内容正文:
课时测评18 含硫物质的转化 酸雨的防治
(时间:45分钟 满分:60分)
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选择题1-9题,每小题3分,共27分。
1.(2024·江苏南通期中)硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.实验室探究浓硫酸与硫反应的气态产物:
H2SO4(浓)SO2H2SO3
B.工业制硫酸过程中的物质转化:
FeS2SO3H2SO4
C.钙基固硫的主要反应:
2CaO+O2+2SO22CaSO4
D.实验室制备少量SO2的原理:
Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O
答案:B
解析:浓硫酸和硫在加热条件下,生成SO2,SO2溶于水生成亚硫酸,故A正确;FeS2高温下与氧气反应生成SO2,不能一步生成SO3,故 B错误;钙基固硫是用生石灰来除去生成的SO2,反应的化学方程式为2CaO+O2+2SO22CaSO4,故C正确;实验室制备少量SO2用的是亚硫酸钠与70%的硫酸反应,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O,故D正确。
2.(2024·肇庆二模)化学助力蓝天保卫战。工业上可利用氨水吸收SO2尾气,生成NH4HSO3,再将其氧化得到(NH4)2SO4化肥。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.22.4 L NH3所含的分子数目为NA
B.64 g SO2中所含的σ键数目为2NA
C.2 mol HS完全氧化生成S,转移的电子数目为2NA
D.1 L 0.1 mol/L (NH4)2SO4溶液中所含的N数目为0.2NA
答案:B
解析:未说明气体所处状态,无法根据体积进行计算,A错误;64 g SO2为1 mol,S、O均需要共用2对电子才达到8电子稳定结构,可知S和O之间是双键,因此1个SO2中所含的σ键数为2,1 mol SO2中所含的σ键数目为2NA,B正确;HS完全氧化生成S,S元素化合价从+4价升高到+6价,2 mol HS完全氧化生成S,转移的电子数目为4NA,C错误;N会发生水解,N数目小于0.2NA,D错误。
3.(2024·佛山检测二)实验室用如图装置制备H2S并验证相关物质的性质。下列有关试剂A说法正确的是( )
A.若为SO2水溶液,可验证SO2的还原性
B.若为CuSO4溶液,则发生氧化还原反应
C.若为溴水,观察到溶液出现淡黄色浑浊
D.若为含AgNO3和AgCl的浊液,可证明Ksp:Ag2S<AgCl
答案:C
解析:硫化氢和二氧化硫反应,体现的为二氧化硫的氧化性,A错误;硫酸铜和硫化氢发生复分解反应,生成硫化铜黑色沉淀,B错误;溴水具有氧化性,硫化氢具有还原性,两者发生氧化还原反应,生成硫单质,因此出现淡黄色的浑浊,C正确;硫化氢通入含AgNO3和AgCl的浊液,银离子过量,白色沉淀变成黑色沉淀,不能证明AgCl沉淀转化成Ag2S沉淀,不能确定Ksp(AgCl)与Ksp(Ag2S)的大小关系,D错误。
4.(2024·江苏南京模拟预测)硫及其化合物转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.工业上以硫黄为原料制硫酸的转化关系:
SO2SO3H2SO4
B.实验室制备二氧化硫的反应:Na2SO3+H2SO4(较浓)Na2SO4+SO2↑+H2O
C.工业上用石灰乳吸收SO2的转化关系:SO2CaSO3CaSO4
D.H2S尾气吸收的反应:H2S+CuSO4CuS↓+H2SO4
答案:A
解析:工业上以硫黄为原料制硫酸的转化关系:SSO2SO3H2SO4,A错误;实验室制备二氧化硫可以用亚硫酸钠固体与中等浓度的硫酸,反应方程式为Na2SO3+H2SO4(较浓)Na2SO4+SO2↑+H2O,B正确;工业上用石灰乳吸收SO2生成亚硫酸钙,亚硫酸钙容易被氧化生成硫酸钙,转化关系:SO2CaSO3CaSO4,C正确;H2S尾气吸收可以用硫酸铜溶液,吸收的反应为H2S+CuSO4CuS↓+H2SO4,D正确。
5.(2024·湖北三模)硫酸是重要的化工原料,被称为“化工之母”。工业上一般以硫磺或黄铁矿等为原料制备硫酸。下列有关说法正确的是( )
硫磺/黄铁矿SO2SO3H2SO4
A.黄铁矿的主要成分FeS2中只含离子键
B.工业上SO2催化氧化需在高压条件下进行
C.选择400~500 ℃是为了提高催化剂活性
D.将98.3%的浓硫酸换成水吸收效果更好
答案:C
解析:FeS2中阳离子和阴离子间含离子键,S与S原子间含共价键,故A错误;工业上SO2催化氧化需在常压条件下进行,故B错误;二氧化硫生成三氧化硫的方程式为2SO2+O22SO3,是放热反应,温度较高会使平衡逆向移动,不利于提高SO2的转化率,选择400~500 ℃是因为V2O5在此温度下催化活性较好,故C正确;工业制硫酸用98.3%的浓硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,使SO3吸收完全,用水会生成酸雾,阻碍SO3的吸收,故D错误。
6.(2024·惠州一模)连四硫酸钠是生物酶的修复剂,其与盐酸反应的离子方程式为2S4+4H+3S↓+5SO2↑+2H2O,按如下装置制备足量SO2并探究其性质,下列表述不正确的是( )
A.Ⅱ中溶液由紫色变成红色一定能证明SO2是酸性氧化物
B.Ⅲ中溶液褪色说明SO2有还原性
C.Ⅳ中溶液有白色沉淀生成
D.Ⅳ装置后连接浓NaOH溶液可进行尾气处理
答案:A
解析:装置Ⅰ中连四硫酸钠和盐酸反应制备二氧化硫,盐酸具有挥发性,制得的二氧化硫中混有氯化氢;装置Ⅱ中二氧化硫和水生成亚硫酸和氯化氢溶于水得到的盐酸使溶液呈酸性,能使紫色石蕊溶液变红色;装置Ⅲ中二氧化硫和高锰酸钾溶液反应使溶液褪色说明二氧化硫具有还原性;装置Ⅳ中二氧化硫和水生成亚硫酸,亚硫酸与硝酸钡溶液反应生成硫酸钡沉淀、一氧化氮和水;装置Ⅳ后应连接盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收二氧化硫,防止污染空气。
7.天然气是一种重要的化工原料和燃料,常含有少量H2S。一种在酸性介质中进行天然气脱硫的原理示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A.整个脱硫过程中Fe2(SO4)3溶液并未参与反应
B.整个脱硫过程中参加反应的n(H2S)∶n(O2)=2∶1
C.脱硫过程需不断补充FeSO4
D.CH4是天然气脱硫过程的催化剂
答案:B
解析:在脱硫过程中Fe2(SO4)3溶液与H2S发生反应,反应方程式为Fe2(SO4)3+H2S2FeSO4+H2SO4+S↓,A错误;脱硫过程中Fe2(SO4)3溶液与H2S发生反应生成FeSO4和H2SO4,然后又发生反应4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O,总反应方程式为2H2S+O22S↓+2H2O,故参加反应的n(H2S)∶n(O2)=2∶1,B正确;脱硫过程反应产生中间产物FeSO4,后该物质又被消耗,FeSO4的物质的量不变,其在流程中循环利用,因此不需补充FeSO4,C错误;CH4在反应过程中没有参加反应,因此不是天然气脱硫过程的催化剂,D错误。
8.(2024·广东二月大联考)如图所示为硫元素在自然界中的循环示意图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.0.1 mol·L-1硫酸溶液含有的H+数目约为0.2NA
B.2.24 L H2S中含有的S—H键数目为0.2NA
C.2 mol SO2与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数目为2NA
D.1 mol NaHSO4晶体中含有的离子总数目为2NA
答案:D
解析:溶液只有浓度没有体积,不能求H+的数目,A错误;没有给出气体所处的状况,无法计算H2S的物质的量,B错误;2 mol SO2与1 mol O2不能完全反应,反应后的分子数目大于2NA,C错误;1 mol NaHSO4晶体中含有1 mol钠离子和1 mol硫酸氢根离子,则晶体中含有的离子总数为2NA,D正确;答案选D。
9.(2025·广东六校联考)部分含碳或含硫物质的分类与相应的化合价关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a能燃烧,a转化为b的反应一定是化合反应
B.构成a的基态原子有2个单电子,将c的钠盐与浓硝酸反应产生的气体一定是无色
C.若b能使品红溶液褪色,也一定会使酸性KMnO4溶液褪色,且两个反应褪色原理相同
D.工业上制备g,存在a→b→e→g,每一步转化反应一定是放热反应
答案:D
解析:若为C的价类二维图,则a为C,b为CO2,c为碳酸盐或碳酸氢盐,d为碳酸;若为S的价类二维图,则a为S,b为SO2,e为SO3,c为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐,f为硫酸盐或硫酸氢盐,d为亚硫酸,g为硫酸。
10.(13分)(2024·天津高三检测)某小组同学设计如下实验实现几种价态硫元素间的转化。
任务Ⅰ.从以下试剂中选择合适的试剂实现S(+6)→S(+4)的转化。
试剂:①浓硫酸 ②稀硫酸 ③酸性KMnO4溶液 ④Na2SO3溶液 ⑤Cu ⑥品红溶液
(1)写出实现转化的化学方程式: 。
(2)设计实验,证明实现了该转化(写出操作和现象): 。
任务Ⅱ.实现硫元素化合价在0、+2、+4价之间的转化。
查阅资料:+2价硫元素在酸性条件下不稳定,自身易发生氧化还原反应。
SO2Na2SO3溶液Na2S2O3
(3)①中加入的试剂是 ,该转化利用的是SO2 的性质。
(4)写出③的离子方程式: 。
答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)将产生的气体通入品红溶液中,溶液褪色
(3)NaOH溶液 酸性氧化物 (4)2H++S2S↓+SO2↑+H2O
解析:(4)根据题干信息,+2价硫元素在酸性条件下不稳定,自身易发生氧化还原反应,即发生歧化反应,+2价的硫元素化合价既升高又降低,结合步骤②中亚硫酸钠和X反应生成硫代硫酸钠分析,可得X中硫元素的化合价应低于+2价,则X为硫单质,③的离子方程式为2H++S2S↓+SO2↑+H2O。
11.(20分)硫化物性质多样,应用广泛。
Ⅰ.(1)Na2S常用作污水中重金属离子的沉淀剂,该过程处理Cu2+发生反应的离子方程式为 。
(2)利用Na2S的还原性脱硫,其与SO2反应从而减少硫排放,该过程氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
Ⅱ.探究FeCl3溶液与Na2S溶液的反应
(3)配制一定浓度的FeCl3溶液
配制FeCl3溶液时,通常将FeCl3固体溶于浓盐酸中,其目的为 ;该过程一定不需要用到的仪器为 (填字母)。
(4)探究FeCl3溶液与Na2S溶液的反应兴趣小组向4支编号为a、b、c、d的试管中分别加入2.0 mL的饱和FeCl3溶液,再快速加入不同体积的饱和Na2S溶液,振荡试管,观察实验现象。
编号
a
b
c
d
饱和Na2S溶液/mL
0.2
1.0
2.0
8.0
实验现象
立即产生黑色沉淀,沉淀很快消失,有黄色固体出现
立即产生黑色沉淀,沉淀缓慢消失,有黄色固体出现
立即产生黑色沉淀,沉淀长时间后才消失,有黄色固体出现
立即产生黑色沉淀,黑色沉淀不消失
①实验中黄色固体为 (填化学式),小组成员认为该现象能证明Fe3+和S2-发生了氧化还原反应,其反应的离子方程式为 。甲同学猜想实验中产生的黑色沉淀主要成分为Fe2S3。于是他做了如下实验:
实验操作
将实验d中的黑色沉淀过滤,并用二硫化碳处理后洗净。向沉淀中加入盐酸,振荡试管,观察现象
实验现象
加入盐酸后黑色沉淀溶解,变为乳黄色沉淀,并放出有臭鸡蛋气味的气体
②该实验现象验证了甲同学的猜想。用二硫化碳处理黑色沉淀的目的为 。加入盐酸发生反应的离子方程式为 。
③分析实验现象可知,Na2S溶液少量时,Fe3+与S2-主要发生氧化还原反应;Na2S溶液过量时,Fe3+与S2-主要发生复分解反应生成黑色的Fe2S3。氧化还原反应和复分解反应互为竞争关系,但反应一开始总是先产生黑色沉淀,请利用化学反应原理解释其原因: 。
答案:(1)S2-+Cu2+CuS↓
(2)1∶2 (3)抑制铁离子的水解 A
(4)①S 2Fe3++S2-S↓+2Fe2+ ②除去可能存在的S,防止对后续实验造成干扰 Fe2S3+4H+2Fe2++S+2H2S↑ ③Fe3+与S2-的复分解反应活化能更低,反应速率更快
解析:(1)硫离子和铜离子反应生成硫化铜,离子方程式为S2-+Cu2+CuS↓;
(2)硫化钠和二氧化硫反应生成单质硫,该反应中二氧化硫中硫由+4价降低到0价,为氧化剂,硫化钠中硫由-2价升高为0价,为还原剂,根据得失电子守恒可知,该过程氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2;
(3)三价铁容易水解,则配制FeCl3溶液时,通常将FeCl3固体溶于浓盐酸中,其目的为抑制铁离子的水解;配制一定浓度FeCl3溶液时,需要的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管,不需要分液漏斗,故选A;
(4)①三价铁有氧化性,可以将硫离子氧化为黄色的单质S;离子方程式为2Fe3++S2-S↓+2Fe2+;
②黑色沉淀中可能会混入黄色的单质硫,硫易溶于二硫化碳,故用二硫化碳处理黑色沉淀的目的为除去可能存在的S,防止对后续实验造成干扰;根据实验现象,加入盐酸后黑色沉淀溶解,变为乳黄色沉淀,并放出有臭鸡蛋气味的气体,则Fe2S3和盐酸反应后生成单质硫和硫化氢,离子方程式为Fe2S3+4H+2Fe2++S+2H2S↑;
③由于反应一开始总是先产生黑色沉淀,则说明Fe3+与S2-的复分解反应活化能更低,反应速率更快。
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