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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1-10题,每小题4分,共40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.如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是( )
A.向溶液B中滴加KSCN溶液,溶液可能变为红色
B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H++2Fe2++O22Fe3++2H2O
C.溶液酸性:A>B>C
D.加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A
答案:A
解析:SO2与Fe3+发生氧化还原反应生成Fe2+,若SO2足量,则溶液B中无Fe3+,加入KSCN溶液,溶液不变红色;若SO2不足,则溶液B中有Fe3+,加入KSCN溶液,溶液变红色,A正确;离子方程式中电荷不守恒,B错误;溶液A转化为溶液B后溶液酸性增强,C错误;氧化亚铁与H+反应生成Fe2+,溶液C不能转化为溶液A,D错误。
3.利用空气催化氧化法除掉电石浆(含CaO)上层清液中的S2-,制取石膏(CaSO4·2H2O)的过程如图。下列说法错误的是( )
A.CaSO4·2H2O俗称生石膏,属于纯净物
B.过程Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C.将10 L上层清液中的S2-(S2-浓度为480 mg·L-1 )转化为S,理论上需要0.15 mol O2
D.过程Ⅱ中,反应的离子方程式为2S2-+4Mn+9H2O4Mn(OH)2↓+S2+10OH-
答案:C
解析:CaSO4·2H2O俗称生石膏,CaSO4·2H2O、CuSO4·5H2O 等一系列的含结晶水的物质均属于纯净物,故A正确;过程Ⅰ中氧化剂和还原剂分别是O2和Mn(OH)2,对应的还原产物和氧化产物为H2O和Mn,根据氧化还原反应得失电子守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2,故B正确;10 L上层清液中的S2-物质的量为0.15 mol,硫元素的化合价由-2价变成+6价,S2-失去0.15 mol×8=1.2 mol电子,转化为S,理论上需要O2的物质的量为n(O2)==0.3 mol,故C错误;过程Ⅱ中S2-与Mn反应生成S2和Mn(OH)2,根据氧化还原反应得失电子守恒和元素守恒,反应的离子方程式为2S2-+4Mn+9H2O4Mn(OH)2↓+S2+10OH-,故D正确。
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:S SO2 SO3H2SO4,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·江西模拟预测)工业上由黄铁矿(主要成分为FeS2,含As、Se等杂质)生产发烟硫酸的主要工艺流程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.“煅烧”时可将黄铁矿粉从炉顶加入、富氧空气从炉底通入
B.“干燥”可防止部分金属设备被水蒸气腐蚀
C.“吸收”中所得尾气的主要成分是未被吸收的SO3
D.若n=1,则H2SO4·nSO3的结构式可能为
答案:C
解析:“煅烧”时将黄铁矿粉从炉顶加入、富氧空气从炉底通入可增大反应物的接触面积,使反应更充分,提高原料的利用率,A正确; 二氧化硫为酸性气体,“干燥”可防止部分金属设备被水蒸气腐蚀,B正确;二氧化硫和氧气反应为可逆反应,“吸收”中所得尾气的主要成分是氧气、二氧化硫,C错误;若n=1,则H2SO4·nSO3为焦硫酸,其结构式可能为,D正确。
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.“蓝天保卫战”需要持续进行大气治理,有效处理SO2、NO2等大气污染物。化学研究为生产、生活处理废气和防止大气污染做出重要贡献。将SO2转化为K2SO4的工艺流程如图,下列说法正确的是( )
A.通入空气的目的是将CO2完全吹出
B.反应时应将CaCO3粉碎
C.固体产物A是CaSO3
D.“高温”时只发生CaCO3的分解反应
答案:B
解析:通入空气的目的是将CaSO3氧化为CaSO4,故A、C错误;“高温”时发生的反应为CaCO3CaO+CO2↑、CaO+SO2CaSO3、2CaSO3+O22CaSO4,故D错误。
9.(双选)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。如图为硫及其部分化合物的“价—类”二维图,下列说法正确的是( )
A.X、Y属于非电解质
B.Z的水溶液一定显酸性
C.X的水溶液在空气中放置会变浑浊,能证明非金属性:O>S
D.S与O2在点燃条件下的产物能使品红溶液褪色是因为其有强氧化性
答案:BC
解析:X是S元素的气态氢化物,X是H2S;Y是S的+6价氧化物,Y是SO3;Z是+4价S元素的钠盐,Z是Na2SO3或NaHSO3。X是H2S,H2S属于电解质,故A错误;NaHSO3的水溶液呈酸性,故B正确;H2S的水溶液在空气中放置会变浑浊,发生的反应为2H2S+O2===2H2O+2S↓,O2的氧化性大于S,能证明非金属性:O>S,故C正确;S与O2在点燃条件下的产物为SO2,SO2能使品红溶液褪色是因为其有漂白性,故D错误。
10.(2024·湖南三模)微生物介导的碳氮硫循环耦合如图所示。下列说法错误的是( )
A.S2-在富氧条件下最终的产物为S
B.S2-可作为电子供体将N还原
C.N2可通过生物固氮作用作氮肥
D.溶液中可能存在的反应为N+NN2↑+2H2O
答案:A
解析:S在空气中不稳定,易被氧气氧化为S,A项错误;由循环图可知,S2-可将N还原为N2,B项正确;N2通过豆科植物根瘤菌生物固氮转化为化合物,作氮肥,C项正确;一定条件下,N和N可发生归中反应N+NN2↑+2H2O,D项正确。
11.(10分)硫及其化合物与价态变化为坐标的二维转化关系如图所示。
完成下列填空:
(1)图中X的电子式为 ;其水溶液在空气中放置易变浑浊,写出反应的化学方程式: ;
该变化说明S的非金属性比O (填“强”或“弱”)。
(2)下列物质用于Na2S2O3制备,从氧化还原反应的角度,理论上有可能的是 (填字母)。
a.Na2S+S b.Z+S
c.Na2SO3+Y d.NaHS+NaHSO3
(3)治理含CO、SO2的烟道气,以Fe2O3作催化剂,将CO、SO2在380 ℃时转化为S和一种无毒气体,写出该治理烟道气反应的化学方程式: 。
答案:(1) 2H2S+O22S↓+2H2O 弱 (2)bd (3)2CO+SO2S+2CO2
解析:(1)H2S水溶液在空气中放置易变浑浊是因为H2S被氧气氧化为S,反应的化学方程式为2H2S+O22S↓+2H2O,所以S的非金属性比O弱。(2)Na2S2O3中S为+2价,从氧化还原反应的角度分析,反应物中S的化合价必须分别大于2和小于2,b、d符合题意。
12.(10分)某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。
可选用的实验药品如下:①Na2SO3溶液 ②浓硫酸 ③Na2S溶液 ④稀硫酸 ⑤酸性KMnO4溶液 ⑥品红溶液 ⑦铜片
实验序号
预期转化
选择试剂(填序号)
证明实现转化的现象
ⅰ
SS
ⅱ
①③④
淡黄色沉淀
ⅲ
SS
②⑥⑦
(1)实验ⅰ选择的试剂是①和 (填序号),证明实现转化的现象是
,
该转化利用了Na2SO3的 性。
(2)实验ⅱ实现了 价S向 价S的转化。
(3)实验ⅲ中发生反应的化学方程式是 ,
证明实现转化的现象是 。
答案:(1)⑤ 酸性KMnO4溶液褪色 还原
(2)+4(或-2) 0
(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 将产生的气体通入品红溶液,品红溶液褪色
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