内容正文:
作业验收评价(三十一) 硫及其氧化物
一、选择题
1.《天工开物》中篇·燔石中记载:“凡烧硫黄石,与煤矿石同形……石精感受火神,化出黄光飞走,遇盂掩住不能上飞,则化成汁液靠着盂底,其液流入弦袋之中,其弦又透小眼流入冷道灰槽小池,则凝结而成硫黄矣。”下列说法错误的是 ( )
A.描述制取硫的过程中涉及氧化还原反应、气化、液化、凝固
B.硫元素全部以化合态存在于自然界中
C.硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳
D.用硫粉可以处理洒落在地上的金属汞
2.1891年Engel首次制得S6分子,1912年Beckmann获得S8分子。下列说法正确的是 ( )
A.S6和S8互为同位素
B.S与铜粉反应,所得产物为CuS
C.S与过量的氧气反应可以得到SO3
D.可用热氢氧化钾溶液洗涤附着有S的试管
3.如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置(实验时用另一表面皿扣在上面)。现用75%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体并进行实验,实验现象很明显。下列说法错误的是 ( )
A.品红溶液褪色
B.紫色石蕊溶液先变红后褪色
C.酸性KMnO4溶液紫色褪去
D.含酚酞的NaOH溶液红色变浅
4.利用如图装置测定空气中SO2的含量,A溶液最好选用 ( )
A.NaOH溶液(滴有2~3滴酚酞溶液)
B.KMnO4溶液(滴有一定量硫酸溶液)
C.HNO3溶液[滴有2~3滴Ba(NO3)2溶液]
D.I2溶液(滴有2~3滴淀粉溶液)
5.(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应方程式错误的是 ( )
选项
溶液
现象
化学方程式
A
Na2S
产生淡黄色沉淀
3SO2+2Na2S==3S↓+2Na2SO3
B
FeCl3
溶液由棕黄色变浅绿色
2FeCl3+SO2+2H2O==2FeCl2+H2SO4+2HCl
C
CuCl2
溶液褪色,产生白色沉淀
SO2+2CuCl2+2H2O==2CuCl↓+H2SO4+2HCl
D
Na2CO3(含酚酞)
溶液由红色变无色
2SO2+Na2CO3+H2O==CO2+2NaHSO3
6.一种测定葡萄酒中SO2含量的实验装置如图所示(忽略夹持装置)。下列说法错误的是 ( )
A.缓慢通入N2的目的是尽可能使SO2进入H2O2溶液
B.冷凝管的作用是避免水蒸气进入H2O2溶液影响测定结果
C.用NaOH标准溶液滴定反应后的H2O2溶液可获得SO2的含量
D.若实验过程中品红溶液褪色,则说明实验失败
7.(2026·南昌调研)实验室用如图所示装置探究SO2与NaNO3溶液的反应(实验前先通入CO2排除装置中的空气)。下列说法不正确的是 ( )
A.用装置甲产生SO2
B.装置乙中无明显现象,则SO2与NaNO3未发生反应
C.装置丙中注入O2,产生红棕色气体,说明装置乙中SO2发生了氧化反应
D.装置丁吸收尾气并防止空气进入装置丙
8.(2026·山东临沂模拟)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如图流程脱除或利用。
已知:途径Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均有空气参与;硫酸的结构简式为。下列说法错误的是 ( )
A.含硫矿物粉碎有利于提高“煅烧”效率
B.途径Ⅱ发生的反应为2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2
C.途径Ⅲ产生的SO3也可以用浓硫酸吸收
D.1 mol X最多可以与1 mol NaOH反应
9.[双选](2026·聊城市百师联盟调研)某实验小组用240 mL 0.4 mol·L-1KMnO4溶液测定工厂尾气中SO2的含量。已知SO2的流速为60 mL·s-1(气体无外逸,杂质不参与反应),平行测定3次,溶液恰好褪色时平均耗时80 s。下列有关说法错误的是 ( )
A.配制240 mL 0.4 mol·L-1 KMnO4溶液时,需用托盘天平称量15.8 g KMnO4固体
B.酸性KMnO4溶液与乙醇可以同时保存在同一药品柜中
C.反应原理为5SO2+2Mn+2H2O==5S+2Mn2++4H+
D.尾气中SO2的含量为2 g·L-1
二、非选择题
10.(10分)如图是在实验室进行二氧化硫的制备与性质探究实验的组合装置(部分固定装置未画出):
(1)关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,注入硫酸至浸没瓶中固体,写出C装置中发生反应的化学方程式: ,每消耗1 mol Na2O2,转移的电子数为 。
(2)关闭弹簧夹1后,打开弹簧夹2,残余气体进入E、F中,为了证明SO2有还原性,并从绿色化学的角度考虑,则Z试剂可以是 ,现象是 ,
反应的离子方程式为 。
11.(14分)碳、硫的含量对钢铁性能影响很大,其含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。实验流程如图:
(1)煅烧装置中采用纯氧,目的是 。
气体a的主要成分有 、CO2和未反应的O2。
(2)为充分吸收气体a,下列吸收装置合适的是 (填字母)。
(3)气体a被H2O2溶液吸收转化为硫酸(溶液b),用已知浓度的NaOH溶液滴定生成的溶液b,根据消耗NaOH溶液的体积可确定钢样中硫的质量分数。
①滴定时NaOH溶液置于 (填仪器名称)中,若以酚酞为指示剂,滴定终点时的现象为 。
②若称取1 g钢样进行实验,滴定消耗0.01 mol·L-1 NaOH溶液2.0 mL,则该钢样中硫的质量分数为 。
(4)将气体a通入测碳装置中(如图),采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是除去SO2,通过所用试剂判断该法所利用的SO2的性质是 。
②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是 。
答案
评价(三十一) 硫及其氧化物
1.选B 由硫黄石加热,发生氧化还原反应得硫蒸气,冷凝为液态流入“弦袋之中”,再凝固为固态,A选项正确;游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中,B选项错误;硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,C选项正确;常温下S可以与Hg直接化合成固态的HgS,D选项正确。
2.选D S6与S8互为同素异形体,A错误;S与Cu反应生成Cu2S,B错误;S与O2反应只生成SO2,C错误。
3.选B SO2能漂白品红,不能漂白指示剂,SO2是酸性氧化物,与水反应生成亚硫酸,能使紫色石蕊溶液变红但不会褪色,A项正确,B项错误;SO2具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,使酸性KMnO4溶液紫色褪去,C项正确;SO2能与NaOH溶液反应生成亚硫酸钠和水,能使含酚酞的NaOH溶液红色变浅,D项正确。
4.选D 空气中含有二氧化碳,NaOH溶液也能吸收二氧化碳,会影响二氧化硫含量的测定,故A不符合题意;空气中成分复杂,含有较多的还原剂等,可能被强氧化剂酸性KMnO4溶液氧化,影响二氧化硫含量的测定,故B不符合题意;二氧化硫被强氧化剂HNO3溶液氧化生成硫酸根离子,立即和钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀,不能判断反应终点,故C不符合题意;二氧化硫能够被弱氧化剂I2氧化,反应后能够使滴有淀粉的溶液褪色,可以通过淀粉褪色时通过的空气的量和消耗的碘的量测定空气中二氧化硫的含量,故D符合题意。
5.选A 硫化钠与过量二氧化硫反应的产物应为亚硫酸氢钠和单质硫,A错误。
6.选B 葡萄酒中SO2溶于水形成H2SO3存在化学平衡:SO2+H2O⇌H2SO3⇌H++HS,向葡萄酒中加入稀硫酸,增大H+浓度,平衡逆向进行,抑制H2SO3电离,减小SO2的溶解度,通入N2并加热是把溶解的SO2吹出到盛有H2O2的溶液中吸收,发生反应:SO2+H2O2==H2SO4,用NaOH标准溶液滴定产生的H2SO4,进而可确定葡萄酒中SO2的量,根据最后的品红溶液不褪色可确定SO2被完全吸收。缓慢通入N2的目的是尽可能地将双颈烧瓶中SO2吹出,使其进入H2O2溶液被氧化为H2SO4,A正确;冷凝管的作用是避免温度过高,导致葡萄酒中的部分硫酸溶液被吹入H2O2溶液而影响测定结果,B错误;根据反应SO2+H2O2==H2SO4,H2SO4+2NaOH==Na2SO4+2H2O可得关系式:SO2~H2SO4~2NaOH,根据滴定时消耗NaOH标准溶液的体积及浓度计算出n(NaOH),就可以得到一定体积的葡萄糖中SO2的物质的量及其含量,C正确;SO2具有漂白性,能够使品红溶液褪色,若实验过程中看到品红溶液褪色,说明在H2O2溶液中SO2没有被完全氧化吸收,则该测定SO2含量的实验失败,D正确。
7.选B 甲为二氧化硫的发生装置,化学方程式为H2SO4+Na2SO3==Na2SO4+SO2↑+H2O,A正确;由于生成NO为无色无味气体,该反应没有明显现象,故需向丙中注入氧气,产生红棕色气体,说明装置丙中有NO,进一步证明乙中发生了反应,B错误,C正确;装置丁做尾气处理,并且防止空气进入装置丙,D正确。
8.选D 煅烧含硫矿物产生二氧化硫,二氧化硫与氧气、碳酸钙发生反应:2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2,二氧化硫经催化氧化产生三氧化硫,三氧化硫与甲醇反应得到X。含硫矿物粉碎有利于提高“煅烧”效率,A正确;途径Ⅱ发生的反应为2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2,B正确;途径Ⅲ产生的SO3也可以用浓硫酸吸收,可以避免三氧化硫与水反应形成大量酸雾,C正确;1 mol X经水解可得到1 mol硫酸和1 mol甲醇,故1 mol X最多可以与2 mol NaOH反应,D错误。
9.选BD 没有240 mL容量瓶,需要配制250 mL溶液,需用托盘天平称量KMnO4固体的质量为0.25 L×0.4 mol·L-1×158 g·mol-1=15.8 g,A项正确;酸性KMnO4溶液具有强氧化性,乙醇具有挥发性,且能与KMnO4溶液发生氧化还原反应,两者不能同时保存在同一药品柜中,B项错误;反应原理为5SO2+2Mn+2H2O==5S+2Mn2++4H+,C项正确;SO2含量为 g·L-1=3.2 g·L-1,D项错误。
10.解析:(1)Na2O2具有强氧化性,SO2具有还原性,装置C中Na2O2和SO2发生反应:SO2+Na2O2==Na2SO4,反应中每消耗1 mol Na2O2,转移电子数为1.204×1024。(2)为了证明SO2具有还原性,可以加入氧化剂,从绿色化学的角度考虑,Z试剂可以是酸性高锰酸钾溶液,现象是溶液的紫色变浅或褪色。
答案:(1)SO2+Na2O2==Na2SO4 1.204×1024
(2)酸性KMnO4溶液 溶液的紫色变浅或褪色(或FeCl3溶液 溶液由棕黄色变为浅绿色) 5SO2+2H2O+2Mn==5S+2Mn2++4H+(或SO2+2Fe3++2H2O==S+2Fe2++4H+)
11.解析:(2)为了防倒吸和安全起见,选择C或D装置。(3)①NaOH溶液应置于碱式滴定管中,酚酞遇碱变红,当达到滴定终点时,硫酸被消耗完,故滴定终点的现象为滴入最后半滴NaOH溶液后,溶液由无色变为浅红色并保持30 s不褪色。②由S~H2SO4~2NaOH可知,滴定消耗0.01 mol·L-1 NaOH溶液2.0 mL,即0.01 mol·L-1×2.0×10-3 L=2.0×10-5 mol,钢样中硫的物质的量为1.0×10-5 mol,即质量为1.0×10-5 mol×32 g·mol-1=3.2×10-4 g,则该钢样中硫的质量分数为×100%=0.032%。(4)①MnO2和K2Cr2O7都是强氧化剂,由此可知该法利用了SO2的还原性。②对比CO2吸收瓶吸收二氧化碳前后的质量可以得出CO2的质量,从而知道钢样中碳的质量,进而求出钢样中碳的质量分数。
答案:(1)避免引入空气中的杂质,同时使煅烧更充分 SO2 (2)CD
(3)①碱式滴定管 滴入最后半滴NaOH溶液后,溶液由无色变为浅红色并保持30 s不褪色 ②0.032% (4)①还原性
②吸收CO2气体前后CO2吸收瓶的质量
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