内容正文:
课时测评3 不同价态含硫物质的转化
(时间:40分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1-13题,每小题2分,共26分)
题点一 自然界中硫的存在与转化
1.下列物质类别不是硫在自然界中存在形态的是( )
A.单质 B.硫化物
C.亚硫酸盐 D.硫酸盐
答案:C
解析:硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在,火山口处有硫单质,不存在亚硫酸盐。
2.(2024·洛阳高一期末)火山喷发是硫元素在自然界中转化的重要途径,反应过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.SO3由SO2氧化产生
B.FeS2等矿物转化为石膏时,需要暴露于地球表面
C.火山喷发时收集的雨水,放置一段时间后pH变大
D.火山喷发口附近可能发现硫黄
答案:C
解析:SO2发生氧化反应生成SO3,A正确;FeS2等矿物暴露于地球表面才能被氧化,最终转化为石膏,B正确;硫酸型酸雨中含有亚硫酸,放置一段时间会被氧气氧化为硫酸,雨水的酸性增强,pH变小,C错误;火山喷发的气体中可能会含有硫蒸气,当它们到达地面后会在喷口附近凝结,形成硫黄,D正确。
3.硫在自然界中的循环过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.火山喷发、森林火灾会产生SO2
B.氢、氧两种元素没有参与硫的循环
C.工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放
D.硫在自然界的循环过程涉及氧化还原反应
答案:B
解析:A项,由题图分析可知火山喷发、森林火灾都会产生SO2,正确;B项,动、植物和微生物残体的腐败会产生H2S,H2S可转化为SO2,因此氢、氧两种元素参与了硫的循环,错误;D项,由题图可知,H2S→SO2,有元素化合价变化,属于氧化还原反应,因此硫在自然界的循环过程涉及氧化还原反应,正确。
题点二 不同价态含硫物质的性质与转化
4.下列过程中硫元素被还原的是( )
A.S→SO2 B.H2SO4→SO2
C.Na2S→H2S D.H2S→S
答案:B
解析:S→SO2,硫元素化合价从0价升高到+4价,被氧化,故A不选;H2SO4→SO2,硫元素化合价从+6价降低到+4价,被还原,故B选;Na2S→H2S,硫元素始终为-2价,硫元素的化合价没有变化,故C不选;H2S→S,硫元素化合价从-2价升高到0价,被氧化,故D不选。
5.(2024·江西抚州高一检测)硫黄在空气中燃烧生成气体甲,甲溶于水得溶液乙,向乙溶液中滴加溴水,乙溶液褪色变成丙。甲、乙、丙均含有硫元素,则它们正确的顺序是( )
A.SO3 、H2SO4、H2SO3 B.SO2、H2SO3、H2SO4
C.SO3、H2SO3、H2SO4 D.SO2、H2SO4、H2SO3
答案:B
解析:硫黄在空气中燃烧生成气体甲(SO2),甲(SO2)溶于水得溶液乙(H2SO3),向乙(H2SO3)溶液中滴加溴水,乙溶液褪色变成丙(H2SO4),则甲、乙、丙分别为SO2、H2SO3、H2SO4。
6.含SO2的工业尾气转化为硫酸钾的流程如下所示。下列说法正确的是( )
A.反应Ⅰ得到固体A的主要成分为CaSO3
B.为提高A的转化速率,反应Ⅱ宜在高温条件下进行
C.反应Ⅱ的化学方程式为NH4HCO3+NH3+CaSO4===(NH4)2SO4+CaCO3
D.滤液B中大量存在的主要离子有、K+、Cl-
答案:C
解析:二氧化硫和碳酸钙、氧气反应生成硫酸钙、二氧化碳,硫酸钙和碳酸氢铵、氨气反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵,硫酸铵和氯化钾反应生成硫酸钾沉淀和氯化铵。反应Ⅰ得到固体A的主要成分为CaSO4,故A错误;碳酸氢铵受热易分解,氨气易挥发,反应Ⅱ不宜在高温条件下进行,故B错误;反应Ⅱ是硫酸钙和碳酸氢铵、氨气反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵,反应的化学方程式为NH4HCO3+NH3+CaSO4===(NH4)2SO4+CaCO3,故C正确;滤液B为硫酸钾的饱和溶液,含有氯化铵、硫酸钾,大量存在的主要离子有、K+、Cl-、,故D错误。
7.如图所示是硫及其部分化合物的“价—类”二维图。
下列说法正确的是( )
A.c点对应物质为酸性氧化物
B.d点对应物质不是电解质
C.e点对应物质的电离方程式为H2SO4===H++
D.e和f反应的离子方程式为2H++===H2O+SO2↑
答案:A
解析:根据含有S元素的物质及元素化合价可知:a是H2S,b是S单质,c是SO2,d是H2SO3,e是H2SO4,f是亚硫酸盐,g是硫酸盐。根据上述分析可知c是SO2,SO2能与碱反应生成盐和水,因此SO2是酸性氧化物,A正确;d是H2SO3,该物质在水溶液中或熔融状态下能够导电,因此H2SO3属于电解质,B错误;e是H2SO4,其对应的电离方程式为H2SO4===2H++,C错误;e是H2SO4,f是亚硫酸盐,由于硫酸的酸性比亚硫酸强,因此二者会发生复分解反应。但若f是难溶性亚硫酸盐,或加入的硫酸少量,反应的离子方程式就不能写成2H++===H2O+SO2↑,D错误。
题点三 相同价态含硫物质之间的转化
8.反应SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O可用于处理SO2尾气,过量SO2与NaOH反应生成NaHSO3,下列有关化学用语或说法正确的是( )
A.Na2SO3的名称:硫酸钠
B.S2-结构示意图:
C.NaHSO3电离方程式:
NaHSO3===Na++H++
D.SO2是酸性氧化物
答案:D
解析:Na2SO3的名称为亚硫酸钠,A错误;S2-结构示意图应该为,B错误;NaHSO3电离方程式:NaHSO3===Na++,C错误;SO2能与碱反应只生成盐和水,是酸性氧化物,D正确。
9.下表所列各组物质,不能通过一步反应就能实现如图所示物质转化关系的是( )
选项
A
B
C
D
甲
S
H2SO4
SO2
SO2
乙
Na2S
SO2
KHSO3
BaSO4
丙
H2S
SO3
K2SO3
H2SO4
答案:D
解析:S和Na反应生成Na2S,Na2S和HCl反应生成H2S,H2S和SO2反应生成S,可以实现,故A不选;浓硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2,SO2和O2反应生成SO3,SO3和水反应生成硫酸,可以实现,故B不选;SO2和KOH反应生成KHSO3,KHSO3和KOH反应生成K2SO3,K2SO3和浓硫酸反应生成SO2,可以实现,故C不选;BaSO4不能直接转化为H2SO4,反应不能实现,故D选。
10.(2024·浙江宁波高一期末)一定量的SO2通入到含0.2 mol NaOH的溶液中,充分反应后生成的Na2SO3和NaHSO3的物质的量之比为2∶1。再向反应后溶液中通入Cl2恰好使硫元素全部转化为。则通入Cl2的物质的量为( )
A.0.04 mol B.0.08 mol
C.0.12 mol D.0.2 mol
答案:C
解析:设生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠物质的量分别为2x和x,根据钠原子守恒,2x×2+x=0.2,解得x=0.04 mol,通入Cl2恰好使硫元素全部转化为,根据得失电子守恒,氯气的物质的量:=0.12 mol。
11.含硫煤燃烧会产生大气污染物,为防治该污染,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到化工产品,该工艺流程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.该过程中FeSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4均能循环利用
B.只有FeSO4是该流程的催化剂
C.该过程中吸收的SO2和消耗的O2的物质的量之比为1∶2
D.图中涉及的反应有Fe2(SO4)3+SO2+H2O===FeSO4+H2SO4
答案:A
解析:根据工艺流程所示可知,该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+2H2O+SO2===2FeSO4+2H2SO4,然后硫酸亚铁在酸性溶液中吸收氧气又转化为硫酸铁,反应的化学方程式为4FeSO4+2H2SO4+O2===2Fe2(SO4)3+2H2O。根据分析结合题图可知,该过程中FeSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4均能循环利用,A正确;只有Fe2(SO4)3是该流程的催化剂,FeSO4只是反应的中间产物,B错误;根据分析结合题图可知,该过程中吸收的SO2和消耗的O2的物质的量之比为2∶1,C错误;由分析可知,题图中涉及的反应有Fe2(SO4)3+2H2O+SO2===2FeSO4+2H2SO4,题给方程式未配平,D错误。
12.(2024·天津静安区高一检测)Na2CO3溶液吸收烟气中的SO2,溶液中各种盐的浓度变化如下。下列分析不正确的是( )
A.Na2CO3溶液、NaHCO3溶液均呈碱性
B.曲线1表示Na2CO3,曲线2表示NaHCO3
C.“0~a”发生的反应主要是:Na2CO3+2SO2+H2O===2NaHSO3+CO2
D.Na2SO3溶液吸收SO2的反应为Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3
答案:C
解析:二氧化硫不断被碳酸钠吸收,碳酸钠减少,生成碳酸氢钠、亚硫酸钠,直到碳酸钠消耗完,碳酸氢钠达到最大值,再吸收二氧化硫,碳酸氢钠减少,生成二氧化碳和亚硫酸钠,因此曲线1表示Na2CO3,曲线2表示NaHCO3,故B正确;“0~a”发生的反应主要是二氧化硫和碳酸钠反应生成亚硫酸钠、碳酸氢钠:2Na2CO3+SO2+H2O===Na2SO3+2NaHCO3,故C错误;Na2SO3溶液吸收SO2,反应生成亚硫酸氢钠,其反应为Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3,故D正确。
13.(2024·河北滦州高一检测)研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储,过程如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.22.4 L SO2所含的原子数为3NA
B.“H2SO4分解”反应中,每生成1 mol O2,转移的电子数为4NA
C.“SO2催化歧化”反应中,S是氧化产物
D.反应Ⅲ中S与过量O2反应可生成SO3
答案:B
解析:没有指明是否是标准状况,无法运用22.4 L/mol计算二氧化硫的物质的量,故A错误;硫酸分解方程式为2H2SO4===O2↑+2SO2↑+2H2O,每生成1 mol O2,转移电子数为1×2×2×NA=4NA,故B正确;“SO2催化歧化”步骤中发生3SO2+2H2O===2H2SO4+S↓,SO2→S,S元素化合价降低,被还原,S为还原产物,故C错误;反应Ⅲ发生S+O2SO2,无论氧气是否过量,硫单质与氧气反应都生成二氧化硫,二氧化硫与氧气在催化剂、高温条件下生成三氧化硫,故D错误。
14.(16分)研究不同价态硫元素之间的转化是合理利用硫元素的基础。
Ⅰ.如图是硫元素的“价—类”二维图及含硫物质相互转化的部分信息。
(1)A的化学式为________。
(2)C有毒,写出实验室用足量的NaOH溶液吸收C的化学方程式:________________________________________________________________
________________________________________________________________。
Ⅱ.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。
可选用的实验药品如下:①Na2SO3溶液;②浓硫酸;③Na2S溶液;④稀硫酸;⑤酸性KMnO4溶液;⑥品红溶液;⑦铜片。
实验序号
预期转化
选择试剂
证明实现转化的现象
ⅰ
→
ⅱ
①③④
产生淡黄色沉淀
ⅲ
→
②⑦⑥
(3)实验ⅰ选择的试剂是________(填序号),证明实现转化的现象是____________________,该转化利用了Na2SO3的________性。
(4)实验ⅱ实现了+4价和-2价S向0价S的转化,写出该转化反应的离子方程式:___________________________________________________________。
(5)证明实现实验ⅲ转化的现象是__________________________________
____________________________________________________________。
答案:(1)H2S (2)SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O (3)①⑤ 酸性KMnO4溶液褪色 还原 +2S2-+6H+===3S↓+3H2O (5)品红溶液褪色
15.(18分)(2024·山东烟台高一期末)物质类别和元素化合价是研究物质性质的两个重要角度。回答下列问题:
Ⅰ.S在不同价态之间的转化:SO2Na2SO3溶液 Na2S2O3溶液
(1)欲制备Na2S2O3溶液,从化合价的角度分析,反应②合理的是________(填字母)。
a.Na2SO3+Na2SO4
b.Na2SO3+S
c.Na2SO3+Na2S2O5
Ⅱ.某兴趣小组模拟工业制取Na2S2O3的装置(夹持和加热装置略)如图所示。
(2)装置A中发生反应的化学方程式为___________________________
____________________________________________________________;
装置B的作用为______________________________________________。
(3)装置C中发生的反应有①Na2CO3+SO2 ===Na2SO3+CO2;②……;③Na2SO3+SNa2S2O3。反应②的离子方程式为__________________________
___________________________________________________;
已知反应③相对较慢,当观察到装置C中出现______________的现象,说明反应已完全。为制得纯净的Na2S2O3,应使三颈烧瓶中Na2S和Na2CO3恰好完全反应,则三颈烧瓶中Na2S和Na2CO3物质的量之比应为________。
(4)工业上常用Na2S2O3溶液吸收尾气中的Cl2,氧化产物为,发生反应的离子方程式为_________________________________________________________
________________________________________________________________;
临床上Na2S2O3可用于氰化物解毒,解毒原理为
。体外模拟该解毒实验,检验该转化有SCN-生成的实验操作是
___________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
答案:(1)b (2)Na2SO3+H2SO4 ===Na2SO4+H2O+SO2↑ 安全瓶,防止倒吸 (3)2S2-++3S↓ 溶液变澄清(或浑浊消失) 2∶1 +8Cl-+10H+ 取模拟解毒后的溶液于试管中,滴加FeCl3溶液
解析:(1)Na2S2O3中S元素的化合价为+2价,根据氧化还原反应中的“归中反应”规律,反应物中S元素的化合价应一个大于+2价、一个小于+2价,只有Na2SO3+S符合,故选b。(3)装置C中发生的反应有①Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2;②2Na2S+3SO2===2Na2SO3+3S↓;③Na2SO3+SNa2S2O3,反应②的离子方程式为2S2-++3S↓;S为不溶物,当观察到装置C中出现溶液变澄清(或浑浊消失)的现象,说明反应已完全,总反应为2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2,则三颈烧瓶中Na2S和Na2CO3物质的量之比应为2∶1。(4)用Na2S2O3溶液吸收尾气中的Cl2,氧化产物为,发生反应的离子方程式为
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