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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1-8题,每小题4分,共32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
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 S SO2 SO3H2SO4
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.将一定量的锌放入200 mL 18.4 mol·L-1浓硫酸中加热,充分反应后锌完全溶解,同时生成气体X 44.8 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至0.8 L,测得溶液c(H+)=0.2 mol·L-1,则下列判断错误的是( )
A.气体X为SO2和H2的混合物
B.反应中共转移4 mol电子
C.气体X中SO2与H2的体积比为1∶4
D.反应中共消耗Zn 130 g
答案:C
解析:稀释至0.8 L时,c(H+)=0.2 mol·L-1,说明硫酸过量,反应的硫酸的物质的量为(0.2×18.4-0.8×0.1) mol=3.6 mol,假设只生成SO2,发生的反应是Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O,SO2的体积为22.4× L=40.32 L<44.8 L,说明除生成SO2外,还有氢气,A正确;设生成SO2的物质的量为x mol,则氢气的物质的量为(-x) mol,生成SO2消耗的硫酸的物质的量为2x mol,生成氢气消耗的硫酸的物质的量为(2-x) mol,则根据A选项的分析,有2x+(2-x)=3.6,解得x=1.6,氢气的物质的量为0.4 mol,转移电子的物质的量为(1.6×2+0.4×2) mol=4 mol,B正确;气体X中SO2与H2的体积比为4∶1,C错误;根据得失电子守恒,消耗的锌的质量为2 mol×65 g·mol-1=130 g,D正确。
8.(双选)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11NA(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:AC
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.(14分)现有某铁碳合金(铁和碳两种单质的混合物),某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数,并探究浓硫酸的某些性质,设计了如图所示的实验装置(夹持仪器已省略)和实验方案进行实验探究。
Ⅰ.测定铁的质量分数
(1)检查上述装置气密性的一种方法是:关闭分液漏斗的活塞,在E装置后面连上一根导管,然后 ,
则证明装置的气密性良好。
(2)称量E的质量,并将a g铁碳合金样品放入装置A中,再加入足量的浓硫酸,待A中不再逸出气体时,停止加热,拆下E并称重,E增重b g。铁碳合金中铁的质量分数为 (写表达式)。
(3)装置C的作用为 。
(4)甲同学认为,依据此实验测得的数据,计算合金中铁的质量分数可能会偏低,原因是空气中CO2、水蒸气进入E管使b增大。你认为改进的方法是
。
(5)乙同学认为,即使甲同学认为的偏差得到改进,依据此实验测得合金中铁的质量分数也可能会偏高。你认为其中的原因是 。
Ⅱ.探究浓硫酸的某些性质
(6)往A中滴加足量的浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,其原因是
。
(7)A中铁与浓硫酸发生反应的化学方程式是 。
答案:(1)把导管放入盛有水的水槽中,微热烧瓶,如果导管口有气泡产生,停止加热后导管中产生一段稳定水柱
(2)×100%
(3)除去CO2中的SO2并检验SO2是否除尽
(4)在E的后边再连接一个与E相同的装置
(5)反应产生的CO2气体未能完全排到E中,导致b偏低
(6)常温下,Fe被浓H2SO4钝化,碳不与浓H2SO4反应
(7)2Fe + 6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑ + 6H2O
解析:(2)铁、碳在加热条件下,与浓硫酸反应产生SO2和CO2,用品红溶液检验SO2,用足量酸性高锰酸钾溶液除去SO2,酸性KMnO4溶液颜色变浅但未完全褪色说明SO2已除尽;浓硫酸作干燥剂,碱石灰吸收产生的CO2,根据碳元素守恒,n(C)=n(CO2)= mol,则铁的质量为(a-12×) g=g,铁的质量分数为×100%。(7)浓硫酸体现强氧化性,把Fe氧化成Fe3+,硫酸本身被还原成SO2,反应的化学方程式为2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O。
10.(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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