内容正文:
正禾一本通
高三一轮总复习高效讲义
化学(D)
1
第五单元
非金属及其化合物
2
第19讲 含硫物质的转化
3
整合必备知识 源于教材与课标
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提升关键能力 对接高考与素养
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【真题演练·感悟高考】
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课下巩固精练卷(十九)
含硫物质的转化
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【备考目标】 1.能从物质类别、硫的化合价变化理解硫及其化合物的转化关系。2.掌握硫及其重要化合物的性质及制备方案。
利用“价—类”二维图掌握硫及其化合物之间的转化
(1)同价态硫元素之间的转化可以从物质类别的角度进行分析与迁移。如:H2S、Na2S、NaHS之间的转化代表着二元弱酸、正盐、酸式盐之间的转化;SO2、Na2SO3、NaHSO3之间的转化代表着酸性氧化物、正盐、酸式盐之间的转化,可类比CO2、Na2CO3、NaHCO3之间的转化。
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的,当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其 的价态,即台阶式升降,可用如图表示:
(3)同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
(4)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态粒子,如2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。
相邻
SO3+H2O===H2SO4
SO2+H2O⇌H2SO3
H2SO3 eq \o(=====,\s\up7(△)) SO2↑+H2O
H2SO3+Cl2+H2O===H2SO4+2HCl
H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
【示例】 写出上述“价—类”二维图中指定转化的化学方程式:
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
S+O2 eq \o(=====,\s\up7(点燃)) SO2
2SO2+O22SO3
SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
H2S+2NaOH===Na2S+2H2O
⑨
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⑪
⑫
⑬
⑭
H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O
SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl
Cu+2H2SO4(浓) eq \o(=====,\s\up7(△)) CuSO4+SO2↑+2H2O
√
√
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)S在化学反应中只表现出还原性,SO3在化学反应中只表现出氧化性( )
(2)S2-和SO eq \o\al(\s\up24(2-),\s\do8(3)) 只有在酸性溶液中才能发生反应( )
(3)FeS eq \o(――→,\s\up15(O2),\s\do5(煅烧)) SO2 eq \o(――→,\s\up7(H2O)) H2SO4在给定条件下可实现转化( )
(4)Na2SO3与H2O2的反应为氧化还原反应( )
(5)硫能实现下列物质间的直接转化:单质 eq \o(――→,\s\up7(O2)) 氧化物 eq \o(――→,\s\up7(H2O)) 酸 eq \o(――→,\s\up7(NaOH)) 盐( )
×
√
×
一、硫元素“价—类”二维图的分析
1.(2025·安徽亳州期末)利用“价—类”二维图研究物质的性质是化学研究的重要手段,下图是硫元素的化合价与部分物质类别的对应关系。
下列说法错误的是( )
A.a、c混合可得到b
B.若e的浓溶液是浓硫酸,则可干燥a、c
C.将f的浓溶液与足量d混合,肯定有c逸出
D.若f是正盐,则f的溶液与c能反应
解析:选B。由图可知,a为H2S,b为S,c为SO2,d为SO3,e为硫酸盐或硫酸,f为亚硫酸盐或亚硫酸。硫化氢和二氧化硫发生氧化还原反应生成硫单质,A正确;浓硫酸具有强氧化性,不能干燥具有还原性的硫化氢,B错误;三氧化硫和水生成硫酸,硫酸和亚硫酸盐反应生成二氧化硫,硫酸使得溶液酸性增强,也能促使浓亚硫酸溶液逸出二氧化硫气体,C正确; 若f是正盐,则为亚硫酸盐,能和二氧化硫生成亚硫酸氢盐,D正确。
2.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角度。请根据下图所示,回答下列问题:
(1)X的化学式为________,Y的化学式为________。
(2)W的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应,反应的化学方程式为___________________________。
(3)欲制备Na2S2O3,从氧化还原角度分析,合理的是________(填字母)。
A.Na2S+S
B.Na2SO3+S
C.Na2SO3+Na2SO4
D.SO2+Na2SO4
(4)将X与SO2混合,可生成淡黄色固体,该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为________。
答案: (1)H2S SO2
(2)Cu+2H2SO4(浓) eq \o(=====,\s\up7(△)) CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)B (4)2∶1
二、含硫物质转化的理论分析与探究
3.(2025·江苏徐州模拟)在给定条件下,下列物质间所示的转化可以实现的是( )
①SO2(g) eq \o(――→,\s\up7(CaO(s))) CaSO4(s)
②SO2(g) eq \o(――→,\s\up7(Ba(NO3)2(aq))) BaSO4(s)
③S eq \o(――→,\s\up15(O2),\s\do5(点燃)) SO2 eq \o(――→,\s\up7(澄清石灰水)) CaSO4
④SO2 eq \o(――→,\s\up7(少量氨水)) NH4HSO3 eq \o(――→,\s\up7(适量H2SO4(aq))) (NH4)2SO4
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
解析:选B。CaO与SO2反应生成CaSO3,不能生成CaSO4,①错误;二氧化硫与硝酸钡反应,硝酸根在酸性条件下与二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸根,硫酸根与钡离子结合生成硫酸钡沉淀,②正确;SO2与澄清石灰水反应生成CaSO3,不能生成CaSO4,③错误;二氧化硫与少量氨水反应生成亚硫酸氢铵,亚硫酸氢铵与硫酸反应生成二氧化硫和硫酸铵,④正确。
4.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
eq \o(S,\s\up6(+4)) ―→ eq \o(S,\s\up6(+6))
ⅱ
①③④
淡黄色沉淀
ⅲ
eq \o(S,\s\up6(+6)) ―→ eq \o(S,\s\up6(+4))
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、-2 0
(3)Cu+2H2SO4(浓) eq \o(=====,\s\up7(△)) CuSO4+SO2↑+2H2O 将产生的气体通入品红溶液,溶液褪色
三、利用“环式”转化反应历程考查含硫物质的转化
5.含硫煤燃烧会产生大气污染物,为防治该污染,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到化工产品,该工艺流程如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.该过程中可得到化工产品H2SO4
B.该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C.该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和S
D.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O===2FeSO4+2H2SO4
答案:C
6.(2025·湖南邵阳模拟)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收单质硫,其转化如下图所示(CuS不溶于水)。下列说法中,正确的是( )
A.过程①中,生成CuS的反应为S2-+Cu2+===CuS↓
B.反应过程中须不断向体系中补充FeCl3
C.过程③中,通入1 mol O2产生2 mol Fe3+
D.回收S的总反应为2H2S+O2 eq \o(=====,\s\up7(催化剂)) 2H2O+2S↓
解析:选D。由图可知,过程①中,生成CuS的反应为H2S+Cu2+===CuS↓+2H+,A错误;由图可知,FeCl3是反应的催化剂,不用不断向体系中补充FeCl3,B错误;由图可知,过程③发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,通入1 mol O2产生4 mol Fe3+,C错误;由图可知,回收S的总反应为2H2S+O2 eq \o(=====,\s\up7(催化剂)) 2H2O+2S↓,D正确。
[总结归纳] “环式”转化反应历程与机理的思维模型
(1)明确反应物、生成物:最重要的要看清图示中的箭头,“入环”的物质为反应物,如图中的①④;位于“环上”的物质为催化剂或中间体,如图中的⑤⑥⑦⑧;“出环”的物质为生成物,如图中的②③。
(2)明确催化剂和中间产物:从循环图示中找出分解的若干反应,通过分步反应区分哪些是催化剂,哪些是中间产物。
(3)写出总反应:依据质量守恒定律,确定循环图示中没标出的物质,利用氧化还原反应的配平方法进行配平,写出总反应,同时标出催化剂和反应条件。
四、利用工艺流程题考查含硫物质的转化
7.(2025·湖南邵阳二模)某化学兴趣小组设计一种从硫矿石(主要成分为硫黄及少量FeS2)中提取硫黄的方法如下:
查阅资料:S的熔点为115.2 ℃;CS2的沸点为46.2 ℃。下列说法错误的是( )
A.单质硫是分子晶体
B.过程①中CS2可用乙醇代替
C.过程③的目的是使CS2挥发,同时使硫从水中析出
D.将趁热过滤所得滤渣煅烧:4FeS2+11O2 eq \o(=====,\s\up7(煅烧)) 2Fe2O3+8SO2,反应中每生成1 mol SO2,转移电子的物质的量为5.5 mol
解析:选B。将硫矿石粉碎,在120 ℃条件下将S变为液体,过滤,得到液态硫,再加入二硫化碳进行萃取,过滤,用70~75 ℃的热水喷淋,将CS2变为气态,而液态硫变为固态,经过一系列过程得到纯硫。硫是非金属单质,单质硫是分子晶体,A正确;硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,因此过程①中CS2不可用乙醇代替,B错误; S的熔点为115.2 ℃,CS2的沸点为46.2 ℃,因此过程③的目的是使CS2挥发,同时使硫从水中析出,C正确;将趁热过滤所得滤渣煅烧:4FeS2+11O2 eq \o(=====,\s\up7(煅烧)) 2Fe2O3+8SO2,根据化学方程式分析,生成8 mol SO2,转移44 mol电子,因此反应中每生成1 mol SO2,转移电子的物质的量为5.5 mol,D正确。
8.(2025·山西运城期中)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。下列有关说法错误的是( )
A.“红渣”中含Fe2O3,“滤渣”中含SiO2
B.“还原”时不生成S单质,则该步骤中氧化剂与还原剂物质的量之比为7∶1
C.“沉降、氧化”时发生反应的离子方程式:4Fe2++8OH-+O2===4FeOOH↓+2H2O
D.“滤液Ⅱ”中主要含有的阳离子是NH eq \o\al(\s\up24(+),\s\do8(4))
解析:选C。黄铁矿主要成分是FeS2,经煅烧产生的红棕色固体是Fe2O3, Fe2O3能够与硫酸反应产生可溶性Fe2(SO4)3,而SiO2是酸性氧化物,与硫酸不能发生反应,向反应后混合物中加入FeS2,Fe2(SO4)3反应转化为Fe2+,SiO2不反应,故“滤渣”中含SiO2,A正确;在加入FeS2进行还原时,不生成S单质,Fe3+被还原为Fe2+,FeS2中-1价的S被氧化生成SO eq \o\al(\s\up23(2-),\s\do8(4)) ,该反应的离子方程式为:14Fe3++FeS2+8H2O===15Fe2++2SO eq \o\al(\s\up23(2-),\s\do8(4)) +16H+,则Fe2(SO4)3为氧化剂,FeS2为还原剂,发生该步骤的反应中,氧化剂与还原剂物质的量之比为7∶1,B正确;“沉降、氧化”时,根据电子守恒、原子守恒、电荷守恒,结合物质的拆分原则,可得该反应的离子方程式应该为:4Fe2++O2+8NH3·H2O===4FeOOH↓+8NH eq \o\al(\s\up23(+),\s\do8(4)) +2H2O,C错误;根据选项C分析可知:“沉降、氧化”时,所得滤液中主要含有的阳离子为NH eq \o\al(\s\up23(+),\s\do8(4)) ,D正确。
1.(2021·山东高考)工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图,下列说法错误的是( )
A.吸收过程中有气体生成
B.结晶后母液中含有NaHCO3
C.气流干燥湿料时温度不宜过高
D.中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
解析:选B。根据工艺流程逆向分析可知,以二氧化硫和纯碱为原料,得到结晶成分为NaHSO3,则母液中有NaHSO3和过量的二氧化硫与水反应生成的亚硫酸,溶液呈酸性,所以加入纯碱进行中和,涉及的反应为:H2SO3+2Na2CO3===Na2SO3+2NaHCO3,NaHSO3+Na2CO3===Na2SO3+NaHCO3,所以调节pH为8后,溶液中含有Na2SO3和NaHCO3,通入二氧化硫气体进行混合吸收,吸收过程中发生反应为:Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3↓,SO2+NaHCO3===CO2+NaHSO3↓,此时会析出大量NaHSO3晶体,经过离心分离,将得到的湿料再进行气流干燥,最终得到NaHSO3产品。
2.(2021·辽宁高考)含S元素的某钠盐a能发生如图转化。下列说法错误的是( )
A.a可能为正盐,也可能为酸式盐
B.c为不溶于盐酸的白色沉淀
C.d为含极性键的非极性分子
D.反应②中还可能生成淡黄色沉淀
解析:选C。由题干信息可知,盐a与足量的稀盐酸反应产生刺激性气味气体d,d能使KMnO4溶液褪色,故d为SO2,则盐a为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,盐a与足量Cl2反应后生成SO eq \o\al(\s\up24(2-),\s\do8(4)) ,SO eq \o\al(\s\up24(2-),\s\do8(4)) 与BaCl2溶液反应得到沉淀c,故c为BaSO4,据此分析解题。由分析可知,a可能为正盐,也可能为酸式盐,A正确;c为BaSO4,故c为不溶于盐酸的白色沉淀,B正确;d为SO2,由SO2易溶于水并根据“相似相溶”原理可知,d是含有极性键的极性分子,C错误;盐a为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,Na2S2O3与稀盐酸可发生反应:Na2S2O3+2HCl===2NaCl+S↓+SO2↑+H2O,故反应②中还可能生成淡黄色沉淀,D正确。
3.(2024·黑、吉、辽高考)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要溶质为____________________(填化学式)。
(2)“细菌氧化”中,FeS2发生反应的离子方程式为_______________。
(3)“沉铁砷”时需加碱调节pH,生成________(填化学式)胶体起絮凝作用,促进了含As微粒的沉降。
(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率,相比“焙烧氧化”,“细菌氧化”的优势为________(填字母)。
A.无需控温
B.可减少有害气体产生
C.设备无需耐高温
D.不产生废液废渣
(5)“真金不怕火炼”表明Au难被O2氧化,“浸金”中NaCN的作用为___________________。
(6)“沉金”中Zn的作用为________________________。
(7)滤液②经H2SO4酸化,[Zn(CN)4]2-转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为____________________________。
用碱中和HCN可生成______(填溶质化学式)溶液,从而实现循环利用。
解析:(1)利用“胆水”冶炼铜为湿法炼铜,利用了铁和硫酸铜溶液的置换反应:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,故“胆水”的主要溶质为CuSO4。(4)高温时细菌可能会失活,故“细菌氧化”也要控制温度,A错误;“焙烧氧化”时有SO2产生,“细菌氧化”无SO2产生,故B正确;“焙烧氧化”时温度高,设备需耐高温,而“细菌氧化”设备无需耐高温,C正确;由题图知,“细菌氧化”也有废液废渣产生,故D错误。(5)“浸金”中发生反应:4Au+O2+8CN-+2H2O===4[Au(CN)2]-+4OH-,NaCN作络合剂与Au结
合形成[Au(CN)2]-,促进其与O2反应。(6)“沉金”时发生反应:2[Au(CN)2]-+Zn===2Au+[Zn(CN)4]2-,Zn的作用是作还原剂,将浸出液中的[Au(CN)2]-还原为Au。
答案:(1)CuSO4 (2)4FeS2+15O2+2H2O===4Fe3++8SO eq \o\al(\s\up24(2-),\s\do8(4)) +4H+ (3)Fe(OH)3 (4)BC (5)与Au结合形成[Au(CN)2]-,提高Au的还原性 (6)将浸出液中的[Au(CN)2]-还原为Au
(7)Na2[Zn(CN)4]+2H2SO4===Na2SO4+ZnSO4+4HCN NaCN
一、选择题
1.(2025·江苏南通模拟)硫及其化合物的转化具有重要的应用。下列说法正确的是( )
A.FeS2 eq \o(――→,\s\up15(O2),\s\do5(燃烧)) SO2 eq \o(――→,\s\up7(浓硫酸)) SO3
B.浓硫酸 eq \o(――→,\s\up15(Cu),\s\do5(△)) SO2 eq \o(――→,\s\up7(足量氨水)) (NH4)2SO3
C.硫化亚铁与稀硫酸混合:S2-+2H+===H2S↑
D.SO2通入Ca(ClO)2溶液中:Ca2++2ClO-+SO2+H2O===CaSO3↓+2HClO
答案:B
2.(2025·黑龙江哈尔滨模拟)部分含硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.b在足量的空气中燃烧可以生成d
B.向c的水溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液先变红后褪色
C.c是一种大气污染物,可以经c→e→f的转化形成酸雨
D.f的浓溶液有吸水性,可以干燥气体a和c
答案:C
3.已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物均已略去,则下列有关说法正确的是( )
A.X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性
B.若A为铁,则足量A与X在室温下即可完全反应
C.若A为碳单质,则将C通入少量的澄清石灰水中,一定可以观察到有白色沉淀产生
D.工业上,B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂
答案:D
4.几种含硫物质的转化如下图(部分反应条件略去),下列判断不正确的是( )
A.①中,试剂a可以是Fe
B.②中,需要确保NaOH溶液足量
C.③中,将S换为Cl2,氧化产物为Na2SO4
D.③中,生成1 mol Na2S2O3时转移4 mol电子
解析:选D。加热条件下Fe和浓硫酸反应,还原产物是SO2,A正确;NaOH溶液足量,才能确保SO2都变成Na2SO3,B正确;Cl2具有强氧化性,会将Na2SO3氧化成Na2SO4,C正确;由Na2SO3+S===Na2S2O3可知,生成1 mol Na2S2O3时转移2 mol电子,D错误。
5.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
解析:选B。在脱硫过程中Fe2(SO4)3与H2S发生反应:Fe2(SO4)3+H2S===2FeSO4+H2SO4+S↓,A错误;根据得失电子守恒,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,后该物质又反应被消耗,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。
6.含硫矿物是多种化工生产的原料,辉铜矿煅烧时可发生反应:Cu2S+O2 eq \o(=====,\s\up7(煅烧)) 2Cu+SO2。SO2直接排放会造成环境污染,可将其转化,或用石灰乳、H2S等物质进行回收再利用。硫及其化合物的转化具有重要作用,下列说法不正确的是( )
A.石灰乳吸收SO2可生成CaSO3
B.硫黄在过量氧气中燃烧的产物是SO3
C.用SO2水溶液吸收海水中吹出来的溴蒸气生成HBr和H2SO4
D.辉铜矿煅烧时,每消耗1 mol O2,反应共转移6 mol 电子
答案:B
7.部分含硫物质的分类与相应化合价及部分物质间转化关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a是一种有臭鸡蛋气味的气体
B.工业上由b制备e的路线:b eq \o(――→,\s\up7(燃烧)) c eq \o(――→,\s\up15(400~500 ℃),\s\do5(V2O5)) d eq \o(――→,\s\up7(98%的浓硫酸吸收)) e
C.c造成的酸雨雨水在空气中放置一段时间pH会增大
D.f、g正盐的阴离子可以在碱性溶液中共存
答案:C
8.(2025·广西柳州模拟)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如图流程脱除或利用。
下列说法错误的是( )
A.含硫矿物粉碎有利于提高煅烧效率
B.途径Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均有空气参与
C.途径Ⅲ产生的SO3可以用浓硫酸吸收
D.1 mol X最多可以与1 mol NaOH反应
解析:选D。粉碎可增大接触面积加快反应速率,A正确;三步反应均为S被氧化,需要O2,B正确;硫酸工业中浓硫酸吸收SO3形成发烟硫酸,C正确;X水解生成硫酸和甲醇,最多与2 mol NaOH反应,D错误。
9.硫化锂(Li2S)是一种潜在的锂电池的电解质材料,某化学兴趣小组选择下列实验装置制备硫化锂。已知:粗锌中含少量Cu和FeS;Li2S易潮解、易水解,在加热条件下易被氧化。
下列说法错误的是( )
A.装置乙中有黑色沉淀生成,反应的离子方程式为H2S+Cu2+===CuS↓+2H+
B.装置丁硬质玻璃管中发生的反应为Li2SO4+4H2 eq \o(=====,\s\up7(△)) Li2S+4H2O
C.装置戊的作用只有一个:防止空气中的水蒸气进入装置丁而使Li2S水解
D.虽然从装置戊中排出的尾气无毒,但尾气还是需要进行处理
解析:选C。由图可知,装置甲中稀硫酸和粗锌反应制备氢气,制得的氢气中混有硫化氢气体,装置乙中盛有的硫酸铜溶液用于除去硫化氢气体,装置丙中盛有的浓硫酸用于干燥氢气,装置丁中硫酸锂与氢气共热反应制得硫化锂,装置戊中盛有的浓硫酸用于吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入丁中导致硫化锂水解。粗锌中含有的FeS与稀硫酸反应生成硫化氢气体,硫化氢气体与硫酸铜溶液反应生成硫化铜黑色沉淀,A正确;根据装置图可知,装置甲中产生的氢气经过除杂、干燥后进入装置丁与Li2SO4在加热条件下反应生成Li2S和水,B正确;装置戊的作用有两个:一是防止空气中的水蒸气进入装置丁而使Li2S水解,二是防止空气中的氧气进入装置丁而使Li2S氧化,C错误;从装置戊中排出的尾气是氢气,虽然氢气无毒,但易燃,应进行处理,D正确。
10.某同学归纳硫及其化合物的“价态—类别—应用”如图,下列说法错误的是( )
A.a能与f反应生成e,氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2
B.将c的浓溶液与木炭加热反应生成的气体产物通入澄清石灰水中,若溶液变浑浊说明有f生成
C.从f出发制备硫酸的路线为f eq \o(――→,\s\up15(O2),\s\do5(催化剂, △)) h eq \o(――→,\s\up7(H2O)) c
D.利用f酸性氧化物的性质,用生石灰或氨水与f反应可防治酸雨
答案:B
11.硫元素的“价—类”二维图如图所示。下列说法错误的是( )
A.a与c、d、e都有可能反应生成b
B.d溶液久置于空气中会生成e,溶液的pH减小
C.盐g与盐f之间也可能发生氧化还原反应
D.铜与e的浓溶液共热产生的气体通入BaCl2溶液中,无明显现象
答案:C
二、非选择题
12.物质的类别和核心元素化合价是研究物质性质的两个重要维度。硫及其部分化合物的“价—类”二维图如图所示,回答下列问题:
(1)甲的化学式为________;其水溶液在空气中放置容易变浑浊,该反应的化学方程式为____________________________。
(2)通入气体乙可使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明乙具有__________性;实验中可用足量的NaOH溶液吸收气体乙,防止污染空气,该反应的离子方程式为________________________。
(3)某同学在用锌与丙的稀溶液反应制H2时,为了加快反应速度,将丙的稀溶液换成浓溶液,该同学的方案________(填“合理”或“不合理”),理由是___________________。
(4)丁的钠盐在空气中容易变质,检验其是否变质的方法是:取少量样品于试管中,加水溶解,_____________________。
(5)已知酸性条件下K2Cr2O7能被丁还原为Cr3+,24 mL 0.05 mol·L-1的丁溶液与0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液恰好反应,则消耗K2Cr2O7溶液的体积为________mL。
答案:(1)H2S 2H2S+O2===2S↓+2H2O (2)还原 SO2+2OH-===SO eq \o\al(\s\up24(2-),\s\do8(3)) +H2O (3)不合理 浓硫酸具有强氧化性,与Zn反应生成二氧化硫而不是H2 (4)加入过量稀盐酸至无现象,再加入氯化钡溶液,若有白色沉淀生成,则样品已经变质 (5)20
13.(2022·湖南高考)某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O,并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案:
可选用试剂:NaCl晶体、BaS溶液、浓H2SO4、稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸馏水
步骤1.BaCl2·2H2O的制备
按如图所示的装置进行实验,得到BaCl2溶液,经一系列步骤获得BaCl2·2H2O产品。
步骤2.产品中BaCl2·2H2O的含量测定
①称取产品0.500 0 g,用100 mL水溶解,酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的0.100 mol·L-1H2SO4溶液;
③沉淀完全后,60 ℃水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为0.466 0 g。
回答下列问题:
(1)Ⅰ 是制取________气体的装置,在试剂a过量并微热时,发生主要反应的化学方程式为_________________________。
(2)Ⅱ 中b仪器的作用是________________________;
Ⅲ中的试剂应选用__________。
(3)在沉淀过程中,某同学在加入一定量热的H2SO4溶液后,认为沉淀已经完全,判断沉淀已完全的方法是________________________________。
(4)沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液,原因是_______________。
(5)在过滤操作中,下列仪器不需要用到的是_____________(填名称)。
(6)产品中BaCl2·2H2O的质量分数为________(保留三位有效数字)。
解析:(1)根据以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O的反应原理:BaS+2HCl===BaCl2+H2S↑,可知先利用装置 Ⅰ 制备HCl,在浓硫酸过量并微热时,NaCl晶体与浓H2SO4反应生成NaHSO4和HCl。(2)b仪器为球形干燥管,中间体积大,可以有效地防倒吸;H2S气体有毒,会污染空气,用CuSO4溶液吸收H2S反应生成CuS沉淀。(6)BaCl2·2H2O的质量分数为 eq \f((137+71+36) g/mol×\f(0.466 0 g,233 g/mol),0.500 0 g) ×100%=97.6%。
答案:(1)HCl NaCl+H2SO4(浓) eq \o(=====,\s\up7(△)) NaHSO4+HCl↑
(2)防倒吸 CuSO4溶液
(3)取少许上层清液于洁净试管中,加入稀硫酸,没有白色沉淀生成,说明沉淀已经完全
(4)减少Ba2+在水中的溶解,使Ba2+尽可能完全沉淀
(5)锥形瓶
(6)97.6%
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