内容正文:
阶段重点练(一)
[对应知能达标训练P7]
题组一 二氧化硫的性质及应用
1.(2025·上海段考)下列实验装置不能达到相应实验目的的是( )
A.制取SO2
B.验证SO2的漂白性
C.收集SO2
D.吸收SO2
解析 Na2SO3和70%的浓硫酸反应生成Na2SO4、SO2和水,A正确;SO2与碘单质发生氧化还原反应,使蓝色褪去,B错误;SO2的密度大于空气,图中装置的导管采用短进长出的方式,C正确;SO2有毒,为防止污染空气,需要除去,常用碱液吸收,同时防倒吸,题中所给装置能达到实验目的,D正确。
答案 B
2.将铜丝插入热浓硫酸中进行实验(a~c为贴在玻璃棒上浸有相应试液的试纸)。下列说法正确的是( )
A.浓硫酸为黑色黏稠状液体
B.X选用H2S溶液,可验证SO2的氧化性
C.品红溶液褪色,可验证SO2的还原性
D.a、c两处均可观察到褪色现象
解析 浓硫酸为无色黏稠状液体,A错误;为验证SO2的氧化性,试剂X可选用H2S,两者反应生成淡黄色的硫单质,可证明SO2的氧化性,B正确;品红溶液褪色,说明SO2具有漂白性,与其还原性无关,C错误;SO2只能使紫色石蕊溶液变红,但不能使其褪色,D错误。
答案 B
3.(2024·山东临沂高一段考)下列物质能与SO2气体起反应,但无沉淀产生的是( )
①溴水 ②Ba(OH)2溶液 ③石灰水 ④Na2CO3 ⑤稀H2SO4 ⑥Na2SO4 ⑦Na2SO3
A.① B.①④
C.④⑥⑦ D.①④⑦
解析 ①溴水与SO2反应生成氢溴酸和硫酸,没有生成沉淀;②Ba(OH)2溶液与SO2反应生成亚硫酸钡沉淀;③石灰水与SO2反应生成亚硫酸钙沉淀;④Na2CO3与SO2反应生成亚硫酸钠和CO2气体,没有生成沉淀;⑤稀H2SO4与SO2不反应;⑥Na2SO4与SO2不反应;⑦Na2SO3与SO2反应生成亚硫酸氢钠,没有生成沉淀;故选D。
答案 D
4.(2025·广东广州期中)SO2是高中化学重点学习的三大气体之一,是常见的大气污染物之一,同时也是重要的工业原料,探究其制备方法和性质具有非常重要的意义,请回答下列问题。
(1)某同学利用如图所示装置制备并研究二氧化硫的性质。
上述装置b中加入NaHSO3粉末,a加70%H2SO4发生装置中反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,球形干燥管中鲜花褪色,说明二氧化硫具有________性,球形干燥管中出现淡黄色浑浊,说明二氧化硫具有________性。
(2)某研究小组将纯净的SO2气体通入0.5 mol·L-1的Ba(NO3)2溶液中,得到了BaSO4沉淀。为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2,该小组提出了如下假设:
假设一:溶液中的NO;假设二:溶液中溶解的O2
验证假设:
请在下表空白处填写相关实验现象
实验步骤
实验现象
结论
实验1:将蒸馏水加热煮沸,除去溶解氧
—
—
实验2:用实验1中蒸馏水配制0.5 mol/L BaCl2溶液,取10 mL于烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体
________
假设一
成立
实验3:用实验1中蒸馏水配制__________________________,取10 mL于烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体
________
实验4:将纯净的SO2气体通入10 mL________________________________________________________________________
________
假设二
成立
(3)为深入研究该反应,该小组还测得上述实验2和实验3溶液中,c(H+)随通入SO2体积的变化曲线如图。
V1时,实验3中溶液c(H+)大于实验2的原因是(用离子方程式解释)________________________________________________________________________。
解析 (1)硫酸和亚硫酸氢钠反应生成SO2,方程式为H2SO4(浓)+2NaHSO3===2SO2↑+2H2O+Na2SO4;SO2具有漂白性,则球形干燥管中鲜花褪色,说明SO2具有漂白性;球形干燥管中是硫化钠溶液,可以被SO2氧化为单质硫而使其变浑浊;
(2)为确保实验过程中蒸馏水中无氧气溶解,可通过加热煮沸形式将溶解的氧气除去;若在用除氧的蒸馏水配制0.5 mol/L BaCl2溶液中缓慢通入纯净的SO2气体,反应过程中无沉淀生成;在用除氧的蒸馏水配制0.5 mol/L Ba(NO3)2溶液中通入纯净的SO2气体,有白色沉淀生成,说明与NO有关,假设一成立;若将纯净的SO2气体通入10 mL未经除溶解氧处理的0.5 mol/L BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明与氧气有关,假设二成立;
(3)V1时,实验3中溶液c(H+)大于实验2的原因是3SO2+2NO+2H2O===3SO+2NO+4H+,生成强酸H2SO4,反应相同量SO2,c(H+)大于实验2中的弱酸H2SO3。
答案 (1)H2SO4(浓)+2NaHSO3===2SO2↑+2H2O+Na2SO4 漂白 氧化
(2)无明显现象(无沉淀生成) 0.5 mol/L Ba(NO3)2溶液 有白色沉淀生成 未经除溶解氧处理的0.5 mol/L BaCl2溶液 有白色沉淀生成
(3)3SO2+2NO+2H2O===3SO+2NO+4H+
题组二 硫酸的性质及应用
5.(2024·云南大理段考)下列对浓硫酸的叙述正确的是( )
A.常温下不能用铁制容器盛放浓硫酸,因为铁是活泼金属
B.浓硫酸和木炭加热反应,表现出强氧化性
C.因为浓硫酸是酸,具有酸的通性,因此可以用石蕊试纸检验
D.滴加浓硫酸使胆矾由蓝色晶体变为无色粉末,属于物理变化
解析 常温下铁在浓硫酸中钝化,能用铁制容器盛放浓硫酸,A错误;由于浓硫酸具有脱水性,石蕊试纸遇浓硫酸会变黑,不能用石蕊试纸检验浓硫酸,C错误;滴加浓硫酸使胆矾由蓝色晶体变为无色粉末,胆矾变为无水硫酸铜,有新物质生成,属于化学变化,D错误。
答案 B
6.32.5 g的锌与50 mL 18.4 ·L-1浓硫酸充分反应,锌完全溶解,同时收集到标准状况下的气体V L。将反应后的溶液稀释到500 mL,测得溶液中氢离子的浓度为0.08 mol·L-1。则下列说法中错误的是( )
A.反应中转移电子的物质的量为1 mol
B.V=11.2
C.生成的气体中H2的物质的量为0.1 mol
D.生成的气体中SO2与H2的物质的量之比为1∶4
解析 32.5 g的锌即0.5 mol完全发生反应,则反应过程中转移的电子的物质的量为n(e-)=0.5 mol×2=1 mol,A正确;50 mL 18.4 mol/L浓硫酸中含有n(H2SO4)=18.4 mol/L×0.05 L=0.92 mol,反应后测得溶液中氢离子的浓度为0.08 mol/L,则剩余硫酸的物质的量为n(H2SO4)=×0.08 mol/L×0.5 L=0.02 mol,则n(H2SO4)消耗=0.92 mol-0.02 mol=0.9 mol;开始为浓硫酸,Zn与浓硫酸发生反应:Zn+2H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2H2O,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,此时发生反应:Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑。假设SO2、H2的物质的量分别是x、y,根据电子守恒,可得关系式2x+2y=1 mol,根据反应方程式中物质反应转化关系可知2x+y=0.9 mol,解得x=0.4 mol,y=0.1 mol,则气体共0.5 mol,则标况下体积V=11.2 L,B、C正确;V(SO2)∶V(H2)=n(SO2)∶n(H2)=4∶1,D错误。
答案 D
7.(2024·河北邯郸高一段考)下列关于物质或者离子检验的试剂(反应条件可以加热)说法错误的是( )
A.检验Na2SO3固体是否在空气中变质的试剂是盐酸和BaCl2溶液
B.检验纯碱固体中是否含有小苏打的方法是加热后通入澄清石灰水中
C.检验氯气中是否含有HCl气体的试剂是稀HNO3和AgNO3溶液
D.检验CO2气体中是否混有SO2气体的试剂是品红溶液
解析 氯气与稀HNO3和AgNO3溶液混合产生白色沉淀,而HCl气体与稀HNO3和AgNO3溶液混合也产生白色沉淀,不能检验。
答案 C
8.(2025·宁夏石嘴山期中)石墨烯铜复合材料的电导率高,韧性好,可用于制备高铁的“超级导线”。某化学小组用如下装置测定其中的碳含量(铜、碳以外的成分不与浓硫酸反应)。已知:实验前后,各通入一次N2。已知亚硫酸的酸性强于碳酸。
(1)石墨烯与金刚石互称为________;写出电热炉中石墨烯和浓硫酸反应化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)仪器a的名称为________,a中碱石灰的作用是___________________________。
(3)酸性KMnO4溶液的作用是______________________________________________。
(4)通入N2的目的是______________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验结束后,若U形管增重m g,则复合材料中石墨烯的质量分数为________(用字母表示)。若用足量NaHCO3溶液代替KMnO4溶液,发生化学反应的方程式为________________________________________________________________________。则所测碳含量________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
解析 (2)a中碱石灰的作用是防止空气中的CO2、水进入U形管干扰实验。
(3)依据实验原理,根据U形管吸收CO2的质量计算含碳量,三颈烧瓶中有SO2生成,为防止SO2的干扰,足量酸性KMnO4溶液的作用是吸收SO2。
(4)实验前后,各通入一次N2,实验前通入N2的目的是将装置中的CO2、水蒸气排尽,防止影响碳元素含量测定结果;实验后通入N2的目的是将生成的CO2全部吹入U形管中被碱石灰吸收,使得实验结果更准确。
(5)U形管增重的质量即生成CO2的质量为m g,根据碳元素守恒,复合材料中石墨烯的质量分数为×100%=×100%。若用足量NaHCO3溶液代替KMnO4溶液,发生反应的方程式为SO2+2NaHCO3===Na2SO3+2CO2+H2O,则CO2增多,所测碳含量将偏大。
答案 (1)同素异形体 C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O
(2)球形干燥管 防止空气中的二氧化碳、水进入U形管干扰实验
(3)吸收二氧化硫
(4)实验前通入N2的目的是将装置中的CO2、水蒸气排尽,防止影响碳元素含量测定结果;实验后通入N2的目的是将生成的CO2全部吹入U形管中被碱石灰吸收,使得实验结果更准确
(5)×100% SO2+2NaHCO3===Na2SO3+2CO2+H2O 偏大
题组三 含硫物质的性质及转化
9.下列有关自然界中含硫物质的说法正确的是( )
A.S2、S8互为同位素
B.SO2能使碘水褪色,体现了SO2的漂白性
C.大气圈与水圈中主要含硫物质的类别相同
D.H2S能使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了H2S的还原性
解析 S2、S8是硫元素形成的不同单质,二者互为同素异形体,A错误;SO2能使碘水褪色,体现了SO2的还原性,B错误;H2S和SO2是大气圈中的主要含硫物质,而水圈中主要含硫物质为可溶性硫酸盐,大气圈与水圈中主要含硫物质的类别不相同,C错误;H2S中硫元素为-2价,具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确。
答案 D
10.下列物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.BaSO4既不溶于水又不溶于酸,可用作钡餐
B.浓硫酸具有脱水性,可用作干燥剂
C.SO2具有氧化性,可用作葡萄酒抗氧化剂
D.FeCl3溶液具有酸性,可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
解析 B.浓H2SO4用作干燥剂是因为其具有吸水性;C.SO2作食品中抗氧化剂是因为其具有强的还原性;D.FeCl3具有氧化性,能将Cu氧化为Cu2+,可用于腐蚀印刷电路板上的Cu;故选A。
答案 A
11.在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是( )
A.SCuS
B.稀H2SO4(aq)SO2(g)
C.浓H2SO4SO2(g)
D.SO2(g)(NH4)2SO3(aq)
解析 S与Cu反应生成Cu2S,A错误;稀H2SO4(aq)和C不反应,B错误;浓H2SO4(aq)和铜在加热条件下反应生成硫酸铜、SO2(g)、水,C错误;SO2(g)和过量氨水反应生成(NH4)2SO3(aq),D正确。
答案 D
12.下列有关硫及其化合物的说法正确的是( )
A.SO2、H2SO3均具有还原性,故浓H2SO4均能氧化SO2和H2SO3
B.H2S与浓H2SO4在不同的条件下反应的氧化产物一定是SO2
C.单质氧化物酸或碱盐,能按照上述转化关系直接转化的可以是硫元素
D.硫黄制备硫酸经历两步:SSO3H2SO4
解析 A项,SO2、H2SO3虽然有还原性,但与浓H2SO4之间不能发生氧化还原反应,因为+4价硫与+6价硫之间无中间价;B项,氧化产物可能是S或SO2;D项,S与O2的燃烧反应只生成SO2,不能生成SO3。
答案 C
13.(2024·安徽合肥高一段考)“价—类”二维图是研究物质性质的重要工具,如图是硫元素的“价—类”二维图。回答下列问题:
(1)实验室制c的化学方程式为________(任写两种)。
(2)反应a+c→b中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。
(3)溶液e久置于空气中会生成f,该过程溶液的酸性________(填“增强”或“减弱”)。
(4)Cl2和c都有漂白作用,先将二者以等物质的量混合后再通入到品红溶液中,品红溶液________(填“褪色”或“不褪色”),反应的化学方程式为________。
(5)将c通入到酸性KMnO4溶液中,溶液颜色逐渐变浅,该反应中c表现出______(填“还原”或“漂白”)性。
解析 由题干“价—类”二维图可知,a是硫化氢,b是硫单质,c是二氧化硫,d是三氧化硫,e是亚硫酸,f是硫酸,g是硫酸盐。
(2)反应a+c→b即2H2S+SO2===3S+2H2O中,H2S中S的化合价升高被氧化,SO2中S的化合价降低被还原,故氧化产物S与还原产物S的物质的量之比为2∶1。
(3)溶液e即H2SO3久置于空气中会生成f即H2SO4,反应原理为:2H2SO3+O2===2H2SO4,故该过程溶液的酸性增强。
(4)c为SO2,Cl2和c都有漂白作用,先将二者以等物质的量混合后再通入到品红溶液中,因发生反应:SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl生成不具有漂白性的盐酸和硫酸,故品红溶液不褪色。
(5)c为SO2,能被酸性KMnO4溶液氧化,故c表现出还原性。
答案 (1)Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O或Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)2∶1
(3)增强
(4)不褪色 SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl
(5)还原
14.硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。
Ⅰ.[查阅资料]
(1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。
(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀盐酸。
Ⅱ.[制备产品]
实验装置如图所示(省略夹持装置):
实验步骤:
(1)检查装置气密性,按图示加入试剂。
仪器a的名称是________________;E中的试剂是________(填字母)。
A.稀H2SO4 B.NaOH溶液 C.饱和NaHSO3溶液
(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。过滤C中混合物,滤液经________(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品。
Ⅲ.[探究与反思]
(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。
(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,________________________________,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。
(2)为减少装置C中生成Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对Ⅱ中实验步骤(2)进行了改进,改进后的操作是___________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过____________方法提纯。
解析 Ⅱ.(1)仪器a为分液漏斗;在A装置中产生污染环境的气体SO2,故E装置用于处理未反应的SO2,在给定的三种溶液中,只有NaOH溶液能吸收SO2。(3)从溶液中得到晶体的操作包括蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥这五步。
Ⅲ.(1)根据Ⅰ中(3)可知BaSO3可溶于稀盐酸,而BaSO4难溶于盐酸,则在配制的稀溶液中加入BaCl2溶液后,将生成的沉淀过滤、洗涤后,向沉淀中加入稀盐酸,沉淀未完全溶解,说明溶液中含有SO,沉淀溶解的部分生成的刺激性气味的气体为SO2,则沉淀中含有BaSO3,故原溶液中含有SO。(2)由Ⅰ中(3)可知Na2SO3易被氧化,故装置中的空气能将Na2SO3氧化,为了减少Na2SO4的生成量,应先将装置中的空气排尽,可先用A装置中生成的SO2将装置中的空气排尽。(3)因为Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高而显著增大,故可采用重结晶法将其提纯。
答案 Ⅱ.(1)分液漏斗 B (3)蒸发
Ⅲ.(1)过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸
(2)先向A中烧瓶滴加浓H2SO4,产生的气体将装置中空气排尽后,再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液 (3)重结晶
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