ag,说明银氨溶液发生还原反应,二氧化硫具有还原性,所以不能确认白雾含CO (5)f处澄清石灰水不变浑浊,g处产生黑色浑浊 (6)加入足量盐酸,反应生成的气体依次通过足量酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水,酸性高锰酸钾溶液没有完全褪色、澄清石灰水变浑浊,证明k处溶液中含有C
解析:(1)a处变为黑色,说明蔗糖脱水碳化,体现浓硫酸的脱水性。(2)c处品红褪色,说明有二氧化硫生成,浓硫酸和碳反应放出二氧化硫,则体现浓硫酸的强氧化性,故A正确;二氧化硫具有还原性,d处可能是SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色,故B正确;将e处无水CuSO4移至a、c之间,由于蔗糖用水浸湿、c处棉球也会带出水蒸气,所以不能证明产物有水,故C错误。(3)SO2过量时,亚硫酸钙和二氧化硫反应生成亚硫酸氢钙使沉淀变少,反应的化学方程式为CaSO3+SO2+H2OCa(HSO3)2。(4)经检验,g处黑色固体是Ag,说明银氨溶液发生还原反应,二氧化硫具有还原性,所以不能确认白雾含CO。(5)f处澄清石灰水不变浑浊,说明没有二氧化硫进入g,g处产生黑色固体,证明有CO生成;(6)取反应后k处溶液,加入足量盐酸,反应生成的气体依次通过足量酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水,酸性高锰酸钾溶液没有完全褪色、澄清石灰水变浑浊,证明k处溶液中含有C。
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