5.1.4 硫酸制备、硫酸盐、硫酸根检验(课后三练)高一化学人教版必修第二册
2026-02-09
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第一节 硫及其化合物 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | 硫酸,硫酸盐,亚硫酸及其盐 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.34 MB |
| 发布时间 | 2026-02-09 |
| 更新时间 | 2026-02-09 |
| 作者 | shl228 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-02-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56412772.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第一节 硫及其化合物
5.1.4 硫酸制备 硫酸盐 硫酸根检验
1.下列说法正确的是
A.(2025·山东省永州市期末)BaCO3难溶于水,可用作胃镜检查的内服剂
B.(2026·江苏省常州高级中学12月月考)向某溶液中先加入盐酸酸化的BaCl2溶液出现白色沉淀,则溶液中一定含有SO42-
C.(2025·海南省海口市期末)向某盐溶液的试管中加入稀HCl溶液,无明显现象,再加BaCl2溶液出现白色沉淀;则溶液中含有SO42-
D.(2026·湖北省孝感市阶段练习)自然界中的硫酸钙常以石膏2CaSO4·H2O的形式存在
【答案】C
【解析】A项,BaCO3虽难溶于水,但遇胃酸(HCl)会生成有毒的Ba2+,胃镜内服剂应为难溶于酸且无毒的BaSO4,错误;B项,加入盐酸酸化的BaCl2溶液出现白色沉淀,不一定含SO42-,因为Ag+会与Cl−形成AgCl白色沉淀,造成干扰,错误;C项,先加HCl无现象,排除了干扰离子,再加BaCl2生成沉淀,说明含SO42-,正确;D项,自然界中的石膏主要成分是CaSO4·2H2O,不是2CaSO4·H2O,错误。
2.下列说法正确的是
A.(2025·江苏省泰兴市期末)SO3具有氧化性,可用于制备硫酸
B.(2025·江苏省南通市如东县期中)FeS2难溶于水,可以用作半导体材料
C.(2025·江苏省南通市海安市期中)硫酸工业:FeS2SO2H2SO4
D.(2025·江苏省南通市期中)将工业制硫酸后的含SO2尾气大量排放会形成酸雨
【答案】D
【解析】A项,SO3与水反应可用于制备硫酸,与SO3具有氧化性无关,错误;B项,FeS2难溶于水,不能用作半导体材料,硅单质具有良好半导体性能,用作半导体材料,错误;C项,SO2与水反应生成H2SO3而非H2SO4,工业硫酸需通过催化氧化SO2为SO3再吸收,转化不可行,错误;D项,酸雨的形成气体主要成分之一就是SO2,SO2 排放会形成硫酸型酸雨,正确。
3.(2025·吉林省期中)某溶液中可能含有的阴离子有SO42-、Cl-、CO32-等,为了检验其中是否含有SO42-,除了BaCl2溶液外,还需要的试剂是
A.氢氧化钠溶液 B.盐酸 C.稀硫酸 D.硝酸银溶液
【答案】B
【解析】硫酸根离子的检验原理:SO42-+Ba2+=BaSO4↓,先加入稀盐酸酸化,没有沉淀产生,然后加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,则证明有硫酸根离子,加稀盐酸酸化可以排除碳酸根离子的干扰,因为BaCO3也是一种不溶于水但能够与稀盐酸反应的白色沉淀;氢氧化钠溶液与三种阴离子都不会反应,加稀硫酸会引入硫酸根,硝酸银与三种阴离子均产生白色沉淀,故A、C、D三个选项都不合题意;故选B项。
4.(2024·江苏省徐州市月考)下列关于硫酸根离子的检验方法正确的是
A.加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入过量盐酸,沉淀不溶解,则原溶液中存在SO42-
B.加入盐酸酸化的BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则原溶液中存在SO42-
C.加入过量硝酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,则原溶液中存在SO42-
D.加入过量盐酸酸化,无沉淀产生,再向澄清溶液中加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则说明原溶液中存在SO42-
【答案】D
【解析】A项,溶液中的银离子也能与氯离子反应生成不溶于盐酸的氯化银白色沉淀,则加入氯化钡溶液,产生白色沉淀,再加入过量盐酸,沉淀不溶解不能说明原溶液中是否存在硫酸根离子,错误;B项,溶液中的银离子也能与氯离子反应生成不溶于盐酸的氯化银白色沉淀,则加入盐酸酸化的氯化钡溶液,若产生白色沉淀不能说明原溶液中是否存在硫酸根离子,错误;C项,溶液中亚硫酸根离子也能与硝酸酸化的氯化钡溶液反应生成硫酸钡的白色沉淀,则加入过量硝酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀不能说明原溶液中是否存在硫酸根离子,错误;D项,加入过量盐酸酸化,无沉淀产生说明溶液中不存在银离子,再向酸性澄清溶液中加入氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则说明原溶液中存在硫酸根离子,正确。
5.(2025·江苏省苏州中学12月月考)工业上以黄铁矿为原料制备硫酸,下列说法正确的是
A.为简化流程,从沸腾炉出来的炉气直接通入接触室
B.SO2在接触室中催化氧化时,鼓入足量空气是为了使SO2完全转化成SO3
C.每一步含硫物质均发生了氧化反应
D.在实际工业生产中通常用98.3%的浓硫酸吸收SO3
【答案】D
【解析】A项,从沸腾炉出来的炉气含有杂质(如灰尘、砷、硒等),必须经过净化处理才能进入接触室,否则会使催化剂中毒,因此不能直接通入,错误; B项,在接触室中的反应是可逆反应:2SO2+O22SO3,即使鼓入足量空气,也不能使SO2完全转化成SO3,只能提高二氧化硫的转化率,错误;C项,沸腾炉中硫元素从FeS2的-1价氧化至SO2的+4价,接触室中SO2氧化至SO3的+6价,均为氧化反应;SO3中硫元素为最高价,即吸收塔中硫元素价态不变(+6价),未发生氧化反应,因此并非每一步均发生氧化反应,错误;D项,工业上采用98.3%的浓硫酸吸收SO3,可避免直接用水吸收时产生酸雾,提高吸收效率,正确。
6.(2025·江苏省宿迁市期中)粗盐中通常含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2和泥沙等杂质,实验室用粗盐制备NaCl晶体的流程如下图。完成下面小题。
下列说法正确的是
A.②的目的是除去SO42- B.②和③的试剂顺序可以互换
C.试剂I是KOH溶液 D.⑤中只发生反应:OH-+H+=H2O
【答案】A
【解析】要除去粗盐中的Na2SO4、MgCl2、CaCl2和泥沙等杂质,先加水溶解,过滤除去泥沙,再向滤液中依次加BaCl2溶液、Na2CO3溶液和NaOH溶液,为了能完全除去杂质,除杂试剂要过量,过量的BaCl2溶液除去SO42-,过量的Na2CO3溶液除去Ca2+和过量Ba2+,过量的氢氧化钠除去Mg2+,过滤除去沉淀,滤液加入盐酸除去过量的OH-、CO32-生成氯化钠,最后蒸发结晶得到氯化钠晶体,据此解答。
A项,由分析可知,②的目的是除去SO42-,正确;B项,若BaCl2放在最后面,则过量时无法除去,则BaCl2溶液应放在Na2CO3溶液前面,错误;C项,KOH溶液会引入杂质离子钾离子,错误;D项,滤液中加稀盐酸时发生反应:OH-+H+=H2O、CO32-+2H+=H2O+CO2↑,错误。
7.(2025·云南省模拟预测)某化学兴趣小组设计如图实验装置,检验绿矾(FeSO4·7H2O)的分解产物。下列说法正确的是
A.装置b和c可以交换顺序
B.装置c中是Ba(NO3)2溶液,用来检验SO3
C.装置d中是品红溶液,用来检验SO2
D.向反应后的装置a试管中加入适量硫氰化钾溶液,没有变红,说明没有Fe2O3生成
【答案】C
【解析】A项,绿矾(FeSO4·7H2O)分解的化学方程为2FeSO4·7H2O2Fe2O3+SO3+SO2+14H2O。装置c中溶液里有水,会干扰无水硫酸铜对生成物中水的检验,所以不能交换,错误;B项,Ba(NO3)2溶液中通入SO2和SO3都会有白色沉淀生成,所以无法验证SO3,错误;C项,品红用于检验SO2,正确;D项,Fe2O3不溶于水,所以溶液中没有Fe3+,硫氰化钾无法检验Fe2O3,应该先加稀硫酸,再加硫氰化钾检验,错误。
8.(2025·福建省宁德市期中)通过海水晾晒可得粗盐,粗盐中除含有NaCl外,还含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质。可以通过如下操作进行除杂:①加入稍过量的1 mol·L-1的Na2CO3溶液;②加入稍过量的1 mol·L-1的NaOH溶液;③加入稍过量的1 mol·L-1的BaCl2溶液;④加入稀盐酸直至无气泡产生;⑤过滤。其中正确的操作顺序为
A.②③④①⑤ B.②①③⑤④
C.③②①④⑤ D.③②①⑤④
【答案】D
【解析】粗盐的提纯中,为了保证杂质离子完全出去,每一次所加试剂都过量,加入NaOH溶液的目的是除去镁离子,加BaCl2溶液的目的是除去硫酸根离子,加Na2CO3溶液的目的是除去钙离子和过量的钡离子,由此可知,Na2CO3溶液的加入一定在BaCl2溶液之后,即①一定在③之后,为了不使产生的沉淀溶解,一定要在过滤后再加盐酸,即④在⑤之后,操作顺序可以为:②③①⑤④或③②①⑤④或③①②⑤④,D项符合题意。
9.下列说法正确的是
A.(2025·江苏省苏州市期中)制H2SO4:SSO3H2SO4
B.(2025·四川省巴中市期末)工业制硫酸:黄铁矿SSO3H2SO4
C.(2025·四川省达州市期末)制备硫酸:黄铁矿(FeS2)SO3H2SO4
D.(2025·四川省绵阳市期末)由黄铁矿制硫酸:黄铁矿SO2SO3H2SO4
【答案】D
【解析】A项,S燃烧生成SO2而非SO3,后续无法直接生成H2SO4,错误;B项,黄铁矿燃烧生成SO2而非S,后续步骤需SO2→SO3→H2SO4,错误;C项,黄铁矿(FeS2)高温煅烧应生成SO2而非SO3,SO2需进一步催化氧化为SO3,再用98.3%浓硫酸吸收,FeS2直接生成SO3错误,错误;D项,工业制硫酸流程为黄铁矿SO2SO3H2SO4,正确。
10.(2025·河南省驻马店市阶段练习)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。下列说法不正确的是
A.Ⅰ的化学方程式:3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2
B.II中2 mol的SO2与1 mol O2在题给条件下可以生成2 mol的SO3
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
【答案】B
【解析】黄铁矿和空气中的O2反应生成SO2和Fe3O4,二氧化硫和空气中氧气反应生成三氧化硫,最后用98.3%浓硫酸吸收生成硫酸,据此解答。
A项,反应I是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应生成SO2和Fe3O4,其化学方程式为:3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2,正确;B项,二氧化硫和空气中氧气发生反应:2SO2+O22SO3,该反应为可逆反应,则2 mol的SO2与1 mol O2在题给条件下生成的SO3小于2 mol,错误;C项,将黄铁矿换成硫黄,即硫黄和空气中的O2反应生成SO2,则不再产生Fe3O4,即可以减少废渣产生,正确;D项,硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3,均属于酸性氧化物,可以用碱液吸收,正确。
11.(2026·江苏省南京市第十三中学期中)硫元素在自然界中通常以硫化物、硫酸盐或单质的形式存在。斜方硫、单斜硫是常见的两种单质。常见的含硫矿物有硫黄矿、黄铁矿(FeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)等。黄铁矿遇酸会生成硫化氢气体。工业利用黄铁矿与空气在高温下反应得到Fe2O3、SO2。SO2与O2在400~500℃、V2O5催化作用下反应生成SO3,生成的SO3用98%的浓硫酸吸收。利用酸性KMnO4溶液可测定工业尾气中SO2的含量。
下列化学反应表示不正确的是
A.FeS2足量稀盐酸反应:FeS2+4H+=Fe2++2H2S↑
B.黄铁矿与空气在高温下反应:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
C.SO2催化氧化:2SO2+O22SO3
D.用酸性KMnO4溶液吸收SO2:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+
【答案】A
【解析】A项,FeS2与足量稀盐酸反应生成氯化亚铁、硫化氢和硫单质,离子方程式为:FeS2+2H+=Fe2++H2S↑+S↓,错误;B项,黄铁矿与空气在高温下反应生成氧化铁和二氧化硫,化学方程式为:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,正确;C项,SO2和O2发生催化氧化生成三氧化硫,化学方程式为:2SO2+O22SO3,正确;D项,用酸性KMnO4溶液吸收SO2发生氧化还原反应生成硫酸锰和硫酸,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+,正确。
12.(2025·广西南宁市10月联考)通过海水晾晒可得粗盐,粗盐除NaCl外,还含有Ca2+、Mg2+、SO42-以及泥沙等杂质。以下是制备精盐的实验方案,各步操作流程如下:
称取粗盐固体滤液精盐
(1)上述反应中,______涉及到氧化还原反应(填“有”、“无”)。
(2)写出第②步相关的离子方程式_______________________________;第③步中,加入的试剂是__________(填化学式)。
(3)第④步操作的目的是除去___________(填化学式)。
(4)第⑤步操作用到的玻璃仪器除玻璃棒外还有___________(填字母)。
A. B. C. D.
(5)电解饱和食盐水的原理:NaCl+H2O→NaOH+H2↑+Cl2↑(未配平),工业上主要采用电解饱和食盐水的方法制取NaOH,而不采用Na2O与H2O的反应,原因是______________________________。
【答案】(1)无 (2)Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ BaCl2 (3)Ca2+、Ba2+ (4)BD (5)Na2O作为原料来源少、成本高等
【解析】粗盐除NaCl外,还含有Ca2+、Mg2+、SO42-以及泥沙等杂质,加水溶解后,加入过量NaOH溶液,沉淀溶液中的Mg2+,再加入过量的BaCl2溶液,沉淀溶液中的SO42-,再加入过量的Na2CO3溶液,沉淀溶液中的Ca2+和过量的Ba2+,过滤,滤去Mg(OH)2、BaSO4、CaCO3、BaCO3沉淀以及泥沙,向滤液中加入适量盐酸,除去过量的CO32-和OH-,将得到的NaCl溶液进行蒸发、结晶、烘干得到精盐,据此解答。
(1)氧化还原反应的特征是元素的化合价发生改变,结合分析可知,上述反应中均没有元素发生化合价改变,即无涉及到氧化还原反应;(2)由分析可知,第②步加入过量NaOH溶液,沉淀溶液中的Mg2+,相关的离子方程式为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;第③步中加入过量的BaCl2溶液,沉淀溶液中的SO42-,则加入的试剂是BaCl2;(3)由分析可知,第④步加入过量的Na2CO3溶液,沉淀溶液中的Ca2+和过量的Ba2+,则第④步操作的目的是除去Ca2+、Ba2+;(4)由分析可知,第⑤步操作是过滤,用到的玻璃仪器除玻璃棒外还有烧杯、漏斗,故选BD;(5)因Na2O不易制取得到,导致用Na2O与H2O反应制取NaOH时Na2O作为原料来源少、成本高等,因此不采用该方法制取NaOH,所以工业上主要采用电解饱和食盐水的方法制取NaOH,而不采用Na2O与H2O的反应的原因是:Na2O作为原料来源少、成本高等。
13.(2025·江苏省常州市期中)黄铁矿的主要成分为FeS2(S为-1价)),是生产硫黄和硫酸的主要原料,黄铁矿在硫酸酸化的条件下发生催化氧化的反应历程如图所示,下列说法错误的是
A.反应I后溶液的酸性增强
B.反应II中Fe2+被NO氧化
C.反应III中每生成1 mol NO分子,转移1 mol电子
D.该过程的总反应为4FeS2+15O2+2H2O2Fe2(SO4)3+2H2SO4
【答案】B
【解析】A项,反应I的离子方程式为14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+,反应有氢离子生成,反应后溶液的酸性增强,正确;B项,反应II中铁元素化合价不变,Fe2+没有被NO氧化,错误;C项,反应III反应为:Fe(NO)2++NO+O2―→Fe3++NO,反应中每生成1 mol NO分子,同时生成1 mol Fe3+,铁元素化合价由+2升高为+3,转移1 mol电子,正确;D项,根据反应历程图,FeS2被氧气氧化为Fe3+和SO42-,根据得失电子守恒配平反应方程式为4FeS2+15O2+2H2O2Fe2(SO4)3+2H2SO4,正确。
14.(2025·江苏省苏州工业园区星海实验中学12月月考)以黄铁矿(主要成分FeS2)为原料生产硫酸,应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用,减轻对环境的污染,其中一种流程如图所示。下列说法正确的是
A.煅烧过程中通入过量的空气可以使FeS2与空气中的氧气生成SO3
B.该流程中为了使尾气充分被吸收,反应①中应加入过量的烧碱
C.还原铁粉用稀盐酸溶解后,用KMnO4溶液氧化法来测定其纯度会使结果偏高
D.加热NaHSO3制备Na2S2O5的反应为氧化还原反应
【答案】C
【解析】由流程可知,FeS2煅烧生成Fe2O3和SO2,Fe2O3被CO还原生成Fe;SO2与氧气反应生成三氧化硫,三氧化硫与水反应可制备硫酸,尾气中的二氧化硫被烧碱溶液吸收生成亚硫酸氢钠,加热亚硫酸氢钠生成Na2S2O5,据此作答。
A项,黄铁矿煅烧时,FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2,SO2转化为SO3需要催化剂(如V2O5)和加热条件,则煅烧过程中通入过量的空气不可以使FeS2与空气中的氧气生成SO3,错误;B项,反应①中加入过量的烧碱会生成亚硫酸钠,得不到亚硫酸氢钠,应该通入过量二氧化硫才能得到NaHSO3,错误;C项,还原铁粉用稀盐酸溶解后生成FeCl2,溶液中含Cl⁻,酸性KMnO4不仅氧化Fe2+,还会氧化Cl⁻,导致消耗KMnO4溶液体积偏大,会使测定的纯度结果偏高,正确;D项,加热NaHSO3制备Na2S2O5的反应为:2NaHSO3Na2S2O5+H2O,反应前后各元素化合价均不变,不属于氧化还原反应,错误。
15.(2025·北京市西城区期末)硫酸是重要的化工原料。工业合成硫酸的主要工艺流程如下图所示。
(1)①以硫黄为原料。
硫黄在进入燃烧炉前需在熔硫池中变为液态硫,经加压、雾化后喷入燃烧炉,目的是_____________
_____________________。
②以黄铁矿(FeS2)为原料。
将黄铁矿被氧化的主要反应方程式补充完整:FeS2+O2Fe2O3+______。
(2)催化转化器中无论怎样改变条件都不能使SO2全部转化为SO3,原因是__________________。
(3)吸收塔中的吸收液为______。
A.40%NaOH溶液 B.蒸馏水 C.98.3%的浓硫酸
(4)尾气吸收塔中用过量氨水吸收尾气中的含硫化合物。
①写出尾气吸收塔中吸收SO2时发生反应的离子方程式___________________________________。
②下列试剂也可用于吸收二氧化硫的有______(填序号)。
A.NaOH溶液 B.CaCl2溶液 C.双氧水
(5)尾气吸收塔流出的液体进入氧化塔中,经氧化可制得硫酸铵,该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为_______。
【答案】(1)①增大接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率 ②4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 (2)反应是可逆反应,有一定的限度 (3)C (4)①SO2+2NH3·H2O=2NH+SO32-+H2O ②AC (5)2∶1
【解析】本题为无机物制备的工业流程题,首先由黄铁矿煅烧生成二氧化硫,二氧化硫催化氧化生成三氧化硫,在吸收塔中被浓硫酸吸收,尾气最后经过处理即可,以此解题。
(1)①从反应速率的影响因素考虑,硫黄在进入燃烧炉前需在熔硫池中变为液态硫,经加压、雾化后喷入燃烧炉,目的是增大接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率;②黄铁矿高温时和氧气反应生成氧化铁和二氧化硫,方程式为:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2;(2)二氧化硫催化氧化为三氧化硫的反应为可逆反应,则不能使SO2全部转化为SO3,原因是:反应是可逆反应,有一定的限度;(3)在吸收塔中用浓硫酸吸收三氧化硫,若用水吸收容易形成酸雾,更不能用氢氧化钠吸收,两者会发生反应,故答案选C项;(4)①二氧化硫和氨水反应生成亚硫酸铵,离子方程式为:SO2+2NH3·H2O=2NH+SO32-+H2O;②二氧化硫酸性氧化物,可以和氢氧化钠反应,二氧化硫具有还原性可以和氧化剂过氧化氢反应,氯化钙溶液为中性,不能用于吸收二氧化硫,故选AC;(5)尾气吸收塔中生成的亚硫酸盐,其中硫为+4价,可以被氧气氧化,离子方程式为:2SO32-+O2=2SO42-,亚硫酸根是还原剂,氧气是氧化剂,还原剂与氧化剂的物质的量之比为:2∶1。
16.(2026·江苏省苏州市阶段练习)硫酸广泛应用于化工、医药等领域。
(1)1~19世纪,利用SO2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SO2与NO2的物质的量之比是__________。
(2)以硫铁矿(含FeS2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SO2,焙烧过程主要分两步进行:
热离解:2FeS2=2FeS+S2
氧化:S2+2O2=2SO2 4FeS+7O2=2Fe2O3+4SO2
下图为FeS(s)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。SO2与O2在催化剂表面发生反应:2SO2+O22SO3,反应前需除去气体中As、Se等元素的化合物,目的是________________________________________________________________。
③吸收。用98.3% H2SO4吸收SO3得到发烟硫酸(可表示为H2SO4·nSO3),释放出的尾气中含有SO2、O2、N2等。若3.38 g发烟硫酸与0.03 mol H2O恰好反应生成纯H2SO4,则n=_______。
④工业上通常利用氨水吸收上述尾气制取(NH4)2SO3。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)2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 2∶3 (2)①FeS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 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 ③3 ④防止(NH4)2SO3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2SO2+O2+2H2O=2H2SO4;②中反应为H2O+2SO2+3NO2=2HOSO2ONO+NO,SO2与NO2的物质的量之比是2∶3;(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:H2SO4+nSO3+nH2O=(n+1)H2SO4,则∶0.03=1∶n,n=3;④(NH4)2SO3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(NH4)2SO3被氧化。
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第一节 硫及其化合物
5.1.4 硫酸制备 硫酸盐 硫酸根检验
1.下列说法正确的是
A.(2025·山东省永州市期末)BaCO3难溶于水,可用作胃镜检查的内服剂
B.(2026·江苏省常州高级中学12月月考)向某溶液中先加入盐酸酸化的BaCl2溶液出现白色沉淀,则溶液中一定含有SO42-
C.(2025·海南省海口市期末)向某盐溶液的试管中加入稀HCl溶液,无明显现象,再加BaCl2溶液出现白色沉淀;则溶液中含有SO42-
D.(2026·湖北省孝感市阶段练习)自然界中的硫酸钙常以石膏2CaSO4·H2O的形式存在
2.下列说法正确的是
A.(2025·江苏省泰兴市期末)SO3具有氧化性,可用于制备硫酸
B.(2025·江苏省南通市如东县期中)FeS2难溶于水,可以用作半导体材料
C.(2025·江苏省南通市海安市期中)硫酸工业:FeS2SO2H2SO4
D.(2025·江苏省南通市期中)将工业制硫酸后的含SO2尾气大量排放会形成酸雨
3.(2025·吉林省期中)某溶液中可能含有的阴离子有SO42-、Cl-、CO32-等,为了检验其中是否含有SO42-,除了BaCl2溶液外,还需要的试剂是
A.氢氧化钠溶液 B.盐酸 C.稀硫酸 D.硝酸银溶液
4.(2024·江苏省徐州市月考)下列关于硫酸根离子的检验方法正确的是
A.加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入过量盐酸,沉淀不溶解,则原溶液中存在SO42-
B.加入盐酸酸化的BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则原溶液中存在SO42-
C.加入过量硝酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,则原溶液中存在SO42-
D.加入过量盐酸酸化,无沉淀产生,再向澄清溶液中加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则说明原溶液中存在SO42-
5.(2025·江苏省苏州中学12月月考)工业上以黄铁矿为原料制备硫酸,下列说法正确的是
A.为简化流程,从沸腾炉出来的炉气直接通入接触室
B.SO2在接触室中催化氧化时,鼓入足量空气是为了使SO2完全转化成SO3
C.每一步含硫物质均发生了氧化反应
D.在实际工业生产中通常用98.3%的浓硫酸吸收SO3
6.(2025·江苏省宿迁市期中)粗盐中通常含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2和泥沙等杂质,实验室用粗盐制备NaCl晶体的流程如下图。完成下面小题。
下列说法正确的是
A.②的目的是除去SO42- B.②和③的试剂顺序可以互换
C.试剂I是KOH溶液 D.⑤中只发生反应:OH-+H+=H2O
7.(2025·云南省模拟预测)某化学兴趣小组设计如图实验装置,检验绿矾(FeSO4·7H2O)的分解产物。下列说法正确的是
A.装置b和c可以交换顺序
B.装置c中是Ba(NO3)2溶液,用来检验SO3
C.装置d中是品红溶液,用来检验SO2
D.向反应后的装置a试管中加入适量硫氰化钾溶液,没有变红,说明没有Fe2O3生成
8.(2025·福建省宁德市期中)通过海水晾晒可得粗盐,粗盐中除含有NaCl外,还含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质。可以通过如下操作进行除杂:①加入稍过量的1 mol·L-1的Na2CO3溶液;②加入稍过量的1 mol·L-1的NaOH溶液;③加入稍过量的1 mol·L-1的BaCl2溶液;④加入稀盐酸直至无气泡产生;⑤过滤。其中正确的操作顺序为
A.②③④①⑤ B.②①③⑤④
C.③②①④⑤ D.③②①⑤④
9.下列说法正确的是
A.(2025·江苏省苏州市期中)制H2SO4:SSO3H2SO4
B.(2025·四川省巴中市期末)工业制硫酸:黄铁矿SSO3H2SO4
C.(2025·四川省达州市期末)制备硫酸:黄铁矿(FeS2)SO3H2SO4
D.(2025·四川省绵阳市期末)由黄铁矿制硫酸:黄铁矿SO2SO3H2SO4
10.(2025·河南省驻马店市阶段练习)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。下列说法不正确的是
A.Ⅰ的化学方程式:3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2
B.II中2 mol的SO2与1 mol O2在题给条件下可以生成2 mol的SO3
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
11.(2026·江苏省南京市第十三中学期中)硫元素在自然界中通常以硫化物、硫酸盐或单质的形式存在。斜方硫、单斜硫是常见的两种单质。常见的含硫矿物有硫黄矿、黄铁矿(FeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)等。黄铁矿遇酸会生成硫化氢气体。工业利用黄铁矿与空气在高温下反应得到Fe2O3、SO2。SO2与O2在400~500℃、V2O5催化作用下反应生成SO3,生成的SO3用98%的浓硫酸吸收。利用酸性KMnO4溶液可测定工业尾气中SO2的含量。
下列化学反应表示不正确的是
A.FeS2足量稀盐酸反应:FeS2+4H+=Fe2++2H2S↑
B.黄铁矿与空气在高温下反应:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
C.SO2催化氧化:2SO2+O22SO3
D.用酸性KMnO4溶液吸收SO2:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+
12.(2025·广西南宁市10月联考)通过海水晾晒可得粗盐,粗盐除NaCl外,还含有Ca2+、Mg2+、SO42-以及泥沙等杂质。以下是制备精盐的实验方案,各步操作流程如下:
称取粗盐固体滤液精盐
(1)上述反应中,______涉及到氧化还原反应(填“有”、“无”)。
(2)写出第②步相关的离子方程式_______________________________;第③步中,加入的试剂是__________(填化学式)。
(3)第④步操作的目的是除去___________(填化学式)。
(4)第⑤步操作用到的玻璃仪器除玻璃棒外还有___________(填字母)。
A. B. C. D.
(5)电解饱和食盐水的原理:NaCl+H2O→NaOH+H2↑+Cl2↑(未配平),工业上主要采用电解饱和食盐水的方法制取NaOH,而不采用Na2O与H2O的反应,原因是______________________________。
13.(2025·江苏省常州市期中)黄铁矿的主要成分为FeS2(S为-1价)),是生产硫黄和硫酸的主要原料,黄铁矿在硫酸酸化的条件下发生催化氧化的反应历程如图所示,下列说法错误的是
A.反应I后溶液的酸性增强
B.反应II中Fe2+被NO氧化
C.反应III中每生成1 mol NO分子,转移1 mol电子
D.该过程的总反应为4FeS2+15O2+2H2O2Fe2(SO4)3+2H2SO4
14.(2025·江苏省苏州工业园区星海实验中学12月月考)以黄铁矿(主要成分FeS2)为原料生产硫酸,应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用,减轻对环境的污染,其中一种流程如图所示。下列说法正确的是
A.煅烧过程中通入过量的空气可以使FeS2与空气中的氧气生成SO3
B.该流程中为了使尾气充分被吸收,反应①中应加入过量的烧碱
C.还原铁粉用稀盐酸溶解后,用KMnO4溶液氧化法来测定其纯度会使结果偏高
D.加热NaHSO3制备Na2S2O5的反应为氧化还原反应
15.(2025·北京市西城区期末)硫酸是重要的化工原料。工业合成硫酸的主要工艺流程如下图所示。
(1)①以硫黄为原料。
硫黄在进入燃烧炉前需在熔硫池中变为液态硫,经加压、雾化后喷入燃烧炉,目的是_____________
_____________________。
②以黄铁矿(FeS2)为原料。
将黄铁矿被氧化的主要反应方程式补充完整:FeS2+O2Fe2O3+______。
(2)催化转化器中无论怎样改变条件都不能使SO2全部转化为SO3,原因是__________________。
(3)吸收塔中的吸收液为______。
A.40%NaOH溶液 B.蒸馏水 C.98.3%的浓硫酸
(4)尾气吸收塔中用过量氨水吸收尾气中的含硫化合物。
①写出尾气吸收塔中吸收SO2时发生反应的离子方程式___________________________________。
②下列试剂也可用于吸收二氧化硫的有______(填序号)。
A.NaOH溶液 B.CaCl2溶液 C.双氧水
(5)尾气吸收塔流出的液体进入氧化塔中,经氧化可制得硫酸铵,该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为_______。
16.(2026·江苏省苏州市阶段练习)硫酸广泛应用于化工、医药等领域。
(1)1~19世纪,利用SO2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SO2与NO2的物质的量之比是__________。
(2)以硫铁矿(含FeS2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SO2,焙烧过程主要分两步进行:
热离解:2FeS2=2FeS+S2
氧化:S2+2O2=2SO2 4FeS+7O2=2Fe2O3+4SO2
下图为FeS(s)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。SO2与O2在催化剂表面发生反应:2SO2+O22SO3,反应前需除去气体中As、Se等元素的化合物,目的是________________________________________________________________。
③吸收。用98.3% H2SO4吸收SO3得到发烟硫酸(可表示为H2SO4·nSO3),释放出的尾气中含有SO2、O2、N2等。若3.38 g发烟硫酸与0.03 mol H2O恰好反应生成纯H2SO4,则n=_______。
④工业上通常利用氨水吸收上述尾气制取(NH4)2SO3。生产中需要向溶液中加入适量的还原性有机物,目的是_______________________________________。
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