内容正文:
对点练 硫及其氧化物
题组一 不同价态硫元素之间的转化
1.(2025河南许昌中学月考)下列有关硫及其化合物的说法,不正确的是( )
A.火山口附近的游离态硫能被氧化成二氧化硫
B.黄铁矿(FeS2)和黄铜矿(CuFeS2)是主要的含硫矿石,两者硫元素的化合价相同
C.硫在自然界既有游离态又有化合态
D.葡萄酒中添加适量的SO2,可以起到杀菌和抗氧化的作用
2.(2025广东江门一中阶段考)如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的关系:
(1)仅从硫元素化合价变化的角度分析,图中物质中既有氧化性又有还原性的化合物有 (填化学式)。
(2)单质硫与KOH溶液在一定条件下可以发生反应:3S+6KOH 2K2S+K2SO3+3H2O中,被氧化和被还原的硫的质量之比为 。
(3)工业上常用双碱法脱硫来减少SO2的排放,双碱法脱硫过程如图所示,回答下列问题。
①“过程Ⅰ”的离子方程式是 。
②“过程Ⅱ”的化学方程式是 。
③双碱法脱硫过程中,可循环利用的物质是 (填化学式)。
题组二 硫单质
3.(教材习题改编)下列有关硫的说法正确的是( )
A.硫是一种淡黄色不溶于水的固体
B.S2、S4、S8互为同素异形体,性质完全相同
C.硫与铜反应生成硫化铜
D.硫和Fe反应需要持续加热才能进行
4.(2025甘肃兰州第五十八中学月考)下列说法错误的是( )
A.残留在试管内壁上的硫可用热的NaOH溶液除去
B.硫单质与变价金属反应时一般生成低价态的金属硫化物
C.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理
D.单质硫燃烧时,氧气少量生成SO2,氧气足量生成SO3
5.(2025山东济宁期中)玻璃仪器内壁残留的硫单质可用热NaOH溶液洗涤除去,发生如下反应:
①3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O
②(x-1)S+Na2S Na2Sx(x=2~6)
③S+Na2SO3 Na2S2O3
下列说法正确的是( )
A.反应①②③中,硫单质的作用相同
B.反应①中,每消耗1 mol硫单质转移4 mol电子
C.0.96 g硫单质与a mL 2 mol·L-1热NaOH溶液恰好完全反应,只生成Na2S和Na2SO3,则a=60
D.1.28 g硫单质与10 mL 2 mol·L-1热NaOH溶液恰好完全反应,只生成Na2Sx和Na2S2O3,则x=5
题组三 硫的氧化物
6.(2024安徽学业水平合格考)SO2是一种食品添加剂。下列关于SO2的说法错误的是( )
A.是无色无味的气体
B.具有漂白作用
C.属于酸性氧化物
D.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
7.(2025辽宁部分名校月考)研究表明,二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关,转化过程如图所示,下列说法错误的是( )
SO2SO3H2SO4→雾霾
A.SO3为酸性氧化物
B.SO3转化为H2SO4,S失去电子
C.上述反应中,只有1个氧化还原反应
D.减少SO2的排放,有利于减少雾霾
8.(2024北京丰台阶段练习)(1)写出实验室中用亚硫酸钠固体与浓硫酸制取SO2的化学方程式: 。
(2)验证二氧化硫性质的实验
将SO2通入下列装置中,在一定温度下按图示装置进行实验。
根据上述实验,回答下列问题:
序号
实验现象
解释原因
①
石蕊试液
SO2是酸性气体
②
品红溶液褪色
SO2具有 性
③
酸性KMnO4溶液
反应的离子方程式:
④
溶液变浑浊,有淡黄色沉淀生成
反应的化学方程式:
题组四 SO2和CO2的鉴别与分离
9.(2025四川南充月考)为确定某纯净的气体Q的成分,进行了如下实验,其中不正确的是( )
选项
操作及现象(括号内为现象)
结论
A
闻Q气味(有刺激性) 酸性KMnO4溶液(褪色)
Q一定是SO2
B
闻Q气味(有刺激性) 澄清石灰水(变浑浊)
Q可能是SO2
C
Q 品红溶液(褪色) 变红色
Q一定是SO2
D
Q 紫色石蕊溶液(先变红色后褪色)
Q一定不是SO2
10.(2025山东临沂期中)检验CO2中是否混有SO2气体,可采用的方法是( )
A.先通入足量氢氧化钠溶液,再通过品红溶液,若品红溶液褪色,则说明混有SO2气体
B.通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
D.通过酸性KMnO4溶液,若溶液褪色,则说明混有SO2气体
11.(2025河南驻马店月考)CO2气体中含有少量SO2,欲得到干燥、纯净的CO2,将气体通过图中的洗气瓶,则两瓶中所装的试剂应该是( )
A.甲为NaOH溶液,乙为浓H2SO4
B.甲为浓H2SO4,乙为NaOH溶液
C.甲为饱和NaHCO3溶液,乙为浓H2SO4
D.甲为浓H2SO4,乙为饱和NaHCO3溶液
题组五 二氧化硫性质的实验探究
12.(2025安徽皖江名校联考)如图为二氧化硫制备、性质检验一体化装置。将注射器中H2SO4溶液推入V形管内与Na2SO3固体接触,反应一段时间后观察实验现象。下列有关说法不正确的是( )
A.V形管内发生的反应为Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O
B.浸有紫色石蕊溶液的滤纸片和具支试管中品红溶液均褪色
C.酒精灯加热具支试管底部,品红溶液恢复红色,有大量气泡产生,气球变大
D.通过实验,可说明SO2的漂白作用具有可逆性
13.(2024山东青岛即墨一中阶段测试)某学习小组设计了如图装置用于制取SO2并验证其性质。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 ,实验时装置E中反应的离子方程式为 。
(2)若装置B中溶液无明显现象,装置C中溶液红色褪去,则使品红的水溶液褪色的含硫微粒一定不是 (填化学式)。
(3)该实验小组的甲、乙两位同学为了进一步探究SO2的漂白性,按如图装置继续进行实验并记录相关实验现象。请根据表中实验现象做出合理解释。
实验现象
合理解释
甲
品红溶液几乎不褪色
反应的离子方程式为
乙
品红溶液颜色随时间推移变得越来越浅
原因可能是
(4)该实验小组的同学丙预测装置D中没有白色沉淀产生,但随着反应的进行,发现装置D中产生了少量白色沉淀。为进一步探究产生沉淀的原因,分别用煮沸过和未煮沸过的蒸馏水配制的Ba(NO3)2和BaCl2溶液,进行如图实验:
实验中G、H、I烧杯中观察到的现象如表:
烧杯
实验现象
G
无白色沉淀产生,pH传感器测得溶液pH=5.3
H
有白色沉淀产生
I
有白色沉淀产生,I中出现白色沉淀比H中快很多
①据G中现象推测D中产生的白色沉淀的化学式是 。
②据I中出现白色沉淀的速率比H中快很多的现象,推测其原因可能是 。
(5)该实验小组的学生丁用200 mL 0.1 mol/L酸性KMnO4溶液测定空气中SO2含量,若气体流速为a cm3/min,当时间为t min时酸性KMnO4溶液恰好褪色,则空气中SO2的含量为 g/cm3。
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硫及其氧化物解析
1.B 黄铁矿(FeS2)中Fe的化合价为+2价,S的化合价为-1价,黄铜矿(CuFeS2)中铁和铜均是+2价,硫是-2价,两者硫元素的化合价不相同,B错误。
2.答案 (1)SO2、H2SO3、Na2SO3
(2)1∶2
(3)①SO2+2OH-= H2O+S ②2Na2SO3+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4↓+4NaOH ③NaOH
解析 根据“价—类”二维图可以推知Y为SO2、Z为H2SO4。
(1)最高价态只有氧化性,最低价态只有还原性,中间价态既有氧化性又有还原性,故仅从硫元素化合价变化的角度分析,题图中既有氧化性又有还原性的化合物有SO2、H2SO3、Na2SO3。
(2)反应3S+6KOH 2K2S+K2SO3+3H2O中,硫元素化合价升高生成K2SO3被氧化,生成K2S被还原,则被氧化和被还原的硫的质量之比为1∶2。
(3)①“过程Ⅰ”中SO2和NaOH反应生成Na2SO3和H2O,离子方程式为SO2+2OH-= H2O+S。
②“过程Ⅱ”中Na2SO3、O2和Ca(OH)2发生反应生成CaSO4和NaOH,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为2Na2SO3+O2+2Ca(OH)2= 2CaSO4↓+4NaOH。
③由题图可知,“过程Ⅰ”中SO2和NaOH反应生成Na2SO3,“过程Ⅱ”中又生成NaOH,可循环利用的物质是NaOH。
3.A 硫是一种淡黄色不溶于水的固体,故A正确;S2、S4、S8互为同素异形体,但是性质不完全相同,故B不正确;硫单质的氧化性较弱,与铜反应生成硫化亚铜,故C不正确;硫和Fe反应需要加热引发反应,反应开始后会有热量放出,不需要持续加热(易错点),故D不正确。
4.D 硫能与热的NaOH溶液发生反应3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O,使硫溶解而除去,A项正确;硫单质的氧化性较弱,与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物,如FeS、Cu2S等,B项正确;汞可与S发生反应Hg+S=HgS,所以可用硫粉处理Hg,C项正确;单质硫燃烧时,产物只有SO2,无论O2的量是否充足,均不会生成SO3,D项错误。
5.D 由题给反应方程式可知,反应①中S既是氧化剂又是还原剂,反应②中S是氧化剂,反应③中S是还原剂,硫单质的作用不相同,故A错误;由3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O可知,每消耗3 mol硫单质转移4 mol电子,故B错误;0.96 g硫单质的物质的量为=0.03 mol,0.03 mol硫单质与a mL 2 mol·L-1热NaOH溶液恰好完全反应,只生成Na2S和Na2SO3,反应的化学方程式为3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O,所以a=×1 000=30,故C错误;1.28 g硫单质的物质的量为=0.04 mol,10 mL 2 mol·L-1热NaOH溶液中NaOH的物质的量为0.01 L×2 mol·L-1=0.02 mol,设硫单质与NaOH恰好完全反应生成a mol Na2Sx和b mol Na2S2O3,由Na原子守恒可得2a+2b=0.02,由S原子守恒可得ax+2b=0.04,由得失电子守恒可得2a=4b,解得x=5,故D正确。
6.A SO2是一种无色有刺激性气味的气体,A错误。
7.B SO2与O2发生催化氧化反应生成SO3,SO3与水反应生成H2SO4,H2SO4与NH3反应生成(NH4)2SO4,(NH4)2SO4固体颗粒扩散到空气中形成雾霾。SO3能与碱反应仅生成盐和水,是酸性氧化物,A正确;SO3转化为H2SO4的过程中S元素化合价未发生变化,S没有失去电子,B错误;题述反应中,只有反应①中有元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,C正确;减少SO2的排放,可以减少(NH4)2SO4的生成,有利于减少雾霾,D正确。
8.答案 (1)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)变红 漂白 紫红色褪去(或褪色) 5SO2+2H2O+2Mn=2Mn2++5S+4H+ SO2+2H2S= 3S↓+2H2O
解析 (1)实验室用亚硫酸钠(Na2SO3)固体与浓硫酸反应制取二氧化硫,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4= Na2SO4+SO2↑+H2O。(2)二氧化硫为酸性氧化物,水溶液显酸性,能使①中石蕊试液变红;二氧化硫具有漂白性,能使②中品红溶液褪色;二氧化硫具有还原性,能够被酸性高锰酸钾溶液氧化生成硫酸根离子,发生反应的离子方程式为5SO2+2H2O+2Mn= 2Mn2++5S+4H+,所以③中酸性高锰酸钾溶液褪色;二氧化硫具有氧化性,能与硫化氢溶液发生氧化还原反应生成硫单质,化学方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H2O,所以④中溶液变浑浊,生成淡黄色沉淀。
9.A H2S、SO2等均能被KMnO4氧化,由现象可知Q不一定是SO2,故A错误。
10.D A项,SO2和CO2都能与NaOH反应,不能检验;B项,SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,不能检验;C项,SO2和CO2都能与NaOH反应,SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,不能检验;D项,CO2不能使酸性KMnO4溶液褪色,SO2具有还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色,若溶液褪色,说明CO2中混有SO2气体,能检验;故选D。
11.C 要得到干燥、纯净的CO2,应先除去SO2,再进行干燥,所以应用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的SO2,再用浓H2SO4干燥,C项符合题意。
12.B V形管内Na2SO3与硫酸反应生成SO2,化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,A正确;SO2能使品红溶液褪色,但浸有紫色石蕊溶液的滤纸片变红,不褪色,B错误;酒精灯加热具支试管底部,品红溶液恢复红色,有大量气泡产生,气球变大,C正确;通过实验,通入SO2品红溶液褪色,加热后恢复红色,可说明SO2的漂白作用具有可逆性,D正确。
13.答案 (1)分液漏斗 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++S+4H+ (2)SO2 (3)Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+S Cl2与SO2流速不相同,导致其中一种过量,漂白品红溶液 (4)①BaSO4 ②水溶液中溶解的氧气氧化SO2比酸性条件下N氧化SO2更快,生成沉淀更快 (5)
解析 (1)由实验装置图可知,装置A中亚硫酸钠与70%硫酸反应制得二氧化硫,仪器a为分液漏斗;装置E中氯化铁溶液与二氧化硫发生氧化还原反应,离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++S+4H+。(2)若装置B中溶液无明显现象,装置C中溶液红色褪去,说明使品红水溶液褪色的含硫微粒可能是二氧化硫与水反应生成的产物,不是SO2。(3)由甲同学所做实验中品红溶液几乎不褪色可知,二氧化硫和氯气在品红溶液中恰好完全反应生成没有漂白性的HCl和H2SO4,反应的离子方程式为Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+S;由乙同学所做实验中品红溶液颜色随时间推移变得越来越浅可知,可能是Cl2或SO2流速不相同,导致其中一种过量。(4)①G(煮沸过的蒸馏水配制的BaCl2溶液中无氧气)中无白色沉淀产生,pH传感器测得溶液pH=5.3,可知二氧化硫溶于水生成亚硫酸,亚硫酸与BaCl2不反应,而D中二氧化硫可被氧化成硫酸,硫酸与氯化钡反应生成BaSO4沉淀。②由I中出现白色沉淀比H中快很多的现象可推测,可能是没有煮沸的蒸馏水中溶有的氧气与二氧化硫的反应速率比N在酸性条件下与二氧化硫反应的速率快。(5)根据得失电子守恒可得关系式:2KMnO4~5SO2,由t min时酸性高锰酸钾溶液恰好褪色可知二氧化硫的含量为= g/cm3。
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