内容正文:
专题4 硫与环境保护
A 题型聚焦·专项突破
考点一 硫单质的性质(重点)
题型01 硫单质的物理性质及硫的存在形式
题型02 硫单质的化学性质
考点二 二氧化硫的性质及应用(重点)
题型01 SO2的物理性质及用途
题型02 SO2的化学性质
题型03 SO2与CO2的鉴别与除杂
题型04 常见漂白剂的比较
题型05 SO3的性质
题型06 SO2的性质综合探究实验
考点三 硫酸(难点)
题型01 硫酸的工业制备
题型02 浓硫酸的特性
题型03 浓硫酸与稀硫酸的性质比较
题型04 木炭与浓硫酸反应的实验探究
题型05 金属与浓硫酸反应的实验探究
题型06 金属与浓硫酸反应的计算
题型07 硫酸盐及其应用
考点四 含硫物质间的转化(重点)
题型01 含硫化合物之间的相互转化
题型02 硫元素的“价类二维图”
题型03 硫代硫酸钠
题型04 其他含硫化合物
考点五 氧化还原反应方程式的配平 (重点)
题型01 氧化还原反应方程式配平
题型02 氧化还原反应方程式的书写
题型03 氧化还原反应方程式的计算
考点六 防治二氧化硫对环境的污染 (重点)
题型01 自然界中的硫循环
题型02 酸雨的形成及其防治
题型03 二氧化硫的处理回收
题型04 空气质量评价
题型05 大气污染的防治
B 综合攻坚·知能拔高
A 题型聚焦·专项突破
考点一 硫单质的性质(重点)
◆题型01 硫单质的物理性质及硫的存在形式
1.(2024高三·江苏·专题练习)下列说法错误的是
A.试管内壁上附着的硫黄可用热的碱液清洗
B.硫黄易溶于CS2,所以可用CS2溶解试管内壁的硫
C.硫磺为黄色固体
D.硫磺易溶于水
【答案】D
【解析】A.硫黄可以与热的碱液反应,生成可溶性的硫化钠和亚硫酸钠,,A正确;
B.硫磺即单质S,CS2是非极性溶剂,所以易溶,B正确;
C.硫磺为黄色固体,难溶于水,C正确;
D.硫磺为黄色固体,难溶于水,微溶于酒精,,D错误;
故选D。
2.人类的文明历程与自然环境的变化密切相关。自然界中,陆地、海洋、大气中的硫元素和氮元素,通过各种循环建立起生态平衡。硫是重要的非金属元素,下列关于硫单质的说法中正确的是
A.自然界中不存在游离态的硫 B.硫的化学性质不活泼
C.硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳 D.硫和铁加热时反应生成红色固体
【答案】C
【解析】A.火山口附近存在游离态的硫,故A错误;
B.硫在自然界中主要以化合态存在,能与氧气等物质发生反应,化学性质较活泼,故B错误;
C.硫为非极性分子,难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,故C正确;
D.硫和铁加热时生成黑色的FeS,故D错误;
故答案为C。
3.硫是一种重要的非金属,位于元素周期表中第三周期第ⅥA族。下列说法中正确的是
A.硫在空气中燃烧有SO3生成 B.硫为白色晶体
C.S 与 Cu 反应生成 CuS D.硫是一种难溶于水晶体
【答案】D
【解析】A.硫在空气中燃烧生成的是SO2,故A错误;
B.硫是浅黄色固体粉末,不是白色的,故B错误;
C.硫的氧化性不强,所以与铜反应生成的是硫化亚铜,C错误;
D.硫是一种难溶于水的晶体,微溶于酒精,易溶于CS2,D正确;
故选D。
◆题型02 硫单质的化学性质
4.(2024高三·江苏·专题练习)下列说法正确的是
A.硫在自然界中仅以化合态存在
B.硫与铁反应生成硫化亚铁
C.硫与汞反应生成硫化亚汞,体现了硫的弱氧化性
D.硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫,在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫
【答案】B
【解析】A.在火山口附近有硫单质存在,所以硫在自然界中存在游离态,A错误;
B.S具有较弱的氧化性,S与Fe反应生成硫化亚铁,B正确;
C.硫与汞反应生成硫化汞,汞元素为+2价,说明硫具有氧化性,C错误;
D.硫与氧气反应生成二氧化硫,所以硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中燃烧的产物也是二氧化硫,D错误;
故选B。
5.(21-22高一下·江苏无锡·期中)下列关于硫的说法不正确的是
A.试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去
B.硫不溶于水,微溶于酒精
C.单质硫既有氧化性,又有还原性
D.硫在过量纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
【答案】D
【解析】A.硫易溶于二硫化碳,因此可用二硫化碳溶解除去试管内壁附着的硫,A正确;
B.单质硫不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,B正确;
C.单质硫既可被氧化到+4价、+6价,也可被还原到-2价,因此单质硫既有氧化性,又有还原性,C正确;
D.硫燃烧时只能生成SO2,SO3可由SO2催化氧化制取,D错误;
答案选D。
6.(21-22高三上·江苏连云港·期中)古典文献《抱朴子》里记载“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”。关于该记载下列说法正确的是
A.水银泄漏可撒硫磺粉覆盖 B.丹砂中Hg的化合价为+1
C.两个反应中硫元素都被还原 D.两个反应互为可逆反应
【答案】A
【解析】A.易挥发的汞常温下能与硫反应生成硫化汞,则水银泄漏可撒硫磺粉覆盖,使汞转化为硫化汞,防止汞挥发污染空气,故A正确;
B.由化合价代数和为0可知,硫化汞中汞元素的化合价为+2价,故B错误;
C.丹砂烧之成水银时,硫化汞受热分解生成汞和硫,反应中硫元素化合价升高被氧化,故C错误;
D.由题意可知,两个反应不是在相同条件下同时进行的反应,不互为可逆反应,故D错误;
故选A。
考点二 二氧化硫的性质及应用(重点)
◆题型01 SO2的物理性质及用途
7.(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)下列有关二氧化硫的说法正确的是
A.易溶于水 B.密度比空气小 C.无色、无味 D.无毒
【答案】A
【解析】A. 二氧化硫在水中的溶解度为1:40,易溶于水,A正确;
B. 气体密度之比等于其相对分子质量之比。二氧化硫的相对分子质量为64,大于空气的29,二氧化硫的密度比空气大,B错误;
C. 二氧化硫是无色有刺激性气味的气体,C错误;
D. 二氧化硫有毒,会污染环境,D错误;
故选A。
8.(23-24高一下·江苏扬州·期末)下列有关二氧化硫的说法错误的是
A.能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明具有漂白性
B.是一种无色刺激性气味且易溶于水的气体
C.食品中适量添加可以起到漂白、杀菌、抗氧化的作用
D.会引起酸雨的产生
【答案】A
【解析】A.二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色,高锰酸钾被还原,二氧化硫做还原剂,体现还原性,故A错误;
B.是有刺激性气味的有毒气体,易溶于水且能与水反应,故B正确;
C.二氧化硫能杀菌消毒、漂白,可按照食品添加剂使用标准用作食品的添加剂,起到漂白、杀菌、抗氧化的作用,故C正确;
D.溶于水反应生成亚硫酸,被空气氧化生成硫酸,会引起硫酸型酸雨的产生,故D正确;
选A。
◆题型02 SO2的化学性质
9.(24-25高一上·江苏·阶段练习)在探究新制水溶液性质的实验中,下列描述不正确的是
A.水溶液可使石蕊试液先变红后褪色
B.少量可用于葡萄酒中作抗氧化剂
C.水溶液中通入体,产生淡黄色沉淀
D.水溶液中滴加溶液,再滴加过氧化氢溶液,产生白色沉淀
【答案】A
【解析】A.溶液呈酸性可使石蕊试液变红,但不褪色,A错误;
B.二氧化硫是还原剂,在葡萄酒中添加微量作抗氧化剂,B正确;
C.将水溶液中通入气体,发生氧化还原反应生成淡黄色沉淀S和水,C正确;
D.具有还原性、过氧化氢具有氧化性,两者反应生成硫酸根,在溶液中反应生成白色沉淀,D正确;
故选A。
10.(24-25高一上·江苏连云港·期末)实验室进行制备并验证性质的实验,下列相关原理、装置及操作正确的是
A.用装置甲制取 B.用装置乙验证漂白性
C.用装置丙收集 D.用装置丁吸收尾气
【答案】D
【解析】A.铜与浓硫酸反应生成二氧化硫需要加热,A错误;
B.SO2可以漂白品红溶液,不能漂白酸碱指示剂,SO2通入紫色石蕊试液中溶液变红色,B错误;
C.SO2的密度大于空气,排空气法收集SO2时应该从长导管进入,C错误;
D.SO2与NaOH溶液反应,可以用NaOH溶液吸收SO2,并用倒置的漏斗防止倒吸,D正确;
答案选D。
11.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)利用下图中的实验装置,可以达到实验目的的是
实验操作
实验目的
A.该改进装置可用于性质的探究实验
B.收集并验证其有漂白性
实验操作
实验目的
C.测新制氯水的
D.干燥
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.铜丝与浓硫酸加热反应生成,该装置没有加热装置,铜与浓硫酸不反应,A错误;
B.密度比空气大,用长进短出进行收集,且酸性KMnO4溶液褪色体现的是的还原性,不是漂白性,B错误;
C.新制氯水含HClO,有漂白性,会漂白pH试纸,不能用pH试纸测新制氯水的pH,C错误;
D.浓硫酸具有吸水性,且与不反应,用浓硫酸干燥时,气流方向为长进短出,D正确;
故选D。
◆题型03 SO2与CO2的鉴别与除杂
12.下列方法中,不能鉴别SO₂和CO₂的是
A.氯水 B.通入品红溶液
C.通入澄清石灰水 D.通入酸性高锰酸钾溶液
【答案】C
【解析】A.二氧化硫具有还原性,能与氯水发生氧化还原反应而使其褪色,二氧化碳不能与氯水反应,两者现象不同,能鉴别SO2和CO2,A不符合题意;
B.二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,而二氧化碳不能使品红溶液褪色,两者现象不同,能鉴别SO2和CO2,B不符合题意;
C.SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊,两者现象相同,不能鉴别,C符合题意;
D.二氧化硫具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使其褪色,而二氧化碳不能与酸性高锰酸钾溶液反应,两者现象不同,能鉴别SO2和CO2,D不符合题意;
故选C。
13.我国的煤炭中常含硫的杂质,煤燃烧后产生的中常混有,若要除去中混有的少量气体,应使用下列哪种溶液
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.饱和溶液
【答案】D
【解析】A.饱和溶液与二氧化碳和二氧化硫均反应,不能除去气体中少量的,A错误;
B.溶液与二氧化碳和二氧化硫均反应,不能除去气体中少量的,B错误;
C.溶液与二氧化碳和二氧化硫均反应,不能除去气体中少量的,C错误;
D.饱和溶液吸收二氧化硫生成二氧化碳,可以除去气体中少量的,D正确;
故选:D。
14.(22-23高一下·江苏南通·期中)和在生产、生活和科学研究中有着广泛的应用。葡萄酒中添加适量的二氧化硫可以起到抗氧化等作用。工业上常用接触法制备硫酸,过程如下:将硫黄或其他含硫矿物在沸腾炉中与氧气反应生成;在催化作用下与空气中的在接触室中发生可逆反应:;生成的在吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收。同学们在实验室用下图装置验证木炭与浓硫酸反应中生成的气体成分,下列有关说法正确的是
A.①中品红褪色证明有氧化性
B.②中的试剂X应该是浓硫酸
C.③中的试剂Y应该是NaOH溶液
D.②中颜色变浅,但不消失,即可由③验证
【答案】D
【解析】A.①中品红褪色证明有漂白性,故A错误;
B.②主要目的是除掉二氧化硫,因此试剂X应该是酸性高锰酸钾溶液,故B错误;
C.③主要目的是验证有二氧化碳生成,因此试剂Y应该是澄清石灰水溶液,故C错误;
D.②中颜色变浅,但不消失,说明气体中没有二氧化硫,能使澄清石灰水变浑浊,即可由③验证,故D正确。
综上所述,答案为D。
15.下列溶液或用品,不能区别SO2和CO2气体的是
①澄清石灰水;②H2S溶液;③酸性KMnO4溶液;④溴水;⑤湿润的蓝色石蕊试纸
A.①⑤ B.②③ C.②④ D.④⑤
【答案】A
【解析】①SO2和CO2都属于酸性氧化物,与澄清石灰水反应分别生成CaSO3和CaCO3白色沉淀,故不能使用澄清石灰水区别;
②SO2具有氧化性,能将H2S氧化生成单质硫(有淡黄色沉淀生成),CO2没有这样的性质,故可以使用H2S溶液区别;
③SO2具有还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色,CO2没有还原性,不能使酸性KMnO4溶液褪色,故可以使用酸性KMnO4溶液区别;
④SO2具有还原性,能和溴发生氧化还原反应使溴水溶液褪色,CO2没有还原性,不能使溴水溶液褪色,故可以使用溴水溶液区别;
⑤SO2和CO2都属于酸性氧化物,均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,故不能使用湿润的蓝色石蕊试纸区别;
故选A。
◆题型04 常见漂白剂的比较
16.(2024·江苏镇江·模拟预测)探究和比较和氯水漂白性的实验装置如图所示,下列装置或操作不能实现目的是
A.装置甲制备并验证其漂白性
B.装置乙吸收过量的和
C.装置丙中分液漏斗盛装制备
D.分别加热两试管中已褪色的品红溶液,验证与氯水的漂白原理
【答案】C
【分析】装置甲生成的二氧化硫气体通过品红溶液,二氧化硫具有漂白性,可以使品红溶液褪色,褪色后的溶液加热时又恢复原来的红色;氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性,因而氯气通入品红溶液中也能使品红褪色,次氯酸的漂白不可逆,加热时,不能恢复红色,剩余二氧化硫和氯气通过装置乙吸收,防止污染空气,以此解答该题。
【解析】A.装置甲中浓硫酸和亚硫酸钠反应可制备SO2,SO2具有漂白性,可以使品红溶液褪色,A正确;
B.装置乙中的NaOH溶液,可以与SO2和Cl2反应,可以用于吸收过量的SO2和Cl2,B正确;
C.实验室制备Cl2是在加热条件下MnO2和浓盐酸反应,即分液漏斗中盛装浓盐酸,C错误;
D.二氧化硫具有漂白性,可以使品红溶液褪色,褪色后的溶液加热时又恢复原来的红色;氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性,因而氯气通入品红溶液中也能使品红褪色,次氯酸的漂白不可逆,加热时,不能恢复红色,D正确;
故答案选C。
17.(2024高三·江苏·专题练习)下列说法正确的是
A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液褪色
B.能使品红溶液褪色的一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理不相同
D.SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好
【答案】C
【解析】A.SO2使酸性KMnO4褪色是体现还原性,不能使石蕊褪色,A错误;
B.使品红溶液褪色的可能是Cl2,SO2,O3等,B错误;
C.四种物质的漂白原理不相同,SO2为强结合能力、漂白粉和过氧化钠为强氧化性,活性炭为吸附,C正确;
D.因发生反应SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl失去漂白作用,D错误;
答案选C。
18.某化学实验小组的同学为探究和比较SO2和氯水的漂白性,设计了如下的实验装置。
(1)实验室用装置A制备SO2。某同学在实验时发现打开A的分液漏斗活塞后,漏斗中液体未流下,你认为原因可能是__________________。
(2)实验室用装置E制备Cl2,其反应的化学方程式为__________________________;若有8mol的HCl参加反应,则转移的电子总数为________。
(3)该装置中氢氧化钠溶液的作用是___________________。
(4)通气后B、D两个试管中的现象______________。停止通气后,再给B、D两个试管分别加热,两个试管中的现象分别为B:________,D:________。
(5)另一个实验小组的同学认为SO2和氯水都有漂白性,二者混合后的漂白性肯定会更强。他们将制得的SO2和Cl2按1:1同时通入到品红溶液中,结果发现褪色效果并不像想象的那样。请你分析该现象的原因(用化学方程式表示)____________________。
【答案】(1)分液漏斗活塞未打开
(2)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑ 4NA
(3)尾气处理
(4)褪色 变为红色 无变化
(5)SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4
【解析】装置A生成的二氧化硫气体通过装置B中的品红溶液,二氧化硫具有漂白性,可以使溶液褪色,褪色后的溶液加热时又恢复原来的红色。氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性,因而氯气通入品红溶液中也能使品红褪色,次氯酸的漂白不可逆,加热时,不能恢复红色,剩余二氧化硫和氯气通过装置C吸收,防止污染空气,据此判断。
(1)塞子没有取下来,打开活塞时,空气无法进入分液漏斗内部,造成分液漏斗内的压强小于大气压强,液体无法流出;
(2)实验室制备氯气的反应方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑,反应中每有4mol HCl参与反应,被氧化的氯化氢是2 mol,2 mol HCl被氧化电子转移为2 mol,若有8mol的HCl参加反应,则转移的电子总数为4NA;
(3)二氧化硫和氯气均是有毒气体,需要尾气处理,所以装置中氢氧化钠溶液的作用是尾气处理,防止污染空气;
(4)SO2具有漂白性,二氧化硫通入品红溶液中,品红褪色;SO2的漂白具有可逆性,褪色后的溶液加热时又恢复原来的红色。氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性,因而氯气通入品红溶液中也能使品红褪色,次氯酸的漂白不可逆,加热时,不能恢复红色;
(5)氯气具有较强的氧化性,二氧化硫具有较强的还原性,在水溶液中两者1:1发生反应SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,生成物都无漂白性,因而SO2和Cl2按1:1同时通入到品红溶液时,品红溶液并不褪色。
◆题型05 SO3的性质
19.(25-26高一上·江苏苏州·阶段练习)下列说法正确的是
A.的电离方程式是
B.液态氯化氢、固体氯化钠均不导电,故、均不属于电解质
C.虽然难溶于水,水溶液导电性差,但它却是电解质
D.溶于水后得到的溶液能导电,故是电解质
【答案】C
【解析】A.NaHCO3是强电解质,其电离方程式应为,A错误;
B.液态HCl和固体NaCl虽不导电,但HCl溶于水可导电、NaCl溶于水、在熔融态均可导电,二者均为电解质,B错误;
C.BaSO4虽难溶,但溶于水的部分完全离解为Ba2+和SO,符合电解质定义,C正确;
D.SO3溶于水生成H2SO4导电,但SO3本身未离解,导电性来自反应产物,故SO3不是电解质,D错误;
故选C。
20.下列有关三氧化硫的说法中正确的是
A.SO3可与碱反应,但不与碱性氧化物反应 B.SO3属于酸性氧化物
C.硫在过量的氧气中燃烧可以生成SO3 D.溶于水能导电,故属于电解质
【答案】B
【解析】A.SO3可与碱性氧化物反应,如SO3与CaO反应生成CaSO4,故A错误;
B.SO3能与碱反应生成硫酸盐和水,SO3属于酸性氧化物,故B正确;
C.硫燃烧无论氧气是否过量均生成SO2,故C错误;
D.SO3溶于水导电是因SO3与水反应生成H2SO4,硫酸是电解质,SO3本身不能电离,SO3属于非电解质,故D错误;
选B。
21.下列有关三氧化硫的说法中正确的是
A.SO3属于酸性氧化物
B.硫在过量的氧气中燃烧可以生成 SO3
C.SO3可与碱反应,但不与碱性氧化物反应
D.溶于水能导电,故属于电解质
【答案】A
【解析】A.酸性氧化物指能与碱反应生成盐和水的氧化物,SO3与碱反应生成硫酸盐和水,属于酸性氧化物,A正确;
B.硫在氧气中燃烧只能生成SO2,生成SO3需在催化剂和特定条件下进行,与氧气是否过量无关,B错误;
C.SO3可与碱性氧化物(如CaO)反应生成盐(如CaSO4),因此“不与碱性氧化物反应”的说法错误,C错误;
D.SO3溶于水导电是因与水反应生成H2SO4,H2SO4是电解质,而SO3本身未直接离解,属于非电解质,D错误;
故选A。
◆题型06 SO2的性质综合探究实验
22.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)实验室用如图装置验证浓硫酸与二氧化硫的有关性质,下列说法正确的是
A.品红溶液褪色且微热后恢复红色说明浓硫酸有氧化性
B.氯水褪色说明二氧化硫有漂白性
C.溶液中生成黄色沉淀说明二氧化硫有还原性
D.实验后将E溶液在空气中蒸发结晶得到亚硫酸铵固体
【答案】A
【分析】A中浓硫酸和铜在加热条件下反应生成SO2,B中品红褪色,证明二氧化硫具有漂白性;C中氯水具有强氧化性,能够氧化二氧化硫,则C中氯水褪色;二氧化硫和硫化氢能发生归中反应得到硫,则D中氢硫酸溶液变浑浊;E中氨水用于吸收二氧化硫,防止污染环境、其中倒置的漏斗可以防倒吸,以此解答该题。
【解析】A.品红溶液褪色且微热后恢复红色,说明A中产生二氧化硫、二氧化硫有漂白性,则铜片和浓硫酸加热反应生成二氧化硫,硫元素化合价降低,则浓硫酸有氧化性, A正确;
B.氯水具有强氧化性,其褪色说明二氧化硫有还原性,B错误;
C.H2S 溶液中生成黄色沉淀即硫单质,说明SO2与H2S发生归中反应,SO2中硫元素化合价降低,则二氧化硫有氧化性,C错误;
D.E装置为尾气处理装置,即吸收多余的SO2,SO2与氨水反应生成亚硫酸铵,亚硫酸盐具有强还原性,容易被空气中的氧气氧化为硫酸盐,则实验后将E溶液蒸发结晶得不到亚硫酸铵固体,D错误;
故答案选A。
23.(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)如图所示为实验室制取SO2并验证SO2的某些性质的装置,下列说法不正确的是
A.①中的实验现象为溶液变红,此实验证明SO2是酸性气体
B.②中的实验现象是品红溶液褪色,证明SO2有漂白性
C.④中的实验现象是碘水褪色,证明SO2有氧化性
D.⑤的作用是吸收尾气,离子方程式为
【答案】C
【分析】实验室制SO2并验证SO2某些性质,⑥中硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,①中二氧化硫与水反应生成亚硫酸,遇石蕊变红;②中品红溶液褪色;③中二氧化硫与硫化氢发生氧化还原反应生成单质S;④中二氧化硫与碘单质发生氧化还原反应而使溶液褪色;⑤为尾气处理装置,二氧化硫与NaOH反应可防止二氧化硫排放在环境中;
【解析】A.①中为紫色石蕊试液,二氧化硫溶于水和水反应生成亚硫酸,亚硫酸为弱酸,可以使紫色石蕊试液变红,证明SO2是酸性气体,A正确;
B.二氧化硫与品红化合生成无色物质,能使品红溶液褪色,故二氧化硫具有漂白性,B正确;
C.两者发生氧化还原反应,溶液褪色,该反应中二氧化硫中硫化合价升高,为还原剂,具有还原性,C错误;
D.氢氧化钠溶液吸收二氧化硫生成亚硫酸钠,反应为,D正确;
故选C。
24.(24-25高一上·江苏盐城·期末)SO2在生活、生产中有重要用途,使用不当会造成环境污染。
(1)某同学利用如图所示装置研究二氧化硫的性质。
①向仪器a中滴加浓硫酸之前,需先通入一段时间N2,此操作的目的是 。
②实验时,装置B中没有明显变化。实验结束后取下装置B,向其中滴加适量氨水,生成的白色沉淀为 (填化学式)。
③装置C中出现淡黄色浑浊,说明二氧化硫具有 性。
④装置D的作用是 。
(2)某兴趣小组用如图所示装置模拟空气中二氧化硫含量的测定。当注入标准状况下空气时,酸性溶液恰好褪色,停止实验。已知:。该空气中二氧化硫的体积分数为 (用含V代数式表示)。
(3)某化工厂用如图所示工艺流程除去燃煤产生的SO2。
①过程I发生的反应为4FeSO4 + 2H2SO4 + O2= 2Fe2(SO4)3 + 2H2O,每消耗标况下11.2LO2转移的电子数目为 。
②过程Ⅱ发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1) 排除空气的干扰 BaSO3 氧化 吸收未反应的二氧化硫,防止污染空气
(2)或其他合理形式
(3) 2NA Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4
【分析】浓硫酸和亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,二氧化硫通入氯化钡溶液中无现象;通入氢硫酸中,溶液出现浑浊;与氢氧化钠溶液反应被吸收,防止污染环境。
【解析】(1)①装置中含有空气,空气中氧气能与生成的气体一同进入装置B而将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子而干扰实验,向仪器A中滴加浓硫酸之前,需先通入一段时间N2,此操作的目的是排除空气的干扰;
②实验结束后取下装置B,向其中滴加适量氨水,氯化钡、二氧化硫、氨水反应生成亚硫酸钡沉淀和氯化铵,生成的白色沉淀为BaSO3;
③装置C中出现淡黄色浑浊,发生反应H2S+SO2=3S↓+2H2O,说明二氧化硫具有氧化性;
④二氧化硫直接排放到空气中会造成污染,氢氧化钠能吸收二氧化硫,装置D中氢氧化钠溶液的作用是吸收未反应的二氧化硫,防止污染空气;
(2)根据5SO2+2H2O+2KMnO4=2H2SO4+2MnSO4+K2SO4,n(SO2)=n(KMnO4)=,该空气中二氧化硫的体积分数为;
(3)①n(O2)= =0.5mol,每个O2转移4个电子,因此转移的电子数目为0.5NA×4=2NA;
②过程Ⅱ是硫酸铁和二氧化硫反应生成硫酸亚铁和硫酸,发生反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4。
考点三 硫酸(难点)
◆题型01 硫酸的工业制备
25.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A.HCl制备:NaCl溶液H2和Cl2HCl
B.工业尾气中的SO2处理:
C.纯碱工业:NaCl溶液NaHCO3Na2CO3
D.硫酸工业:FeS2SO2H2SO4
【答案】A
【解析】A.氯化钠溶液电解生成氢氧化钠、氯气和氢气,氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,则氯化氢制备过程涉及的物质转化均可实现,故A正确;
B.亚硫酸的酸性弱于盐酸,二氧化硫不能与氯化钙溶液反应,则工业尾气中的二氧化硫处理过程涉及的物质转化不能实现,故B错误;
C.碳酸的酸性弱于盐酸,二氧化碳不能与氯化钠溶液反应,则纯碱工业涉及的物质转化不能实现,故C错误;
D.二氧化硫与水反应生成亚硫酸,不能生成硫酸,则硫酸工业涉及的物质转化不能实现,故D错误;
故选A。
26.(23-24高一下·江苏无锡·期中)硫酸是当今世界上最重要的化工产品之一,目前工业制备硫酸主要采用以硫铁矿为原料。硫酸工业、金属冶炼产生的尾气中含有,需经回收利用处理才能排放到空气中。下列有关化学反应表示不正确的是
A.煅烧硫铁矿获得:
B.接触室中被氧化:
C.用少量氨水吸收尾气中的:
D.与溶液反应的离子方程式:
【答案】C
【解析】A.煅烧硫铁矿获得SO2,反应的化学方程式为:,故A正确;
B.接触室中SO2被氧化生成三氧化硫,反应的化学方程式为:,故B正确;
C.用少量氨水吸收尾气中的SO2反应生成亚硫酸氢铵,反应的离子方程式为:SO2+NH3•H2O=+,故C错误;
D.SO2与FeCl3溶液反应生成硫酸、氯化亚铁和盐酸,反应的离子方程式为:,故D正确。
答案选C。
27.(24-25高一上·江苏徐州·期末)工业上以硫铁矿为原料生产硫酸的流程图如下所示:
下列说法不正确的是
A.粉碎硫铁矿可增大硫铁矿与空气的接触面积
B.沸腾炉中发生反应:
C.接触室内每消耗生成
D.吸收塔中为提高吸收效率,物质为水
【答案】CD
【解析】A.粉碎硫铁矿可增大接触面积,加快反应速率,A正确;
B.硫铁矿主要成分为FeS2,沸腾炉中FeS2与氧气在高温条件下生成氧化铁和二氧化硫,反应的方程式为,B正确;
C.该条件下无法确定Vm的值,不能确定的物质的量,进而无法计算生成SO3的质量,C错误;
D.吸收塔中为提高吸收效率,物质X为98.3%的浓硫酸用于吸收生成的硫酸,D错误;
故答案选CD。
◆题型02 浓硫酸的特性
28.(23-24高二上·江苏徐州·期中)下列关于浓硫酸的说法不正确的是
A.浓硫酸具有吸水性,常做干燥剂 B.浓硫酸具有脱水性,能使纸张变黑
C.常温下浓硫酸不能和铁反应 D.浓硫酸沸点高,难挥发
【答案】C
【解析】A.浓硫酸具有吸水性,常被用作干燥剂,A正确;
B.浓硫酸具有脱水性,能使纸张脱水碳化变黑,B正确;
C.常温下铁遇到浓硫酸发生钝化,表面的铁与浓硫酸发生了反应生成了致密的氧化膜,C错误;
D.浓硫酸沸点较高,难以挥发,D正确;
故答案选C。
29.(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气等气体。作为干燥剂是利用浓硫酸的
A.强氧化性 B.脱水性 C.酸性 D.吸水性
【答案】D
【解析】浓硫酸是常见的液体干燥剂,其原因就是因为浓硫酸具有较强的吸水性,故选D。
30.(23-24高一下·江苏无锡·期末)下列事实与浓硫酸的性质对应关系正确的是
A.浓硫酸可用来干燥某些气体:吸水性 B.敞口久置的浓硫酸质量增大:挥发性
C.浓硫酸在加热时能与铜反应:脱水性 D.纸上用浓硫酸书写的字变黑:氧化性
【答案】A
【解析】A.浓硫酸具有吸水性,可用来干燥某些气体,A正确;
B.敞口久置的浓硫酸质量增大:吸水性,B错误;
C.浓硫酸在加热时能与铜反应:强氧化性,C错误;
D.纸上用浓硫酸书写的字变黑:脱水性,D错误;
故选A。
31. (24-25高二下·江苏南京·期末)下列说法正确的是
A.将浓硫酸滴到蔗糖表面,固体变黑膨胀,有刺激性气体产生,浓硫酸有脱水性和强氧化性
B.验证浓硫酸有氧化性:将质量分数为70%的浓硫酸与混合,生成的气体通入品红溶液中,观察现象
C.向Cu和浓硫酸反应后的溶液加入水,观察溶液颜色,验证是否生成
D.将浓硫酸和灼热木炭反应产生的气体依次通过品红溶液、饱和溶液、澄清石灰水,观察现象,探究浓硫酸和木炭反应产生和气体
【答案】A
【解析】A.浓硫酸使蔗糖脱水碳化体现浓硫酸的脱水性,生成的碳与浓硫酸进一步反应生成SO2体现浓硫酸的强氧化性,现象与性质对应,A正确;
B.70%硫酸浓度较低,与Na2SO3反应生成SO2是酸性条件下的复分解反应,不是浓硫酸的强氧化性体现,B错误;
C.加水可溶解CuSO4显蓝色,反应后还存在剩余的浓硫酸,直接加水存在暴沸风险,正确的操作是将反应后的溶液加入水中,C错误;
D.SO2与NaHCO3反应生成CO2,导致澄清石灰水变浑浊无法区分CO2来源,实验设计存在干扰,D错误;
故选A。
◆题型03 浓硫酸与稀硫酸的性质比较
32.向浓盐酸中加入浓硫酸会产生大量白雾,下列关于原因的分析正确的是
①浓硫酸具有脱水性 ②浓硫酸具有吸水性
③浓硫酸具有强氧化性 ④盐酸具有挥发性
⑤盐酸具有还原性 ⑥气态物质的溶解度随温度的升高而降低
A.①③⑥ B.②④⑥ C.③⑤⑥ D.②③④⑤
【答案】B
【解析】浓硫酸具有吸水性,而且浓硫酸的稀释过程是一个放热过程,浓盐酸具有挥发性,挥发出的HCl遇水蒸气形成盐酸小液滴而产生白雾,因此将浓硫酸倒入浓盐酸中,相当于浓硫酸稀释,放出的热量导致混合物温度升高,促进浓盐酸中溶解的氯化氢挥发,挥发出的HCl遇空气中的水蒸气而产生白雾;
故选B。
33.现有两支分别盛有相同体积浓硫酸和稀硫酸的试管,下列方法不能用于鉴别的是
A.观察液体流动性,黏度较小的是稀硫酸
B.用玻璃棒分别蘸取两试剂滴到pH试纸上,试纸变红的是浓硫酸
C.将两试剂分别倒入盛有水的试管,放出大量热的是浓硫酸
D.将两试剂分别滴在蓝色CuSO4·5H2O晶体上,晶体逐渐变为白色粉末的是浓硫酸
【答案】B
【解析】A.浓硫酸黏度较大,稀硫酸流动性更好,观察流动性可鉴别,A正确;
B.浓硫酸具有强脱水性,会使pH试纸炭化变黑,而非变红,稀硫酸则使pH试纸变红,现象错误,B错误;
C.浓硫酸溶于水放出大量热,稀硫酸放热不明显,可通过放热现象鉴别,C正确;
D.浓硫酸吸水性使蓝色晶体脱水变为白色粉末,稀硫酸无法脱水,D正确;
故选B。
34.下列用来鉴别浓硫酸和稀硫酸的操作错误的是
A.分别取10mL溶液,质量大的是浓硫酸,质量小的是稀硫酸
B.观察液体流动性,流动性好的是稀硫酸,油状黏稠的是浓硫酸
C.将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近溶液,产生白烟的是浓硫酸,无白烟的是稀硫酸
D.把晶体投入溶液中,逐渐变为白色粉末的是浓硫酸,晶体溶解的是稀硫酸
【答案】C
【解析】A.硫酸溶液浓度越大,密度越大,故等体积的浓硫酸和稀硫酸相比,浓硫酸的质量大于稀硫酸,A正确;
B.浓硫酸是油状黏稠的液体,流动性不如稀硫酸,流动性好的是稀硫酸,油状黏稠的是浓硫酸,B正确。
C.浓硫酸和稀硫酸均难挥发,将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硫酸或稀硫酸,均不会产生白烟,C错误;
D.浓硫酸吸水性强,能使CuSO4·5H2O脱水为白色粉末;把晶体投入稀硫酸中,晶体溶解,D正确;
故选C。
◆题型04 木炭与浓硫酸反应的实验探究
35.为检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应的产物,某同学设计了如下图所示的实验。下列说法错误的是
A.浓硫酸与木炭反应,浓硫酸作氧化剂 B.无水硫酸铜的作用是检验是否有水生成
C.品红褪色体现了的漂白性 D.澄清石灰水与酸性高锰酸钾溶液可以交换位置
【答案】D
【分析】由实验装置可知,浓硫酸和碳加热生成二氧化碳、二氧化硫,两种气体均使石灰水变浑浊,且从溶液中检验,装置中无水硫酸铜可检验水蒸气,品红可检验二氧化硫,酸性高锰酸钾溶液可除去二氧化硫,石灰水可检验二氧化碳,
【解析】A.浓硫酸和碳加热生成二氧化碳、二氧化硫,硫化合价降低,浓硫酸作氧化剂,A正确;
B.无水硫酸铜遇水变蓝色,作用是检验是否有水生成,B正确;
C.品红褪色体现了的漂白性,能使有色物质褪色,C正确;
D.两种气体均使石灰水变浑浊,澄清石灰水与酸性高锰酸钾溶液交换位置则二氧化硫会干扰二氧化碳的检验,D错误;
故选D。
36.(2023·江苏·模拟预测)实验室用炭与浓硫酸反应并对产生气体的成分进行检验,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是
A.用装置甲进行反应 B.用装置乙检验
C.用装置丙检验 D.用装置丁检验
【答案】D
【解析】A.炭与浓硫酸在加热条件下,在装置甲中发生反应,A正确;
B.检验和均需经过水溶液,带出的水蒸气会影响对反应生成水的检验,所以在发生反应后就检验反应生成的水,B正确;
C.利用的漂白性,用品红溶液检验和混合气体中,C正确;
D.由装置丙导出的气体中仍然混有,而也能与澄清石灰水反应出现浑浊,不能检验炭与浓硫酸反应生成的,D错误;
故答案为D。
37.(23-24高一下·江苏无锡·期末)某同学设计了如下图所示的实验装置检验浓硫酸与木炭反应的部分产物。
(1)浓硫酸与木炭反应的化学方程式为 。
(2)混合气体使品红溶液褪色,说明具有的性质是 。
(3)实验室用足量NaOH溶液吸收尾气的离子方程式为 。
(4)与可发生反应:,可用于测定气体中的含量。将某气体以10 mL/min的速率匀速通过100 mL 0.02 mol/L溶液,当通入气体100 min时溶液恰好完全褪色。若杂质均不参加反应,则原气体中的含量为 g/m3。
【答案】(1)
(2)漂白性
(3)2OH-+SO2=+ H2O
(4)320
【分析】由图示信息可知,木炭和浓硫酸加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,通过品红溶液验证二氧化硫,通过酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫,再通过品红溶液验证二氧化硫是否除净,最后通过澄清石灰水来验证二氧化碳,据此分析回答问题。
【解析】(1)木炭和浓硫酸加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,化学方程式是;
(2)混合气体使品红溶液褪色,说明具有漂白性;
(3)二氧化硫有毒,实验室用足量NaOH溶液吸收尾气,反应的离子方程式为2OH-+SO2=+ H2O;
(4)根据题意建立关系式2~5SO2,100mL0.02mol/L酸性溶液经过100 min恰好褪色,则消耗二氧化硫物质的量为0.005mol,质量为0.005mol×64g∙mol−1=0.32g,总通过气体10 mL/min=1000 mL=1L=0.001 m3,则原气体中的含量==320g/m3。
◆题型05 金属与浓硫酸反应的实验探究
38.(23-24高一上·江苏常州·期末)大量燃放鞭炮会引起空气中等有害气体含量增高,造成大气污染。某兴趣小组欲探究的性质(装置如图),并利用制备抗氧化剂亚硫酸钠。
(1)的制备和性质探究。
①装置中发生反应的化学方程式为 ,该反应体现的浓硫酸的性质是 。
②装置B用于检验的漂白性,其中所盛试剂为 。
③装置中发生反应的实验现象是 。
④装置中发生反应的离子方程式是 。
(2)亚硫酸钠的制备。
已知:水溶液中摩尔分数(摩尔分数即物质的量分数)随的分布如左图所示,的溶解度曲线如右图所示。
①制备溶液:边搅拌边向溶液中通入,测量溶液约为 时停止通入,制得溶液。
②制备固体:边搅拌边向溶液中滴加溶液,测量溶液约为10时,停止滴加溶液,加热浓缩溶液至有大量晶体析出,控制温度在 范围条件下趁热过滤,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装得固体。
(3)的资源化利用。
查阅资料:尾气可用如图的双碱脱硫法处理。写出过程Ⅱ的化学反应方程式 。
【答案】(1) 强氧化性、酸性 品红溶液 产生淡黄色浑浊
(2) 4.5 大于34℃
(3)2Na2SO3+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+4NaOH
【分析】A中铜和浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫,B中品红溶液检验二氧化硫的漂白性,C中H2S溶液检验二氧化硫的氧化性,D收集二氧化硫,E中用氢氧化钠吸收二氧化硫气体。
【解析】(1)①装置中铜和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫、水,发生反应的化学方程式为 ,该反应中硫元素化合价降低生成二氧化硫,同时生成硫酸铜,体现的浓硫酸的性质是强氧化性、酸性。
②二氧化硫能使品红溶液褪色,装置B用于检验的漂白性,其中所盛试剂为品红溶液。
③装置中2H2S+SO2=3S↓+2H2O,发生反应的实验现象是产生淡黄色浑浊。
④装置中氢氧化钠和二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水,发生反应的离子方程式是。
(2)①根据图像,pH≈4.5时的摩尔分数最大,测量溶液约为4.5时停止通入,制得溶液。
②根据的溶解度曲线,温度大于34℃时析出晶体,加热浓缩溶液至有大量晶体析出,控制温度大于34℃趁热过滤,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装得固体。
(3)过程Ⅱ中、Ca(OH)2、O2反应生成硫酸钙、氢氧化钠,反应的化学反应方程式为2Na2SO3+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+4NaOH。
39.(23-24高一上·江苏徐州·期末)硒(Se)是人体必不可少的微量元素,硒单质不溶于水。某实验小组用亚硒酸 (H2SeO3)溶液和SO2反应制备Se,实验装置如图所示:
(1)①装置A中发生反应的化学方程式为 。
②装置B中H2SeO3和SO2的反应为,用单线桥表示该反应的电子转移方向和数目 。
③装置C中的试剂X可以为 (填字母)。
a.NaOH溶液 b.酸性KMnO4溶液 c.澄清石灰水
(2)以过量SO2和Na2CO3溶液为原料还可以制备NaHSO3,制备过程中,需要配制250mL0.500 mol·L-1的Na2CO3溶液。
①制备NaHSO3反应的化学方程式为 。
②配制过程中,除量筒、烧杯、玻璃棒外还需要的玻璃仪器: (填名称)。
③计算,需要称量Na2CO3固体的质量为 g。
④下列操作会引起配制的Na2CO3溶液浓度偏高的是 (填字母)。
a.容量瓶未干燥
b.定容时俯视刻度线
c.向容量瓶中转移时,有少量液体溅出
d.定容后倒置摇匀后再正立时,发现液面低于刻度线
【答案】(1) Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O ab
(2) 2SO2+Na2CO3+H2O=2NaHSO3+CO2 250mL容量瓶、胶头滴管 13.250 b
【分析】用亚硒酸 (H2SeO3)溶液和SO2反应制备Se,装置A用于制取SO2气体,装置B用SO2还原H2SeO3从而制得Se,装置C用于吸收SO2尾气。
【解析】(1)①装置A中,Cu与浓硫酸在加热条件下反应,生成CuSO4、SO2气体等,发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。
②装置B中H2SeO3和SO2的反应为,H2SeO3作氧化剂,SO2作还原剂,转移电子的数目为4e-,则用单线桥表示该反应的电子转移方向和数目。
③装置C用于吸收尾气SO2,SO2为酸性氧化物,且具有还原性,可使用NaOH溶液、酸性KMnO4溶液吸收,但由于澄清石灰水中Ca(OH)2的浓度小,吸收效果差,所以通常不使用澄清石灰水,故试剂X可以为ab。
(2)①用Na2CO3溶液与Na2CO3溶液反应制备NaHSO3时,发生反应的化学方程式为2SO2+Na2CO3+H2O=2NaHSO3+CO2。
②配制过程中,需要在容量瓶内进行定容处理,所以除量筒、烧杯、玻璃棒外还需要的玻璃仪器:250mL容量瓶、胶头滴管。
③计算,需要称量Na2CO3固体的质量为0.25L×0.500 mol·L-1×106g/mol=13.250g。
④a.容量瓶未干燥,对溶质的物质的量和溶液的体积均不产生影响,所以对配制的Na2CO3溶液浓度不产生影响,a不符合题意;
b.定容时俯视刻度线,所配溶液的体积偏小,配制的Na2CO3溶液浓度偏高,b符合题意;
c.向容量瓶中转移时,有少量液体溅出,则所配溶液中溶质的物质的量偏小,配制的Na2CO3溶液浓度偏低,c不符合题意;
d.定容后倒置摇匀后再正立时,发现液面低于刻度线,对所配制的Na2CO3溶液浓度不产生影响,d不符合题意;
故选b。
【点睛】指出所选择的仪器时,一定要标明规格。
40.(22-23高一上·江苏盐城·阶段练习)某实验小组同学欲探究的性质并测定空气中的体积分数。他们设计了如图所示的实验装置,请你参与探究,并回答问题。
方案Ⅰ:
(1)使用倒扣漏斗的作用是 。
(2)写出A装置中发生的反应的化学反应方程式 。
(3)装置D用于检验的 (填“氧化性”或“还原性”)。
(4)装置C中发生的现象是 ,写出该反应的化学方程式 。
方案Ⅱ:
(5)实验中若通入的空气的体积为33.6L(标准状况),最终所得固体质量为0.233g,计算该空气中的体积分数: (写出计算过程)。
【答案】(1)防倒吸
(2)
(3)氧化性
(4) 溴水褪色 Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr
(5)0.067%
【分析】A中铜和浓硫酸加热制取二氧化硫,C中二氧化硫和溴水反应生成生成硫酸和氢溴酸,溴水褪色;D中H2S和SO2反应生成S沉淀;E吸收二氧化硫防止污染。
【解析】(1)二氧化硫和氢氧化钠反应易发生倒吸,使用倒扣漏斗的作用是防倒吸。
(2)A装置中铜和浓硫酸加热发生反应生成硫酸铜、二氧化硫、水,发生的反应的化学反应方程式为
(3)D中H2S和SO2反应生成S沉淀,SO2中S元素化合价降低发生还原反应,SO2作氧化剂,表现氧化性,装置D用于检验的氧化性。
(4)C中二氧化硫和溴水反应生成生成硫酸和氢溴酸,装置C中发生的现象是溴水褪色,该反应的化学方程式Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr。
(5)空气中的二氧化硫被双氧水氧化为硫酸,硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡,所得固体硫酸钡的质量为0.233g,根据S元素守恒,n(SO2)=n(BaSO4)=,实验中若通入的空气的体积为33.6L(标准状况),该空气中的体积分数 。
◆题型06 金属与浓硫酸反应的计算
41.(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)将足量的铜片与100mL18mol·L-1浓硫酸加热充分反应,收集到标准状况下的SO2气体VL,下列对此反应的有关说法中,错误的是
A.该反应体现了浓H2SO4的酸性和强氧化性 B.反应结束后两种反应物均有剩余
C.被还原的硫酸为mol D.产生的气体有二氧化硫和氢气
【答案】D
【解析】A.该反应产生SO2气体,并生成硫酸铜,该反应体现了浓硫酸的酸性和强氧化性,A正确;
B.硫酸浓度变小之后无法与铜反应,反应结束后两种反应物均有剩余,B正确;
C.根据硫守恒,该反应产生的二氧化硫的物质的量,也就是被还原的硫酸为mol,C正确;
D.硫酸不会和铜生成氢气,D错误;
故选D。
42.将一定质量的Zn放入的浓中,充分反应后,Zn完全溶解,共收集到标况下的气体4.48L,且该气体的平均摩尔质量为。在反应后的溶液中,加入适量的NaOH溶液,得到沉淀的最大质量为
A.9.9g B.19.8g C.29.7g D.36.9g
【答案】B
【解析】根据方程式或电子守恒[(浓)和],生成的气体的物质的量和消耗Zn的物质的量相等,标况下,4.48L气体为0.2mol,所以消耗Zn为0.2mol,得到沉淀的最大质量为。
故选B。
43.铜及其化合物应用广泛,回答下列问题:
Ⅰ.目前铜可以采用如下方法制备
(1)“曾青得铁,则化为铜”出自西汉淮南王刘安的《淮南万毕术》,是关于湿法炼铜的最早记录。已知“曾青”为硫酸铜,则该反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比是 。
(2)火法炼铜的原理:Cu2S+O22Cu+SO2.反应中当有12.8gCu生成时,转移的电子数是 NA。
Ⅱ.某化学兴趣小组为研究铜与浓硫酸反应的产物硫酸铜和二氧化硫的部分性质,设计了如图所示装置。
(3)实验开始后,装置甲的试管中Cu与浓硫酸反应的化学方程式为 。
(4)一段时间后,乙试管中的品红溶液褪色,体现了SO2的 性;丙试管中酸性KMnO4溶液褪色,褪色原理是 。
(5)若将乙试管中的品红溶液换为少量澄清石灰水溶液,可观察到溶液变浑浊,发生反应的离子方程式为 。
(6)若实验中用一定质量的铜片和50mL18mol·L-1浓硫酸在加热条件下充分反应,最终铜片与硫酸均有剩余。假定反应前后溶液的体积不变,设剩余硫酸的浓度为amol·L-1;向反应后的溶液中缓慢加入硝酸钾固体,充分搅拌反应(设反应只生成NO),反应结束后的溶液中只含两种溶质。
①铜片与硫酸均有剩余的原因是 。
②反应结束后的溶液中,两种溶质的物质的量之比为 (用含a的式子表示)。
【答案】(1)1:1
(2)0.6
(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O
(4) 漂白 SO2具有还原性,酸性KMnO4溶液具有氧化性,两者发生氧化还原反应或5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4或5SO2+2+2H2O=2Mn2++4H++5
(5)Ca2++2OH-+SO2=CaSO3+H2O
(6) 随着反应进行,硫酸溶液浓度减小,稀硫酸不与铜反应 或或或
【分析】甲中Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫、水;乙中二氧化硫使品红溶液褪色;丙中高锰酸钾被二氧化硫还原,使高锰酸钾溶液褪色;浸有氢氧化钠溶液的棉花吸收二氧化硫,防止污染。
【解析】(1)“曾青得铁,则化为铜”,该反应的方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,铁元素化合价升高发生氧化反应,FeSO4是氧化产物;Cu元素化合价降低发生还原反应,Cu是还原产物,氧化产物和还原产物的物质的量之比是1:1。
(2)Cu2S+O22Cu+SO2.反应,Cu元素化合价由+1降低为0、S元素化合价由-2升高为+4、O元素化合价由0降低为为-2,生成2molCu转移6mol电子,当有12.8gCu生成时,转移的电子数是。
(3)实验开始后,装置甲的试管中Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫、水,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O。
(4)乙试管中的品红溶液褪色,体现了SO2的漂白性;SO2具有还原性,酸性KMnO4溶液具有氧化性,丙试管中两者发生氧化还原反应,使酸性KMnO4溶液褪色,反应方程式为5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4。
(5)若将乙试管中的品红溶液换为少量澄清石灰水溶液,二氧化硫和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀,可观察到溶液变浑浊,发生反应的离子方程式为Ca2++2OH-+SO2=CaSO3+H2O。
(6)①随着反应进行,硫酸溶液浓度减小,稀硫酸不与铜反应,所以铜片与硫酸均有剩余。
②向反应后的溶液中缓慢加入硝酸钾固体,充分搅拌反应(设反应只生成NO),反应结束后的溶液中只含两种溶质,两种溶质为硫酸铜、硫酸钾。铜与浓硫酸发生的化学反应为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O,反应中参加反应的H2SO4的物质的量为(0.9 - 0.05a)mol,该反应生成CuSO4的物质的量为(0.45 - 0.025a)mol;假定反应前后溶液体积不变,剩余的n(H2SO4)=a mol·L-1×0.05 L = 0.05a mol,n(H+)=0.1a mol,加入KNO3后,发生的反应为3Cu+8H++2=3Cu2++2NO+4H2O,因为溶液中只含有两种溶质,说明氢离子完全反应完,因此该反应消耗了mol KNO3,生成了mol CuSO4,实验结束后的溶液中,根据 K 元素守恒,,
,因此。
◆题型07 硫酸盐及其应用
44.下列关于含硫化合物的化学式不正确的是
A.胆矾: B.石膏:
C.亚硫酸:H2SO3 D.重晶石:BaSO4
【答案】A
【解析】A.胆矾是硫酸铜晶体,化学式是CuSO4·5H2O,A错误;
B.石膏是CaSO4晶体,带有2个结晶水,其化学式是:,B正确;
C.亚硫酸是S元素的+4价的含氧酸,化学式是:H2SO3,C正确;
D.重晶石是天然产的硫酸钡,化学式是:BaSO4,D正确;
故合理选项是A。
45.硫酸盐种类繁多,用途广泛。关于部分硫酸盐的叙述错误的是
A.硫酸钙常以石膏形式存在,建筑上用来调节水泥硬化速率
B.硫酸钡以重晶石形式存在,医疗上用作X射线检查的内服试剂
C.无水硫酸铜俗称胆矾,可以与石灰乳混合制作农药——波尔多液
D.芒硝(Na2SO4•10H2O)入药可用于治疗实热积滞、腹满胀痛
【答案】C
【解析】A.硫酸钙的化学式为CaSO4,硫酸钙常以石膏(CaSO4·2H2O)形式存在,建筑上用来调节水泥硬化速率,A正确;
B.硫酸钡以重晶石形式存在,不溶于水和酸,且不容易被X射线透过,因此医疗上用作X射线检查的内服试剂,B正确;
C.无水硫酸铜没有俗称,胆矾是五水硫酸铜的俗称,胆矾可以与石灰乳混合制作农药——波尔多液,C错误;
D.芒硝的化学式为Na2SO4•10H2O,医药上入药可用于治疗实热积滞、腹满胀痛等疾病,D正确;
故选C。
46.唐代炼丹家孤刚子著《黄帝九鼎神丹经诀》中记载“炼石胆(FeSO4·7H2O)取精华法”,即通过煅烧制得绿矾油。绿矾油是一种无色粘稠液体,其稀溶液常用于除铁锈。绿矾油是
A.硫酸铜溶液 B.硫酸 C.硝酸 D.氢氧化铜胶体
【答案】B
【分析】根据题意可知“绿矾油”是一种无色粘稠液体,其稀溶液常用于除铁锈,说明其含有氢离子,据此结合各选项进行分析解答。
【解析】A.“绿矾油”是一种无色粘稠液体,而CuSO4是固体,A错误;
B.浓H2SO4是一种无色粘稠液体,其稀溶液常用于除铁锈,B正确;
C.硝酸的稀溶液也不用于除铁锈,且绿矾中不含氮元素,C错误;
D.氢氧化铜胶体不是无色液体,且不用于除铁锈,D错误;
故答案为:B。
47.下列关于硫酸盐说法错误的是
A.美术教室里的各种塑像,主要是用硫酸钙制作完成的
B.照消化系统X射线检查前,服用的“钡餐”中含有硫酸钡
C.检验无水酒精中是否真的没有水,常用胆矾晶体
D.船员打上的黄河水比较浑浊,常加明矾使杂质沉降
【答案】C
【解析】A.硫酸钙(熟石膏)常用于制作塑像,因其与水混合后硬化成型,A正确;
B.硫酸钡不溶于胃酸,用于钡餐造影检查,B正确;
C.检验水分需用无水硫酸铜(白色),遇水变蓝;胆矾(CuSO4·5H2O)本身为蓝色,无法检测水,C错误;
D.明矾水解生成Al(OH)3胶体,吸附悬浮物沉降,从而能够净水,D正确;
故选C。
考点四 含硫物质间的转化(重点)
◆题型01 含硫化合物之间的相互转化
48.(21-22高一上·江苏泰州·期末)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使蔗糖变黑主要体现了X的吸水性
B.若A为单质铁,则足量A与X在室温下即可完全反应
C.若A为单质碳,则将C通入少量澄清石灰水中,一定可以观察到白色沉淀产生
D.工业上,B转化为D的反应条件为加热、常压、催化剂
【答案】D
【分析】X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑,则X为硫酸,D和水反应生成硫酸,则D是三氧化硫,B和氧气反应生成三氧化硫,则B是二氧化硫。
【解析】由分析可知,X为硫酸、B为二氧化硫、D为三氧化硫;
A.浓硫酸使蔗糖变黑的现象主要体现了浓硫酸的脱水性,故A错误;
B.若A为铁,常温下,铁与浓硫酸反应生成致密的氧化物保护膜,发生钝化现象,所以铁不能完全溶解,故B错误;
C.若A为碳单质,浓硫酸和碳在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,故C为二氧化碳,二氧化碳与少量的澄清石灰水生成可溶性的碳酸氢钙,故C错误;
D.工业上,二氧化硫转化为三氧化硫的反应条件为400~500℃、常压、使用催化剂,故D正确;
故选:D。
49.(23-24高一下·江苏南京·开学考试)下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A.
B.稀溶液
C.
D.
【答案】C
【解析】A.硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,二氧化硫在催化剂作用下可以与氧气反应生成三氧化硫,故A错误;
B.铜单质与稀硫酸不反应,故B错误;
C.二氧化硫为酸性氧化物,与水反应产生亚硫酸,亚硫酸被氧化后产生硫酸,故C正确;
D.三氧化二铁不能与水反应产生相应价态的碱,故D错误;
故答案选C。
50.(23-24高一上·江苏盐城·期末)将转化为的工艺流程如图,下列说法正确的是
A.通入空气的目的是将完全吹出 B.反应时应将粉碎
C.固体产物A是 D.“高温”时只发生分解反应
【答案】B
【分析】在高温下,CaCO3、SO2和含有O2的空气混合充分反应可得到CaSO4和CO2,A即为CaSO4,再加入碳酸钾进行沉淀转化,可得硫酸钾溶液,进一步得硫酸钾晶体。
【解析】A.通入空气的目的是提供氧化剂O2,将CaSO3氧化为CaSO4,A项错误;
B.为提高反应的接触面积,加快反应速率,反应时应将CaCO3粉碎,B项正确;
C.氧气有强氧化性,可将+4价S氧化为+6价,得到稳定的硫酸盐,根据化学反应的本质和原子守恒可知混合物高温下生成了CO2和CaSO4,即固体产物A是CaSO4,C项错误;
D.在高温下,CaCO3、SO2和含有O2的空气混合充分反应可得到CaSO4和CO2,D项错误;
答案选B。
51.(25-26高一上·江苏无锡·阶段练习)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S,其转化如图所示(已知CuS不溶于水)。下列说法正确的是
A.过程①发生置换反应
B.过程②中,每生成一个Fe2+,转移2个电子
C.过程③中,若将O2换成H2O2,发生的离子反应式为:(未配平)
D.回收S的总反应为:
【答案】D
【解析】A.根据图中转化可知,过程①中,生成CuS的反应为H2S+ Cu2+=CuS↓+2H+,该反应为复分解反应,无单质参与,不属于置换反应,故A错误;
B.过程②为CuS与Fe3+反应,离子方程式为CuS+2Fe3+=2Fe2++Cu2++S, Fe3+从+3价降至+2价,每生成1个Fe2+转移1个电子,故B错误;
C.过程③中Fe2+被氧化为Fe3+,若将O2换成H2O2,H2O2应作氧化剂,所含O元素价态降低,但选项中产物有O2,所含O元素从-1价升至0价,此时H2O2为还原剂,正确离子方程式应为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故C错误;
D.根据图中转化可知,反应物为H2S和O2,生成物为S,根据原子守恒,还有水生成,总反应是2H2S+O2=2H2O+2S↓,故D正确;
故答案选D。
52. (24-25高一下·江苏苏州·阶段练习)下列各组物质中,满足图示关系并在一定条件能一步转化的组合是
序号
X
Y
Z
W
①
NaCl
Na
②
③
S
④
Al
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
【答案】B
【解析】①电解熔融状态NaCl生成Na,Na和加热反应生成、与H2SO4、H2SO3、SO2等反应均可生成,与反应生成NaCl,能一步转化,故①正确;
②和氯气反应生成,和氢氧化钠反应生成,加热分解为,不能一步反应转化为,故②错误;
③和SO2反应生成S,S和反应生成,和反应,和FeS反应生成,能一步转化,故③正确;
④加热分解为,与NaOH反应生成,不能一步反应生成Al,Al不能一步反应生成,故④错误;
综上,一定条件下能一步转化的是①③,故B符合题意;
故选B。
◆题型02 硫元素的“价类二维图”
53.(24-25高一上·江苏扬州·阶段练习)下图所示为S元素的价类二维图。图中列出了部分转化的箭头。下列说法正确的是
A.Y的化学式为H2SO4 B.实现④所示的转化可以用H2O
C.实现⑥所示的转化可以用H2 D.实现③所示的转化只能用NaOH溶液
【答案】B
【解析】由硫元素的“价—类”二维图可知Y为H2SO3、X为H2SO4,据此分析。
A.根据分析可得,Y的化学式为H2SO3,故A错误;
B.④所示的转化可以用二氧化硫与水反应实现,产物为亚硫酸,故B正确;
C.⑥所示的转化为二氧化硫生成硫酸,需要将二氧化硫氧化,可以用过氧化氢,用H2无法实现,故C错误;
D.Y为H2SO3,NaOH溶液与亚硫酸可以生成Na2SO3,但加入Na2CO3溶液等,同样能与H2SO3反应产生Na2SO3,故D错误;
故答案选B。
54. (21-22高一下·江苏泰州·开学考试)硫及其化合物的“价-类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是
A.硫在氧气中燃烧直接生成Y
B.X、Y、Z均属于电解质
C.N为难溶于水的黑色固体,难溶于硫酸
D.N可由其相应单质直接化合生成
【答案】C
【分析】根据化合价和物质类别可知,X为SO2,Y为SO3,Z为H2SO4,M为CuSO4,N为CuS。
【解析】A.硫在氧气中燃烧,生成SO2,不能直接生成SO3,故A错误;
B.X为SO2,Y为SO3,本身都不能电离出离子而导电,属于非电解质,故B错误;
C.CuS是难溶于水的黑色固体,也难溶于硫酸,故C正确;
D.单质硫与铜反应生成硫化亚铜,不能由单质直接合成CuS,故D错误;
故选:C。
55.(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)“以废治废”是基于“绿色化学”观念治理污染的思路。用工业废碱渣(主要成分为)吸收烟气中的,得到亚硫酸钠()粗品。其流程如图:
(1)过程①进行的操作是 。
(2)加入后,发生反应的离子方程式为 。
(3)亚硫酸钠粗品中含有少量,原因是 。
(4)设计实验证明亚硫酸钠粗品含有少量的方案是:在一支试管中,加入少量亚硫酸钠粗品,用适量蒸馏水溶解, 则证明含有。
(5)硫的化合物种类繁多,在生产生活中应用广泛。如图是硫及其部分化合物的“价类二维图”,(见图)。从氧化还原的角度分析,欲制备硫代硫酸钠(),下列方案合理的是 (填序号)。
①和②和浓 ③和 ④和
【答案】(1)过滤
(2)
(3)含+4价硫的化合物被氧化
(4)加足量盐酸酸化,再加氯化钡溶液,出现白色沉淀
(5)①
【分析】工业废碱渣(主要成分为Na2CO3),经溶解过滤除去不溶性杂质,碳酸钠滤液中通入含二氧化硫的烟气,反应生成亚硫酸氢钠,亚硫酸氢钠溶液中加NaOH生成亚硫酸钠,再经浓缩结晶过滤得到亚硫酸钠粗品。
【解析】(1)过程①实现固液分离,应采用过滤操作;
(2)加入NaOH后,氢氧根可以和亚硫酸氢根发生反应,反应的离子方程式为:;
(3)亚硫酸钠粗品中含有少量Na2SO4,原因是:含+4价硫的化合物被氧化;
(4)在一支试管中,加入少量亚硫酸钠粗品,用适量蒸馏水溶解,加足量盐酸酸化,再加氯化钡溶液,出现白色沉淀,则证明含有;
(5)中S为+2价。
①和中S分别为0价和+4价,可能发生氧化还原反应得到;
②和浓中S分别为+4价和+6价,不可能反应得到;
③和中S均为+4价,不能制备;
④和中S分别为+4价和+6价,不可能反应得到;
故选①。
◆题型03 硫代硫酸钠
56.(23-24高一上·江苏苏州·阶段练习)硫代硫酸钠(),常用作纸浆漂白的脱氯剂。实验室用图1装置制备少。
已知:在酸性溶液中发生反应:
(1)实验室制备气体也可以用浓硫酸与Cu反应,该反应的化学方程式是 。图1装置B的作用是 。
(2)图1装置C中发生反应生成的同时放出,该反应的离子方程式是 。
(3)某同学用图2中装置验证装置C中生成了。将装置C与装置E连接,使气体依次通过装置E、F、G,则装置E、F、G中依次盛放的溶液的组合是 。
A.品红、溶液、澄清石灰水
B.酸性溶液、品红、澄清石灰水
C.溶液、品红、澄清石灰水
(4)从装置C中所得溶液经过结晶等操作获得的晶体中含有少量的,试检验其中含有的方法是:取少量固体, ,离心沉降,过滤, ,若有白色沉淀生成,则原晶体中含有。(实验中可选用的试剂:稀盐酸、稀硫酸、溶液)
【答案】(1) 防止倒吸
(2)4SO2++2S2- =3+CO2
(3)B
(4) 加过量盐酸 往滤液中滴加BaCl2溶液
【分析】装置A中,Na2SO3固体与浓硫酸反应制取SO2气体,经过装置B,以防二氧化硫因溶解发生倒吸;在装置C中,SO2、Na2CO3、Na2S发生反应生成Na2S2O3和CO2,装置D用于吸收尾气,防止污染环境。
【解析】(1)浓硫酸和铜加热生成铜和二氧化硫气体、硫酸铜、水,; 装置B中,两根导管都短,为安全瓶,作用是防止倒吸。
(2)装置C中,SO2、Na2CO3、Na2S发生反应生成Na2S2O3和CO2,其离子方程式为4SO2++2S2- =3+CO2;
(3)A.无需先检验SO2,且NaOH能吸收CO2,后续操作中无法检验CO2是否存在,A不正确;
B.酸性KMnO4(aq)氧化并吸收SO2,品红用于检验SO2是否除尽,澄清石灰水检验CO2的存在,B正确;
C.NaOH(aq)既能吸收SO2也能吸收CO2,后续操作中无法检验CO2是否存在,C不正确;
故选B。
(4)Na2S2O3晶体中含有少量Na2SO4,检验Na2SO4时,应先加盐酸,排除Na2S2O3的干扰,再加氯化钡检验,方法是:取少量固体,加过量盐酸,静置,过滤,往滤液中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成。答案为:加过量盐酸;往滤液中滴加BaCl2溶液。
57.(24-25高一下·江苏无锡·阶段练习)和是两种常见的多硫含氧酸盐。
Ⅰ.连二亚硫酸钠()俗称保险粉,是易溶于水的白色固体,在空气中极易被氧化,在碱性环境下较稳定,是一种还原性漂白剂,常用于印染工业。
(1)原料气的制备
供选择装置如图,供选择的物质有铜粉、、70%硫酸、98.3%浓硫酸。
选择装置 (填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”),化学方程式为 。
(2)的制备
用(H为-1价)还原法制备的反应原理为(未配平)。原料气制备装置选定后,将接口a与图1装置的接口b相连,开始后续制备实验。
①装置B的作用为 。
②方程式配平后,为使生成的尽可能完全被还原,反应中应控制 。
(3)保险粉在空气中容易吸收氧气而发生氧化。其方程式可能为①,②。请设计实验证明氧化时有反应②发生: 。
Ⅱ.葡萄酒常用焦亚硫酸钠作抗氧化剂。
(4)图1的D中物质充分吸收后,得到溶液。写出加热固体脱水制备的化学方程式: 。
(5)葡萄酒大师利用顶级葡萄酿造了10瓶葡萄酒,加入,封存。化学组质检员对该葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以计算)进行测定,方案如图:
步骤③共消耗0.09的溶液25.00mL,则该葡萄酒中焦亚硫酸钠含量为 。
【答案】(1) Ⅱ或III Na2SO3+H2SO4=SO2+H2O+Na2SO4或
(2) 为平衡压强,防止装置中压强多大,NaHSO3可以防止SO2的溶解 8:1
(3)取少许固体溶于水中,加入BaCl2溶液,有自色沉淀产生,则证明有②发生
(4)
(5)0.24
【分析】发生制备二氧化硫,C装置中用(H为-1价)还原法制备Na2S2O4,反应导致装置内气压减小,B装置为安全瓶,可以防止倒吸与堵塞,剩余的二氧化硫在D装置中吸收,防止污染空气。
【解析】(1)实验室制备SO2可以选用Na2SO3和70%硫酸,采用的装置为固体加液体不需要加热制备气体,选择装置Ⅱ,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=SO2+H2O+Na2SO4;也可以选用Cu与浓硫酸反应,采用的装置为固体加液体需要加热制备气体,选择装置III,反应的化学方程式为;
(2)①装置B的作用为平衡压强,防止装置中压强多大,NaHSO3可以防止SO2的溶解;
②制备的反应原理为,中H元素为-1价,升高为+1加,中S从+4价降低为中的+3价,根据电子守恒和质量守恒,配平方程式为,故为使生成的尽可能完全被还原,反应中应控制8:1;
(3)为证明Na2S2O4氧化时有反应②Na2S2O4+O2+H2O=NaHSO3+NaHSO4发生,可取少许固体溶于水中,加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则证明有②发生;
(4)加热固体脱水制备的化学方程式为;
(5)根据2NaOH~H2SO4~SO2可知SO2的质量为:=0.072g,则每L葡萄糖就中SO2的质量为0.072g=0.24g,即该葡萄酒中焦亚硫酸钠含量为0.24。
58.(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)硫代硫酸钠(Na2S2O3)常用作纸浆漂白的脱氯剂。实验室可用如图装置制备少量Na2S2O3。
已知:①难溶于水;
②在酸性溶液中发生反应:。
(1)装置B的作用是 。
(2)为验证装置中生成了,下列所选的试剂组合和顺序合理的是 (填字母)。
a.品红溶液溶液澄清石灰水
b.酸性溶液品红溶液澄清石灰水
c.溶液品红溶液澄清石灰水
(3)装置所得溶液经过结晶等操作获得的晶体中含有少量,检验其中含有的方法:取少量固体, (必须使用试剂:盐酸、溶液)。
【答案】(1)防止倒吸
(2)b
(3)取少量固体,加过量盐酸,静置,过滤,往滤液中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成
【分析】装置A中,Na2SO3固体与浓硫酸反应制取SO2气体,经过装置B,以防二氧化硫因溶解发生倒吸;在装置C中SO2、Na2CO3、Na2S发生反应生成Na2S2O3和CO2,装置D用于吸收尾气,防止污染环境。
【解析】(1)装置B中两根导管都短,为安全瓶,作用是防止倒吸。
(2)a.无需先检验SO2,且NaOH能吸收CO2,后续操作中无法检验CO2是否存在,a错误;
b.酸性KMnO4氧化并吸收SO2,品红用于检验SO2是否除尽,澄清石灰水检验CO2的存在,b正确;
c.NaOH既能吸收SO2也能吸收CO2,后续操作中无法检验CO2是否存在,c错误;
故选b。
(3)晶体中含有少量,检验时,应先加盐酸,排除的干扰,再加氯化钡检验,方法是:取少量固体,加过量盐酸,静置,过滤,往滤液中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
◆题型04 其他含硫化合物
59.(24-25高一上·江苏苏州·期末)、、(焦亚硫酸钠)中都含有+4价的S,具有还原性。
(1)实验室用固体与浓硫酸制备,写出该反应的化学方程式 ;工业生产中,可用饱和溶液吸收,该反应的离子方程式为 ;固体需密封保存,其原因是 。
(2)可还原某含碲物质(主要成分为)溶液可得到粗碲,具体实验操作为:取该溶液于烧瓶中,加入适量,加热到80℃,持续通入,待反应一定时间,过滤、洗涤得到粗碲。
①还原溶液得到碲的反应中, 。
②“洗涤”的具体操作是 。
③通入反应过程中,温度不能过高的原因是 。
(3)用焦亚硫酸钠()/空气法处理含氰废水的部分机理如下,其中[O]代表活性氧原子,具有强氧化性:、、。其他条件相同时,总氰化物去除率随的初始浓度变化如图所示。当时,总氰化物去除率下降的原因可能是 。
【答案】(1) Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O Br2+SO+H2O=SO+2Br-+2H+ 亚硫酸钠易被空气氧气氧化为硫酸钠
(2) 2:1 向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,等水自然流下后,重复操作2~3次 二氧化硫的溶解度随温度的而升高而减小
(3)过量的S2O或SO会消耗[O],导致与CN-反应的[O]减少,总氰化物去除率下降
【解析】(1)亚硫酸钠与浓硫酸反应反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,反应的化学方程式为:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O;
可用饱和溶液吸收,溴被还原,亚硫酸钠被氧化,反应的离子方程式为Br2+SO+H2O=SO+2Br-+2H+;
亚硫酸钠易被空气氧气氧化为硫酸钠,所以Na2SO3固体需密封保存;
(2)①SO2还原TeOSO4溶液得到Te,反应中二氧化硫发生氧化反应、Te发生还原反应,根据电子守恒可知,反应方程式为TeOSO4+2SO2+3H2O=Te↓+3H2SO4,所以反应中n(SO2):n(TeOSO4)=2:1;
②“洗涤”需要在漏斗中进行,其具体操作为向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,等水自然流下后,重复操作2~3次;
③由于二氧化硫的溶解度随温度的而升高而减小,所以过程中温度不能过高;
(3)当Na2S2O5初始浓度大于6g•L-1时时,S2O过量,进一步导致SO过量,过量的S2O或SO会消耗[O],导致与CN-反应的[O]减少,总氰化物去除率下降。
60.(24-25高一下·江苏镇江·期中)和是两种常见的多硫含氧酸盐。
Ⅰ.连二亚硫酸钠俗称保险粉,是易溶于水的白色固体,在空气中极易被氧化,在碱性环境下较稳定,是一种还原性漂白剂,常用于印染工业。
(1)原料气的制备
供选择装置如下图,供选择的物质有:铜粉,硫酸,浓硫酸。
选择装置 (填“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ”),化学方程式为 。
(2)的制备
用(H为-1价)还原法制备的反应原理为:
(未配平)。
原料气制备装置选定后,将接口a与下图装置的接口b相连,开始后续制备实验。
①装置B的作用为 。
②装置C中生成的离子方程式为 。
③方程式配平后,为使生成的尽可能完全被还原,反应中应控制 。
④上图的D中物质充分吸收后,得到溶液。写出加热固体脱水制备的化学方程式 。
(3)工业上用焦亚硫酸钠法制备保险粉带来的主要问题是废水中含有大量的有机物,有机物总含碳量用TOC表征,常采用Fenton氧化法去除废水中的有机物,即通过向废水中加入,以作催化剂,产生具有强氧化性的羟基自由基()来氧化降解废水中的有机物。
①其他条件一定时,的值对TOC去除效果的影响如图所示:
当TOC的去除率最大时, 。
②在,其他条件一定时,的加入量对TOC去除效果的影响如图所示,当的加入量大于时,TOC去除率反而减小的原因是 。
【答案】(1) Ⅲ
(2) 平衡压强;饱和溶液可以减少的溶解量
(3) 1 酸性条件下直接与反应,导致溶液中羟基自由基()浓度减小,使得TOC去除率下降
【分析】Cu与浓硫酸共热反应制备SO2,C装置中用NaBH4(H为-1价)还原法制备Na2S2O4,B装置可以平衡气压,作安全瓶,可以防止倒吸与堵塞,剩余的二氧化硫在D装置中吸收,防止污染空气。
【解析】(1)选用Cu与浓硫酸共热反应制备SO2,实验装置为固体、液体在加热条件下制备气体,则选择装置Ⅲ,反应的化学方程式为:;
(2)①装置B中有通向外界的玻璃管,起到平衡压强,防止装置中气压过大而引发安全问题的作用,同时SO2不与NaHSO3溶液反应,则装置B的作用为平衡压强;饱和NaHSO3溶液可以减少SO2的溶解量;
②装置C中NaOH溶液与SO2反应生成NaHSO3,其离子方程式为:;
③方程式配平为:NaBH4+8NaHSO3=4Na2S2O4+NaBO2+6H2O,又因为n(NaOH)=n(NaHSO3),为使生成的尽可能完全被还原,则NaBH4应过量,应控制n(NaOH)∶n(NaBH4)<8∶1;
④加热NaHSO3固体脱水制备Na2S2O5,发生非氧化还原反应,根据原子守恒可得反应的化学方程式为:;
(3)①由图可知,TOC的去除率最大时对应的横坐标n(H2O2)∶n(Fe2+)=1;
②在,即溶液呈酸性,其他条件一定时,当H2O2的加入量大于时,直接与发生氧化还原反应,导致溶液中羟基自由基()浓度减小,TOC去除率下降,所以TOC去除率反而减小的原因是:酸性条件下直接与反应,导致溶液中羟基自由基()浓度减小,使得TOC去除率下降。
61.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)焦亚硫酸钠Na2S2O5是常用的抗氧化剂,在空气中、受热时均易分解。
(1)化学兴趣小组同学利用下图所示装置(部分夹持装置已略去,实验前已除去装置中的空气)制取Na2S2O5并探究SO2的性质。
Ⅰ.打开K1和K2,关闭K3,制取Na2S2O5。
①Na2S2O5中O元素化合价为-2,其中S的化合价为 ;装置C中干燥管的作用是 。
②B中通入过量SO2充分反应后,经冷却结晶时发生反应2NaHSO3=Na2S2O5+H2O可获得Na2S2O5晶体。B中生成NaHSO3的化学方程式为 。
③B中所得Na2S2O5晶体常用饱和SO2水溶液洗涤。用饱和SO2水溶液洗涤的目的除洗去产物表面的杂质离子外还有 。
Ⅱ.更换B瓶中的溶液,探究SO2的性质。
④将B中溶液更换为品红的乙醇溶液,无明显现象,而将SO2通入品红的水溶液中,溶液褪色。可推知, 不能使品红褪色。
(2)葡萄酒中常加入Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量的实验步骤如下:取50.00mL葡萄酒样品,用0.0100mol/L的I2标准液滴定至恰好完全反应(以淀粉溶液作指示剂),消耗碘标准液10.00mL,已知滴定过程中发生的反应为:(未配平)。计算该葡萄酒中Na2S2O5的残留量 (以g/L为单位,写出计算过程)。
【答案】(1) +4 防倒吸 2SO2+Na2CO3+H2O=NaHSO3+CO2 减少Na2S2O5在水中的溶解 SO2
(2)0.19g/L
【分析】装置A用浓硫酸与固体反应制备SO2气体,将过量SO2通入装置B中的碳酸钠饱和溶液充分反应生成NaHSO3和CO2,经冷却结晶时发生反应:2NaHSO3=Na2S2O5+H2O可获得Na2S2O5晶体,装置C用溶液进行尾气吸收,据此解答。
【解析】(1)①Na2S2O5中O元素化合价为-2价,Na元素化合价为+1价,则S元素的化合价为+4价;装置C中氢氧化钠溶液吸收尾气二氧化硫,但是二氧化硫易溶于水,则装置C中干燥管的作用为防倒吸;
②B中饱和碳酸钠溶液和二氧化硫气体反应生成NaHSO3和CO2,则装置B中生成NaHSO3的化学方程式为:2SO2+Na2CO3+H2O=NaHSO3+CO2;
③由反应2NaHSO3=Na2S2O5+H2O可知,增大的浓度,有利于生成Na2S2O5,用饱和SO2水溶液洗涤,可降低Na2S2O5的溶解度,减少Na2S2O5的溶解,则用饱和SO2水溶液洗涤的目的除洗去产物表面的杂质离子外还有减少Na2S2O5在水中的溶解;
④将B中溶液更换为品红的乙醇溶液,无明显现象;而将SO2通入品红的水溶液中,溶液褪色。说明使品红水溶液褪色的是H2SO3,而不是SO2,可推知,SO2不能使品红褪色;
(2)根据化合价升降守恒,可得关系式:~2I2,则n(Na2S2O5)=n(I2)=×0.0100mol/L×0.01L=0.00005mol,该葡萄酒中Na2S2O5的残留量为。
考点五 氧化还原反应方程式的配平 (重点)
◆题型01 氧化还原反应方程式配平
62.(24-25高一上·江苏南京·阶段练习)已知反应:①SO2+2Fe3++2H2O=SO+2Fe2++W;②Cr2O+aFe2++bH+=cCr3++dFe3++eH2O。下列有关说法正确的是
A.还原性:Cr3+>SO2 B.反应②中a=6,b=7
C. Cr2O能将Na2SO3氧化成Na2SO4 D.反应①中W为4OH-
【答案】C
【解析】A.根据氧化还原反应原理,反应②中Fe2+为还原剂,Cr3+是还原产物,还原性:Fe2+>Cr3+;同理,可知反应①中还原性:SO2>Fe2+,据此可知,还原性:SO2>Cr3+,A项错误;
B.根据元素守恒和电荷守恒,可知反应②中a=d=6,b=14,c=2,e=7,B项错误;
C.由反应①可知氧化性:Fe3+>SO,由反应②可知,氧化性:Cr2O>Fe3+,Fe3+可与SO2、H2O反应生成SO,则Cr2O能将Na2SO3氧化成Na2SO4,C项正确;
D.根据电荷守恒和元素守恒,可知反应①中W为4H+,D项错误;
答案选C。
63.(23-24高二下·江苏苏州·阶段练习)大苏打常用于防毒面具中吸收氯气,完全反应,失去电子,下列说法正确的是
A.氧化性:
B.反应中转化为
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为
D.标准状况下,每吸收,反应中转移电子数为
【答案】D
【分析】Na2S2O3可以被Cl2氧化,根据1mol Na2S2O3完全反应,失去8mol电子可知,反应的离子方程式为S2O+4Cl₂+5H₂O=2+10H++8Cl-,Na2S2O3中的S失电子,为还原剂,Cl2得电子,为氧化剂,是氧化产物,Cl-是还原产物。
【解析】A.根据分析可知,Na2S2O3中的S失电子,为还原剂,Cl2得电子,为氧化剂,故氧化性Cl2>Na2S2O3,,A错误;
B.由分析可知,反应中转化为,B错误;
C.根据分析,是氧化产物,Cl-是还原产物,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶4,C错误;
D.根据分析,4molCl2参加反应,转移电子数为8mol,8.4LCl2的物质的量为0.375mol,则转移电子的物质的量为0.375mol×2=0.75mol,D正确;
故选D。
64.(23-24高一上·江苏南京·阶段练习)高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂,可用以下方法制备。
方法一:制备流程图如下:
(1)铁屑和氯气在加热条件下反应生成氯化铁,写出反应的化学方程式,并用“双线桥”法表示电子转移。 。
(2)Na2FeO4溶液和饱和KOH溶液反应,即可析出K2FeO4晶体,其反应的离子方程式为: 。
(3)在水处理过程中,高铁酸钾转化为Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体具有疏松多孔的网状结构,可 悬浮于水中的杂质。使之从水中沉降出来。
方法二:主要反应为:Fe(OH)3+ClO﹣+OH﹣=+Cl﹣+H2O(未配平)
(4)配平离子反应方程式 :_______Fe(OH)3+_______ClO﹣+_______OH﹣=_______FeO+_______Cl﹣+_______H2O
(5)上述反应中的氧化剂是 (填化学符号);氧化产物是 (填化学符号);在上述反应中Fe(OH)3体现 性。(填“氧化”或“还原”)
【答案】(1)
(2)+2K+K2FeO4↓
(3)吸附
(4)2Fe(OH)3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO+3Cl﹣+5H2O
(5) ClO﹣ FeO 还原
【分析】工艺流程类题,原料经过加工处理,得到目标产品,该题中的目标产物为高铁酸钾(K2FeO4),加工处理过程中涉及到氧化还原方程式书写考查,加工原理考查等。
【解析】(1)
双线桥表示反应前后同一元素原子的电子得失情况,一条线箭头由还原剂中的失去电子的元素指向氧化产物中同一元素,一条线箭头由氧化剂中的得到电子的元素指向还原产物中同一元素,桥上标出“得到或失去”及电子数目,答案为:。
(2)加入饱和的KOH可增大钾离子的浓度,使可逆反应正向移动,析出晶体K2FeO4。
(3)胶体具有较大的比表面积和表面能,因此具有吸附性,可吸附污水中的泥沙等杂质,常用于净水处理。
(4)根据氧化还原得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒等配平该离子方程式:2Fe(OH)3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO+3Cl﹣+5H2O。
(5)ClO﹣中的氯元素化合价降低,得到电子,做氧化剂,Fe(OH)3中铁元素化合价升高,失去电子,被氧化得到氧化产物FeO,体现了Fe(OH)3的还原性。
65. (24-25高一上·江苏·阶段练习)按要求书写并配平下列离子方程式(或化学方程式)
(1)写出工业上用氯气和石灰乳制取漂白粉的方程式 ;
(2)高铁酸钾是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂,湿法制备反应的离子方程式为: ;
__________________________________________________________________
(3)常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为、的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到溶液,其中反应产生“气泡”的化学方程式为 。
【答案】(1)
(2)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2Fe+3Cl-+5H2O
(3)
【解析】(1)用氯气和石灰乳制取漂白粉,漂白粉的主要成分为,化学方程式:;
(2)制备高铁酸钾,Fe的化合价由+3升高至+6价,ClO-中Cl元素化合价由+1降低到-1价,根据得失电子守恒配平离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2Fe+3Cl-+5H2O;
(3)反应产生“气泡”为二氧化碳,化学方程式为。
◆题型02 氧化还原反应方程式的书写
66.(23-24高一下·江苏徐州·阶段练习)天然气是应用广泛的燃料,但含有少量的气体。在酸性溶液中利用硫杆菌可实现天然气的脱硫,其原理如图所示,下列说法正确的是
A.过程甲中参加反应的与的物质的量之比为1∶1
B.该脱硫过程可在高温条件下进行
C.可看作该脱硫过程的催化剂
D.过程乙的离子反应方程式为:
【答案】D
【分析】过程甲中的离子方程式为:2Fe3++H2S═2Fe2++S↓+2H+,过程乙的离子反应方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;
【解析】A.过程甲中Fe3+和H2S发生氧化还原反应生成Fe2+、硫单质,故离子反应方程式为2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+,参加反应的Fe3+与H2S的物质的量之比为2∶1,故A错误;
B.该过程需要硫杆菌催化,温度过高,会导致硫杆菌失去活性,故B错误;
C.硫杆菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫,Fe3+氧化硫化氢,自身被还原成Fe2+,又被氧气氧化成Fe3+,Fe3+为该脱硫过程的催化剂,故C错误;
D.过程乙中Fe2+在酸性条件下被氧气氧化生成Fe3+和水,反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,故D正确;
故选D。
67.(24-25高一上·江苏扬州·期中)常温下,向H2O2溶液中滴加少量Fe2(SO4)3溶液,反应原理如图。关于该反应过程的说法正确的是
A.该反应过程中,M是Fe3+、M'是Fe2+
B.当有1molO2生成时,转移4 mol电子
C.在整个反应过程中,Fe2(SO4)3做催化剂
D.由反应①可知,H2O2的氧化性比Fe3+强
【答案】C
【解析】A.反应②中H2O2中氧元素化合价降低生成水,则铁元素化合价升高,所以该反应过程中,M是Fe2+、M'是Fe3+,A错误;
B.总反应为2H2O2=2H2O+O2,氧元素化合价由-1升高为0,当有1molO2生成时,转移2mol电子,B错误;
C.根据图示,在整个反应过程中,Fe2(SO4)3是反应①的反应物、反应②的生成物,反应前后没有发生变化,因此Fe2(SO4)3做催化剂,C正确;
D.反应①中H2O2是还原剂,Fe3+是氧化剂;在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于还原剂。由反应①可知,Fe3+的氧化性比H2O2强,D错误;
答案选C。
68.(23-24高一下·江苏泰州·阶段练习)锰(Mn)元素的化合物存在下列转化关系:
下列说法不正确的是
A.反应①②③中锰元素的化合价均发生了变化
B.反应①的离子方程式为
C.碱性条件下,KClO3的氧化性强于K2MnO4
D.反应③同时生成棕黑色沉淀,则该反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为2∶1
【答案】D
【分析】MnCl2被ClO2氧化为MnO2固体;在碱性条件下,MnO2能被KClO3氧化为K2MnO4;K2MnO4溶液中通入CO2,可发生歧化反应,生成KMnO4等。
【解析】A.反应①中,Mn元素由+2价升高到+4价,反应②中,Mn元素由+4价升高到+6价,反应③中,锰元素由+6价一部分升高到+7价,一部分降低到+4价,则锰元素的化合价均发生了变化,A正确;
B.反应①中,MnCl2被ClO2氧化为MnO2固体,离子方程式为,B正确;
C.反应②为3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O,则在碱性条件下,KClO3的氧化性强于K2MnO4,C正确;
D.反应③同时生成棕黑色沉淀,则发生反应的化学方程式为3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3,则该反应中氧化剂(K2MnO4→MnO2)和还原剂(K2MnO4→KMnO4)物质的量之比为1∶2,D不正确;
故选D。
◆题型03 氧化还原反应方程式的计算
69. (23-24高一下·江苏常州·期末)工业利用钒渣(主要成分为,杂质为)制备的工艺流程如下:
已知:“焙烧”的产物之一为,有较强的氧化性。则下列说法正确的是
A.“焙烧”时,
B.可以用盐酸代替硫酸“调pH”
C.铝元素以的形式而被除去
D.“沉钒”的离子方程式可表示为:
【答案】D
【分析】钒渣(主要成分为FeV2O4,杂质为Al2O3),焙烧过程中FeV2O4生成对应的金属氧化物Fe2O3,Al2O3转化为NaAlO2,“焙烧”的产物之一为NaVO3,加入水浸出,Fe2O3成为滤渣;过滤后向滤液中加入硫酸,将转化为Al(OH)3,过滤后向滤液中加入(NH4)2SO4后得到NH4VO3沉淀,焙烧得到产品,据此分析。
【解析】A.“焙烧”时,FeV2O4和O2发生氧化还原反应生成Fe2O3和NaVO3,根据得失电子守恒可得关系式:4FeV2O4~5O2,O2是氧化剂,FeV2O4是还原剂,,A错误;
B.的氧化性较强,能把Cl-氧化为有毒气体Cl2,不能用盐酸代替硫酸“调pH”,B错误;
C.由分析可知,“调pH”的目的是将溶液中的铝元素转化为Al(OH)3而除去,C错误;
D.加入硫酸铵生成,“沉钒”的离子方程式可表示为:,D正确;
故选D。
70.(23-24高一上·江苏南通·期中)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。溶液脱除空气中并再生的原理如图所示。下列说法正确的是
A.反应Ⅱ中被还原
B.反应过程中,可以循环利用
C.反应的离子方程式为:
D.脱除,消耗氧气的体积为
【答案】B
【分析】由图可知,反应为,反应Ⅱ为,故总反应为硫化氢和氧气生成硫单质和水,2H2S+O2=2S↓+2H2O;
【解析】A.反应Ⅱ中硫化氢中硫元素化合价升高,被氧化,A错误;
B.由图可知,硫酸铁作催化剂,可以循环利用,B正确;
C.反应的离子方程式为,C错误;
D.根据总反应,脱除1mol硫化氢,需要消耗0.5mol氧气,但没有说标况,无法计算体积,D错误;
答案选B。
71.(23-24高一下·江苏扬州·阶段练习)以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法,其工艺流程如下,下列说法不正确的是
A.反应①的化学方程式为
B.反应②中每个N原子转移1个电子
C.生成1.0molNH4NO3至少需要0.75molCH4
D.反应③理论上当时,恰好完全反应
【答案】B
【分析】由题给流程可知,催化剂作用下天然气的主要成分甲烷与水反应生成二氧化碳和氢气,反应的化学方程式为,蒸馏分离液态空气得到氮气和氧气;催化剂作用下氢气与氮气反应生成氨气,反应的化学方程式为N2+3H2 2NH3,氨气一定条件下与二氧化碳反应生成尿素,与氧气发生催化氧化反应生成硝酸铵,反应的化学方程式为2NH3+2O2NH4NO3+H2O
【解析】A.由分析可知,反应①为的化学方程式为催化剂作用下天然气的主要成分甲烷与水反应生成二氧化碳和氢气,反应的化学方程式为,故A正确;
B.由分析可知,反应②为氨气一定条件下与二氧化碳反应生成尿素,反应的化学方程式为CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O,反应中没有元素发生化合价变化,该反应属于非氧化还原反应,故B错误;
C.由分析可知,生成1mol硝酸铵需要2mol氨气,2mol氨气需要3molH2,1mol甲烷与水反应生成4molH2气,转化关系为NH4NO3~2NH3~3H2~CH4,则生成1mol硝酸铵至少需要0.75mol,故C正确;
D.由分析可知,氨气与氧气发生催化氧化反应生成硝酸铵,反应的化学方程式为2NH3+2O2NH4NO3+H2O,由方程式可知,反应中氨气和氧气的物质的量比为1:1,故D正确;
故选B。
72. (25-26高一上·江苏无锡·月考)从海藻灰和某种矿石中提取碘的主要反应如下:
①
②
下列说法正确的是
A.碘元素在反应①中被还原
B.反应②中NaHSO3发生还原反应
C.当反应①和②生成等量的I2时,转移电子数之比为1:5
D.在上述反应条件下,氧化性强弱顺序为:
【答案】C
【解析】A.由方程式可知,反应①中碘元素化合价升高被氧化,碘化钠是反应的还原剂,A错误;
B.由方程式可知,反应②中硫元素的化合价升高被氧化,亚硫酸氢钠是反应的还原剂,发生氧化反应,B错误;
C.由方程式可知,反应①生成1mol 碘时,转移2mol电子,反应②生成1mol碘时,转移10mol电子,则转移电子数之比为1:5,C正确;
D.由方程式可知,反应②中碘元素化合价降低被还原,碘酸钠是反应的氧化剂,硫元素的化合价升高被氧化,硫酸氢钠和硫酸钠是反应的氧化产物,由氧化剂的氧化性强于氧化产物可知,氧化性强弱顺序为:IO> SO,D错误;
故选C。
考点六 防治二氧化硫对环境的污染 (重点)
◆题型01 自然界中的硫循环
73.硫循环对动植物和人类的生存意义重大,硫元素在自然界中的部分循环示意图如图,已知甲和乙分别表示两种氧化物。下列说法正确的是
A.硫元素在自然界中只能以化合态的形式存在
B.反应1中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2
C.乙能使品红溶液褪色
D.芒硝的化学式为
【答案】B
【解析】A.硫元素在自然界中以游离态和化合态的形式存在,A错误;
B.反应1:,为还原剂,为氧化剂,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2,B正确;
C.乙能与水反应生成硫酸,为三氧化硫,三氧化硫不能使品红褪色,C错误;
D.芒硝的化学式为,D错误;
答案选B。
74.北京时间2024年3月18日,冰岛境内发生了“21世纪至今最剧烈的火山喷发”,对该国造成了严重的破坏。火山喷发是硫元素在自然界中转化的重要途径,部分过程如图所示。下列说法错误的是
A.SO2、SO3均是酸性氧化物
B.火山喷发易诱发酸雨
C.硫的转化过程涉及的反应均为氧化还原反应
D.火山口可能发生的反应有2H2S+SO2=3S+2H2O
【答案】C
【解析】A.酸性氧化物能与碱反应生成对应的盐和水,SO2与碱反应生成亚硫酸盐和水,SO3与碱反应生成硫酸盐和水,二者均为酸性氧化物,A正确;
B.火山喷发释放的SO2等气体与水反应生成H2SO3,H2SO3进一步被氧化为H2SO4,易形成硫酸型酸雨,B正确;
C.硫的转化过程中,如SO2→H2SO3、SO3→H2SO4等反应,硫元素化合价未发生变化,属于非氧化还原反应,因此硫的转化过程涉及的反应并非所有均为氧化还原反应,C错误;
D.火山口可能存在H2S和SO2,二者可发生归中反应:2H2S+SO2=3S+2H2O,D正确;
故选C。
75.下列关于自然界中硫循环的说法,错误的是
A.地壳中的硫主要以矿物形式存在 B.大气中的 SO₂只能被植物吸收
C.硫元素可在生物体内循环 D.化石燃料燃烧会影响硫循环平衡
【答案】B
【解析】A.地壳中的硫主要以硫化物和硫酸盐等矿物形式存在,A正确;
B.大气中的不仅可被植物吸收,还可通过降水形成酸雨或被土壤微生物转化,B错误;
C.硫元素通过生物吸收、代谢及分解等过程在生物体内循环,C正确;
D.化石燃料燃烧释放大量,增加大气硫含量,破坏自然循环平衡,D正确;
答案选B。
◆题型02 酸雨的形成及其防治
76. (22-23高一上·江苏盐城·期末)研究表明,酸雨对铝和重金属有溶出活化效应,进而危害生物圈。下列说法不正确的是
A.过度燃煤会造成降雨中含量升高
B.稀硫酸能将土壤中转化为可溶盐
C.水体中铝和重金属的活化不会危害到人
D.在煤粉中掺入石灰有利于减轻酸雨危害
【答案】C
【解析】A.过度燃煤生成硫的氧化物,硫氧化物在空气中转化为硫酸,会造成降雨中含量升高,A正确;
B.稀硫酸能和反应生成硫酸铝和水,B正确;
C.水体中铝和重金属的活化会进入人体在人体中积累危害到人体健康,C错误;
D.在煤粉中掺入石灰可以将硫元素转化为硫酸钙,减少硫污染物排放,有利于减轻酸雨危害,D正确;
故选C。
77.(24-25高一上·江苏扬州·期末)煤炭中含硫元素,燃烧时会产生气体。下列选项所述措施不能减少排放的是
A.以风能、太阳能代替燃煤
B.利用碳酸钙对燃煤进行固硫
C.增加烟囱高度,将含的尾气排向高空
D.用足量石灰乳吸收含的尾气
【答案】C
【解析】A.以风能、太阳能代替燃煤,可减少煤炭燃烧,减少二氧化硫排放,A正确;
B.利用碳酸钙对燃煤进行固硫,可将SO2转化为固体物质,减少二氧化硫排放,B正确;
C.增加烟囱高度,将含SO2的尾气排向高空,只是改变了SO2排放的高度,并没有减少SO2排放总量,仍然会对大气造成污染,C错误;
D.用足量石灰乳吸收SO2的尾气,可减少尾气中SO2排放,D正确;
故答案选C。
78.(24-25高一下·上海·期中)某研究小组研究某地硫酸型酸雨的形成,查阅资料可知有以下途径:
途径一:SO2SO3H2SO4
途径二:SO2H2SO3H2SO4
请回答下列问题:
(1)该地区雨水的pH小于 。
(2)途径一中SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3,在此过程中飘尘作 (选填“催化剂”或“氧化剂”)。
(3)研究小组收集一定量该地区刚下的雨水,欲证明酸雨的形成存在途径二,请写出实验方案: 。
【答案】(1)5.6
(2)催化剂
(3)取该地区刚下的少量雨水并测定其pH值,过一段时间后,再测定其pH值,若pH值减小,证明存在途径二
【解析】(1)该地区形成酸雨,雨水的pH小于5.6;
(2)二氧化硫与氧气反应,氧气为氧化剂,飘尘作催化剂;
(3)若存在途径二的过程,空气中的氧气将亚硫酸氧化为硫酸,溶液的pH值减小,故答案为:取该地区刚下的少量雨水并测定其pH值,过一段时间后,再测定其pH值,若pH值减小,证明存在途径二。
◆题型03 二氧化硫的处理回收
79.(23-24高二上·江苏连云港·期末)硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是
A.“石灰石-石膏法”脱硫的总反应:
B.工业制硫酸过程中的物质转化:
C.实验室探究浓硫酸与铜反应的气态产物:
D.用溶液吸收工业尾气中的离子反应:
【答案】A
【解析】A.SO2的排放主要来自煤的燃烧,用石灰石脱硫的总反应为:,故A正确;
B.工业制硫酸过程中的物质转化:,故B错误;
C.根据强制弱的规则可知,二氧化硫与氯化钙无法得到亚硫酸钙沉淀,故C错误;
D.用FeCl3溶液吸收废气中的H2S气体,反应为:,故D错误;
故答案选A。
80.氨法脱硫工艺是利用氨水吸收烟气中的生成亚硫酸铵溶液,并在富氧条件下将亚硫酸铵氧化成硫酸铵。关于该工艺的说法错误的是
A.涉及反应的离子方程式为
B.硫酸铵是农业上常用的化肥
C.可用盐酸酸化的硝酸钡溶液区分亚硫酸铵和硫酸铵溶液
D.进行检验的实验时,需通风并注意防烫伤
【答案】C
【解析】A.根据题目中用氨水吸收烟气中的生成亚硫酸铵溶液,并在富氧条件下将亚硫酸铵氧化成硫酸铵,则发生反应的离子方程式为:,A正确;
B.农业上常用的氮肥主要有:尿素、硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵等,B正确;
C.盐酸酸化的硝酸钡中,在酸性条件下具有强氧化性,能将氧化为,导致两者均生成沉淀,无法区分,C错误;
D.检验需加热释放出来进行验证,因此需通风且防烫伤,D正确;
故答案为:C。
81.(24-25高一上·江苏南通·期末)二氧化硫直接排放会污染空气,工业上采用多种方法脱硫。
(1)石灰石脱硫。工业上燃煤时常在煤炭中在煤炭中加入一定量石灰石,于通入一定浓度的氧气,实现从源头上减少的排放。该反应的化学方程式为 。
(2)碱性溶液脱硫。氨水、水悬浊液吸收烟气中后经催化氧化,可得到硫酸盐。已知:室温下,微溶于水,易溶于水;溶液中、、的物质的量分数随的分布如图1所示。
①氨水吸收。向氨水中通入少量,主要反应的离子方程式为 ;当通入至溶液pH=5时,溶液中浓度最大的阴离子是 (填化学式)。
②水悬浊液吸收。向水悬浊液中匀速缓慢通入,在开始吸收的阶段内,吸收率、溶液均经历了从几乎不变到迅速降低的变化。溶液几乎不变阶段,主要产物是 (填化学式)。
(3)海水脱硫。海水中含有少量碳酸盐(和),呈微碱性。海水脱硫过程如图2所示:
①在吸收塔中采用海水从塔顶喷洒,烟气从塔底鼓入,其目的是
②相比氨水脱硫,海水脱硫的优点是 。
【答案】(1)
(2) (或) ZnSO3
(3) 气液逆流,增大吸收面积,使SO2被充分吸收 不添加药剂,节约淡水,不产生副产品和废弃物
【分析】石灰石脱硫中石灰石的成分为碳酸钙受热生成的氧化钙吸收二氧化硫,生成的亚硫酸钙与氧气生成硫酸钙;
碱性溶液脱硫中氨水、水悬浊液吸收烟气中后经催化氧化,可得到硫酸盐;
海水脱硫中海水中含有少量碳酸盐吸收二氧化硫;
【解析】(1)石灰石的成分为碳酸钙受热生成的氧化钙吸收二氧化硫,生成的亚硫酸钙与氧气生成硫酸钙,以此分析;
故答案为:;
(2)①向氨水中通入少量SO2时,SO2与氨水反应生成亚硫酸铵,反应的离子方程式为:(或);
根据图像1,溶液pH=5时,溶液中浓度最大的阴离子为;
②反应开始时,悬浊液中的ZnO大量吸收 SO2,生成微溶于水的ZnSO3,此时溶液pH几乎不变; 一旦ZnO完全反应生成ZnSO3后,ZnSO3继续吸收 SO2,生成易溶于水的Zn(HSO3)2,此时溶液pH逐渐 变小,SO2的吸收率逐渐降低,这一过程的离子方程式 为:(或);故溶液几乎不变阶段,主要产物是ZnSO3;
故答案为:(或);;ZnSO3;
(3)①在SO2吸收塔中采用海水从塔顶喷洒,烟气从塔底鼓入,其目的是气液逆流,增大吸收面积,使SO2被充分吸收;
②相比氨水脱硫和生物质热解气脱硫,海水脱硫的优点是不添加药剂,节约淡水,不产生副产品和废弃物;
故答案为:气液逆流,增大吸收面积,使SO2被充分吸收;不添加药剂,节约淡水,不产生副产品和废弃物。
82.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)工业生产过程中产生的二氧化硫会造成环境问题,可用多种方法脱除。
Ⅰ.由次氯酸钠碱性废水(含有杂质Ca2+)处理硫酸工业尾气的流程如下:
(1)控制合适的条件有利于提高SO2的吸收率(脱硫率)。
①脱硫时需保持溶液呈碱性,此过程的主要反应之一为SO2+2OH-=+H2O;另一个为二氧化硫与次氯酸钠发生的氧化还原反应,请写出该反应的离子方程式: 。
②提高脱硫率的可行措施有 (填序号)。
a.加快通入尾气的速率
b.吸收塔中喷淋的碱液与气体逆向接触
c.提高碱液pH
③温度控制在40~60℃之间,脱硫率较高,原因是 。
(2)滤渣的主要成分为 (填化学式)。
Ⅱ.为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的MgSO4。
(3)写出该反应的化学方程式: 。
Ⅲ.双碱法脱除烟气中SO2的过程如图所示:
(4)脱除SO2的过程中,可以循环利用的物质 (填化学式)。
(5)目前通常采用滴定法测定食品中残留二氧化硫的含量。具体实验过程如下:
样品经处理后,加入氢氧化钾使残留的二氧化硫以亚硫酸盐的形式固定,再加入硫酸使二氧化硫游离,用碘标准溶液滴定二氧化硫,在滴定时用淀粉溶液作指示剂,现将1000g二氧化硫含量超标的蜜饯样品进行处理后,配制成1000mL溶液,取出50mL溶液,分别与氢氧化钾、硫酸反应,再用5×10−3mol·L−1的碘标准溶液滴定,消耗碘标准溶液5mL,则样品中二氧化硫的含量为 g/kg。(请写出计算过程)
【答案】(1) SO2+ClO—+2OH—=SO+Cl—+H2O bc 温度过低,反应速率慢;温度过高,NaClO不稳定分解或温度过高SO2溶解度减小
(2)CaSO4
(3)2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O
(4)NaOH
(5)0.032
【分析】由题给流程可知,含有钙离子的次氯酸钠碱性废水吸收硫酸工业尾气中二氧化硫后,过滤得到含有硫酸钙的滤渣和滤液;滤液经多步处理得到氯酸钠晶体。
【解析】(1)①由题意可知,碱性条件下二氧化硫与次氯酸根离子反应生成硫酸根离子、氯离子和水,反应的离子方程式为SO2+ClO—+2OH—=SO+Cl—+H2O;
②a.加快通入尾气的速率,气体与液体接触不充分,降低脱硫效率,故错误;
b.吸收塔中喷淋的碱液与气体逆向接触,可以增大气体和液体的接触面积,提高脱硫效率,故正确;
c.提高碱液pH可以充分吸收二氧化硫,提高脱硫效率,故正确;
故选bc;
③温度过低,反应速率慢;温度过高,次氯酸钠不稳定分解且温度过高导致额u好了溶解度减小,所以温度控制在40~60 ℃之间,有利于脱硫率较高;
(2)由分析可知,滤渣的主要成分为硫酸钙;
(3)二氧化硫转化为硫酸镁的反应为浆状氢氧化镁与二氧化硫、氧气反应生成硫酸镁还是,反应的化学方程式为2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O;
(4)由图可知,NaOH在过程Ⅰ中消耗,在过程Ⅱ中生成,可循环利用;
(5)由题意可知,碘溶液与二氧化硫反应生成硫酸和氢碘酸,滴定消耗5mL5×10−3mol·L−1的碘标准溶液,则由得失电子数目守恒可知,1000g二氧化硫含量超标的蜜饯样品中二氧化硫的含量为5×10−3mol·L−1×0.005L××64g/mol=0.032g。
◆题型04 空气质量评价
83.关于雾霾,下列说法错误的是
A.雾霾是空气中颗粒物使能见度降低的浑浊现象
B.PM2.5对人体健康危害比PM10小
C.汽车尾气是雾霾的主要来源之一
D.雾霾可能影响植物的光合作用
【答案】B
【解析】A.雾霾主要由空气中的颗粒物导致能见度降低,描述正确;
B.PM2.5粒径更小,易深入肺部甚至血液,危害比PM10更大,因此“危害小”的说法错误;
C.汽车尾气排放的污染物是雾霾的重要来源之一,描述正确;
D.雾霾颗粒遮挡阳光,可能减少植物光合作用所需光照,描述正确;
故选B。
84.以下关于雾霾的说法,正确的是
A.雾霾中只有PM2.5对人体有害
B.雾霾是由单一污染物造成的空气浑浊现象
C.建筑施工扬尘是雾霾的主要来源之一
D.雾霾对植物生长没有影响
【答案】C
【解析】A.雾霾中的有害物质不仅包括PM2.5,还有其他污染物(如PM10、臭氧等),因此“只有PM2.5有害”的说法错误,A错误;
B.雾霾是多种污染物(颗粒物、气态污染物等)共同作用的结果,B错误;
C.建筑施工扬尘会释放大量颗粒物(如PM2.5和PM10),是雾霾的主要来源之一,C正确;
D.雾霾中的颗粒物会阻碍植物光合作用,污染物可能影响植物生长,D错误;
故选C。
85.空气是一种重要的资源,保护空气质量是全人类的共同使命。下列说法正确的是
A.目前计入空气污染指数的污染物有、、、、可吸入颗粒物等
B.空气中含量最高且常用作保护气的是
C.PM2.5的含量越高空气质量越好
D.排放是导致酸雨的原因之一,酸雨的
【答案】B
【解析】A.、、、可吸入颗粒物等计入空气污染指数,CO2未被计入空气污染指数,A错误;
B.氮气约占空气体积的78%,含量最高且常用作保护气,B正确;
C.PM2.5含量越高空气质量越差,C错误;
D.排放到空气中会与水反应生成亚硫酸,亚硫酸被氧气氧化为硫酸,导致酸雨,酸雨的pH<5.6,D错误;
故答案为:B。
◆题型05 大气污染的防治
86.下列做法中,属于合理的环境保护措施的是
①任意使用农药和化肥;②对废旧电池回收处理;③生活污水经过处理在排放;④减少二氧化硫的排放
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
【答案】B
【解析】①任意使用农药和化肥,会污染土壤和水资源,故错误;
②对废旧电池进行回收处理,可以防止土壤和水资源污染,故正确;
③生活污水经过处理在排放,可以防止水污染,故正确;
④减少二氧化硫的排放,能有效防止酸雨的产生,故正确;
故②③④符合题意,答案选B。
87.(24-25高一上·江苏扬州·期末)煤炭中含硫元素,燃烧时会产生气体。下列选项所述措施不能减少排放的是
A.以风能、太阳能代替燃煤
B.利用碳酸钙对燃煤进行固硫
C.增加烟囱高度,将含的尾气排向高空
D.用足量石灰乳吸收含的尾气
【答案】C
【解析】A.以风能、太阳能代替燃煤,可减少煤炭燃烧,减少二氧化硫排放,A正确;
B.利用碳酸钙对燃煤进行固硫,可将SO2转化为固体物质,减少二氧化硫排放,B正确;
C.增加烟囱高度,将含SO2的尾气排向高空,只是改变了SO2排放的高度,并没有减少SO2排放总量,仍然会对大气造成污染,C错误;
D.用足量石灰乳吸收SO2的尾气,可减少尾气中SO2排放,D正确;
故答案选C。
88.生机勃勃的地球离不开空气,下列关于空气的说法不正确的是
A.稀有气体可用于霓虹灯的制作
B.CO2是植物光合作用的重要原料
C.SO2排放是导致酸雨的原因之一
D.PM2.5的含量越高空气质量越好
【答案】D
【解析】A.稀有气体通电发光,用于制作霓虹灯,A正确;
B.参与光合作用生成有机物,B正确;
C.导致酸雨,C正确;
D.是污染物,含量高则空气质量差,D错误。
故选D。
B 综合攻坚·知能拔高
1. (24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关,下列说法正确的是
A.常温下浓硫酸可以用铁罐贮存,说明浓硫酸与铁不反应
B.推广碳捕集和转化成化工原料技术,逐步实现二氧化碳零排放
C.、都能与盐酸反应,均可用于治疗胃酸过多
D.可用作食用银耳的漂白,使其颜色洁白
【答案】B
【解析】A.常温下浓硫酸可以用铝罐或铁罐贮存,是因为常温下铝、铁在浓硫酸中钝化,A错误;
B.推广碳捕集和转化成化工原料技术,可以减少二氧化碳的排放、有助于实现"碳中和",B正确;
C.碳酸钠碱性较强,不溶于治疗胃酸过多,碳酸氢钠用于治疗胃酸过多,C错误;
D.SO2有毒,不能用作食用银耳的漂白,D错误;
故选B。
2.(2024·江苏南京·模拟预测)硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是
A.工业制硫酸过程中的物质转化:
B.工业尾气中的处理:
C.硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸:
D.钙基固硫主要反应:
【答案】D
【解析】A.工业制硫酸的流程为:硫铁矿高温煅烧生成SO2,SO2催化氧化为SO3,再经浓硫酸吸收生成H2SO4,故A错误;
B.工业尾气中的SO2主要用CaO吸收,CaCl2不能直接吸收SO2,故B错误;
C.硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成S沉淀和SO2,反应方程式为Na2S2O3 + H2SO4= Na2SO4 + S↓ + SO2↑ + H2O,故C错误;
D.钙基固硫是用生石灰来除去生成的SO2,反应为,故D正确;
选D。
3.(24-25高二下·江苏常州·期末)下列基于物质转化的生产、生活等方面的建议不正确的是
A.模拟生物固氮,实现温和条件下将空气中的转化为生产氮肥
B.血红蛋白中含有,人体补铁时服维生素可促进对元素的吸收
C.为酸性氧化物,用作固硫剂可减少燃煤烟气中的污染
D.通过改变反应历程,降低电解熔融制取金属的能耗
【答案】D
【解析】A.氮的固定是指氮元素从游离态转化为氮的化合物,生物固氮在温和条件下将N2转化为NH3是可行的,模拟此过程可节能生产氮肥,A正确;
B.维生素C的还原性促进Fe3+转化为易吸收的Fe2+,B正确;
C.CaO与SO2反应生成CaSO3或CaSO4,有效固硫减少污染,C正确;
D.电解熔融NaCl的能耗由热力学决定,改变反应历程(如催化剂)无法降低总能耗,D错误;
答案选D。
4. (24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A.浓H2SO4具有强氧化性,可用作钝化铁、铝
B.Na2O2能与CO2反应生成氧气,可作潜水艇中供氧剂
C.明矾易溶于水,可用作净水剂
D.维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
【答案】C
【解析】A.浓H2SO4具有强氧化性,常温下可以使铁、铝钝化,可用作钝化铁、铝,A正确;
B.Na2O2能与CO2反应生成氧气,可作潜水艇中供氧剂,B正确;
C.明矾水溶液中铝离子水解生成的氢氧化铝胶体可以使水中细小的悬浮颗粒聚集成较大颗粒而沉降,从而起到净化作用,明矾可用作净水剂与其易溶于水无关,C错误;
D.维生素C具有还原性,能被氧化而发挥抗氧化作用,可用作食品抗氧化剂,D正确;
故选C。
5. (23-24高二下·江苏扬州·阶段练习)下列有关的实验原理或方案能达到目的的是
A.制
B.制沉淀
C.验证的还原性
D.收集
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,则题给装置能用于制备二氧化硫,故A正确;
B.亚硫酸的酸性弱于盐酸,二氧化硫不能与氯化钡溶液反应,则题给装置不能用于制备亚硫酸钡沉淀,故B错误;
C.二氧化硫与品红溶液反应时表现漂白性,则题给装置不能用于验证二氧化硫的还原性,故C错误;
D.二氧化硫易溶于水,不能用排水法收集二氧化氯,则题给装置不能用于收集二氧化硫,故D错误;
故选A。
6.(23-24高一上·江苏徐州·期末)根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将浓硫酸滴加到蔗糖中
蔗糖变黑膨胀且有刺激性气味的气体生成
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
B
向溶液中滴加盐酸
有气体产生
非金属性:Cl>C
C
将通入酸性高锰酸钾溶液中
紫红色褪去
二氧化硫具有漂白性
D
向某溶液中加入稀盐酸产生无色气体,将气体通入澄清石灰水中
澄清石灰水变浑浊
该溶液中一定有
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.蔗糖固体加入浓硫酸,浓硫酸使蔗糖脱水碳化,溶液温度升高,浓硫酸与碳反应生成二氧化硫和二氧化碳,出现“黑面包现象”,A正确;
B.比较非金属性强弱,要比较最高价含氧酸的酸性,盐酸不是氯元素的最高价含氧酸,故无法比较Cl和C的非金属性强弱,B错误;
C.将通入酸性高锰酸钾溶液中,二氧化硫具有还原性,与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使之褪色,与漂白性无关,C错误;
D.向某溶液中加入稀盐酸产生无色气体,将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,则该溶液中可能含有、、、,D错误;
故选A。
7.(24-25高一下·江苏南京·期中)黄铁矿()常被误认为是黄金,故又称为“愚人金”。在酸性条件下黄铁矿能够发生如图转化。下列说法不正确的是
A.为该转化过程的催化剂
B.当有发生转化Ⅰ时转移电子
C.转化Ⅲ的离子方程式为
D.转化总过程中环境的酸性不断增强
【答案】B
【分析】根据转化关系图可知,转化I为:,转化Ⅱ为:,转化Ⅲ为:,总转化方程式为:,据此分析解答。
【解析】A.由分析可知,NO先消耗,后又重新生成,为该反应的催化剂,A正确;
B.根据转化I方程式可知,每有反应时,转移电子为,则12.0g 的物质的量为,发生反应时转移的电子数为,B错误;
C.根据分析,转化Ⅲ为:,C正确;
D.根据分析中总转化方程式可知,随反应进行,不断生成,则酸性不断增强,D正确;
故选B。
8.(24-25高一下·江苏常州·期中)锰白难溶于水和乙醇,高于会分解。工业上以软锰矿(含)为原料生产锰白的流程如图所示。下列说法错误的是
A.还原:氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:1
B.沉锰:发生反应为
C.洗涤:先用水洗涤再用乙醇洗涤
D.低温烘干:烘干温度应低于,避免分解
【答案】B
【分析】软锰矿含。软锰矿加氢氧化钠溶液“碱浸”,Al2O3、SiO2溶于氢氧化钠溶液生成 ,过滤滤渣为MnO2;酸性条件下用二氧化硫还原MnO2生成MnSO4,加碳酸氢铵溶液“沉锰”生成MnCO3沉淀,过滤、洗涤、低温烘干,得纯净MnCO3。
【解析】A.酸性条件下用二氧化硫还原MnO2生成MnSO4,反应方程式为MnO2+SO2=MnSO4,MnO2是氧化剂、SO2是还原剂,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:1,故A正确;
B.沉锰时,MnSO4和碳酸氢铵反应生成碳酸锰、二氧化碳、水、硫酸铵,“沉锰”生成MnCO3沉淀发生反应为,故B错误;
C.难溶于水和乙醇,所以先用水洗去表面的杂质离子,再用乙醇洗去水分,故C正确;
D.高于会分解,所以烘干温度应低于,避免分解,故D正确;
选B。
9. (24-25高一上·江苏南京·月考)可做高能燃料的氧化剂,元素在反应过程中均为-1价,它可由以下反应制得:(未配平)。下列说法不正确的是
A.被氧化的元素是,被还原的元素是
B.的氧化性弱于的氧化性
C.氧化剂与还原剂的化学计量数之比为
D.若反应生成分子,则该反应转移电子
【答案】B
【分析】HNF2+Fe3+→N2F4↑+Fe2++H+反应中,N的化合价由+1价升高为+2价,Fe的化合价由+3价降低为+2价,由得失电子守恒和原子守恒配平方程式为2HNF2+2Fe3+=N2F4↑+2Fe2++2H+,据此分析。
【解析】A.N的化合价由+1价升高为+2价,被氧化,Fe的化合价由+3价降低为+2价,被还原,故A正确;
B.反应中,Fe3+是氧化剂,N2F4是氧化产物,则Fe3+的氧化性强于N2F4的氧化性,故B错误;
C.由2HNF2+2Fe3+=N2F4↑+2Fe2++2H+可知,Fe3+是氧化剂,HNF2是还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1,故C正确;
D.由分析可知,反应中转移电子数为2,则反应生成分子,该反应转移电子,故D正确;
答案选B。
10.(25-26高一上·江苏盐城·阶段练习)某无色溶液可能由、、、、、、中的一种或几种组成。为了确定该溶液的成分,进行如下实验:
①取少量该溶液加入足量盐酸,有气体产生,得到甲溶液;
②取少量甲溶液,向其中加入硝酸酸化的硝酸银溶液,产生白色沉淀乙;
③取少量原溶液,向其中加入溶液,产生白色沉淀丙,加足量稀盐酸,沉淀部分溶解。
下列关于原溶液说法正确的是
A.、都存在
B.肯定不存在,可能存在
C.一定存在
D.是否存在需要通过焰色试验来确定
【答案】C
【分析】加入盐酸产生气体有可能的离子方程式为: ,;加入硝酸酸化的AgNO3溶液,产生了白色沉淀,则沉淀为不溶于酸的AgCl,对应的离子方程式为;原溶液中加Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀丙可能的离子方程式为:,,,加入稀盐酸能溶解的沉淀只有BaCO3,而沉淀丙只部分溶解,说明丙的成分既有BaSO4,也有BaCO3;据此分析。
【解析】A.根据实验①,原溶液与盐酸反应生成气体,说明存在或中的至少一种,但无法确定两者同时存在,A错误;
B.原溶液无色,故一定不存在;根据分析,溶液中一定存在,不能与共存,故一定不存在,B错误;
C.实验③中沉淀部分溶解,说明白色沉淀丙为和的混合物,则原溶液中一定存在(生成不溶于盐酸的BaSO4)和/(生成溶于盐酸的),C正确;
D.根据溶液呈电中性,电荷守恒,原溶液中阴离子(、/)的负电荷需由平衡,故一定存在,无需焰色试验验证,D错误;
故选C。
11. (23-24高一上·江苏盐城·期末)下列关于硫及其化合物叙述正确的是
A.空气中排放过量SO2会形成酸雨,且酸雨的pH会随时间增长而增大
B.浓硫酸与S反应为2H2SO4(浓)+S3SO2↑+2H2O,在此反应中浓硫酸既表现了强氧化性又表现了酸性
C.将浓硫酸加入滴有几滴水的蔗糖中,蔗糖逐渐变黑形成“黑面包”,产生有刺激性气体,体现浓硫酸的脱水性和强氧化性
D.把足量的铜粉投入只含2molH2SO4的浓硫酸中,加热得到的气体体积在标准状况下为22.4L
【答案】C
【解析】A.空气中排放过量SO2会形成酸雨,二氧化硫和水反应生成亚硫酸,亚硫酸被氧化为强酸硫酸,导致酸雨酸性增强,pH会随时间增长而减小,A错误;
B.浓硫酸与单质硫反应中浓硫酸只表现强氧化性,反应没有生成盐,不体现酸性,B错误;
C.浓硫酸加入滴有几滴水的蔗糖中,浓硫酸使得蔗糖脱水,逐渐变黑形成“黑面包”,浓硫酸和碳发生氧化还原反应生成有刺激性气体二氧化硫,体现浓硫酸的脱水性和强氧化性,C正确;
D.在加热条件下,浓硫酸和Cu反应生成二氧化硫,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸时不再和Cu反应,生成气体体积标况下小于22.4L,D错误;
故选C。
12.(23-24高一上·江苏苏州·阶段练习)一种利用太阳能分解水的原理如图所示。下列说法不正确的是
A.反应Ⅰ的化学方程式为
B.反应Ⅲ中生成的和的分子个数比为
C.反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ在反应前后均有元素化合价发生改变
D.理论上每生成,同时生成
【答案】D
【解析】A.如图反应I的反应物为I2、SO2、H2O,生成物为HI、H2SO4,故反应I的化学方程式:I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4,A项正确;
B.根据图示可知,反应Ⅲ为2H2SO4=2H2O+2SO2↑+O2↑,因此生成SO2和O2的分子个数比为2:1,B项正确;
C.反应I为:I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4,反应Ⅱ为2HI=H2+I2,反应Ⅲ为2H2SO4=2H2O+2SO2↑+O2↑,在反应前后均有元素化合价发生改变,因此反应I、Ⅱ和Ⅲ均为氧化还原反应,C项正确;
D.根据反应Ⅱ理论上每生成2gH2,即生成1molH2,根据反应可知,关系式为,故反应Ⅲ生成O2为0.5mol,质量为,D项错误;
故答案选D。
13.(23-24高三上·江苏扬州·期末)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.用氨水吸收烟气(含等)中获得的物质转化:
B.工业制硫酸过程中的物质转化:
C.利用硫酸的酸性去除铁制品表面的铁锈
D.利用的还原性将其作为葡萄酒的抗氧化剂
【答案】B
【解析】A.氨水中通入SO2反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵被氧化成硫酸铵,故A项正确;
B.二硫化亚铁与氧气反应生成二氧化硫,不能直接生成三氧化硫,故B项错误;
C.铁锈的主要成分为氧化铁,为金属氧化物,与酸反应,则利用硫酸的酸性去除铁制品表面的铁锈,故C项正确;
D.SO2具有还原性,可作为葡萄酒的抗氧化剂,故D项正确;
故本题选B。
14. (23-24高一上·江苏苏州·阶段练习)把碎纸片b补充到a中,可得到一个完整的离子方程式(未配平)。下列说法正确的是
A.反应物微粒是S、、OH-
B.该反应可能在酸性条件下进行
C.2molS参加反应时,转移的电子数为3mol
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
【答案】D
【分析】根据元素守恒,只能是反应物,结合得失电子守恒及电荷守恒,得该反应:;
【解析】A.根据分析可知,反应物微粒:,A错误;
B.根据该反应可知,需在碱性条件下进行,B错误;
C.根据反应,每当有3molS参与反应,转移4mol电子,则当2molS参加反应时,转移的电子数为mol,C错误;
D.该反应中S即是氧化剂,也是还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1,D正确;
答案选D。
15.(24-25高一下·江苏苏州·期中)根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向Na2SO3溶液中加入Ba(NO3)2溶液,再加稀盐酸,产生白色沉淀。
Na2SO3溶液已变质
B
红热的木炭插入浓硝酸中,产生红棕色气体
木炭将浓硝酸还原
C
将蘸有浓氨水的玻璃棒置于盛有某溶液的试剂瓶口,有白烟生成
该溶液可能为浓盐酸
D
常温下,将铁片投入浓硝酸中,无明显现象
铁与浓硝酸不反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.加入Ba(NO3)2后生成的沉淀可能由硝酸根在酸性条件下氧化生成导致,无法直接证明Na2SO3变质,A错误;
B.红棕色气体是NO2,浓硝酸受热分解也会生成NO2,不能说明浓硝酸被还原,B错误;
C.浓氨水与挥发性酸(如浓盐酸)反应生成NH4Cl固体,产生白烟,结论合理,C正确;
D.铁在浓硝酸中因钝化表面生成氧化膜阻止反应,并非“不反应”,D错误;
故选C。
16.(25-26高一上·江苏苏州·月考)某兴趣小组利用废镍材料(含有金属及少量、)探究相关物质的性质并回收镍,设计流程如图(部分产物略去)。
已知:开始沉淀和完全沉淀的pH分别为:2.2、3.2;
开始沉淀和完全沉淀的pH分别为:7.2、8.7;
可将氧化为,不与反应。
下列说法不正确的是
A.酸浸时加入的稀硫酸越多越好
B.滤渣1和滤渣2的主要成分分别为、
C.氧化时发生的反应方程式为:
D.调节pH时须调节的pH范围为3.2~7.2
【答案】A
【分析】往废镍材料(含金属Ni、Fe和Ag)中加入稀硫酸酸浸后过滤,得滤渣和含的滤液I,往滤液I中加溶液氧化亚铁离子,再加氢氧化钠溶液调pH除铁,过滤得氢氧化铁沉淀和滤液II,往滤液II中加适量铁粉过滤得镍。
【解析】A.酸浸时稀硫酸需适量,过多会导致后续调节pH时消耗更多NaOH,增加成本,并非越多越好,A错误;
B.滤渣1为酸浸时不与稀硫酸反应的Ag,滤液1中经氧化为,调节pH后完全沉淀为,即滤渣2,B正确;
C.氧化时在酸性条件下将氧化为,反应方程式为,C正确;
D.调节pH需使完全沉淀(pH≥3.2)且不沉淀(pH<7.2),范围为3.2~7.2,D正确;
故答案选A。
17.(24-25高一上·江苏南京·阶段练习)高铁酸钾(K2FeO4,极易溶于水)是常见的水处理剂,其原理如图所示。
【查阅资料】向胶体中加入电解质后,胶体因失去稳定性而发生离子的聚集以至沉淀,称为电解质对胶体的聚沉作用,简称胶体的聚沉。
请回答下列问题:
(1)K2FeO4中铁元素的化合价为 。
(2)过程①中活性菌表现了 (填“氧化”或“还原”)性,该过程的还原产物是 ;过程③属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)根据上述原理分析,作水处理剂时,K2FeO4的作用有 (填两个)。
(4)制备高铁酸钾常用的反应原理为2Fe(OH)3+3KClO+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O。
①该反应中氯元素的化合价由 价变为 价;
②并用单线桥法表示该反应电子转移的方向和数目: 。
【答案】(1)+6
(2) 还原 Fe3+ 物理
(3)消毒杀菌、净水
(4) +1 −1
【解析】(1)K2FeO4中K是+1价,O是-2价,依据化合价代数和为0可知铁元素的化合价为+6价;
(2)过程①中高铁酸钾转化为铁离子,铁元素化合价降低,被还原,活性菌表现了还原性,该过程的还原产物是Fe3+,过程③中某一产生新物质,属于物理变化;
(3)根据上述原理分析,作水处理剂时,K2FeO4的作用有两个,即杀菌消毒、净水;
(4)
该反应中,Cl元素的化合价由+1价变为-1价,得到电子被还原,氢氧化铁被氧化;铁元素化合价从+3价升高到+6价,失去3个电子,氯元素得到2个电子,依据得失电子守恒可知反应中转移6个电子,所以用单线桥法表示电子转移的方向和数目为;
18. (25-26高一上·江苏常州·阶段练习)软锰矿(主要成分,杂质金属元素、、等)的悬浊液可吸收烟气中并同时制备。
(1)制备反应的化学方程式为,质量为纯净最多能吸收 (标准状况)。
(2)准确称取样品置于锥形瓶中,加入适量和溶液,加热使全部反应生成,用的标准溶液与恰好反应[反应方程式:],消耗溶液40.00 mL。计算样品的纯度 。(写出计算过程,否则不得分。保留2位小数。)
(3)如图为、、晶体的溶解度曲线,现从和的混合溶液中来获得晶体,简述实验步骤是 。
【答案】(1)6.72
(2)
(3)加热浓缩(和)混合溶液,蒸发结晶(至大量晶体析出),在以上趁热过滤,洗涤,低温干燥
【解析】(1)制备反应的化学方程式为,纯净是,根据方程式计量关系可知,可以吸收,标准状况下二氧化硫体积是。
(2)消耗的硫酸亚铁的物质的量为:,根据方程式计量关系:,,其纯度为:。
(3)根据硫酸锰和硫酸镁的溶解度随温度变化特点可知,将硫酸锰和硫酸镁混合溶液在60℃以上, 蒸发浓缩至大量晶体析出,在60℃以上趁热过滤,洗涤,低温干燥,即可从硫酸锰和硫酸镁混合溶液中结晶晶体。
19.(24-25高一上·江苏南京·阶段练习)硫单质及其化合物是生活中常见的物质,用途广泛。
(1)结合硫原子的结构示意图可以预测的最低化合价是 。
(2)已知部分金属原子在反应中可失去多个电子,金属失去的电子越多,难度越大。和、可分别发生如下反应:
、
由反应可知氧化性: (填“>”或“<”)
(3)将气体与气体混合后,有黄色固体生成。写出该反应的化学方程式: 。
(4)、均是酸性氧化物,溶于水后溶液均为酸性。将相同分子数的两种气体溶解于相同体积的水中,溶解气体后所得溶液酸性更强。
①含有的烟气排放到空气中,遇雨水会形成酸雨,该酸雨在空气中暴露一段时间后,酸性会增强。酸雨酸性增强的原因是 。
②设计一种方法吸收烟气中的,写出该反应的化学方程式: (为有毒气体,不得使用)。
【答案】(1)-2价
(2)<
(3)SO2+2H2S=3S↓+2H2O
(4) SO2与水反应生成亚硫酸,亚硫酸被空气中的氧气氧化为硫酸,酸性增强 2Ca(OH)2+ 2SO2+ O2= 2CaSO4+2H2O
【解析】(1)S为16号元素,最外层6个电子,得2个电子达到稳定结构,故最低化合价为-2价;
(2)S只能将Fe氧化为+2价,但Cl2可以将Fe氧化为+3价,故氧化性S<Cl2;
(3)将SO2气体与H2S气体混合后,有黄色固体S生成,化学方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H2O;
(4)①SO2与水反应生成亚硫酸,亚硫酸被空气中的氧气氧化为硫酸,酸性增强;
②吸收烟气中的SO2,可以用氢氧化钙和氧气吸收SO2,生成硫酸钙,反应方程式为2Ca(OH)2+ 2SO2+ O2= 2CaSO4+2H2O。
20.(24-25高一上·江苏盐城·阶段练习)下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。
方法I
用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化为(NH4)2SO4
方法Ⅱ
用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫
方法Ⅲ
用Na2SO3溶液吸收SO2
(1)如果不对燃煤烟气脱硫,易形成酸雨,酸雨一般指的是pH小于 的降雨;为减少酸雨的产生,可采取的措施有 (填序号)。
①把工厂烟囱造高;②化石燃料脱硫;③开发新能源;④在已酸化的土壤中加石灰。
(2)方法I中氨水吸收燃煤烟气中SO2的化学反应为:2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3、 。
(3)用方法I脱硫时,能提高燃煤烟气中SO2去除率的措施有 (填字母)。
A.增大氨水浓度 B.升高反应温度 C.使燃煤烟气快速通过氨水
(4)方法Ⅱ中CO将SO2还原为S时,自身转化为 (填化学式)。
(5)对方法Ⅲ吸收SO2后的溶液加热可使吸收液再生,其反应属于基本反应类型中的 反应。
(6)某兴趣小组为了测定燃煤烟气中二氧化硫的体积分数,做了如下实验。取标准状况下的燃煤烟气2.000L(含氮气、氧气、二氧化碳、二氧化硫等),缓慢通过足量溴水,反应的化学方程式为:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4。在所得溶液中加入稍过量的氯化钡溶液,产生白色沉淀,过滤后将沉淀洗涤、干燥,称得其质量为0.466g。试计算该燃煤烟气样品中二氧化硫的体积分数 (写出计算过程)。
【答案】(1) 5.6 ②③
(2)或
(3)A
(4)CO2
(5)分解反应
(6)2.24%
【解析】(1)由于雨水中溶解由CO2,雨水pH一般为5.6,酸雨一般指的是小于5.6;
①把工厂烟囱造高不能减少二氧化硫的排放量,故错误;
②化石燃料脱硫能减少二氧化硫的排放量,故正确;
③开发新能源能减少化石能源的使用,能减少二氧化硫的排放量,故正确;
④在已酸化的土壤中加石灰能减少土壤的酸化程度,但不能减少二氧化硫的排放量,故错误;
故选②③;
(2)方法I中氨水吸收燃煤烟气中SO2,若SO2少量时生成(NH4)2SO3,若SO2过量时生成,反应的化学方程式为:或;
(3)A.增大氨水浓度,消耗SO2的物质的量增大,则SO2的去除率增大,故A正确;
B.升高反应温度,减小氨水的浓度,则SO2的去除率减小,故 B错误;
C.使燃煤烟气快速通过氨水,反应时间缩短,SO2的去除率减小,故C错误;
故答案为:A;
(4)方法Ⅱ:用生物质热解气(主要成分、、)将在高温下还原成单质硫,二氧化硫被还原,则CO被氧化为CO2;
(5)方法Ⅲ吸收SO2后的溶液生成NaHSO3,NaHSO3受热分解为Na2SO3,可使吸收液再生,其反应属于分解反应;
(6)根据反应可知,所取的2.000L标准状况下的燃煤烟气中SO2与足量溴水反应生成硫酸和氢溴酸,再加入稍过量的氯化钡溶液,产生白色沉淀,则该白色沉淀为,因此0.466g的物质的量为,根据硫原子守恒,该空气样品中的体积分数为。
21. (25-26高一上·江苏苏州·阶段练习)硫酸广泛应用于化工、医药等领域。
(1)18~19世纪,利用和氮氧化物制硫酸,过程中的物质转化如图所示。
①制硫酸总反应的化学方程式是 。
②中反应的与的物质的量之比是 。
(2)以硫铁矿(含及少量、等元素的化合物)为原料,经历“造气→接触氧化→吸收”等过程可制取硫酸。
①造气。焙烧硫铁矿获得,焙烧过程主要分两步进行:
热离解:
氧化:
下图为的氧化过程,氧化速率随温度升高并不显著的原因是 ,提高氧化速率的措施为 (填一种)。
②接触氧化。与在催化剂表面发生反应:,反应前需除去气体中、等元素的化合物,目的是 。
③吸收。用98.3%吸收得到发烟硫酸(可表示为),释放出的尾气中含有、、等。若3.38g发烟硫酸与恰好反应生成纯,则 。
④工业上通常利用氨水吸收上述尾气制取。生产中需要向溶液中加入适量的还原性有机物,目的是 。
【答案】(1)
(2) FeS氧化过程中会生成氧化铁层,该氧化层覆盖在FeS表面,阻碍了O2与FeS的进一步接触 将FeS粉碎以增大表面积,或通入过量空气促进O2扩散 等元素的化合物会与催化剂结合,导致催化剂中毒,失去催化活性 防止被氧化
【解析】(1)①根据转化图可知,反应物是二氧化硫、氧气和水,故方程式为:。
②中反应为+NO,与的物质的量之比是。
(2)①由图示可知,FeS氧化过程中会生成氧化铁层,该氧化层覆盖在FeS表面,阻碍了O2与FeS的进一步接触,导致温度升高对反应速率的促进作用不显著。为提高氧化速率,需破坏或减少氧化铁层的阻碍,例如将FeS粉碎以增大表面积,或通入过量空气促进O2扩散,从而加快反应速率。
②As、Se等元素的化合物会与催化剂结合,导致催化剂中毒,失去催化活性,因此需预先去除以保证催化效率。
③若3.38 g发烟硫酸与0.03 mol 水恰好反应生成纯硫酸,反应方程式为:,则。
④具有还原性,生产中需要向溶液中加入适量的还原性有机物,因为它们也具有较强的还原性,能将通入氨水中的氧气还原,从而防止被氧化。
22.(24-25高一下·江苏南京·阶段练习)S和是自然界中硫循环的重要组成部分。
Ⅰ.S的产生与去除
(1)水体中的与在微生物作用下可转化为和S,该反应的离子方程式为 。
(2)废水中的硫化物可用将其氧化为单质S进行回收。
①控制废水pH约为8,用适量30%的溶液将废水中的转化为单质S,该反应的离子方程式为 。
②在1L废水中单质S回收率随加入量的变化如图所示。加入量大于12mg时,废水中单质S的回收率下降的原因可能是 。
Ⅱ.烟气中SO2的处理与利用
(3)大量排放SO2造成酸雨等环境问题,工业上用双脱硫法处理废气,过程如下图,其中可循环使用的试剂是 ,写出双碱法脱硫法的总反应方程式: 。
(4)SO2的脱除
用氨水吸收过量可得溶液,再通入空气氧化,得到硫酸盐。在空气氧化时,溶液中有逸出的原因是 (结合相关离子方程式分析)。
III.烟气中SO2的测定:如图所示,向装置通入含SO2烟气,用含淀粉的碘水吸收(发生的反应为),当通入40L烟气时恰好完全反应,停止通入烟气;将吸收液转移至锥形瓶中,并用水洗涤装置2~3次,将洗涤液与吸收液合并;向吸收液中加入过量溶液,完全反应后过滤洗涤干燥,得到沉淀0.233g。
(5)判断碘水中I2恰好完全反应的现象为 。
(6)计算该烟气中SO2的含量 (以为单位,写出计算过程)。
【答案】(1)+2
(2) 硫元素被氧化成更高价态的或
(3) NaOH 2SO2+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+2H2O
(4)空气中氧气将NH4HSO3氧化为(NH4)2SO4,离子方程式为,溶液中H+浓度增大,酸性增强,未被氧化的和H+反应,有SO2逸出
(5)蓝色刚好完全褪去
(6)1.6
【解析】(1)水体中的和在微生物作用下可转化为N2和S,该反应中S元素由+6价下降到0价,N元素由-3价上升到0价,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:+2;
(2)①控制废水pH约为8,用适量30%的H2O2溶液将废水中的HS-转化为单质S,该反应中O元素由-1价下降到-2价,S元素由-2价上升到0价,根据得失电子守恒和电荷守恒配平该反应的离子方程式为:;
②H2O2具有强氧化性,H2O2溶液加入量大于12mg时,所加H2O2溶液越多,S生成率越低,可能是因为硫元素被氧化成更高价态的或;
(3)根据图示信息,可循环使用的试剂是NaOH,反应物有SO2、Ca(OH)2、O2,生成物有CaSO4、H2O,总反应方程式为2SO2+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+2H2O;
(4)用氨水吸收过量SO2可得NH4HSO3溶液,再通入空气氧化,将NH4HSO3氧化为(NH4)2SO4,离子方程式为:,溶液中H+浓度增大,酸性增强,未被氧化的和H+反应,有SO2逸出;
(5)含淀粉的碘水呈蓝色,SO2烟气用含淀粉的碘水吸收,发生的反应为SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,当碘水中I2恰好完全反应时,蓝色刚好完全褪去;
(6)完全反应后过滤洗涤干燥,得到BaSO4沉淀0.233g,由方程式SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI可知,n(SO2)=n(H2SO4)=n(BaSO4)==0.001mol,该烟气中SO2的含量为=1.6。
23.(24-25高一上·江苏苏州·期中)硫代硫酸钠(化学式为Na2S2O3)常用作分析试剂、还原剂,易溶于水;在中性或碱性环境中稳定,在酸性环境中会分解生成S和SO2.实验室常将SO2通Na2S和Na2CO3的混合溶液中制备Na2S2O3。
(1)硫代硫酸钠对于鱼类的毒性极低,因此可用以除去自来水中的氯气,在水产养殖上被广泛的应用,该反应的化学反应方程式为 。(已知:Na2S2O3转化为Na2SO4)
(2)Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制,煮沸的目的是 。
(3)为提高装置B中SO2的吸收率,可采取的措施有 。(任写一种)
(4)装置B所得溶液经过结晶等操作获得的Na2S2O3晶体中含有少量Na2SO4,检验其中含有Na2SO4的实验操作是: 。(试剂任用)
(5)测定样品CuSO4·5H2O的纯度:准确称取0.5000gCuSO4·5H2O样品,加入适量水溶解,转移至碘量瓶中,加过量KI溶液并用稀硫酸酸化,以淀粉溶液为指示剂,用0.100mol/LNa2S2O3溶液反应至终点,消耗Na2S2O3溶液19.20mL。计算样品中CuSO4·5H2O的质量分数 。(写出计算过程)。(过程中发生下列反应:2CuSO4+4KI=2CuI↓+I2+2K2SO4;2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)
【答案】(1)Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+8HCl+H2SO4
(2)排除溶解水中的氧气,防止Na2S被氧化而变质
(3)将导管末端改为带孔的气泡球(或搅拌)
(4)取少量固体溶于水,先加入盐酸酸化,然后静置、过滤,再向滤液中加入氯化钡溶液,若生成沉淀,则其中含有硫酸钠
(5)96%
【分析】在装置A中浓硫酸与Na2SO3发生复分解反应制取SO2气体,在装置B中SO2、Na2S和Na2CO3发生反应制取得到Na2S2O3,制备 Na2S2O3的反应方程式为:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2。装置C用来进行尾气处理。
【解析】(1)Na2S2O3具有还原性,自来水中的Cl2具有氧化性,二者在溶液中反应产生Na2SO4、HCl,反应的化学方程式为:Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+8HCl+H2SO4;
(2)Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制,煮沸的目的是排除溶液中的氧气,防止其氧化Na2S导致物质变质;
(3)为提高装置B中SO2的吸收率,可将导管末端改为带孔的气泡球,或采取搅拌措施,从而达到目的,故答案为:将导管末端改为带孔的气泡球(或搅拌);
(4)根据已知条件可知:硫代硫酸钠(Na2S2O3)易溶于水,在中性或碱性环境中稳定,在酸性环境中易分解为S和SO2,而BaSO4是白色既不溶于水,也不溶于酸的物质,因此若装置Ⅱ所得溶液经过结晶等操作获得的Na2S2O3晶体中含有少量Na2SO4,检验其中含有Na2SO4的实验操作是:取少量固体溶于水,先加入盐酸酸化,然后静置、过滤,向滤液中加入BaCl2溶液,若生成白色沉淀,则证明其中含有硫酸钠;
(5)n(Na2S2O3)=c(Na2S2O3)·V(Na2S2O3)=0.100mol·L-1×0.0192L=0.00192mol
⸫n(CuSO4)=0.00192mol
n(CuSO4·5H2O)=n(CuSO4)=0.00192mol
m(CuSO4·5H2O)=n(CuSO4·5H2O)·M(CuSO4·5H2O)=0.00192mol×250g/mol=0.48g
⸫该CuSO4·5H2O样品的纯度=0.48g/0.5g×100%=96%。
24.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)焦亚硫酸钠()是常用的抗氧化剂,易吸潮变质且受热易分解,可以用处理废水中的、等。实验室中可通过的过饱和溶液经冷却结晶制得。
Ⅰ.焦亚硫酸钠的制备
(1)实验室制备少量的装置如图1所示。
①实验室选用70%硫酸和亚硫酸钠固体制取气体,化学方程式为: 。
②制取的反应分两步进行,其中第一步的反应为;第二步反应的化学方程式为 。
(2)已知:水溶液中、、的物质的量分数随变化分布如图2所示。请补充完整制取固体的实验步骤:
打开磁力搅拌器,将装有过饱和溶液的锥形瓶至于40℃水浴中,向锥形瓶中 。将溶液冷却结晶,过滤,用饱和溶液洗涤固体, 得到固体。
Ⅱ.焦亚硫酸钠的测定
(3)长期放置的固体会部分变质为。
①固体变质的化学方程式为 。
②请设计检验样品是否变质的实验方案: 。(已知、分别与稀盐酸反应得到的产物相同)
Ⅲ.焦亚硫酸钠的处理含废水
(4)焦亚硫酸钠()/空气法处理含氰废水部分机理如下,其中[O]代表活性氧原子、、。其他条件相同时,总氰化物去除率随初始浓度变化如图3所示,当时,总氰化物去除率下降的原因可能是 。
【答案】(1)
(2) 持续通入至pH约为4时,停止通入气体 低温干燥
(3) 取少许样品于试管中,加入足量的盐酸进行溶解,再向溶液中加入溶液,若产生白色沉淀则说明已经变质,反之则没有变质
(4)当初始浓度大于6g/L时,开始过量,会导致也过量,过量的或会消耗导致与反应的减少,使总氰化物去除率下降
【分析】焦亚硫酸钠的制备流程为:在不断搅拌下,控制反应温度在40℃左右,向过饱和溶液中通入,发生反应生成和,多余的用氢氧化钠溶液吸收,因易溶于氢氧化钠溶液,则 Y为安全瓶,可防止倒吸,据此分析解答。
【解析】(1)①实验室选用70%硫酸和亚硫酸钠固体制取气体,化学方程式为:。
②制取的反应分两步进行,其中第一步的反应为;根据题目信息,可通过的过饱和溶液经冷却结晶制得,则第二步反应的化学方程式为:。
故答案为:;。
(2)由题干信息可知,可通过的过饱和溶液经冷却结晶制得,结合图象可知pH约为4时,可完全反应生成,则制备步骤为:打开磁力搅拌器,将装有过饱和溶液的锥形瓶至于40℃水浴中,向锥形瓶中持续通入至pH约为4时,停止通入气体;将溶液冷却结晶,过滤,用饱和溶液洗涤固体,由于受热易分解,故低温干燥即可得到固体。
故答案为:持续通入至pH约为4时,停止通入气体;低温干燥。
(3)长期放置的固体会部分变质为。
①根据化合价变化可知,固体变质为化合价升高,为氧化变质,则化学方程式为:;
②由已知、分别与稀盐酸反应得到的产物相同和长期放置的固体会部分变质为可知,若检验到样品中含有硫酸根离子,则说明样品中已经变质,反之则没有变质,故检验样品是否变质的实验方案为:取少许样品于试管中,加入足量的盐酸进行溶解,再向溶液中加入溶液,若产生白色沉淀则说明已经变质,反之则没有变质。
故答案为:;取少许样品于试管中,加入足量的盐酸进行溶解,再向溶液中加入溶液,若产生白色沉淀则说明已经变质,反之则没有变质。
(4)根据图中数据和反应方程,当初始浓度等于6g/L时,总氰化物去除率达到最高;而当初始浓度大于6g/L时,总氰化物去除率开始下降,其原因可能是:当初始浓度大于6g/L时,开始过量,会导致也过量,过量的或会消耗导致与反应的减少,使总氰化物去除率下降。
故答案为:当初始浓度大于6g/L时,开始过量,会导致也过量,过量的或会消耗导致与反应的减少,使总氰化物去除率下降。
25.(23-24高一下·江苏无锡·阶段练习)自然界中含硫物质不断发生转化和转移,形成了硫元素的循环。利用这些转化可以制备重要的化工产品,过程中产生的H2S、SO2等会污染环境,需要加以治理。
(1)火山喷发是硫元素在自然界中转化的一种途径,反应过程如图所示。
与和溶液反应转化为和,理论上转移电子的物质的量为 mol。
(2)可用作脱除气体的脱硫剂。脱硫和再生的反应机理如图所示。
写出“脱硫”时发生反应的化学方程式 。
(3)的“再生”是在600℃时,用一定浓度的与FeS反应实现(如上图所示)。温度略低于400℃时,“再生”所得固体质量增加,原因是 。
(4)工业上利用的转化制备硫酸,其模拟实验的部分装置如图所示。
①装置Ⅲ用于吸收制备硫酸,适宜的吸收剂是 (填字母)。
A.NaOH溶液 B.水 C.98.3%浓硫酸
②装置Ⅱ中待反应进行后撤走酒精灯,无需持续加热,原因是 。若用、水在催化剂存在时吸收尾气中的,吸收完成后,随着氧化的进行,溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
③某工厂生产硫酸,使用一种含杂质为40%的黄铁矿样品。已知黄铁矿与氧气反应的化学方程式为若取1吨该矿石,可制得98%的浓硫酸 吨(设生产过程中硫损失4%)。(书写计算过程)
【答案】(1)15
(2)
(3)部分FeS被氧化为硫酸盐
(4) C 反应放出大量的热 减小 0.96(吨)
【分析】制取硫酸装置I中二氧化硫和氧气通入浓硫酸中混合干燥后进入装置Ⅱ中二氧化硫和氧气在五氧化二钒作催化剂加热生成三氧化硫,装置中Ⅲ用98.3%浓硫酸吸收三氧化硫制备硫酸。
【解析】(1)与和溶液反应转化为和,含有,。该反应中1molFe化合价从价升高到价,失去1mol电子;2molS化合价从价升高到价,失去14mol电子。参加反应共失去15mol电子,理论上转移电子的物质的量为15mol,故答案为:15;
(2)分析机理图可知脱硫时,部分转化成FeS,被氧化成S,发生反应:,故答案为:;
(3)400℃条件下,氧气将FeS中的S氧化成+6价,脱硫剂中除Fe、O元素外,引入了S元素,即氧气将FeS氧化生成硫酸盐,“再生”所得固体质量增加,故答案为:部分FeS被氧化为硫酸盐;
(4)①装置Ⅲ中吸收SO3制备硫酸。三氧化硫不能用水进行吸收,否则将形成大量酸雾,应采用98.3%硫酸作吸收剂,故答案为:C;
②二氧化硫和氧气生成三氧化硫的反应为放热反应,所以装置Ⅱ中待反应进行后撤走酒精灯,无需持续加热。用水在催化剂存在时吸收尾气中的,发生反应SO2+H2OH2SO3,吸收完成后,随着氧化的进行,溶液的pH将减小,故答案为:减小;
③根据硫元素守恒可列关系式: ,解得:,故可得98%的浓硫酸质量为0.96(吨),故答案为:0.96吨。
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专题4 硫与环境保护
A 题型聚焦·专项突破
考点一 硫单质的性质(重点)
题型01 硫单质的物理性质及硫的存在形式
题型02 硫单质的化学性质
考点二 二氧化硫的性质及应用(重点)
题型01 SO2的物理性质及用途
题型02 SO2的化学性质
题型03 SO2与CO2的鉴别与除杂
题型04 常见漂白剂的比较
题型05 SO3的性质
题型06 SO2的性质综合探究实验
考点三 硫酸(难点)
题型01 硫酸的工业制备
题型02 浓硫酸的特性
题型03 浓硫酸与稀硫酸的性质比较
题型04 木炭与浓硫酸反应的实验探究
题型05 金属与浓硫酸反应的实验探究
题型06 金属与浓硫酸反应的计算
题型07 硫酸盐及其应用
考点四 含硫物质间的转化(重点)
题型01 含硫化合物之间的相互转化
题型02 硫元素的“价类二维图”
题型03 硫代硫酸钠
题型04 其他含硫化合物
考点五 氧化还原反应方程式的配平 (重点)
题型01 氧化还原反应方程式配平
题型02 氧化还原反应方程式的书写
题型03 氧化还原反应方程式的计算
考点六 防治二氧化硫对环境的污染 (重点)
题型01 自然界中的硫循环
题型02 酸雨的形成及其防治
题型03 二氧化硫的处理回收
题型04 空气质量评价
题型05 大气污染的防治
B 综合攻坚·知能拔高
A 题型聚焦·专项突破
考点一 硫单质的性质(重点)
◆题型01 硫单质的物理性质及硫的存在形式
1.(2024高三·江苏·专题练习)下列说法错误的是
A.试管内壁上附着的硫黄可用热的碱液清洗
B.硫黄易溶于CS2,所以可用CS2溶解试管内壁的硫
C.硫磺为黄色固体
D.硫磺易溶于水
2.人类的文明历程与自然环境的变化密切相关。自然界中,陆地、海洋、大气中的硫元素和氮元素,通过各种循环建立起生态平衡。硫是重要的非金属元素,下列关于硫单质的说法中正确的是
A.自然界中不存在游离态的硫 B.硫的化学性质不活泼
C.硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳 D.硫和铁加热时反应生成红色固体
3.硫是一种重要的非金属,位于元素周期表中第三周期第ⅥA族。下列说法中正确的是
A.硫在空气中燃烧有SO3生成 B.硫为白色晶体
C.S 与 Cu 反应生成 CuS D.硫是一种难溶于水晶体
◆题型02 硫单质的化学性质
4.(2024高三·江苏·专题练习)下列说法正确的是
A.硫在自然界中仅以化合态存在
B.硫与铁反应生成硫化亚铁
C.硫与汞反应生成硫化亚汞,体现了硫的弱氧化性
D.硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫,在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫
5.(21-22高一下·江苏无锡·期中)下列关于硫的说法不正确的是
A.试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去
B.硫不溶于水,微溶于酒精
C.单质硫既有氧化性,又有还原性
D.硫在过量纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
6.(21-22高三上·江苏连云港·期中)古典文献《抱朴子》里记载“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”。关于该记载下列说法正确的是
A.水银泄漏可撒硫磺粉覆盖 B.丹砂中Hg的化合价为+1
C.两个反应中硫元素都被还原 D.两个反应互为可逆反应
考点二 二氧化硫的性质及应用(重点)
◆题型01 SO2的物理性质及用途
7.(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)下列有关二氧化硫的说法正确的是
A.易溶于水 B.密度比空气小 C.无色、无味 D.无毒
8.(23-24高一下·江苏扬州·期末)下列有关二氧化硫的说法错误的是
A.能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明具有漂白性
B.是一种无色刺激性气味且易溶于水的气体
C.食品中适量添加可以起到漂白、杀菌、抗氧化的作用
D.会引起酸雨的产生
◆题型02 SO2的化学性质
9.(24-25高一上·江苏·阶段练习)在探究新制水溶液性质的实验中,下列描述不正确的是
A.水溶液可使石蕊试液先变红后褪色
B.少量可用于葡萄酒中作抗氧化剂
C.水溶液中通入体,产生淡黄色沉淀
D.水溶液中滴加溶液,再滴加过氧化氢溶液,产生白色沉淀
10.(24-25高一上·江苏连云港·期末)实验室进行制备并验证性质的实验,下列相关原理、装置及操作正确的是
A.用装置甲制取 B.用装置乙验证漂白性
C.用装置丙收集 D.用装置丁吸收尾气
11.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)利用下图中的实验装置,可以达到实验目的的是
实验操作
实验目的
A.该改进装置可用于性质的探究实验
B.收集并验证其有漂白性
实验操作
实验目的
C.测新制氯水的
D.干燥
A.A B.B C.C D.D
◆题型03 SO2与CO2的鉴别与除杂
12.下列方法中,不能鉴别SO₂和CO₂的是
A.氯水 B.通入品红溶液
C.通入澄清石灰水 D.通入酸性高锰酸钾溶液
13.我国的煤炭中常含硫的杂质,煤燃烧后产生的中常混有,若要除去中混有的少量气体,应使用下列哪种溶液
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.饱和溶液
14.(22-23高一下·江苏南通·期中)和在生产、生活和科学研究中有着广泛的应用。葡萄酒中添加适量的二氧化硫可以起到抗氧化等作用。工业上常用接触法制备硫酸,过程如下:将硫黄或其他含硫矿物在沸腾炉中与氧气反应生成;在催化作用下与空气中的在接触室中发生可逆反应:;生成的在吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收。同学们在实验室用下图装置验证木炭与浓硫酸反应中生成的气体成分,下列有关说法正确的是
A.①中品红褪色证明有氧化性
B.②中的试剂X应该是浓硫酸
C.③中的试剂Y应该是NaOH溶液
D.②中颜色变浅,但不消失,即可由③验证
15.下列溶液或用品,不能区别SO2和CO2气体的是
①澄清石灰水;②H2S溶液;③酸性KMnO4溶液;④溴水;⑤湿润的蓝色石蕊试纸
A.①⑤ B.②③ C.②④ D.④⑤
◆题型04 常见漂白剂的比较
16.(2024·江苏镇江·模拟预测)探究和比较和氯水漂白性的实验装置如图所示,下列装置或操作不能实现目的是
A.装置甲制备并验证其漂白性
B.装置乙吸收过量的和
C.装置丙中分液漏斗盛装制备
D.分别加热两试管中已褪色的品红溶液,验证与氯水的漂白原理
17.(2024高三·江苏·专题练习)下列说法正确的是
A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液褪色
B.能使品红溶液褪色的一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理不相同
D.SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好
18.某化学实验小组的同学为探究和比较SO2和氯水的漂白性,设计了如下的实验装置。
(1)实验室用装置A制备SO2。某同学在实验时发现打开A的分液漏斗活塞后,漏斗中液体未流下,你认为原因可能是__________________。
(2)实验室用装置E制备Cl2,其反应的化学方程式为__________________________;若有8mol的HCl参加反应,则转移的电子总数为________。
(3)该装置中氢氧化钠溶液的作用是___________________。
(4)通气后B、D两个试管中的现象______________。停止通气后,再给B、D两个试管分别加热,两个试管中的现象分别为B:________,D:________。
(5)另一个实验小组的同学认为SO2和氯水都有漂白性,二者混合后的漂白性肯定会更强。他们将制得的SO2和Cl2按1:1同时通入到品红溶液中,结果发现褪色效果并不像想象的那样。请你分析该现象的原因(用化学方程式表示)____________________。
◆题型05 SO3的性质
19.(25-26高一上·江苏苏州·阶段练习)下列说法正确的是
A.的电离方程式是
B.液态氯化氢、固体氯化钠均不导电,故、均不属于电解质
C.虽然难溶于水,水溶液导电性差,但它却是电解质
D.溶于水后得到的溶液能导电,故是电解质
20.下列有关三氧化硫的说法中正确的是
A.SO3可与碱反应,但不与碱性氧化物反应 B.SO3属于酸性氧化物
C.硫在过量的氧气中燃烧可以生成SO3 D.溶于水能导电,故属于电解质
21.下列有关三氧化硫的说法中正确的是
A.SO3属于酸性氧化物
B.硫在过量的氧气中燃烧可以生成 SO3
C.SO3可与碱反应,但不与碱性氧化物反应
D.溶于水能导电,故属于电解质
◆题型06 SO2的性质综合探究实验
22.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)实验室用如图装置验证浓硫酸与二氧化硫的有关性质,下列说法正确的是
A.品红溶液褪色且微热后恢复红色说明浓硫酸有氧化性
B.氯水褪色说明二氧化硫有漂白性
C.溶液中生成黄色沉淀说明二氧化硫有还原性
D.实验后将E溶液在空气中蒸发结晶得到亚硫酸铵固体
23.(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)如图所示为实验室制取SO2并验证SO2的某些性质的装置,下列说法不正确的是
A.①中的实验现象为溶液变红,此实验证明SO2是酸性气体
B.②中的实验现象是品红溶液褪色,证明SO2有漂白性
C.④中的实验现象是碘水褪色,证明SO2有氧化性
D.⑤的作用是吸收尾气,离子方程式为
24.(24-25高一上·江苏盐城·期末)SO2在生活、生产中有重要用途,使用不当会造成环境污染。
(1)某同学利用如图所示装置研究二氧化硫的性质。
①向仪器a中滴加浓硫酸之前,需先通入一段时间N2,此操作的目的是 。
②实验时,装置B中没有明显变化。实验结束后取下装置B,向其中滴加适量氨水,生成的白色沉淀为 (填化学式)。
③装置C中出现淡黄色浑浊,说明二氧化硫具有 性。
④装置D的作用是 。
(2)某兴趣小组用如图所示装置模拟空气中二氧化硫含量的测定。当注入标准状况下空气时,酸性溶液恰好褪色,停止实验。已知:。该空气中二氧化硫的体积分数为 (用含V代数式表示)。
(3)某化工厂用如图所示工艺流程除去燃煤产生的SO2。
①过程I发生的反应为4FeSO4 + 2H2SO4 + O2= 2Fe2(SO4)3 + 2H2O,每消耗标况下11.2LO2转移的电子数目为 。
②过程Ⅱ发生反应的化学方程式为 。
考点三 硫酸(难点)
◆题型01 硫酸的工业制备
25.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A.HCl制备:NaCl溶液H2和Cl2HCl
B.工业尾气中的SO2处理:
C.纯碱工业:NaCl溶液NaHCO3Na2CO3
D.硫酸工业:FeS2SO2H2SO4
26.(23-24高一下·江苏无锡·期中)硫酸是当今世界上最重要的化工产品之一,目前工业制备硫酸主要采用以硫铁矿为原料。硫酸工业、金属冶炼产生的尾气中含有,需经回收利用处理才能排放到空气中。下列有关化学反应表示不正确的是
A.煅烧硫铁矿获得:
B.接触室中被氧化:
C.用少量氨水吸收尾气中的:
D.与溶液反应的离子方程式:
27.(24-25高一上·江苏徐州·期末)工业上以硫铁矿为原料生产硫酸的流程图如下所示:
下列说法不正确的是
A.粉碎硫铁矿可增大硫铁矿与空气的接触面积
B.沸腾炉中发生反应:
C.接触室内每消耗生成
D.吸收塔中为提高吸收效率,物质为水
◆题型02 浓硫酸的特性
28.(23-24高二上·江苏徐州·期中)下列关于浓硫酸的说法不正确的是
A.浓硫酸具有吸水性,常做干燥剂 B.浓硫酸具有脱水性,能使纸张变黑
C.常温下浓硫酸不能和铁反应 D.浓硫酸沸点高,难挥发
29.(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气等气体。作为干燥剂是利用浓硫酸的
A.强氧化性 B.脱水性 C.酸性 D.吸水性
30.(23-24高一下·江苏无锡·期末)下列事实与浓硫酸的性质对应关系正确的是
A.浓硫酸可用来干燥某些气体:吸水性 B.敞口久置的浓硫酸质量增大:挥发性
C.浓硫酸在加热时能与铜反应:脱水性 D.纸上用浓硫酸书写的字变黑:氧化性
31. (24-25高二下·江苏南京·期末)下列说法正确的是
A.将浓硫酸滴到蔗糖表面,固体变黑膨胀,有刺激性气体产生,浓硫酸有脱水性和强氧化性
B.验证浓硫酸有氧化性:将质量分数为70%的浓硫酸与混合,生成的气体通入品红溶液中,观察现象
C.向Cu和浓硫酸反应后的溶液加入水,观察溶液颜色,验证是否生成
D.将浓硫酸和灼热木炭反应产生的气体依次通过品红溶液、饱和溶液、澄清石灰水,观察现象,探究浓硫酸和木炭反应产生和气体
◆题型03 浓硫酸与稀硫酸的性质比较
32.向浓盐酸中加入浓硫酸会产生大量白雾,下列关于原因的分析正确的是
①浓硫酸具有脱水性 ②浓硫酸具有吸水性
③浓硫酸具有强氧化性 ④盐酸具有挥发性
⑤盐酸具有还原性 ⑥气态物质的溶解度随温度的升高而降低
A.①③⑥ B.②④⑥ C.③⑤⑥ D.②③④⑤
33.现有两支分别盛有相同体积浓硫酸和稀硫酸的试管,下列方法不能用于鉴别的是
A.观察液体流动性,黏度较小的是稀硫酸
B.用玻璃棒分别蘸取两试剂滴到pH试纸上,试纸变红的是浓硫酸
C.将两试剂分别倒入盛有水的试管,放出大量热的是浓硫酸
D.将两试剂分别滴在蓝色CuSO4·5H2O晶体上,晶体逐渐变为白色粉末的是浓硫酸
34.下列用来鉴别浓硫酸和稀硫酸的操作错误的是
A.分别取10mL溶液,质量大的是浓硫酸,质量小的是稀硫酸
B.观察液体流动性,流动性好的是稀硫酸,油状黏稠的是浓硫酸
C.将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近溶液,产生白烟的是浓硫酸,无白烟的是稀硫酸
D.把晶体投入溶液中,逐渐变为白色粉末的是浓硫酸,晶体溶解的是稀硫酸
◆题型04 木炭与浓硫酸反应的实验探究
35.为检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应的产物,某同学设计了如下图所示的实验。下列说法错误的是
A.浓硫酸与木炭反应,浓硫酸作氧化剂 B.无水硫酸铜的作用是检验是否有水生成
C.品红褪色体现了的漂白性 D.澄清石灰水与酸性高锰酸钾溶液可以交换位置
36.(2023·江苏·模拟预测)实验室用炭与浓硫酸反应并对产生气体的成分进行检验,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是
A.用装置甲进行反应 B.用装置乙检验
C.用装置丙检验 D.用装置丁检验
37.(23-24高一下·江苏无锡·期末)某同学设计了如下图所示的实验装置检验浓硫酸与木炭反应的部分产物。
(1)浓硫酸与木炭反应的化学方程式为 。
(2)混合气体使品红溶液褪色,说明具有的性质是 。
(3)实验室用足量NaOH溶液吸收尾气的离子方程式为 。
(4)与可发生反应:,可用于测定气体中的含量。将某气体以10 mL/min的速率匀速通过100 mL 0.02 mol/L溶液,当通入气体100 min时溶液恰好完全褪色。若杂质均不参加反应,则原气体中的含量为 g/m3。
◆题型05 金属与浓硫酸反应的实验探究
38.(23-24高一上·江苏常州·期末)大量燃放鞭炮会引起空气中等有害气体含量增高,造成大气污染。某兴趣小组欲探究的性质(装置如图),并利用制备抗氧化剂亚硫酸钠。
(1)的制备和性质探究。
①装置中发生反应的化学方程式为 ,该反应体现的浓硫酸的性质是 。
②装置B用于检验的漂白性,其中所盛试剂为 。
③装置中发生反应的实验现象是 。
④装置中发生反应的离子方程式是 。
(2)亚硫酸钠的制备。
已知:水溶液中摩尔分数(摩尔分数即物质的量分数)随的分布如左图所示,的溶解度曲线如右图所示。
①制备溶液:边搅拌边向溶液中通入,测量溶液约为 时停止通入,制得溶液。
②制备固体:边搅拌边向溶液中滴加溶液,测量溶液约为10时,停止滴加溶液,加热浓缩溶液至有大量晶体析出,控制温度在 范围条件下趁热过滤,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装得固体。
(3)的资源化利用。
查阅资料:尾气可用如图的双碱脱硫法处理。写出过程Ⅱ的化学反应方程式 。
39.(23-24高一上·江苏徐州·期末)硒(Se)是人体必不可少的微量元素,硒单质不溶于水。某实验小组用亚硒酸 (H2SeO3)溶液和SO2反应制备Se,实验装置如图所示:
(1)①装置A中发生反应的化学方程式为 。
②装置B中H2SeO3和SO2的反应为,用单线桥表示该反应的电子转移方向和数目 。
③装置C中的试剂X可以为 (填字母)。
a.NaOH溶液 b.酸性KMnO4溶液 c.澄清石灰水
(2)以过量SO2和Na2CO3溶液为原料还可以制备NaHSO3,制备过程中,需要配制250mL0.500 mol·L-1的Na2CO3溶液。
①制备NaHSO3反应的化学方程式为 。
②配制过程中,除量筒、烧杯、玻璃棒外还需要的玻璃仪器: (填名称)。
③计算,需要称量Na2CO3固体的质量为 g。
④下列操作会引起配制的Na2CO3溶液浓度偏高的是 (填字母)。
a.容量瓶未干燥
b.定容时俯视刻度线
c.向容量瓶中转移时,有少量液体溅出
d.定容后倒置摇匀后再正立时,发现液面低于刻度线
40.(22-23高一上·江苏盐城·阶段练习)某实验小组同学欲探究的性质并测定空气中的体积分数。他们设计了如图所示的实验装置,请你参与探究,并回答问题。
方案Ⅰ:
(1)使用倒扣漏斗的作用是 。
(2)写出A装置中发生的反应的化学反应方程式 。
(3)装置D用于检验的 (填“氧化性”或“还原性”)。
(4)装置C中发生的现象是 ,写出该反应的化学方程式 。
方案Ⅱ:
(5)实验中若通入的空气的体积为33.6L(标准状况),最终所得固体质量为0.233g,计算该空气中的体积分数: (写出计算过程)。
◆题型06 金属与浓硫酸反应的计算
41.(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)将足量的铜片与100mL18mol·L-1浓硫酸加热充分反应,收集到标准状况下的SO2气体VL,下列对此反应的有关说法中,错误的是
A.该反应体现了浓H2SO4的酸性和强氧化性 B.反应结束后两种反应物均有剩余
C.被还原的硫酸为mol D.产生的气体有二氧化硫和氢气
42.将一定质量的Zn放入的浓中,充分反应后,Zn完全溶解,共收集到标况下的气体4.48L,且该气体的平均摩尔质量为。在反应后的溶液中,加入适量的NaOH溶液,得到沉淀的最大质量为
A.9.9g B.19.8g C.29.7g D.36.9g
43.铜及其化合物应用广泛,回答下列问题:
Ⅰ.目前铜可以采用如下方法制备
(1)“曾青得铁,则化为铜”出自西汉淮南王刘安的《淮南万毕术》,是关于湿法炼铜的最早记录。已知“曾青”为硫酸铜,则该反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比是 。
(2)火法炼铜的原理:Cu2S+O22Cu+SO2.反应中当有12.8gCu生成时,转移的电子数是 NA。
Ⅱ.某化学兴趣小组为研究铜与浓硫酸反应的产物硫酸铜和二氧化硫的部分性质,设计了如图所示装置。
(3)实验开始后,装置甲的试管中Cu与浓硫酸反应的化学方程式为 。
(4)一段时间后,乙试管中的品红溶液褪色,体现了SO2的 性;丙试管中酸性KMnO4溶液褪色,褪色原理是 。
(5)若将乙试管中的品红溶液换为少量澄清石灰水溶液,可观察到溶液变浑浊,发生反应的离子方程式为 。
(6)若实验中用一定质量的铜片和50mL18mol·L-1浓硫酸在加热条件下充分反应,最终铜片与硫酸均有剩余。假定反应前后溶液的体积不变,设剩余硫酸的浓度为amol·L-1;向反应后的溶液中缓慢加入硝酸钾固体,充分搅拌反应(设反应只生成NO),反应结束后的溶液中只含两种溶质。
①铜片与硫酸均有剩余的原因是 。
②反应结束后的溶液中,两种溶质的物质的量之比为 (用含a的式子表示)。
◆题型07 硫酸盐及其应用
44.下列关于含硫化合物的化学式不正确的是
A.胆矾: B.石膏:
C.亚硫酸:H2SO3 D.重晶石:BaSO4
45.硫酸盐种类繁多,用途广泛。关于部分硫酸盐的叙述错误的是
A.硫酸钙常以石膏形式存在,建筑上用来调节水泥硬化速率
B.硫酸钡以重晶石形式存在,医疗上用作X射线检查的内服试剂
C.无水硫酸铜俗称胆矾,可以与石灰乳混合制作农药——波尔多液
D.芒硝(Na2SO4•10H2O)入药可用于治疗实热积滞、腹满胀痛
46.唐代炼丹家孤刚子著《黄帝九鼎神丹经诀》中记载“炼石胆(FeSO4·7H2O)取精华法”,即通过煅烧制得绿矾油。绿矾油是一种无色粘稠液体,其稀溶液常用于除铁锈。绿矾油是
A.硫酸铜溶液 B.硫酸 C.硝酸 D.氢氧化铜胶体
47.下列关于硫酸盐说法错误的是
A.美术教室里的各种塑像,主要是用硫酸钙制作完成的
B.照消化系统X射线检查前,服用的“钡餐”中含有硫酸钡
C.检验无水酒精中是否真的没有水,常用胆矾晶体
D.船员打上的黄河水比较浑浊,常加明矾使杂质沉降
考点四 含硫物质间的转化(重点)
◆题型01 含硫化合物之间的相互转化
48.(21-22高一上·江苏泰州·期末)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使蔗糖变黑主要体现了X的吸水性
B.若A为单质铁,则足量A与X在室温下即可完全反应
C.若A为单质碳,则将C通入少量澄清石灰水中,一定可以观察到白色沉淀产生
D.工业上,B转化为D的反应条件为加热、常压、催化剂
49.(23-24高一下·江苏南京·开学考试)下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A.
B.稀溶液
C.
D.
50.(23-24高一上·江苏盐城·期末)将转化为的工艺流程如图,下列说法正确的是
A.通入空气的目的是将完全吹出 B.反应时应将粉碎
C.固体产物A是 D.“高温”时只发生分解反应
51.(25-26高一上·江苏无锡·阶段练习)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S,其转化如图所示(已知CuS不溶于水)。下列说法正确的是
A.过程①发生置换反应
B.过程②中,每生成一个Fe2+,转移2个电子
C.过程③中,若将O2换成H2O2,发生的离子反应式为:(未配平)
D.回收S的总反应为:
52. (24-25高一下·江苏苏州·阶段练习)下列各组物质中,满足图示关系并在一定条件能一步转化的组合是
序号
X
Y
Z
W
①
NaCl
Na
②
③
S
④
Al
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
◆题型02 硫元素的“价类二维图”
53.(24-25高一上·江苏扬州·阶段练习)下图所示为S元素的价类二维图。图中列出了部分转化的箭头。下列说法正确的是
A.Y的化学式为H2SO4 B.实现④所示的转化可以用H2O
C.实现⑥所示的转化可以用H2 D.实现③所示的转化只能用NaOH溶液
54. (21-22高一下·江苏泰州·开学考试)硫及其化合物的“价-类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是
A.硫在氧气中燃烧直接生成Y
B.X、Y、Z均属于电解质
C.N为难溶于水的黑色固体,难溶于硫酸
D.N可由其相应单质直接化合生成
55.(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)“以废治废”是基于“绿色化学”观念治理污染的思路。用工业废碱渣(主要成分为)吸收烟气中的,得到亚硫酸钠()粗品。其流程如图:
(1)过程①进行的操作是 。
(2)加入后,发生反应的离子方程式为 。
(3)亚硫酸钠粗品中含有少量,原因是 。
(4)设计实验证明亚硫酸钠粗品含有少量的方案是:在一支试管中,加入少量亚硫酸钠粗品,用适量蒸馏水溶解, 则证明含有。
(5)硫的化合物种类繁多,在生产生活中应用广泛。如图是硫及其部分化合物的“价类二维图”,(见图)。从氧化还原的角度分析,欲制备硫代硫酸钠(),下列方案合理的是 (填序号)。
①和②和浓 ③和 ④和
◆题型03 硫代硫酸钠
56.(23-24高一上·江苏苏州·阶段练习)硫代硫酸钠(),常用作纸浆漂白的脱氯剂。实验室用图1装置制备少。
已知:在酸性溶液中发生反应:
(1)实验室制备气体也可以用浓硫酸与Cu反应,该反应的化学方程式是 。图1装置B的作用是 。
(2)图1装置C中发生反应生成的同时放出,该反应的离子方程式是 。
(3)某同学用图2中装置验证装置C中生成了。将装置C与装置E连接,使气体依次通过装置E、F、G,则装置E、F、G中依次盛放的溶液的组合是 。
A.品红、溶液、澄清石灰水
B.酸性溶液、品红、澄清石灰水
C.溶液、品红、澄清石灰水
(4)从装置C中所得溶液经过结晶等操作获得的晶体中含有少量的,试检验其中含有的方法是:取少量固体, ,离心沉降,过滤, ,若有白色沉淀生成,则原晶体中含有。(实验中可选用的试剂:稀盐酸、稀硫酸、溶液)
57.(24-25高一下·江苏无锡·阶段练习)和是两种常见的多硫含氧酸盐。
Ⅰ.连二亚硫酸钠()俗称保险粉,是易溶于水的白色固体,在空气中极易被氧化,在碱性环境下较稳定,是一种还原性漂白剂,常用于印染工业。
(1)原料气的制备
供选择装置如图,供选择的物质有铜粉、、70%硫酸、98.3%浓硫酸。
选择装置 (填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”),化学方程式为 。
(2)的制备
用(H为-1价)还原法制备的反应原理为(未配平)。原料气制备装置选定后,将接口a与图1装置的接口b相连,开始后续制备实验。
①装置B的作用为 。
②方程式配平后,为使生成的尽可能完全被还原,反应中应控制 。
(3)保险粉在空气中容易吸收氧气而发生氧化。其方程式可能为①,②。请设计实验证明氧化时有反应②发生: 。
Ⅱ.葡萄酒常用焦亚硫酸钠作抗氧化剂。
(4)图1的D中物质充分吸收后,得到溶液。写出加热固体脱水制备的化学方程式: 。
(5)葡萄酒大师利用顶级葡萄酿造了10瓶葡萄酒,加入,封存。化学组质检员对该葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以计算)进行测定,方案如图:
步骤③共消耗0.09的溶液25.00mL,则该葡萄酒中焦亚硫酸钠含量为 。
58.(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)硫代硫酸钠(Na2S2O3)常用作纸浆漂白的脱氯剂。实验室可用如图装置制备少量Na2S2O3。
已知:①难溶于水;
②在酸性溶液中发生反应:。
(1)装置B的作用是 。
(2)为验证装置中生成了,下列所选的试剂组合和顺序合理的是 (填字母)。
a.品红溶液溶液澄清石灰水
b.酸性溶液品红溶液澄清石灰水
c.溶液品红溶液澄清石灰水
(3)装置所得溶液经过结晶等操作获得的晶体中含有少量,检验其中含有的方法:取少量固体, (必须使用试剂:盐酸、溶液)。
◆题型04 其他含硫化合物
59.(24-25高一上·江苏苏州·期末)、、(焦亚硫酸钠)中都含有+4价的S,具有还原性。
(1)实验室用固体与浓硫酸制备,写出该反应的化学方程式 ;工业生产中,可用饱和溶液吸收,该反应的离子方程式为 ;固体需密封保存,其原因是 。
(2)可还原某含碲物质(主要成分为)溶液可得到粗碲,具体实验操作为:取该溶液于烧瓶中,加入适量,加热到80℃,持续通入,待反应一定时间,过滤、洗涤得到粗碲。
①还原溶液得到碲的反应中, 。
②“洗涤”的具体操作是 。
③通入反应过程中,温度不能过高的原因是 。
(3)用焦亚硫酸钠()/空气法处理含氰废水的部分机理如下,其中[O]代表活性氧原子,具有强氧化性:、、。其他条件相同时,总氰化物去除率随的初始浓度变化如图所示。当时,总氰化物去除率下降的原因可能是 。
60.(24-25高一下·江苏镇江·期中)和是两种常见的多硫含氧酸盐。
Ⅰ.连二亚硫酸钠俗称保险粉,是易溶于水的白色固体,在空气中极易被氧化,在碱性环境下较稳定,是一种还原性漂白剂,常用于印染工业。
(1)原料气的制备
供选择装置如下图,供选择的物质有:铜粉,硫酸,浓硫酸。
选择装置 (填“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ”),化学方程式为 。
(2)的制备
用(H为-1价)还原法制备的反应原理为:
(未配平)。
原料气制备装置选定后,将接口a与下图装置的接口b相连,开始后续制备实验。
①装置B的作用为 。
②装置C中生成的离子方程式为 。
③方程式配平后,为使生成的尽可能完全被还原,反应中应控制 。
④上图的D中物质充分吸收后,得到溶液。写出加热固体脱水制备的化学方程式 。
(3)工业上用焦亚硫酸钠法制备保险粉带来的主要问题是废水中含有大量的有机物,有机物总含碳量用TOC表征,常采用Fenton氧化法去除废水中的有机物,即通过向废水中加入,以作催化剂,产生具有强氧化性的羟基自由基()来氧化降解废水中的有机物。
①其他条件一定时,的值对TOC去除效果的影响如图所示:
当TOC的去除率最大时, 。
②在,其他条件一定时,的加入量对TOC去除效果的影响如图所示,当的加入量大于时,TOC去除率反而减小的原因是 。
61.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)焦亚硫酸钠Na2S2O5是常用的抗氧化剂,在空气中、受热时均易分解。
(1)化学兴趣小组同学利用下图所示装置(部分夹持装置已略去,实验前已除去装置中的空气)制取Na2S2O5并探究SO2的性质。
Ⅰ.打开K1和K2,关闭K3,制取Na2S2O5。
①Na2S2O5中O元素化合价为-2,其中S的化合价为 ;装置C中干燥管的作用是 。
②B中通入过量SO2充分反应后,经冷却结晶时发生反应2NaHSO3=Na2S2O5+H2O可获得Na2S2O5晶体。B中生成NaHSO3的化学方程式为 。
③B中所得Na2S2O5晶体常用饱和SO2水溶液洗涤。用饱和SO2水溶液洗涤的目的除洗去产物表面的杂质离子外还有 。
Ⅱ.更换B瓶中的溶液,探究SO2的性质。
④将B中溶液更换为品红的乙醇溶液,无明显现象,而将SO2通入品红的水溶液中,溶液褪色。可推知, 不能使品红褪色。
(2)葡萄酒中常加入Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量的实验步骤如下:取50.00mL葡萄酒样品,用0.0100mol/L的I2标准液滴定至恰好完全反应(以淀粉溶液作指示剂),消耗碘标准液10.00mL,已知滴定过程中发生的反应为:(未配平)。计算该葡萄酒中Na2S2O5的残留量 (以g/L为单位,写出计算过程)。
考点五 氧化还原反应方程式的配平 (重点)
◆题型01 氧化还原反应方程式配平
62.(24-25高一上·江苏南京·阶段练习)已知反应:①SO2+2Fe3++2H2O=SO+2Fe2++W;②Cr2O+aFe2++bH+=cCr3++dFe3++eH2O。下列有关说法正确的是
A.还原性:Cr3+>SO2 B.反应②中a=6,b=7
C. Cr2O能将Na2SO3氧化成Na2SO4 D.反应①中W为4OH-
63.(23-24高二下·江苏苏州·阶段练习)大苏打常用于防毒面具中吸收氯气,完全反应,失去电子,下列说法正确的是
A.氧化性:
B.反应中转化为
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为
D.标准状况下,每吸收,反应中转移电子数为
64.(23-24高一上·江苏南京·阶段练习)高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂,可用以下方法制备。
方法一:制备流程图如下:
(1)铁屑和氯气在加热条件下反应生成氯化铁,写出反应的化学方程式,并用“双线桥”法表示电子转移。 。
(2)Na2FeO4溶液和饱和KOH溶液反应,即可析出K2FeO4晶体,其反应的离子方程式为: 。
(3)在水处理过程中,高铁酸钾转化为Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体具有疏松多孔的网状结构,可 悬浮于水中的杂质。使之从水中沉降出来。
方法二:主要反应为:Fe(OH)3+ClO﹣+OH﹣=+Cl﹣+H2O(未配平)
(4)配平离子反应方程式 :_______Fe(OH)3+_______ClO﹣+_______OH﹣=_______FeO+_______Cl﹣+_______H2O
(5)上述反应中的氧化剂是 (填化学符号);氧化产物是 (填化学符号);在上述反应中Fe(OH)3体现 性。(填“氧化”或“还原”)
65. (24-25高一上·江苏·阶段练习)按要求书写并配平下列离子方程式(或化学方程式)
(1)写出工业上用氯气和石灰乳制取漂白粉的方程式 ;
(2)高铁酸钾是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂,湿法制备反应的离子方程式为: ;
__________________________________________________________________
(3)常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为、的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到溶液,其中反应产生“气泡”的化学方程式为 。
◆题型02 氧化还原反应方程式的书写
66.(23-24高一下·江苏徐州·阶段练习)天然气是应用广泛的燃料,但含有少量的气体。在酸性溶液中利用硫杆菌可实现天然气的脱硫,其原理如图所示,下列说法正确的是
A.过程甲中参加反应的与的物质的量之比为1∶1
B.该脱硫过程可在高温条件下进行
C.可看作该脱硫过程的催化剂
D.过程乙的离子反应方程式为:
67.(24-25高一上·江苏扬州·期中)常温下,向H2O2溶液中滴加少量Fe2(SO4)3溶液,反应原理如图。关于该反应过程的说法正确的是
A.该反应过程中,M是Fe3+、M'是Fe2+
B.当有1molO2生成时,转移4 mol电子
C.在整个反应过程中,Fe2(SO4)3做催化剂
D.由反应①可知,H2O2的氧化性比Fe3+强
68.(23-24高一下·江苏泰州·阶段练习)锰(Mn)元素的化合物存在下列转化关系:
下列说法不正确的是
A.反应①②③中锰元素的化合价均发生了变化
B.反应①的离子方程式为
C.碱性条件下,KClO3的氧化性强于K2MnO4
D.反应③同时生成棕黑色沉淀,则该反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为2∶1
◆题型03 氧化还原反应方程式的计算
69. (23-24高一下·江苏常州·期末)工业利用钒渣(主要成分为,杂质为)制备的工艺流程如下:
已知:“焙烧”的产物之一为,有较强的氧化性。则下列说法正确的是
A.“焙烧”时,
B.可以用盐酸代替硫酸“调pH”
C.铝元素以的形式而被除去
70.(23-24高一上·江苏南通·期中)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。溶液脱除空气中并再生的原理如图所示。下列说法正确的是
A.反应Ⅱ中被还原
B.反应过程中,可以循环利用
C.反应的离子方程式为:
D.脱除,消耗氧气的体积为
71.(23-24高一下·江苏扬州·阶段练习)以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法,其工艺流程如下,下列说法不正确的是
A.反应①的化学方程式为
B.反应②中每个N原子转移1个电子
C.生成1.0molNH4NO3至少需要0.75molCH4
D.反应③理论上当时,恰好完全反应
72. (25-26高一上·江苏无锡·月考)从海藻灰和某种矿石中提取碘的主要反应如下:
①
②
下列说法正确的是
A.碘元素在反应①中被还原
B.反应②中NaHSO3发生还原反应
C.当反应①和②生成等量的I2时,转移电子数之比为1:5
D.在上述反应条件下,氧化性强弱顺序为:
考点六 防治二氧化硫对环境的污染 (重点)
◆题型01 自然界中的硫循环
73.硫循环对动植物和人类的生存意义重大,硫元素在自然界中的部分循环示意图如图,已知甲和乙分别表示两种氧化物。下列说法正确的是
A.硫元素在自然界中只能以化合态的形式存在
B.反应1中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2
C.乙能使品红溶液褪色
D.芒硝的化学式为
74.北京时间2024年3月18日,冰岛境内发生了“21世纪至今最剧烈的火山喷发”,对该国造成了严重的破坏。火山喷发是硫元素在自然界中转化的重要途径,部分过程如图所示。下列说法错误的是
A.SO2、SO3均是酸性氧化物
B.火山喷发易诱发酸雨
C.硫的转化过程涉及的反应均为氧化还原反应
D.火山口可能发生的反应有2H2S+SO2=3S+2H2O
75.下列关于自然界中硫循环的说法,错误的是
A.地壳中的硫主要以矿物形式存在 B.大气中的 SO₂只能被植物吸收
C.硫元素可在生物体内循环 D.化石燃料燃烧会影响硫循环平衡
◆题型02 酸雨的形成及其防治
76. (22-23高一上·江苏盐城·期末)研究表明,酸雨对铝和重金属有溶出活化效应,进而危害生物圈。下列说法不正确的是
A.过度燃煤会造成降雨中含量升高
B.稀硫酸能将土壤中转化为可溶盐
C.水体中铝和重金属的活化不会危害到人
D.在煤粉中掺入石灰有利于减轻酸雨危害
77.(24-25高一上·江苏扬州·期末)煤炭中含硫元素,燃烧时会产生气体。下列选项所述措施不能减少排放的是
A.以风能、太阳能代替燃煤
B.利用碳酸钙对燃煤进行固硫
C.增加烟囱高度,将含的尾气排向高空
D.用足量石灰乳吸收含的尾气
78.(24-25高一下·上海·期中)某研究小组研究某地硫酸型酸雨的形成,查阅资料可知有以下途径:
途径一:SO2SO3H2SO4
途径二:SO2H2SO3H2SO4
请回答下列问题:
(1)该地区雨水的pH小于 。
(2)途径一中SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3,在此过程中飘尘作 (选填“催化剂”或“氧化剂”)。
(3)研究小组收集一定量该地区刚下的雨水,欲证明酸雨的形成存在途径二,请写出实验方案: 。
◆题型03 二氧化硫的处理回收
79.(23-24高二上·江苏连云港·期末)硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是
A.“石灰石-石膏法”脱硫的总反应:
B.工业制硫酸过程中的物质转化:
C.实验室探究浓硫酸与铜反应的气态产物:
D.用溶液吸收工业尾气中的离子反应:
80.氨法脱硫工艺是利用氨水吸收烟气中的生成亚硫酸铵溶液,并在富氧条件下将亚硫酸铵氧化成硫酸铵。关于该工艺的说法错误的是
A.涉及反应的离子方程式为
B.硫酸铵是农业上常用的化肥
C.可用盐酸酸化的硝酸钡溶液区分亚硫酸铵和硫酸铵溶液
D.进行检验的实验时,需通风并注意防烫伤
81.(24-25高一上·江苏南通·期末)二氧化硫直接排放会污染空气,工业上采用多种方法脱硫。
(1)石灰石脱硫。工业上燃煤时常在煤炭中在煤炭中加入一定量石灰石,于通入一定浓度的氧气,实现从源头上减少的排放。该反应的化学方程式为 。
(2)碱性溶液脱硫。氨水、水悬浊液吸收烟气中后经催化氧化,可得到硫酸盐。已知:室温下,微溶于水,易溶于水;溶液中、、的物质的量分数随的分布如图1所示。
①氨水吸收。向氨水中通入少量,主要反应的离子方程式为 ;当通入至溶液pH=5时,溶液中浓度最大的阴离子是 (填化学式)。
②水悬浊液吸收。向水悬浊液中匀速缓慢通入,在开始吸收的阶段内,吸收率、溶液均经历了从几乎不变到迅速降低的变化。溶液几乎不变阶段,主要产物是 (填化学式)。
(3)海水脱硫。海水中含有少量碳酸盐(和),呈微碱性。海水脱硫过程如图2所示:
①在吸收塔中采用海水从塔顶喷洒,烟气从塔底鼓入,其目的是
②相比氨水脱硫,海水脱硫的优点是 。
82.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)工业生产过程中产生的二氧化硫会造成环境问题,可用多种方法脱除。
Ⅰ.由次氯酸钠碱性废水(含有杂质Ca2+)处理硫酸工业尾气的流程如下:
(1)控制合适的条件有利于提高SO2的吸收率(脱硫率)。
①脱硫时需保持溶液呈碱性,此过程的主要反应之一为SO2+2OH-=+H2O;另一个为二氧化硫与次氯酸钠发生的氧化还原反应,请写出该反应的离子方程式: 。
②提高脱硫率的可行措施有 (填序号)。
a.加快通入尾气的速率
b.吸收塔中喷淋的碱液与气体逆向接触
c.提高碱液pH
③温度控制在40~60℃之间,脱硫率较高,原因是 。
(2)滤渣的主要成分为 (填化学式)。
Ⅱ.为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的MgSO4。
(3)写出该反应的化学方程式: 。
Ⅲ.双碱法脱除烟气中SO2的过程如图所示:
(4)脱除SO2的过程中,可以循环利用的物质 (填化学式)。
(5)目前通常采用滴定法测定食品中残留二氧化硫的含量。具体实验过程如下:
样品经处理后,加入氢氧化钾使残留的二氧化硫以亚硫酸盐的形式固定,再加入硫酸使二氧化硫游离,用碘标准溶液滴定二氧化硫,在滴定时用淀粉溶液作指示剂,现将1000g二氧化硫含量超标的蜜饯样品进行处理后,配制成1000mL溶液,取出50mL溶液,分别与氢氧化钾、硫酸反应,再用5×10−3mol·L−1的碘标准溶液滴定,消耗碘标准溶液5mL,则样品中二氧化硫的含量为 g/kg。(请写出计算过程)
◆题型04 空气质量评价
83.关于雾霾,下列说法错误的是
A.雾霾是空气中颗粒物使能见度降低的浑浊现象
B.PM2.5对人体健康危害比PM10小
C.汽车尾气是雾霾的主要来源之一
D.雾霾可能影响植物的光合作用
84.以下关于雾霾的说法,正确的是
A.雾霾中只有PM2.5对人体有害
B.雾霾是由单一污染物造成的空气浑浊现象
C.建筑施工扬尘是雾霾的主要来源之一
D.雾霾对植物生长没有影响
85.空气是一种重要的资源,保护空气质量是全人类的共同使命。下列说法正确的是
A.目前计入空气污染指数的污染物有、、、、可吸入颗粒物等
B.空气中含量最高且常用作保护气的是
C.PM2.5的含量越高空气质量越好
D.排放是导致酸雨的原因之一,酸雨的
◆题型05 大气污染的防治
86.下列做法中,属于合理的环境保护措施的是
①任意使用农药和化肥;②对废旧电池回收处理;③生活污水经过处理在排放;④减少二氧化硫的排放
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
87.(24-25高一上·江苏扬州·期末)煤炭中含硫元素,燃烧时会产生气体。下列选项所述措施不能减少排放的是
A.以风能、太阳能代替燃煤
B.利用碳酸钙对燃煤进行固硫
C.增加烟囱高度,将含的尾气排向高空
D.用足量石灰乳吸收含的尾气
88.生机勃勃的地球离不开空气,下列关于空气的说法不正确的是
A.稀有气体可用于霓虹灯的制作
B.CO2是植物光合作用的重要原料
C.SO2排放是导致酸雨的原因之一
D.PM2.5的含量越高空气质量越好
B 综合攻坚·知能拔高
1. (24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关,下列说法正确的是
A.常温下浓硫酸可以用铁罐贮存,说明浓硫酸与铁不反应
B.推广碳捕集和转化成化工原料技术,逐步实现二氧化碳零排放
C.、都能与盐酸反应,均可用于治疗胃酸过多
D.可用作食用银耳的漂白,使其颜色洁白
2.(2024·江苏南京·模拟预测)硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是
A.工业制硫酸过程中的物质转化:
B.工业尾气中的处理:
C.硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸:
D.钙基固硫主要反应:
3.(24-25高二下·江苏常州·期末)下列基于物质转化的生产、生活等方面的建议不正确的是
A.模拟生物固氮,实现温和条件下将空气中的转化为生产氮肥
B.血红蛋白中含有,人体补铁时服维生素可促进对元素的吸收
C.为酸性氧化物,用作固硫剂可减少燃煤烟气中的污染
D.通过改变反应历程,降低电解熔融制取金属的能耗
4. (24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A.浓H2SO4具有强氧化性,可用作钝化铁、铝
B.Na2O2能与CO2反应生成氧气,可作潜水艇中供氧剂
C.明矾易溶于水,可用作净水剂
D.维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
5. (23-24高二下·江苏扬州·阶段练习)下列有关的实验原理或方案能达到目的的是
A.制
B.制沉淀
C.验证的还原性
D.收集
A.A B.B C.C D.D
6.(23-24高一上·江苏徐州·期末)根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将浓硫酸滴加到蔗糖中
蔗糖变黑膨胀且有刺激性气味的气体生成
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
B
向溶液中滴加盐酸
有气体产生
非金属性:Cl>C
C
将通入酸性高锰酸钾溶液中
紫红色褪去
二氧化硫具有漂白性
D
向某溶液中加入稀盐酸产生无色气体,将气体通入澄清石灰水中
澄清石灰水变浑浊
该溶液中一定有
A.A B.B C.C D.D
7.(24-25高一下·江苏南京·期中)黄铁矿()常被误认为是黄金,故又称为“愚人金”。在酸性条件下黄铁矿能够发生如图转化。下列说法不正确的是
A.为该转化过程的催化剂
B.当有发生转化Ⅰ时转移电子
C.转化Ⅲ的离子方程式为
D.转化总过程中环境的酸性不断增强
8.(24-25高一下·江苏常州·期中)锰白难溶于水和乙醇,高于会分解。工业上以软锰矿(含)为原料生产锰白的流程如图所示。下列说法错误的是
A.还原:氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:1
B.沉锰:发生反应为
C.洗涤:先用水洗涤再用乙醇洗涤
D.低温烘干:烘干温度应低于,避免分解
9. (24-25高一上·江苏南京·月考)可做高能燃料的氧化剂,元素在反应过程中均为-1价,它可由以下反应制得:(未配平)。下列说法不正确的是
A.被氧化的元素是,被还原的元素是
B.的氧化性弱于的氧化性
C.氧化剂与还原剂的化学计量数之比为
D.若反应生成分子,则该反应转移电子
10.(25-26高一上·江苏盐城·阶段练习)某无色溶液可能由、、、、、、中的一种或几种组成。为了确定该溶液的成分,进行如下实验:
①取少量该溶液加入足量盐酸,有气体产生,得到甲溶液;
②取少量甲溶液,向其中加入硝酸酸化的硝酸银溶液,产生白色沉淀乙;
③取少量原溶液,向其中加入溶液,产生白色沉淀丙,加足量稀盐酸,沉淀部分溶解。
下列关于原溶液说法正确的是
A.、都存在
B.肯定不存在,可能存在
C.一定存在
D.是否存在需要通过焰色试验来确定
11. (23-24高一上·江苏盐城·期末)下列关于硫及其化合物叙述正确的是
A.空气中排放过量SO2会形成酸雨,且酸雨的pH会随时间增长而增大
B.浓硫酸与S反应为2H2SO4(浓)+S3SO2↑+2H2O,在此反应中浓硫酸既表现了强氧化性又表现了酸性
C.将浓硫酸加入滴有几滴水的蔗糖中,蔗糖逐渐变黑形成“黑面包”,产生有刺激性气体,体现浓硫酸的脱水性和强氧化性
D.把足量的铜粉投入只含2molH2SO4的浓硫酸中,加热得到的气体体积在标准状况下为22.4L
12.(23-24高一上·江苏苏州·阶段练习)一种利用太阳能分解水的原理如图所示。下列说法不正确的是
A.反应Ⅰ的化学方程式为
B.反应Ⅲ中生成的和的分子个数比为
C.反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ在反应前后均有元素化合价发生改变
D.理论上每生成,同时生成
13.(23-24高三上·江苏扬州·期末)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.用氨水吸收烟气(含等)中获得的物质转化:
B.工业制硫酸过程中的物质转化:
C.利用硫酸的酸性去除铁制品表面的铁锈
D.利用的还原性将其作为葡萄酒的抗氧化剂
14. (23-24高一上·江苏苏州·阶段练习)把碎纸片b补充到a中,可得到一个完整的离子方程式(未配平)。下列说法正确的是
A.反应物微粒是S、、OH-
B.该反应可能在酸性条件下进行
C.2molS参加反应时,转移的电子数为3mol
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
15.(24-25高一下·江苏苏州·期中)根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向Na2SO3溶液中加入Ba(NO3)2溶液,再加稀盐酸,产生白色沉淀。
Na2SO3溶液已变质
B
红热的木炭插入浓硝酸中,产生红棕色气体
木炭将浓硝酸还原
C
将蘸有浓氨水的玻璃棒置于盛有某溶液的试剂瓶口,有白烟生成
该溶液可能为浓盐酸
D
常温下,将铁片投入浓硝酸中,无明显现象
铁与浓硝酸不反应
A.A B.B C.C D.D
16.(25-26高一上·江苏苏州·月考)某兴趣小组利用废镍材料(含有金属及少量、)探究相关物质的性质并回收镍,设计流程如图(部分产物略去)。
已知:开始沉淀和完全沉淀的pH分别为:2.2、3.2;
开始沉淀和完全沉淀的pH分别为:7.2、8.7;
可将氧化为,不与反应。
下列说法不正确的是
A.酸浸时加入的稀硫酸越多越好
B.滤渣1和滤渣2的主要成分分别为、
C.氧化时发生的反应方程式为:
D.调节pH时须调节的pH范围为3.2~7.2
17.(24-25高一上·江苏南京·阶段练习)高铁酸钾(K2FeO4,极易溶于水)是常见的水处理剂,其原理如图所示。
【查阅资料】向胶体中加入电解质后,胶体因失去稳定性而发生离子的聚集以至沉淀,称为电解质对胶体的聚沉作用,简称胶体的聚沉。
请回答下列问题:
(1)K2FeO4中铁元素的化合价为 。
(2)过程①中活性菌表现了 (填“氧化”或“还原”)性,该过程的还原产物是 ;过程③属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)根据上述原理分析,作水处理剂时,K2FeO4的作用有 (填两个)。
(4)制备高铁酸钾常用的反应原理为2Fe(OH)3+3KClO+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O。
①该反应中氯元素的化合价由 价变为 价;
②并用单线桥法表示该反应电子转移的方向和数目: 。
18. (25-26高一上·江苏常州·阶段练习)软锰矿(主要成分,杂质金属元素、、等)的悬浊液可吸收烟气中并同时制备。
(1)制备反应的化学方程式为,质量为纯净最多能吸收 (标准状况)。
(2)准确称取样品置于锥形瓶中,加入适量和溶液,加热使全部反应生成,用的标准溶液与恰好反应[反应方程式:],消耗溶液40.00 mL。计算样品的纯度 。(写出计算过程,否则不得分。保留2位小数。)
(3)如图为、、晶体的溶解度曲线,现从和的混合溶液中来获得晶体,简述实验步骤是 。
19.(24-25高一上·江苏南京·阶段练习)硫单质及其化合物是生活中常见的物质,用途广泛。
(1)结合硫原子的结构示意图可以预测的最低化合价是 。
(2)已知部分金属原子在反应中可失去多个电子,金属失去的电子越多,难度越大。和、可分别发生如下反应:
、
由反应可知氧化性: (填“>”或“<”)
(3)将气体与气体混合后,有黄色固体生成。写出该反应的化学方程式: 。
(4)、均是酸性氧化物,溶于水后溶液均为酸性。将相同分子数的两种气体溶解于相同体积的水中,溶解气体后所得溶液酸性更强。
①含有的烟气排放到空气中,遇雨水会形成酸雨,该酸雨在空气中暴露一段时间后,酸性会增强。酸雨酸性增强的原因是 。
②设计一种方法吸收烟气中的,写出该反应的化学方程式: (为有毒气体,不得使用)。
20.(24-25高一上·江苏盐城·阶段练习)下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。
方法I
用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化为(NH4)2SO4
方法Ⅱ
用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫
方法Ⅲ
用Na2SO3溶液吸收SO2
(1)如果不对燃煤烟气脱硫,易形成酸雨,酸雨一般指的是pH小于 的降雨;为减少酸雨的产生,可采取的措施有 (填序号)。
①把工厂烟囱造高;②化石燃料脱硫;③开发新能源;④在已酸化的土壤中加石灰。
(2)方法I中氨水吸收燃煤烟气中SO2的化学反应为:2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3、 。
(3)用方法I脱硫时,能提高燃煤烟气中SO2去除率的措施有 (填字母)。
A.增大氨水浓度 B.升高反应温度 C.使燃煤烟气快速通过氨水
(4)方法Ⅱ中CO将SO2还原为S时,自身转化为 (填化学式)。
(5)对方法Ⅲ吸收SO2后的溶液加热可使吸收液再生,其反应属于基本反应类型中的 反应。
(6)某兴趣小组为了测定燃煤烟气中二氧化硫的体积分数,做了如下实验。取标准状况下的燃煤烟气2.000L(含氮气、氧气、二氧化碳、二氧化硫等),缓慢通过足量溴水,反应的化学方程式为:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4。在所得溶液中加入稍过量的氯化钡溶液,产生白色沉淀,过滤后将沉淀洗涤、干燥,称得其质量为0.466g。试计算该燃煤烟气样品中二氧化硫的体积分数 (写出计算过程)。
21. (25-26高一上·江苏苏州·阶段练习)硫酸广泛应用于化工、医药等领域。
(1)18~19世纪,利用和氮氧化物制硫酸,过程中的物质转化如图所示。
①制硫酸总反应的化学方程式是 。
②中反应的与的物质的量之比是 。
(2)以硫铁矿(含及少量、等元素的化合物)为原料,经历“造气→接触氧化→吸收”等过程可制取硫酸。
①造气。焙烧硫铁矿获得,焙烧过程主要分两步进行:
热离解:
氧化:
下图为的氧化过程,氧化速率随温度升高并不显著的原因是 ,提高氧化速率的措施为 (填一种)。
②接触氧化。与在催化剂表面发生反应:,反应前需除去气体中、等元素的化合物,目的是 。
③吸收。用98.3%吸收得到发烟硫酸(可表示为),释放出的尾气中含有、、等。若3.38g发烟硫酸与恰好反应生成纯,则 。
④工业上通常利用氨水吸收上述尾气制取。生产中需要向溶液中加入适量的还原性有机物,目的是 。
22.(24-25高一下·江苏南京·阶段练习)S和是自然界中硫循环的重要组成部分。
Ⅰ.S的产生与去除
(1)水体中的与在微生物作用下可转化为和S,该反应的离子方程式为 。
(2)废水中的硫化物可用将其氧化为单质S进行回收。
①控制废水pH约为8,用适量30%的溶液将废水中的转化为单质S,该反应的离子方程式为 。
②在1L废水中单质S回收率随加入量的变化如图所示。加入量大于12mg时,废水中单质S的回收率下降的原因可能是 。
Ⅱ.烟气中SO2的处理与利用
(3)大量排放SO2造成酸雨等环境问题,工业上用双脱硫法处理废气,过程如下图,其中可循环使用的试剂是 ,写出双碱法脱硫法的总反应方程式: 。
(4)SO2的脱除
用氨水吸收过量可得溶液,再通入空气氧化,得到硫酸盐。在空气氧化时,溶液中有逸出的原因是 (结合相关离子方程式分析)。
III.烟气中SO2的测定:如图所示,向装置通入含SO2烟气,用含淀粉的碘水吸收(发生的反应为),当通入40L烟气时恰好完全反应,停止通入烟气;将吸收液转移至锥形瓶中,并用水洗涤装置2~3次,将洗涤液与吸收液合并;向吸收液中加入过量溶液,完全反应后过滤洗涤干燥,得到沉淀0.233g。
(5)判断碘水中I2恰好完全反应的现象为 。
(6)计算该烟气中SO2的含量 (以为单位,写出计算过程)。
23.(24-25高一上·江苏苏州·期中)硫代硫酸钠(化学式为Na2S2O3)常用作分析试剂、还原剂,易溶于水;在中性或碱性环境中稳定,在酸性环境中会分解生成S和SO2.实验室常将SO2通Na2S和Na2CO3的混合溶液中制备Na2S2O3。
(1)硫代硫酸钠对于鱼类的毒性极低,因此可用以除去自来水中的氯气,在水产养殖上被广泛的应用,该反应的化学反应方程式为 。(已知:Na2S2O3转化为Na2SO4)
(2)Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制,煮沸的目的是 。
(3)为提高装置B中SO2的吸收率,可采取的措施有 。(任写一种)
(4)装置B所得溶液经过结晶等操作获得的Na2S2O3晶体中含有少量Na2SO4,检验其中含有Na2SO4的实验操作是: 。(试剂任用)
(5)测定样品CuSO4·5H2O的纯度:准确称取0.5000gCuSO4·5H2O样品,加入适量水溶解,转移至碘量瓶中,加过量KI溶液并用稀硫酸酸化,以淀粉溶液为指示剂,用0.100mol/LNa2S2O3溶液反应至终点,消耗Na2S2O3溶液19.20mL。计算样品中CuSO4·5H2O的质量分数 。(写出计算过程)。(过程中发生下列反应:2CuSO4+4KI=2CuI↓+I2+2K2SO4;2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)
24.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)焦亚硫酸钠()是常用的抗氧化剂,易吸潮变质且受热易分解,可以用处理废水中的、等。实验室中可通过的过饱和溶液经冷却结晶制得。
Ⅰ.焦亚硫酸钠的制备
(1)实验室制备少量的装置如图1所示。
①实验室选用70%硫酸和亚硫酸钠固体制取气体,化学方程式为: 。
②制取的反应分两步进行,其中第一步的反应为;第二步反应的化学方程式为 。
(2)已知:水溶液中、、的物质的量分数随变化分布如图2所示。请补充完整制取固体的实验步骤:
打开磁力搅拌器,将装有过饱和溶液的锥形瓶至于40℃水浴中,向锥形瓶中 。将溶液冷却结晶,过滤,用饱和溶液洗涤固体, 得到固体。
Ⅱ.焦亚硫酸钠的测定
(3)长期放置的固体会部分变质为。
①固体变质的化学方程式为 。
②请设计检验样品是否变质的实验方案: 。(已知、分别与稀盐酸反应得到的产物相同)
Ⅲ.焦亚硫酸钠的处理含废水
(4)焦亚硫酸钠()/空气法处理含氰废水部分机理如下,其中[O]代表活性氧原子、、。其他条件相同时,总氰化物去除率随初始浓度变化如图3所示,当时,总氰化物去除率下降的原因可能是 。
25.(23-24高一下·江苏无锡·阶段练习)自然界中含硫物质不断发生转化和转移,形成了硫元素的循环。利用这些转化可以制备重要的化工产品,过程中产生的H2S、SO2等会污染环境,需要加以治理。
(1)火山喷发是硫元素在自然界中转化的一种途径,反应过程如图所示。
与和溶液反应转化为和,理论上转移电子的物质的量为 mol。
(2)可用作脱除气体的脱硫剂。脱硫和再生的反应机理如图所示。
写出“脱硫”时发生反应的化学方程式 。
(3)的“再生”是在600℃时,用一定浓度的与FeS反应实现(如上图所示)。温度略低于400℃时,“再生”所得固体质量增加,原因是 。
(4)工业上利用的转化制备硫酸,其模拟实验的部分装置如图所示。
①装置Ⅲ用于吸收制备硫酸,适宜的吸收剂是 (填字母)。
A.NaOH溶液 B.水 C.98.3%浓硫酸
②装置Ⅱ中待反应进行后撤走酒精灯,无需持续加热,原因是 。若用、水在催化剂存在时吸收尾气中的,吸收完成后,随着氧化的进行,溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
③某工厂生产硫酸,使用一种含杂质为40%的黄铁矿样品。已知黄铁矿与氧气反应的化学方程式为若取1吨该矿石,可制得98%的浓硫酸 吨(设生产过程中硫损失4%)。(书写计算过程)
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