专题4 硫与环境保护(复习讲义)化学苏教版必修第一册
2026-09-08
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精品
摘要:
该高中化学讲义以“硫与环境保护”为核心,通过知识框架图系统梳理硫单质、二氧化硫、硫酸等物质的性质及转化关系,用对比表格呈现SO2与CO2的鉴别方法、三类漂白原理等,明确标注复习重难点如浓硫酸强氧化性、硫元素价态转化,构建“性质-应用-环境影响”的逻辑脉络。
讲义亮点在于分层练习设计,“要点速测”夯实基础(如SO2性质选择题),“难点精练”突破氧化还原配平、浓硫酸特性等关键问题,结合数字化实验分析(如SO2与氯水反应的传感器曲线)培养科学思维与探究能力。通过硫循环示意图、酸雨防治流程图渗透科学态度与责任,配套答题模板和易错提醒,助力学生自主复习,教师可实施精准分层教学。
内容正文:
专题4 硫与环境保护
复习要点
1.了解硫和二氧化硫的主要性质;认识硫和SO2在生产、生活中的应用和对环境的影响。
2.硫酸的工业制备原理及流程;浓硫酸的性质及特性。
3.认识不同价态硫元素的物质的相互转化。
4.能书写常见的氧化还原反应方程式并能进行配平。
5.了解SO2对大气质量的影响,特别是酸雨的成因、危害及防治措施。
复习重难点
重点:硫和二氧化硫的主要性质;浓硫酸的性质;含硫物质之间的转化。酸雨的形成和防治措施
难点:二氧化硫的漂白性;浓硫酸的强氧化性;不同化合价的含硫物质间的转化。酸雨的防治措施
要点 硫元素的存在和硫单质的性质
1.硫元素的位置、结构与性质
(1)硫元素位于元素周期表的第 周期、第 族,硫原子的最外电子层有 电子,在化学反应中容易得到2个电子,形成 价硫的化合物。
(2)与氧元素相比,得电子能力相对较弱,非金属性比氧元素的 。故在富含O2的地表附近的含硫化合物中,硫常显 价或 价,而氧显 价。
2.硫单质的物理性质
硫(俗称 )是一种黄色晶体,质脆,易研成粉末。硫 溶于水,微溶于 ,易溶于 。
3.硫单质的化学性质
(1)氧化性表现为与金属、H2反应,与Fe、Cu、H2反应的化学方程式分别为 、 、 ,在这些反应中,S均作 剂。
(2)还原性表现为与O2反应,其化学方程式为 ,反应中S作 剂。
(3)氧化性和还原性
与强碱的反应 (用热碱溶液清洗硫)
4.硫单质的用途
硫是重要的化工原料,常用于制造硫酸、化肥、农药、火药、硫磺皂等,还可用于制造硫化橡胶等。
要点速测特别提醒
(1)除去硫,可用CS2溶解。
(2)3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
S既表现氧化性,又表现还原性。用热的NaOH溶液可除去单质硫。
1.下列说法中不正确的是
A.硫跟铁反应生成硫化亚铁
B.硫在过量的氧气中的燃烧产物是三氧化硫
C.常态下硫单质是一种黄色难溶于水的固体
D.硫元素在自然界中既有化合态存在又有游离态存在
2.中医文化博大精深,令人惊叹。中医用药讲究十八反和十九畏,其中有“硫黄原是火中精,朴硝一见便相争”,硫黄即硫单质。下列有关硫单质说法中错误的是
A.“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”涉及化学变化
B.在自然界中存在游离态的硫,火山喷出物中含有、等硫的化合物
C.过量的硫跟铁反应生成,表现了硫单质的还原性
D.硫在空气中燃烧时,火焰呈淡蓝色;在氧气中燃烧时,火焰呈蓝紫色
要点 二氧化硫的性质及应用
1.SO2物理性质
二氧化硫是一种无色、有 气味的有毒气体,密度比空气的 ,易溶于水。在通常情况下,1体积的水可以溶解约 体积的SO2。
2.化学性质
(1)具有酸性氧化物的性质
①与H2O反应的化学方程式为 。
②与碱(如NaOH)反应的化学方程式为 。
(2)还原性
SO2在一定条件下与O2反应的化学方程式为 ,生成的SO3也是 氧化物,与H2O反应的化学方程式为 。
(3)氧化性
SO2与H2S反应的化学方程式为 。
(4)漂白性
①SO2通入品红溶液中,品红溶液 色,加热时,溶液又变 色。
②SO2的漂白原理:SO2与某些有色物质生成不稳定的无色物质。这些无色物质容易分解又使有色物质恢复原来的颜色。
3.SO2的应用:SO2在工业上应用于漂白纸浆、毛、丝等;此外SO2可用于杀菌消毒,还是一种食品添加剂。
特别提醒
SO2漂白性的深化理解
(1)虽然SO2具有漂白性,但SO2使某些溶液褪色并不都是由于其漂白性。SO2使有机色素褪色属于漂白,SO2使无机物褪色不属于漂白。
SO2
(2)SO2虽具有漂白性,但不能漂白指示剂。因此将SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液只会变红,不会褪色。
要点速测
3.某小组同学通入以下溶液中,其实验现象与结论均正确的是
选项
溶液成分
实验现象
实验结论
A
酸性溶液
溶液由紫色变为无色
有漂白性
B
滴有酚酞的NaOH溶液
溶液由红色变为无色
有漂白性
C
品红溶液
溶液由红色变为无色
有氧化性
D
水溶液
产生淡黄色沉淀
有氧化性
A.A B.B C.C D.D
4.兴趣小组按如图所示装置开展数字化实验对的性质进行研究。已知溶液颜色越深,透光率越低。下列相关曲线图不合理的是
选项
试剂a
传感器
曲线图
A
溶液
电导率传感器
B
品红溶液
色度传感器
C
氯水
氯离子传感器
D
pH传感器
A.A B.B C.C D.D
要点 硫酸的工业制备及性质
1.工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程
根据上图回答下列问题:
(1)填写下列各进口或出口物质的名称:
A (如 );B ;C 、 、 ;D 。
(2)接触法制硫酸分为三个阶段,填写下表:
三步骤
三原料
三设备
三反应原理
造气
S或FeS2
沸腾炉
接触氧化
O2
接触室
SO3吸收
98.3%浓H2SO4
吸收塔
2.浓硫酸的物理性质
(1)实验室常用的浓硫酸质量分数为 ,密度大(1.84 g·cm-3),沸点 , 挥发,常温下比较稳定。
(2)硫酸与水以任意比互溶,浓硫酸溶解时可放出大量的热;浓硫酸的稀释方法是 。
3.浓硫酸的性质
(1)吸水性
浓硫酸具有很强的吸水性,可用作 。
在一支洁净的大试管内加入少量胆矾,再向试管中加入3 mL浓硫酸, 搅拌。
实验现象: 。
实验结论:浓硫酸具有 性。
(2)脱水性
观察思考
实验现象
蔗糖变黑,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状的炭,并放出有刺激性气味的气体
实验结论
浓硫酸具有
浓硫酸按水的组成比,夺取某些有机物中的氢、氧原子形成水分子。
(3)强氧化性
①实验探究:浓硫酸与铜的反应
实验现象
a试管中铜丝表面有 ;
b试管中的溶液逐渐变为 ;
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为 ;
d将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液显
实验结论
Cu和浓硫酸反应的化学方程式:
在该反应中,氧化剂为 ,还原剂为 ,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。浓硫酸在反应中既体现出 性又体现出 性。
②与铁、铝的反应
常温下,铁、铝表面被浓硫酸氧化为 而钝化,从而阻止了酸与内层金属的进一步反应,所以常温下可以用 容器来盛装浓硫酸。
③与非金属的反应
浓硫酸与木炭反应的化学方程式: 。
4.硫酸的用途
(1)化工原料:可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
(2)化工工业:用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
5.常见硫酸盐
(1)石膏(化学式为 ),加热失水变为熟石膏(化学式为 ,应用于制作各种模型和医疗用的石膏绷带,工业上还用于调节 。
(2)硫酸钡又称“重晶石”或“钡餐”,用于生产其他钡盐的原料或消化系统 检查的内服药剂。
(3)硫酸铜为白色粉末,CuSO4结合水后变为蓝色晶体胆矾(化学式为 ),又称蓝矾。无水CuSO4可用于检验H2O的存在。胆矾和 混合制成一种常用的农药——波尔多液。
(4)明矾[化学式为KAl(SO4)2·12H2O],明矾可以净水。
(5)硫酸亚铁:FeSO4·7H2O,俗称绿矾,作治疗缺铁性贫血的药剂。
特别提醒
要点速测
5.工业上用黄铁矿为原料制备硫酸的流程如下图(部分反应条件已略去)。下列相关说法正确的是
黄铁矿SO2SO3硫酸
A.黄铁矿主要成分的化学式为FeS
B.物质X常为的浓硫酸
C.步骤②中SO2能完全转化为SO3
D.图中每一步含硫物质均发生了氧化反应
6.工业上用黄铁矿(主要成分为)制硫酸的原理示意图如下:下列说法错误的是
A.“炉气制造”环节中,黄铁矿从进料口1投入,空气从进料口2鼓入
B.“炉气精制”环节,是为了防止后续反应中催化剂“中毒”
C.“催化氧化”环节,若进气口a气体温度为,出气口b气体温度为,则
D.“吸收”环节,喷淋冷的蒸馏水可更有效吸收三氧化硫
要点 硫及其化合物的相互转化
1.-2价硫处于最低价态,只有_ __性,可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S;0价、+4价硫处于中间价态,既有_ __性又有_ __性,+6价硫处于最高价态,只有_ __性,注意浓H2SO4在一定条件下与金属或还原性盐反应时既体现强氧化性又显示酸性,如Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑。
2.当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其_ __的价态,即台阶式升降,如:
H2 O2O3
3.不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其 的价态,即台阶式升降,可用下图表示:
如:H2SSSO2SO3
写出(3)、(4)、(5)反应的化学方程式:
(3) ;
(4) ;
(5) 。
4.相邻价态同种元素的微粒不发生氧化还原反应。
如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
5.典型的归中反应。
2H2S+SO2===3S↓+2H2O
2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O
6.含硫物质的连续氧化
硫元素
特别提醒
相同价态硫元素之间的转化
以上两种转化关系均属于相同价态硫元素之间的转化,从左到右的转化,加入碱可以实现;从右到左的转化,加入酸可以实现。
要点速测
7.某元素的单质及其化合物(G~N)的转化关系如下图所示(转化条件已略去)。常温常压下G、J均为无色气体,J具有漂白性。下列说法不正确的是
A.G与J能反应生成H
B.M的溶液既能与酸反应又能与碱反应
C.固体N需密封保存
D.澄清石灰水可用于鉴别J和
8.几种含硫物质的转化如下图(部分反应条件略去),下列判断不正确的是
A.①中,试剂a可以是Cu
B.②中,需要确保NaOH溶液足量
C.③中,生成时,转移2 mol电子
D.③中,将S换为浓硫酸,则可被氧化为
要点 氧化还原反应方程式的配平
1.配平原理
(即化合价升降总数相等), 原理。
2.基本步骤:(以浓硫酸与碳反应生成二氧化碳、二氧化硫和水为例)
(1)标变价
+ H2O4(浓) —— O2↑ + O2↑ + H2O
(2)求一分子氧化剂和还原剂的降、升价数
+ H2O4(浓) —— O2↑ + O2↑ + H2O
↑4 ↓2
(3)求升降数的最小公倍数,确定氧化剂和还原剂化学计量数
+ H2O4(浓)——O2↑+O2↑+H2O
↑4×1 ↓2×2
C+2H2SO4(浓)——SO2↑+CO2↑+H2O
(4)观察配平其他计量数
C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O
(5)检查反应前后的原子是否守恒,电子是否守恒,电荷是否守恒。
3.氧化还原反应方程式的配平技巧
(1)正向配平
①氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,以反应物为基准从左边配平。
②归中反应(变价元素只有一种,“高价+低价→中间价”)以反应物为基准从左边配平。
(2)逆向配平
①适用对象:氧化剂、还原剂中某元素化合价部分变的;自身氧化还原反应;歧化反应(变价元素只有一种,中间价→高价+低价)。
②方法:从右边生成物着手配平,即:选择氧化产物、还原产物为基准物质
(3)缺项配平
缺项方程式:某些反应物或生成物的分子式未写出(缺项),它们一般为水、酸、碱。
①先根据化合价变化找出氧化剂、还原剂及还原产物、氧化产物;
②再根据质量守恒、电荷守恒确定所缺的物质的化学式(分子或离子),若反应物缺正电荷,一般加H+,生成物加水;若反应物缺负电荷,一般加OH-,生成物加水。
③最后观察配平其他物质系数。
特别提醒
氧化还原反应方程式配平的基本技巧
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
(3)缺项配平法:先使得失电子数相等,再观察两边电荷。若反应物一边缺正电荷,一般加H+(或H2O),生成物一边加H2O(或OH-);若反应物一边缺负电荷,一般加OH-(或H2O),生成物一边加H2O(或H+)。
(4)当化学方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
要点速测
9.酸性溶液与亚硝酸钠反应,离子方程式:(未配平)。下列叙述不正确的是
A.该反应中被氧化
B.该反应中生成1个得到5个电子
C.该反应中氧化剂与还原剂的个数之比为
D.配平后,的化学计量数为3
10.二氧化氯()是一种新型自来水消毒剂,一种以甲醇(,其中O和H分别呈价和价)、氯酸钠、硫酸为原料制备二氧化氯的方法用化学方程式可表示为(未配平)。下列有关该反应的说法中,正确的是
A.由该反应可知,甲醇的还原性弱于
B.每生成的同时,理论上消耗
C.该反应转移的电子数和生成的水分子数之比为
D.在该反应中表现出酸性和氧化性
要点 二氧化硫对环境的污染
一、自然界中的硫循环
1.SO2的来源: 、 、 。
2.自然界中的硫循环:
(1)地壳的岩石里、生物体内以及大气与水中都含有硫元素。随着地壳运动、生命活动以及大气与水的流动,这些含硫物质不断地发生转化和转移,形成了硫在自然界中的循环。
(2)地壳中的硫黄矿、硫铁矿和煤等都含有硫元素,这些矿物通过风化分解、燃烧、火山爆发等方式释放出
等气体,这些气体有些进入大气,有些转化为 溶入河流或海洋,还有些则被土壤中的硫化细菌吸收。
二、酸雨及其治理
1.硫酸型酸雨的形成
(1)酸雨:pH< 的降水被称为酸雨。
(2)形成:
写出图中标号表示的化学方程式:
① 。
② 。
③ 。
④ 。
2.酸雨的危害
(1)鱼类难以生存,影响水生植物的繁殖。
(2)土壤肥力下降,植被遭到破坏,危害农作物生长。
(3)加快桥梁、雕塑等建筑物腐蚀。
3.酸雨的防治
(1)消除 ,研究开发新能源(如太阳能、核能、氢能等)。
(2)对含硫燃料进行 。
(3)对SO2废气进行 或 。
4.二氧化硫的处理回收
工业上选择处理SO2的方法,会考虑环保、成本、工艺流程是否简便易行等因素。
(1)实验室通常用 来吸收二氧化硫: 。
(2) 用熟石灰吸收: 。
(3)海水吸收:利用海水的微碱性,用海水吸收除去烟气中的二氧化硫。
(4)石灰石—石膏法:
将石灰石浆液与烟气充分接触混合并氧化,最终生成石膏( )。化学方程式为:
。
(4)氨脱硫法:化学方程式为: 。
三、空气质量评价
1.空气质量指数(AQI)
人们研究空气污染,可以通过空气质量指数AQI来获取空气质量状况的信息。
(1)定义
空气质量指数是根据空气中的细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、 、 、 和 的浓度计算出来的数值。
(2)与空气质量的关系
空气质量指数 ,空气质量越好,对人体健康的危害就越小。
2.空气质量指数(AQI)的确定
(1)确定方法
空气质量监测人员测出空气质量指数中这六大污染物的浓度,再换算成它们的质量指数,其中指数最大的污染物会被确定为首要污染物,首要污染物的质量指数即为该地区的空气质量指数。
(2)与空气质量等级的关系
空气质量指数越大,空气质量等级污染程度越严重。
3.雾霾
(1)定义:大量极细微的颗粒物均匀地悬浮在空中,这些颗粒物容易吸附空气中的水蒸气形成 ,使空气水平能见度小于 ,我们把这种空气混浊现象叫作雾霾。
(2)颗粒物分类依据是颗粒物直径的大小。
(3)颗粒物分类
(4)SO2的排放与雾霾形成的关系
空气中的SO2在一定条件下形成 在PM2.5中所占比例较大。
4.大气污染的防治
(1)改变能源结构;
(2)控制SO2等有害气体的排放;
(3)提高污染排放标准。
特别提醒
硫酸型酸雨的形成途径有两个:
要点速测
11.部分含硫物质的分类与相应化合价及部分物质间转化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.a是一种有臭鸡蛋气味的气体
B.工业上由b制备e的路线:
C.c造成的酸雨雨水在空气中放置一段时间pH会变小
D.f、g正盐的阴离子可以在酸性溶液中共存
12.形成硫酸型酸雨的主要原因是
A.未经处理的工业废水任意排放 B.大气中二氧化碳含量增多
C.工业上大量含硫燃料的使用 D.氢能、风能、太阳能等的使用
难点 三类漂白原理比较
难点精练
1.下列物质均具有漂白作用,其中漂白原理与其他三种物质不同的是
A.氯水 B. C. D.
2.下列说法正确的是
A.SO2具有漂白作用,但不能用于所有食品的漂白
B.经Cl2或SO2漂白后的物质,日后都会恢复原来的颜色
C.活性炭使有色物质褪色是利用了碳单质的还原性,使有色物质发生了还原反应
D.Cl2和SO2的漂白性都是因为它们具有强氧化性
难点 二氧化硫和二氧化碳的鉴别方法
试剂
现象及结论
原理(化学方程式)
品红溶液
使品红溶液褪色的是SO2;不能使品红溶液褪色的是CO2
高锰酸钾溶液
使溶液紫色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
溴水
使溶液橙色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
Br2+2H2O+SO2===2HBr+H2SO4
硝酸酸化的硝酸钡溶液
产生白色沉淀的是SO2,无明显现象的是CO2
2H2O+2HNO3+3SO2===3H2SO4+2NO↑
Ba(NO3)2+H2SO4===BaSO4↓+2HNO3
FeCl3
溶液
使溶液棕黄色变浅绿色的是SO2,无明显现象的是CO2
2FeCl3+SO2+2H2O===FeCl2+FeSO4+4HCl
澄清石灰水
不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2,原因是二者都能使澄清石灰水变浑浊
难点精练
3.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氯水 ⑤湿润的蓝色石蕊试纸
A.①⑤ B.②③ C.②④ D.④⑤
4.检验CO2中是否混有SO2气体,可采用的方法是
A.通过品红溶液,若品红溶液褪色,则说明混有SO2气体
B.通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
D.先通过酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
难点 SO2的特殊性质及应用
(1)注意SO2的漂白性和还原性的区别
SO2使品红溶液褪色表现的是SO2的漂白性,加热后溶液颜色复原;SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是SO2的还原性,加热后溶液颜色不复原。
(2)注意SO2的氧化性的表现
SO2通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现浅黄色沉淀,表现了SO2的氧化性。
(3)SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色石蕊溶液变红。
难点精练
5.实验室制取并探究其性质,下列相关实验原理、装置和操作正确的是
A.制取
B.检验氧化性
C.检验漂白性
D.吸收尾气中的
A.A B.B C.C D.D
6.如图,在注射器中加入少量晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列有关说法正确的是
A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色
B.湿润淀粉-KI试纸变蓝
C.溶液能用于除去实验中多余的
D.沾有酸性溶液的滤纸褪色,证明具有漂白性
难点 浓硫酸的特性
1.浓硫酸吸水性、脱水性的区别
由此看出:二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。
2.浓硫酸的强氧化性
(1)本质:浓硫酸具有强氧化性,是因为H2SO4分子中+6价的硫元素具有很强的得电子能力。
(2)反应规律:
①Fe、Al在浓硫酸中钝化。常温下,当Fe、Al遇到浓硫酸时,会与浓硫酸发生反应,表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。
②常温下,浓硫酸与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性,生成硫酸盐、H2O和SO2;浓硫酸变稀后,只表现酸性,与活泼金属反应生成的气体为H2。
③浓硫酸与不活泼金属和非金属反应的规律。
a.反应需要加热,否则不反应。
b.还原产物一般是SO2,金属一般被氧化为高价态金属的硫酸盐,非金属一般被氧化为高价态氧化物或含氧酸。
c.浓硫酸与金属反应时,既表现酸性又表现强氧化性;而与非金属反应时,只表现强氧化性。
d.随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应即停止。
④浓硫酸可与某些具有还原性的化合物反应,如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。
难点精练
7.下列说法正确的是
A.浓硫酸能使蓝矾变成白色粉末,体现了浓硫酸的脱水性
B.浓硫酸和足量锌反应除生成SO2外,还有其他气体生成
C.浓硫酸有强烈的吸水性,因此可以干燥SO2、H2S、HI、NH3等气体
D.蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中,主要体现了浓硫酸的强氧化性和吸水性
8.下列关于浓硫酸的叙述正确的是
A.具有吸水性,能使蔗糖炭化
B.常温下能与铜剧烈反应
C.可干燥NH3、H2等气体
D.常温下可用铁制容器盛装
难点 常见氧化还原反应类型及其配平技巧
1.完全氧化还原型
技巧:可从反应物或者生成物进行配平
关键:符合一般的配平步骤
实例:1+2H2O4(浓)O2↑+O2↑+H2O
↑4×1↓2×2
或+H2 O4(浓)O2↑+O2↑+H2O
↑4×1↓2×2
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
2.歧化反应
技巧:从生成物进行配平
关键:确定氧化产物和还原产物的化学计量数
实例:O2+H2O―→2H O3+1O
↑1×2↓2×1
3NO2+H2O===2HNO3+NO
3.部分氧化还原型
技巧:从生成物进行配平
关键:确定氧化产物和还原产物的化学计量数
实例:nO2+Hl(浓)1nCl2+1l2+H2O
↓2×1 ↑1×2×1
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
4.归中反应
技巧:从反应物进行配平
关键:确定氧化剂和还原剂的化学计量数
实例:1 O2+2H2 ―→H2O+
↓4×1 ↑2×2
SO2+2H2S===2H2O+3S↓
难点精练
9.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将和空气的混合气体通入、和的混合溶液中回收S,其转化如图所示(CuS不溶于水)。
下列说法不正确的是
A.过程①中,生成CuS的反应为
B.过程②中,是还原产物
C.过程③中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1
D.回收S的总反应为
10.下列反应转化关系(未配平)肯定不正确的是
A. B.
C. D.
难点 浓硫酸与金属反应的规律
(1)浓硫酸与金属反应时,既表现酸性又表现强氧化性,而与非金属反应时,只表现强氧化性。
(2)浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时,随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,就不再与不活泼金属反应。
(3)浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时,开始浓硫酸表现其强氧化性,产生二氧化硫气体;当浓硫酸变为稀硫酸时,则产生的气体为氢气。
难点精练
11.将下端卷成螺旋状的铜丝插入足量热的浓硫酸中进行如图所示实验(a~d均为浸有相应试液的棉花)。下列分析正确的是
A.a处现象:先变红后褪色
B.b和c处褪色原理相同
C.铜与浓硫酸反应,硫酸只体现强氧化性
D.d处的浓NaOH和安全气球用于处理未反应完的SO2,防止污染空气
12.下列关于浓硫酸的说法中,正确的是
A.浓硫酸可干燥硫化氢气体 B.浓硫酸可使纸张脱水炭化
C.浓硫酸必须保存在棕色试剂瓶中 D.可用锌和浓硫酸反应制取氢气
难点 酸雨及其防治
SO2的“三个”来源
①化石燃料的燃烧;②含硫矿石的冶炼;③生产硫酸、磷肥等产生的废气。
酸雨的形成过程
酸雨的防治
(1)首先从消除污染源着手,研究开发替代化石燃料的新能源(如氢能、太阳能、核能等)。
(2)利用物理及化学方法对含硫燃料预先进行脱硫处理,以减少二氧化硫的排放。
(3)对燃煤、工业生产中释放出的二氧化硫废气进行处理或回收利用。
①如在燃煤中加入生石灰:SO2+CaO===CaSO3,2CaSO3+O2===2CaSO4(形成煤渣)。
②氨水吸收含有SO2的尾气SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4(一种化肥)。
③石灰水—石膏法吸收SO2:SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O,2CaSO3+O2===2CaSO4(形成石膏:CaSO4·2H2O)。
(4)提高全民的环保意识,加强国际的合作,共同努力以减少硫酸型酸雨的产生。
难点精练
13.2024年4月22日是第55个世界地球日,活动主题是“珍爱地球,人与自然和谐共生”。下列活动不符合该主题的是
A.对煤炭进行综合利用,推广使用脱硫煤
B.废旧电池可统一回收并进行填埋处理
C.为减少空气污染,大力提倡植树造林
D.提倡绿色出行,逐步减少燃油车的使用
14.煤在燃烧时会产生,造成环境污染。下列说法错误的有
A.是形成酸雨的主要气体
B.用碱液吸收燃煤废气可减少环境污染
C.往燃煤中混入生石灰,可减少排放
D.有还原性,浓硫酸有强氧化性,所以不能用浓硫酸干燥
考点 硫的性质与用途
▌例1 下列说法错误的是
A.雄黄和雌黄都是含硫的矿物
B.自然界中某些微生物会把部分硫酸和亚硫酸转化为硫单质或硫化氢
C.硫有多种同素异形体,正交硫和单斜硫是常见的两种
D.S6、Na2S、Na2SO3和SO3四种物质中S元素的化合价依次升高
▌迁移练1-1 硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是解题要点
(1)硫与变价金属反应时,生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。
(2)汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理。
A.硫元素在自然界中均以化合态形式存在
B.空气中排放过量会形成酸雨,且酸雨的pH会随时间增长而降低
C.常温下浓能使铁片钝化是因为浓硫酸具有脱水性
D.通入紫色石蕊溶液先变红,后褪色
▌迁移练1-2 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.甲和乙均能使品红溶液褪色
D.石膏和芒硝的化学式分别为CaSO3·2H2O和Na2SO3·10H2O
考点 二氧化硫的性质与应用
▌例2 下列关于的说法中,不正确的是
A.具有刺激性气味 B.可用于杀菌消毒
C.能使石蕊试液褪色 D.尾气可用氨水吸收
▌迁移练2-1 下列关于二氧化硫气体性质的描述中,不正确的是解题要点
SO2与HClO、H2O2、Na2O2、活性炭漂白原理的比较
SO2
HClO、H2O2、Na2O2、O3
活性炭
漂白原理
与有色物质结合生成无色物质
将有色物质氧化为无色物质
吸咐有色物质
变化类型
化学变化
化学变化
物理变化
是否可逆
可逆,加热或久置后恢复原来颜色
不可逆,加热或久置后不恢复原来颜色
—
漂白对象
有色的有机物,不能漂白指示剂
有色的有机物和指示剂
有机色质
A.有刺激性气味 B.不溶于水
C.能使溶液褪色 D.能与溶液反应
▌迁移练2-2 下列关于SO2的说法中,正确的是
A.SO2具有漂白性,可用作食品防腐剂 B.SO2与水反应生成H2SO3
C.SO2能与BaCl2反应能生成BaSO3 D.SO2是一种还原性气体,具有可燃性
考点 硫酸的制备与性质
▌例3 硫酸是重要的化工原料,可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业上一般以硫磺或其他含硫矿物(如黄铁矿)为原料来制备硫酸。
下面说法正确的是
A.在第一步反应中,有少量生成
B.最后一步中,可以用水代替98.3%的浓硫酸
C.反应所得的浓硫酸需保存在带橡胶塞的细口瓶中
D.该流程涉及氧化还原反应
▌迁移练3-1 在硫酸工业生产中,的吸收过程是在吸收塔(如图)中进行,吸收塔里还装入了大量瓷环。下列有关说法错误的是解题要点
1.浓硫酸能氧化(必要时加热)除Au、Pt以外的所有金属,其还原产物是SO2而不是H2。
2.常温下,浓硫酸与Fe、Al并不是不反应,而是发生了“钝化”,“钝化”是浓硫酸将Fe、Al氧化而在其表面形成一层致密的氧化物薄膜,阻止了浓硫酸与Fe、Al的继续反应,体现了浓硫酸的强氧化性。
化学反应中浓硫酸由“量变”引起的“质变”。过量金属(如Fe、Cu、Zn等)与浓硫酸反应时(必要时加热),要动态地看待反应过程,注意浓硫酸浓度的变化对反应产物的影响。开始阶段是浓硫酸的反应,产生的是SO2气体,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,最后变为稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,与铁、锌等反应生成的气体是H2而不是SO2。
3.另外,浓硫酸在常温下能使铁、铝发生钝化,而稀硫酸能与铁、铝发生置换反应。
A.从①处通入的气体中含大量,整个吸收操作采取逆流的形式
B.从②处喷下98.3%的硫酸,瓷环的作用是增大接触面积
C.从③处导出的气体只含有少量,可直接排入大气
D.从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的浓硫酸
▌迁移练3-2 某同学设计了蔗糖与浓硫酸反应的改进装置,并对气体产物进行检验,实验装置如图所示。下列由实验现象得出的结论正确的是
选项
现象
结论
A
Ⅰ中注入浓硫酸后,可观察到试管中白色固体变为黑色
体现了浓硫酸的吸水性
B
Ⅱ中观察到棉球a、b都褪色
均体现了SO2的漂白性
C
Ⅱ中无水硫酸铜变蓝
说明反应产物中有H2O
D
Ⅲ中溶液颜色变浅,Ⅳ中澄清石灰水变浑浊
说明有CO2产生
A.A B.B C.C D.D
考点 硫酸根离子的检验
▌例4 下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向溶液X中加入盐酸,再滴加溶液
产生白色沉淀
溶液X中含
B
向某溶液中滴加盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水
石灰水变浑浊
溶液中一定含有
C
向溶液Y中滴加溶液
产生白色沉淀
溶液Y中含
D
向包有的脱脂棉中滴加几滴水
脱脂棉燃烧
与反应放热
A.A B.B C.C D.D
▌迁移练4-1 对于某些离子的检验及结论一定正确的是解题要点
硫酸根离子的检验方法
上述检验过程中先加入盐酸酸化的目的是排除CO、Ag+等离子的干扰
A.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,溶液变浑浊,则原溶液中一定有
B.某溶液灼烧时火焰呈黄色,则该溶液中一定不含K+
C.向某溶液中先加入盐酸酸化,没有明显现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则溶液中一定有
D.向某溶液中加入碳酸钠溶液产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,则原溶液一定有Ba2+
▌迁移练4-2 下列各组实验,根据实验操作和现象得出结论正确的是
选项
实验操作和实验现象
结论
A
用铂丝蘸取溶液,放在火焰上灼烧,观察到火焰呈黄色
该溶液溶质为钠盐
B
向溶液中加入盐酸酸化的溶液,有白色沉淀生成
该溶液中一定含有
C
将有色鲜花放入盛有干燥氯气的集气瓶中,盖上玻璃片,鲜花褪色
氯气具有漂白性
D
向饱和碳酸钠溶液中通入足量,溶液变浑浊
析出固体
A.A B.B C.C D.D
考点 含硫物质之间的相互转化
▌例5 硫酸亚铁溶液可用于催化脱除烟气中的二氧化硫等有害气体,反应原理如图。下列说法不正确的是
A.“反应Ⅰ”中氧化剂和还原剂的个数之比为
B.“反应Ⅱ”的离子方程式为
C.反应一段时间后,溶液中总物质的量保持不变
D.该流程中加大通入的量,可增大的吸收率
▌迁移练5-1 A、B、C、D、E五种物质中含有同一种元素,其相互转化关系如图所示。已知A是淡黄色固体,下列选项正确的是解题要点
(1)同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。
A.室温下,BCD均为无色气体
B.图示氧气参与的反应中,均作氧化剂
C.将足量的物质C通入溶液,将出现白色沉淀
D.
▌迁移练5-2 自然界中有丰富的含硫元素的物质,部分含硫物质的“价-类”二维图如图所示。下列说法正确的是
A.a、c均可用f的浓溶液干燥
B.试管内壁沾有b,可用热的NaOH溶液洗涤试管
C.可由与直接化合得到
D.e溶液在空气中久置后,溶液增大
考点 电子守恒法在化学计算中的应用
▌例6 汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应10NaN3 + 2KNO3 → K2O + 5Na2O + 16N2↑。对于该反应,下列判断正确的是
A.氧化产物与还原产物分子个数之比为15:1
B.氧化剂和还原剂是同一物质
C.反应过程中转移10个电子,则产生10个N2分子
D.NaN3中氮元素的化合价为3价
▌迁移练6-1 关于反应,下列说法正确的是解题要点
电子守恒法解题的步骤
首先找出氧化剂、还原剂及其物质的量以及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的量,然后根据电子守恒列出等式。计算公式如下:n(氧化剂)×得电子原子数×原子降价数=n(还原剂)×失电子原子数×原子升价数。
A.被氧化的氯原子与被还原的氯原子的个数之比为
B.在反应中只表现出还原性
C.氧化性:
D.进行还原反应
▌迁移练6-2 用的溶液恰好将的还原,已知氧化产物为,则元素在还原产物中的化合价为
A.+4 B.+5 C.+3 D.+7
考点 酸雨及其治理
▌例7 下列说法正确的是
A.酸雨指的是pH<7的雨水,燃煤脱硫可以防治硫酸型酸雨的形成
B.常温下活泼金属Fe、Al与浓硫酸不反应,发生钝化现象,因此可以用铝制槽车运输浓硫酸
C.检验某溶液中是否含有Cl-,取样,加入少量硝酸银溶液,有白色沉淀生成,再加稀盐酸,看白色沉淀是否消失
D.过碳酸钠(Na2CO3·H2O2)可用作漂白剂,其漂白原理与氯水相同
▌迁移练7-1 下列关于SO2的说法,错误的是解题要点
(1)酸雨类型
①硫酸型酸雨:SO2→SO3→H2SO4(或SO2→H2SO3→H2SO4)。
②硝酸型酸雨:NOx→NO2→HNO3。
(2)酸雨危害
①直接损伤农作物,破坏森林和草原,使土壤、湖泊酸化;
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
(3)酸雨防治
①工业废气排放到大气中之前,必须进行适当处理,防止有害物质污染大气。
②减少化石燃料的直接燃烧,如脱硫处理。
A.有刺激性气味 B.能使品红溶液褪色
C.属于碱性氧化物 D.可形成酸雨
▌迁移练7-2 二氧化硫会造成酸雨,可以采用双碱法脱硫,过程如图所示,下列说法错误的是
A.双碱法脱硫过程中,NaOH可以循环利用
B.过程Ⅰ中,S元素表现氧化性,被还原
C.过程Ⅱ中,1个O2可以氧化2个Na2SO3
D.总反应为
考点 大气污染、空气质量评价
▌例8 指的是大气中直径小于或等于的颗粒物。测得目前空气的主要污染物仍是,下列做法应该继续提倡的是
①保护植被,多植树
②就地焚烧秸秆
③发展共享单车
④多砍树用来制造木制品
⑤禁止燃放烟花爆竹
A.①②③④⑤ B.②③⑤ C.①③⑤ D.①③④⑤
▌迁移练8-1 国家正在深入推进环境污染防治,持续深入打好蓝天、碧水、净土三大保卫战。为保护大气环境,下列做法不可行的是解题要点
(1)能源优化:改用清洁能源,减少化石燃料燃烧。
(2)工业治污:废气经脱硫、脱硝、除尘,达标排放。
(3)尾气治理:机动车安装净化装置,推广新能源汽车。
(4)生态改善:植树造林,净化空气、吸附粉尘。
A.积极植树、种草 B.使用清洁能源
C.加强大气质量监测 D.直接排放工业废气
▌迁移练8-2 下列做法不符合绿色化学理念的是
A.从源头消除工业“三废” B.快递箱集中回收处理再利用
C.大量使用杀虫剂,减少虫害 D.将生活垃圾进行分类处理
基础达标
1.下列过程不属于自然界中硫循环环节的是
A.火山爆发释放 H2S B.植物吸收土壤中的硫酸盐
C.工业废气脱硫处理 D.动物尸体分解产生含硫物质
2.(24-25高一下·北京·阶段检测)我国硫矿资源丰富,居世界前列,下列说法错误的是
A.硫元素在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态
B.硫黄在纯氧中燃烧生成SO3
C.自然界中硫酸钙常以生石膏的形式存在,生石膏化学式为CaSO4·2H2O
D.重晶石的成分是BaSO4,BaSO4常用作消化系统X射线检查的内服药剂,俗称“钡餐”
3.下列对的性质描述不正确的是
A.无色、有刺激性气味的气体 B.能使澄清石灰水变浑浊
C.能使氯水褪色,体现漂白性 D.具有还原性,能被氧气氧化
4.(25-26高一下·天津津南·期末)下列事实能体现漂白性的是
A.使溴水褪色 B.使酸性溶液褪色
C.使品红溶液褪色 D.使滴有酚酞的溶液褪色
5.(25-26高一下·四川雅安·阶段检测)下列说法正确的是
A.SO2具有漂白作用,但不能用于所有食品的漂白
B.经Cl2或SO2漂白后的物质,日后都会恢复原来的颜色
C.活性炭使有色物质褪色是利用了碳单质的还原性,使有色物质发生了还原反应
D.Cl2和SO2的漂白性都是因为它们具有强氧化性
6.(25-26高一下·河南周口·期末)下列关于浓硫酸说法错误的是
A.常温下,铁与浓硫酸反应产生氢气
B.浓硫酸能与灼热的木炭反应,产生二氧化硫和二氧化碳
C.浓硫酸具有吸水性,在实验室中常用作干燥剂
D.浓硫酸可使木材、蔗糖等有机物脱水炭化
7.(25-26高一上·四川泸州·阶段检测)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A.Na2SO4Na2CO3 B.SO2H2SO4
C.BaCO3BaCl2 D.Fe2O3Fe(OH)3
8.(25-26高一上·广东湛江·阶段检测)关于反应,下列说法不正确的是
A.氧化性:
B.CuO中的Cu元素被还原
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2
D.还原产物是
9.空气是人类最重要的资源之一、下列说法正确的是
A.液化的空气是纯净物
B.空气可被压缩是因为气体分子在不断运动
C.二氧化硫是空气质量评价的主要污染物之一
D.稀有气体在空气中比例小、不活泼,没有用途
10.(24-25高一下·海南·期中)下列关于环境污染及防治的说法错误的是
A.氮氧化物能造成光化学烟雾
B.燃煤脱硫可降低酸雨对建筑的危害
C.用石英砂制备粗硅的尾气可直接排入空气
D.硫酸厂产生的废气可用石灰乳吸收
能力进阶
11.硫在不同温度下的状态和分子结构不同,单质硫S8环状分子的结构如图。时硫变为蒸气,蒸气中存在:3S84S66S412S2。下列说法错误的是
A.S8、S6、S4、S2互为同素异形体,其相互转化为化学变化
B.时,32gS8中共价键的数目为NA
C.可用酒精洗涤试管内壁残留的硫单质
D.硫在自然界中存在游离态形式
12.(25-26高一上·河北邯郸·阶段检测)某小组设计了如图所示的装置制取SO2并验证其性质。下列说法正确的是
A.70%浓硫酸滴入Na2SO3固体中产生气体,体现了浓硫酸的强氧化性
B.滴有酸性KMnO4溶液的滤纸褪色,说明SO2具有漂白性
C.滴有品红溶液的滤纸褪色,加热后又恢复原色
D.滴有石蕊溶液的滤纸先变红后褪色,说明SO2是酸性氧化物
13.某同学设想用如图所示装置来验证浓硫酸的某些性质,其中不能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
实验目的
强氧化性
脱水性
溶解放热
吸水性
实验装置
A.A B.B C.C D.D
14.(25-26高一上·山东济南·阶段检测)物质类别与元素价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。硫元素的价—类二维图如图所示。下列说法正确的是
A.X与Y反应生成S时,X体现氧化性
B.Y能使品红溶液褪色,体现还原性
C.Y→H2SO3→Z是形成酸雨的一种途径
D.Z的浓溶液可用于干燥气体X
15.(25-26高一上·天津·阶段检测)为验证、、的氧化性,某小组用如图所示装置进行实验:(夹持仪器和A中加热装置已省略,气密性已检验;70%硫酸溶液与反应生成)。
实验过程:
Ⅰ.打开止水夹,通入一段时间,再将T型导管插入B中,继续通入,然后关闭、、。
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,待不再产生气体时,关闭。
Ⅳ.打开活塞b,使约2 mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
V.打开和活塞c,加入适量70%的硫酸溶液,一段时间后关闭。
Ⅵ.更换试管D,打开活塞b,使约2 mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
(1)仪器B的名称___________________,其上口棉花浸有________________溶液(化学式)。
(2)过程I的目的是_________________________________________________________。
(3)若过程Ⅲ的B中的黄色溶液中含有和,向其中通入气体,会观察到有淡黄色沉淀(S)生成,写出该反应的化学方程式:____________________________________________________。
(4)若将制取的通入硫酸酸化的高锰酸钾溶液可使溶液褪色,其反应的离子方程式为___________________________________________。
(5)将3.64 g 、样品恰好溶解在200 mL 0.9 的盐酸中,然后向其中加入NaOH溶液使、刚好完全沉淀,消耗NaOH溶液50 mL,则NaOH溶液的浓度为_____________。
16.(25-26高一上·江苏盐城·期中)工业尾气中的含硫化合物(SO2、H2S等)会造成环境问题,可用多种方法脱除。
(1)由NaClO碱性废水处理吸收含SO2烟气的流程如图-1所示:
①吸收塔中喷淋的碱液与气体逆向接触的优点是___________。
②该过程中发生氧化还原反应的离子方程式为___________。
③廉价的Ca(ClO)2不能代替NaClO作脱硫剂,原因是___________。
(2)用Na2CO3溶液脱除SO2。已知含硫物种(即水溶液中H2SO3、HSO、SO)随pH变化如图-2所示。
①当用Na2CO3溶液吸收SO2至溶液的pH为4时,发生反应的离子方程式为___________。
②当pH=1.5时,溶液中c(HSO)___________c(H2SO3)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)一种铁基脱硫剂脱除硫化氢(H2S)的方法包括吸收和再生两个阶段,其工艺流程原理如图-3所示:
①X微粒为___________(填粒子符号)。
②当铁基脱硫剂吸收标况下448 mL H2S时,若要保证铁基脱硫剂再生完全,则所通入的O2的质量为___________。
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专题4 硫与环境保护
复习要点
1.了解硫和二氧化硫的主要性质;认识硫和SO2在生产、生活中的应用和对环境的影响。
2.硫酸的工业制备原理及流程;浓硫酸的性质及特性。
3.认识不同价态硫元素的物质的相互转化。
4.能书写常见的氧化还原反应方程式并能进行配平。
5.了解SO2对大气质量的影响,特别是酸雨的成因、危害及防治措施。
复习重难点
重点:硫和二氧化硫的主要性质;浓硫酸的性质;含硫物质之间的转化。酸雨的形成和防治措施
难点:二氧化硫的漂白性;浓硫酸的强氧化性;不同化合价的含硫物质间的转化。酸雨的防治措施
要点 硫元素的存在和硫单质的性质
1.硫元素的位置、结构与性质
(1)硫元素位于元素周期表的第三周期、第ⅥA族,硫原子的最外电子层有6个电子,在化学反应中容易得到2个电子,形成-2价硫的化合物。
(2)与氧元素相比,得电子能力相对较弱,非金属性比氧元素的弱。故在富含O2的地表附近的含硫化合物中,硫常显+4价或+6价,而氧显-2价。
2.硫单质的物理性质
硫(俗称硫黄)是一种黄色晶体,质脆,易研成粉末。硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。
3.硫单质的化学性质
(1)氧化性表现为与金属、H2反应,与Fe、Cu、H2反应的化学方程式分别为S+FeFeS、S+2CuCu2S、S+H2H2S,在这些反应中,S均作氧化剂。
(2)还原性表现为与O2反应,其化学方程式为S+O2SO2,反应中S作还原剂。
(3)氧化性和还原性
与强碱的反应3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O (用热碱溶液清洗硫)
4.硫单质的用途
硫是重要的化工原料,常用于制造硫酸、化肥、农药、火药、硫磺皂等,还可用于制造硫化橡胶等。
要点速测特别提醒
(1)除去硫,可用CS2溶解。
(2)3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
S既表现氧化性,又表现还原性。用热的NaOH溶液可除去单质硫。
1.下列说法中不正确的是
A.硫跟铁反应生成硫化亚铁
B.硫在过量的氧气中的燃烧产物是三氧化硫
C.常态下硫单质是一种黄色难溶于水的固体
D.硫元素在自然界中既有化合态存在又有游离态存在
【答案】B
【解析】A.硫的氧化性较弱,与变价金属铁反应时只能将铁氧化为+2价,生成硫化亚铁,A正确;
B.硫在氧气中燃烧,无论氧气是否过量,反应只能生成二氧化硫,需要在催化剂、加热条件下才能进一步与反应生成三氧化硫,因此硫在过量氧气中燃烧产物不是三氧化硫,B错误;
C.常温常压下,硫单质是黄色固体,难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,C正确;
D.硫元素在自然界中既有游离态(主要存在于火山喷口附近或地壳岩层中),也有化合态(主要以硫化物、硫酸盐形式存在),D正确;
故选B。
2.中医文化博大精深,令人惊叹。中医用药讲究十八反和十九畏,其中有“硫黄原是火中精,朴硝一见便相争”,硫黄即硫单质。下列有关硫单质说法中错误的是
A.“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”涉及化学变化
B.在自然界中存在游离态的硫,火山喷出物中含有、等硫的化合物
C.过量的硫跟铁反应生成,表现了硫单质的还原性
D.硫在空气中燃烧时,火焰呈淡蓝色;在氧气中燃烧时,火焰呈蓝紫色
【答案】C
【解析】A.“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”过程中存在反应、,有新物质生成,属于化学变化,A正确;
B.自然界中火山口附近存在游离态的硫单质,火山喷出物中含有、等硫的化合物,B正确;
C.硫的氧化性较弱,过量的硫与铁反应仅生成,反应中硫元素化合价降低,得电子作氧化剂,表现硫单质的氧化性,C错误;
D.硫在空气中燃烧时火焰呈淡蓝色,在氧气中燃烧更剧烈,火焰呈蓝紫色,D正确;
故选C。
要点 二氧化硫的性质及应用
1.SO2物理性质
二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气的大,易溶于水。在通常情况下,1体积的水可以溶解约40体积的SO2。
2.化学性质
(1)具有酸性氧化物的性质
①与H2O反应的化学方程式为SO2+H2OH2SO3。
②与碱(如NaOH)反应的化学方程式为SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O。
(2)还原性
SO2在一定条件下与O2反应的化学方程式为 2SO2+O22SO3,生成的SO3也是酸性氧化物,与H2O反应的化学方程式为SO3+H2O===H2SO4。
(3)氧化性
SO2与H2S反应的化学方程式为SO2+2H2S===3S+2H2O。
(4)漂白性
①SO2通入品红溶液中,品红溶液褪色,加热时,溶液又变红色。
②SO2的漂白原理:SO2与某些有色物质生成不稳定的无色物质。这些无色物质容易分解又使有色物质恢复原来的颜色。
3.SO2的应用:SO2在工业上应用于漂白纸浆、毛、丝等;此外SO2可用于杀菌消毒,还是一种食品添加剂。
特别提醒
SO2漂白性的深化理解
(1)虽然SO2具有漂白性,但SO2使某些溶液褪色并不都是由于其漂白性。SO2使有机色素褪色属于漂白,SO2使无机物褪色不属于漂白。
SO2
(2)SO2虽具有漂白性,但不能漂白指示剂。因此将SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液只会变红,不会褪色。
要点速测
3.某小组同学通入以下溶液中,其实验现象与结论均正确的是
选项
溶液成分
实验现象
实验结论
A
酸性溶液
溶液由紫色变为无色
有漂白性
B
滴有酚酞的NaOH溶液
溶液由红色变为无色
有漂白性
C
品红溶液
溶液由红色变为无色
有氧化性
D
水溶液
产生淡黄色沉淀
有氧化性
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.酸性具有强氧化性,与之发生氧化还原反应使溶液褪色,体现的还原性而非漂白性,A错误;
B.是酸性氧化物,可与发生反应使溶液碱性减弱,酚酞褪色,与漂白性无关,B错误;
C.使品红溶液褪色是其漂白性的特征表现,不体现氧化性,C错误;
D.与发生反应,中S元素化合价从+4降低为0,得电子作氧化剂,体现氧化性,D正确;
故答案为D。
4.兴趣小组按如图所示装置开展数字化实验对的性质进行研究。已知溶液颜色越深,透光率越低。下列相关曲线图不合理的是
选项
试剂a
传感器
曲线图
A
溶液
电导率传感器
B
品红溶液
色度传感器
C
氯水
氯离子传感器
D
pH传感器
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.通入溶液发生反应,初始离子浓度降低,电导率下降,当完全反应后,继续通入,与水反应生成,电离产生离子,离子浓度升高,电导率应回升,不会降至0后保持不变,A不合理;
B.具有漂白性,可使品红溶液褪色,溶液颜色变浅,透光率升高,品红完全褪色后透光率保持不变,B合理;
C.通入氯水发生反应:,浓度逐渐增大,氯水完全反应后,浓度保持不变,C合理;
D.通入水中反应生成,溶液酸性增强,pH下降,当溶解达到饱和后,pH保持不变,D合理;
故选A。
要点 硫酸的工业制备及性质
1.工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程
根据上图回答下列问题:
(1)填写下列各进口或出口物质的名称:
A含硫矿石(如FeS2);B炉渣;C二氧化硫、氧气、氮气;D尾气(SO2、O2、N2)。
(2)接触法制硫酸分为三个阶段,填写下表:
三步骤
三原料
三设备
三反应原理
造气
S或FeS2
沸腾炉
4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3
接触氧化
O2
接触室
2SO2+O22SO3
SO3吸收
98.3%浓H2SO4
吸收塔
SO3+H2O===H2SO4
2.浓硫酸的物理性质
(1)实验室常用的浓硫酸质量分数为98.3%,密度大(1.84 g·cm-3),沸点高,难挥发,常温下比较稳定。
(2)硫酸与水以任意比互溶,浓硫酸溶解时可放出大量的热;浓硫酸的稀释方法是将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
3.浓硫酸的性质
(1)吸水性
浓硫酸具有很强的吸水性,可用作干燥剂。
在一支洁净的大试管内加入少量胆矾,再向试管中加入3 mL浓硫酸, 搅拌。
实验现象:蓝色晶体变为白色粉末。
实验结论:浓硫酸具有吸水性。
(2)脱水性
观察思考
实验现象
蔗糖变黑,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状的炭,并放出有刺激性气味的气体
实验结论
浓硫酸具有脱水性、强氧化性
浓硫酸按水的组成比,夺取某些有机物中的氢、氧原子形成水分子。
(3)强氧化性
①实验探究:浓硫酸与铜的反应
实验现象
a试管中铜丝表面有气泡产生;
b试管中的溶液逐渐变为无色;
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色;
d将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液显蓝色
实验结论
Cu和浓硫酸反应的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
在该反应中,氧化剂为浓H2SO4,还原剂为Cu ,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1。浓硫酸在反应中既体现出强氧化性又体现出酸性。
②与铁、铝的反应
常温下,铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密的氧化膜而钝化,从而阻止了酸与内层金属的进一步反应,所以常温下可以用铁、铝质容器来盛装浓硫酸。
③与非金属的反应
浓硫酸与木炭反应的化学方程式:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
4.硫酸的用途
(1)化工原料:可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
(2)化工工业:用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
5.常见硫酸盐
(1)石膏(化学式为CaSO4·2H2O),加热失水变为熟石膏(化学式为2CaSO4·H2O),应用于制作各种模型和医疗用的石膏绷带,工业上还用于调节水泥的硬化速率。
(2)硫酸钡又称“重晶石”或“钡餐”,用于生产其他钡盐的原料或消化系统X射线检查的内服药剂。
(3)硫酸铜为白色粉末,CuSO4结合水后变为蓝色晶体胆矾(化学式为CuSO4·5H2O),又称蓝矾。无水CuSO4可用于检验H2O的存在。胆矾和石灰乳混合制成一种常用的农药——波尔多液。
(4)明矾[化学式为KAl(SO4)2·12H2O],明矾可以净水。
(5)硫酸亚铁:FeSO4·7H2O,俗称绿矾,作治疗缺铁性贫血的药剂。
特别提醒
要点速测
5.工业上用黄铁矿为原料制备硫酸的流程如下图(部分反应条件已略去)。下列相关说法正确的是
黄铁矿SO2SO3硫酸
A.黄铁矿主要成分的化学式为FeS
B.物质X常为的浓硫酸
C.步骤②中SO2能完全转化为SO3
D.图中每一步含硫物质均发生了氧化反应
【答案】B
【解析】A.黄铁矿的主要成分为,不是,A错误;
B.为防止形成酸雾,提升吸收效率,工业上常用的浓硫酸吸收制备硫酸,因此物质X常为98.3%的浓硫酸,B正确;
C.步骤②中和生成的反应为可逆反应:,不可能完全转化为,C错误;
D.步骤③中转化为硫酸时,硫元素化合价始终为+6,没有发生氧化反应,D错误;
故选B。
6.工业上用黄铁矿(主要成分为)制硫酸的原理示意图如下:下列说法错误的是
A.“炉气制造”环节中,黄铁矿从进料口1投入,空气从进料口2鼓入
B.“炉气精制”环节,是为了防止后续反应中催化剂“中毒”
C.“催化氧化”环节,若进气口a气体温度为,出气口b气体温度为,则
D.“吸收”环节,喷淋冷的蒸馏水可更有效吸收三氧化硫
【答案】D
【分析】黄铁矿与空气发生反应产生,反应方程式为:,反应产生的氧气与未反应的经净化后再催化氧化产生,反应方程式为:,反应产生的在吸收塔中被98.3%的浓硫酸中的水吸收,据此分析;
【解析】A.炉气制造在沸腾炉中进行,黄铁矿从上部进料口1投入,空气从下部进料口2鼓入,可使反应物充分接触、反应更充分,A正确;
B.炉气中含有的杂质会使后续催化氧化的催化剂失去活性(催化剂中毒),“炉气精制”可除去杂质防止催化剂中毒,B正确;
C.为放热反应,反应放出的热量使气体温度升高,因此,C正确;
D.若用冷蒸馏水吸收,反应放出大量热会使水气化,形成酸雾阻碍的吸收,工业上常用98.3%的浓硫酸吸收,D错误;
故选D。
要点 硫及其化合物的相互转化
1.-2价硫处于最低价态,只有_还原__性,可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S;0价、+4价硫处于中间价态,既有_氧化__性又有_还原__性,+6价硫处于最高价态,只有_氧化__性,注意浓H2SO4在一定条件下与金属或还原性盐反应时既体现强氧化性又显示酸性,如Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑。
2.当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其_相邻__的价态,即台阶式升降,如:
H2 O2O3
3.不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,可用下图表示:
如:H2SSSO2SO3
写出(3)、(4)、(5)反应的化学方程式:
(3)2SO2+O22SO3;
(4)S+H2H2S;
(5)SO2+2H2S===3S↓+2H2O。
4.相邻价态同种元素的微粒不发生氧化还原反应。
如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
5.典型的归中反应。
2H2S+SO2===3S↓+2H2O
2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O
6.含硫物质的连续氧化
硫元素
特别提醒
相同价态硫元素之间的转化
以上两种转化关系均属于相同价态硫元素之间的转化,从左到右的转化,加入碱可以实现;从右到左的转化,加入酸可以实现。
要点速测
7.某元素的单质及其化合物(G~N)的转化关系如下图所示(转化条件已略去)。常温常压下G、J均为无色气体,J具有漂白性。下列说法不正确的是
A.G与J能反应生成H
B.M的溶液既能与酸反应又能与碱反应
C.固体N需密封保存
D.澄清石灰水可用于鉴别J和
【答案】D
【解析】首先推断物质:具有漂白性的无色气体J为,结合转化关系可推知G为,H为,K为,M为,N为,L为。
A.与发生归中反应生成和,可得到H,A正确;
B.为弱酸的酸式盐,与酸反应生成,与碱反应生成亚硫酸盐,既能与酸反应又能与碱反应,B正确;
C.中为+4价,具有还原性,易被空气中的氧化变质,因此固体N需密封保存,C正确;
D.和与澄清石灰水反应的现象完全相同,均为先产生白色沉淀,气体过量后沉淀溶解,无法用澄清石灰水鉴别二者,D错误;
故选D。
8.几种含硫物质的转化如下图(部分反应条件略去),下列判断不正确的是
A.①中,试剂a可以是Cu
B.②中,需要确保NaOH溶液足量
C.③中,生成时,转移2 mol电子
D.③中,将S换为浓硫酸,则可被氧化为
【答案】D
【解析】A.加热条件下与浓反应生成,因此试剂a可以是,A正确;
B.与反应时,不足会生成,只有足量才能得到,因此需要确保溶液足量,B正确;
C.反应中,单质从0价升高到平均+2价,中+4价的降低到平均+2价,生成时转移电子,C正确;
D.与浓硫酸发生复分解反应,元素+4和+6为相邻价态,不发生氧化还原反应,未被氧化,D错误;
故选D。
要点 氧化还原反应方程式的配平
1.配平原理
化合价升降法(即化合价升降总数相等),电子守恒原理。
2.基本步骤:(以浓硫酸与碳反应生成二氧化碳、二氧化硫和水为例)
(1)标变价
+ H2O4(浓) —— O2↑ + O2↑ + H2O
(2)求一分子氧化剂和还原剂的降、升价数
+ H2O4(浓) —— O2↑ + O2↑ + H2O
↑4 ↓2
(3)求升降数的最小公倍数,确定氧化剂和还原剂化学计量数
+ H2O4(浓)——O2↑+O2↑+H2O
↑4×1 ↓2×2
C+2H2SO4(浓)——SO2↑+CO2↑+H2O
(4)观察配平其他计量数
C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O
(5)检查反应前后的原子是否守恒,电子是否守恒,电荷是否守恒。
3.氧化还原反应方程式的配平技巧
(1)正向配平
①氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,以反应物为基准从左边配平。
②归中反应(变价元素只有一种,“高价+低价→中间价”)以反应物为基准从左边配平。
(2)逆向配平
①适用对象:氧化剂、还原剂中某元素化合价部分变的;自身氧化还原反应;歧化反应(变价元素只有一种,中间价→高价+低价)。
②方法:从右边生成物着手配平,即:选择氧化产物、还原产物为基准物质
(3)缺项配平
缺项方程式:某些反应物或生成物的分子式未写出(缺项),它们一般为水、酸、碱。
①先根据化合价变化找出氧化剂、还原剂及还原产物、氧化产物;
②再根据质量守恒、电荷守恒确定所缺的物质的化学式(分子或离子),若反应物缺正电荷,一般加H+,生成物加水;若反应物缺负电荷,一般加OH-,生成物加水。
③最后观察配平其他物质系数。
特别提醒
氧化还原反应方程式配平的基本技巧
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
(3)缺项配平法:先使得失电子数相等,再观察两边电荷。若反应物一边缺正电荷,一般加H+(或H2O),生成物一边加H2O(或OH-);若反应物一边缺负电荷,一般加OH-(或H2O),生成物一边加H2O(或H+)。
(4)当化学方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
要点速测
9.酸性溶液与亚硝酸钠反应,离子方程式:(未配平)。下列叙述不正确的是
A.该反应中被氧化
B.该反应中生成1个得到5个电子
C.该反应中氧化剂与还原剂的个数之比为
D.配平后,的化学计量数为3
【答案】C
【解析】A.中元素化合价从+3升高到中的+5,失电子被氧化,A正确;
B.中元素化合价从+7降低到中的+2,每个得到5个电子,故生成1个时,得到5个电子,B正确;
C.该反应中氧化剂为,还原剂为,根据得失电子守恒,配平后二者个数比为2∶5,不是5∶2,C错误;
D.根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平离子方程式为,的化学计量数为3,D正确;
故选C。
10.二氧化氯()是一种新型自来水消毒剂,一种以甲醇(,其中O和H分别呈价和价)、氯酸钠、硫酸为原料制备二氧化氯的方法用化学方程式可表示为(未配平)。下列有关该反应的说法中,正确的是
A.由该反应可知,甲醇的还原性弱于
B.每生成的同时,理论上消耗
C.该反应转移的电子数和生成的水分子数之比为
D.在该反应中表现出酸性和氧化性
【答案】C
【解析】A.由该反应可知,甲醇作还原剂,是还原产物,所以甲醇的还原性强于,A错误;
B.该反应方程式配平后为,每生成的同时,理论上消耗,B错误;
C.从配平式可知,每转移6 mol电子,生成5 mol ,反应转移的电子数和生成的水分子数之比为6:5,C正确;
D.在该反应中各元素化合价未发生变化,只表现出酸性,D错误;
故选C。
要点 二氧化硫对环境的污染
一、自然界中的硫循环
1.SO2的来源:含硫化石燃料燃烧、含硫金属矿石冶炼、硫酸生产等。
2.自然界中的硫循环:
(1)地壳的岩石里、生物体内以及大气与水中都含有硫元素。随着地壳运动、生命活动以及大气与水的流动,这些含硫物质不断地发生转化和转移,形成了硫在自然界中的循环。
(2)地壳中的硫黄矿、硫铁矿和煤等都含有硫元素,这些矿物通过风化分解、燃烧、火山爆发等方式释放出SO2、H2S等气体,这些气体有些进入大气,有些转化为亚硫酸盐、硫酸盐溶入河流或海洋,还有些则被土壤中的硫化细菌吸收。
二、酸雨及其治理
1.硫酸型酸雨的形成
(1)酸雨:pH<5.6的降水被称为酸雨。
(2)形成:
写出图中标号表示的化学方程式:
①2SO2+O22SO3。
②SO2+H2OH2SO3。
③SO3+H2O===H2SO4。
④2H2SO3+O2===2H2SO4。
2.酸雨的危害
(1)鱼类难以生存,影响水生植物的繁殖。
(2)土壤肥力下降,植被遭到破坏,危害农作物生长。
(3)加快桥梁、雕塑等建筑物腐蚀。
3.酸雨的防治
(1)消除污染源,研究开发新能源(如太阳能、核能、氢能等)。
(2)对含硫燃料进行脱硫处理。
(3)对SO2废气进行处理或回收利用。
4.二氧化硫的处理回收
工业上选择处理SO2的方法,会考虑环保、成本、工艺流程是否简便易行等因素。
(1)实验室通常用烧碱溶液来吸收二氧化硫:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
(2) 用熟石灰吸收:SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O。
(3)海水吸收:利用海水的微碱性,用海水吸收除去烟气中的二氧化硫。
(4)石灰石—石膏法:
将石灰石浆液与烟气充分接触混合并氧化,最终生成石膏(CaSO4·2H2O)。化学方程式为:CaCO3+SO2=CaSO3+CO2,2CaSO3+O2=2CaSO4。
(4)氨脱硫法:化学方程式为:2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4。
三、空气质量评价
1.空气质量指数(AQI)
人们研究空气污染,可以通过空气质量指数AQI来获取空气质量状况的信息。
(1)定义
空气质量指数是根据空气中的细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳的浓度计算出来的数值。
(2)与空气质量的关系
空气质量指数越小,空气质量越好,对人体健康的危害就越小。
2.空气质量指数(AQI)的确定
(1)确定方法
空气质量监测人员测出空气质量指数中这六大污染物的浓度,再换算成它们的质量指数,其中指数最大的污染物会被确定为首要污染物,首要污染物的质量指数即为该地区的空气质量指数。
(2)与空气质量等级的关系
空气质量指数越大,空气质量等级污染程度越严重。
3.雾霾
(1)定义:大量极细微的颗粒物均匀地悬浮在空中,这些颗粒物容易吸附空气中的水蒸气形成雾滴,使空气水平能见度小于10km,我们把这种空气混浊现象叫作雾霾。
(2)颗粒物分类依据是颗粒物直径的大小。
(3)颗粒物分类
(4)SO2的排放与雾霾形成的关系
空气中的SO2在一定条件下形成CaSO4,硫酸盐在PM2.5中所占比例较大。
4.大气污染的防治
(1)改变能源结构;
(2)控制SO2等有害气体的排放;
(3)提高污染排放标准。
特别提醒
硫酸型酸雨的形成途径有两个:
要点速测
11.部分含硫物质的分类与相应化合价及部分物质间转化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.a是一种有臭鸡蛋气味的气体
B.工业上由b制备e的路线:
C.c造成的酸雨雨水在空气中放置一段时间pH会变小
D.f、g正盐的阴离子可以在酸性溶液中共存
【答案】D
【分析】根据价类二维图推断各物质:a为,b为,c为,d为,e为,f为亚硫酸盐(阴离子),g为硫化物(阴离子);
【解析】A.是具有臭鸡蛋气味的气体,A正确;
B.工业上由硫单质制备硫酸的流程为:,和选项流程一致,B正确;
C.形成的酸雨中含,在空气中被氧化为强酸,酸性增强,变小,C正确;
D.酸性条件下和发生归中反应:,不能共存,D错误;
故选D。
12.形成硫酸型酸雨的主要原因是
A.未经处理的工业废水任意排放 B.大气中二氧化碳含量增多
C.工业上大量含硫燃料的使用 D.氢能、风能、太阳能等的使用
【答案】C
【解析】A.未经处理的工业废水任意排放会直接造成水体、土壤污染,和大气中硫酸型酸雨的形成无关,A错误;
B.大气中二氧化碳含量增多会引发温室效应,不是硫酸型酸雨的成因,B错误;
C.工业大量使用的煤等含硫燃料,燃烧后会释放大量,在大气中经氧化、溶于水等过程最终生成硫酸,是形成硫酸型酸雨的主要原因,C正确;
D.氢能、风能、太阳能属于清洁能源,使用过程不会产生含硫污染物,不会导致酸雨,D错误;
故选C。
难点 三类漂白原理比较
难点精练
1.下列物质均具有漂白作用,其中漂白原理与其他三种物质不同的是
A.氯水 B. C. D.
【答案】B
【解析】氯水中的次氯酸(HClO)、H2O2、NaClO水解生成的次氯酸(HClO)具有强氧化性,通过氧化有色物质实现漂白,属于氧化漂白;SO2与有色物质化合生成不稳定的无色物质,其漂白原理与另外三种物质的氧化漂白不同;故选B。
2.下列说法正确的是
A.SO2具有漂白作用,但不能用于所有食品的漂白
B.经Cl2或SO2漂白后的物质,日后都会恢复原来的颜色
C.活性炭使有色物质褪色是利用了碳单质的还原性,使有色物质发生了还原反应
D.Cl2和SO2的漂白性都是因为它们具有强氧化性
【答案】A
【解析】A.SO2虽有漂白作用,但SO2有毒,作食品添加剂时使用范围有严格要求,故不能用于所有食品的漂白,A正确;
B.Cl2的漂白性是因为HClO具有强氧化性,这是一个不可逆过程,不能恢复原来的颜色,而SO2的漂白性是由于其与有色物质化合生成了不稳定的无色物质,该过程可逆,日后可恢复原来的颜色,B错误;
C.活性炭使有色物质褪色是利用了活性炭的吸附性,C错误;
D.Cl2的漂白性与强氧化性有关,而SO2不具有强氧化性,D错误;
故选A。
难点 二氧化硫和二氧化碳的鉴别方法
试剂
现象及结论
原理(化学方程式)
品红溶液
使品红溶液褪色的是SO2;不能使品红溶液褪色的是CO2
高锰酸钾溶液
使溶液紫色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
溴水
使溶液橙色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
Br2+2H2O+SO2===2HBr+H2SO4
硝酸酸化的硝酸钡溶液
产生白色沉淀的是SO2,无明显现象的是CO2
2H2O+2HNO3+3SO2===3H2SO4+2NO↑
Ba(NO3)2+H2SO4===BaSO4↓+2HNO3
FeCl3
溶液
使溶液棕黄色变浅绿色的是SO2,无明显现象的是CO2
2FeCl3+SO2+2H2O===FeCl2+FeSO4+4HCl
澄清石灰水
不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2,原因是二者都能使澄清石灰水变浑浊
难点精练
3.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氯水 ⑤湿润的蓝色石蕊试纸
A.①⑤ B.②③ C.②④ D.④⑤
【答案】A
【解析】①二氧化硫和二氧化碳都能与澄清石灰水反应使溶液变浑浊,所以澄清石灰水不能区别二氧化硫和二氧化碳,①符合题意;
②二氧化硫具有氧化性,能与硫化氢溶液反应生成硫沉淀和水,二氧化碳不能与硫化氢溶液反应,所以硫化氢溶液可以区别二氧化硫和二氧化碳,②不符合题意;
③二氧化硫具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色,二氧化碳不能与酸性高锰酸钾溶液反应,所以酸性高锰酸钾溶液可以区别二氧化硫和二氧化碳,③不符合题意;
④二氧化硫具有还原性,能与氯水反应使溶液褪色,二氧化碳不能与氯水反应,所以氯水区别可以区别二氧化硫和二氧化碳,④不符合题意;
⑤二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物,均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,所以湿润的蓝色石蕊试纸不能区别二氧化硫和二氧化碳,⑤符合题意;
故选A。
4.检验CO2中是否混有SO2气体,可采用的方法是
A.通过品红溶液,若品红溶液褪色,则说明混有SO2气体
B.通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
D.先通过酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
【答案】A
【解析】A.直接通过品红溶液,SO2能使品红褪色而CO2不能,若褪色则说明混有SO2气体,A正确;
B.通过澄清石灰水,CO2和SO2均能使其变浑浊,无法区分是否混有SO2,B错误;
C.先通过NaOH溶液,SO2和CO2均能被吸收,再通过澄清石灰水不变浑浊,无法说明是否混有SO2,C错误;
D.先通过酸性KMnO4溶液除去SO2,再通过澄清石灰水,变浑浊是由于存在CO2,不能说明混有SO2,D错误;
故选A。
难点 SO2的特殊性质及应用
(1)注意SO2的漂白性和还原性的区别
SO2使品红溶液褪色表现的是SO2的漂白性,加热后溶液颜色复原;SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是SO2的还原性,加热后溶液颜色不复原。
(2)注意SO2的氧化性的表现
SO2通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现浅黄色沉淀,表现了SO2的氧化性。
(3)SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色石蕊溶液变红。
难点精练
5.实验室制取并探究其性质,下列相关实验原理、装置和操作正确的是
A.制取
B.检验氧化性
C.检验漂白性
D.吸收尾气中的
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.与浓硫酸反应制取需要加热,该装置无加热仪器,常温下二者不反应,A错误;
B.通入硫化钠溶液时,发生归中反应生成硫单质,中元素化合价降低,体现氧化性,洗气装置应为长进短出,图中装置错误,B错误;
C.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,使其褪色体现的是的还原性,不是漂白性,实验目的与原理不匹配,C错误;
D.使用溶液吸收尾气中,倒扣漏斗可防倒吸,尾气处理装置正确,D正确;
故答案选D。
6.如图,在注射器中加入少量晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列有关说法正确的是
A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色
B.湿润淀粉-KI试纸变蓝
C.溶液能用于除去实验中多余的
D.沾有酸性溶液的滤纸褪色,证明具有漂白性
【答案】C
【分析】本实验中浓硫酸和发生反应:,体系中生成气体,结合的性质分析选项:
【解析】A.与水反应生成使蓝色石蕊试纸变红,但不能漂白酸碱指示剂,试纸不会褪色,A错误;
B.的氧化性弱于,无法将氧化为,湿润淀粉-KI试纸不变蓝,B错误;
C.可与、水发生反应,可吸收多余的,C正确;
D.酸性具有强氧化性,与发生氧化还原反应使滤纸褪色,该反应体现的还原性而非漂白性,D错误;
故选C。
难点 浓硫酸的特性
1.浓硫酸吸水性、脱水性的区别
由此看出:二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。
2.浓硫酸的强氧化性
(1)本质:浓硫酸具有强氧化性,是因为H2SO4分子中+6价的硫元素具有很强的得电子能力。
(2)反应规律:
①Fe、Al在浓硫酸中钝化。常温下,当Fe、Al遇到浓硫酸时,会与浓硫酸发生反应,表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。
②常温下,浓硫酸与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性,生成硫酸盐、H2O和SO2;浓硫酸变稀后,只表现酸性,与活泼金属反应生成的气体为H2。
③浓硫酸与不活泼金属和非金属反应的规律。
a.反应需要加热,否则不反应。
b.还原产物一般是SO2,金属一般被氧化为高价态金属的硫酸盐,非金属一般被氧化为高价态氧化物或含氧酸。
c.浓硫酸与金属反应时,既表现酸性又表现强氧化性;而与非金属反应时,只表现强氧化性。
d.随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应即停止。
④浓硫酸可与某些具有还原性的化合物反应,如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。
难点精练
7.下列说法正确的是
A.浓硫酸能使蓝矾变成白色粉末,体现了浓硫酸的脱水性
B.浓硫酸和足量锌反应除生成SO2外,还有其他气体生成
C.浓硫酸有强烈的吸水性,因此可以干燥SO2、H2S、HI、NH3等气体
D.蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中,主要体现了浓硫酸的强氧化性和吸水性
【答案】B
【解析】A.浓硫酸使蓝矾()失去结晶水变为白色无水硫酸铜,体现的是浓硫酸的吸水性,而非脱水性,A错误;
B.锌与浓硫酸反应初期生成,随着反应进行浓硫酸浓度逐渐降低变为稀硫酸,锌与稀硫酸反应生成,因此产物除外还有,B正确;
C.浓硫酸具有强氧化性和酸性,、具有强还原性会被浓硫酸氧化,是碱性气体会与浓硫酸反应,三者均不能用浓硫酸干燥,C错误;
D.蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中,浓硫酸先使蔗糖脱水炭化体现脱水性,后与碳单质反应生成、体现强氧化性,主要体现浓硫酸的脱水性和强氧化性,而非吸水性,D错误;
故选B。
8.下列关于浓硫酸的叙述正确的是
A.具有吸水性,能使蔗糖炭化
B.常温下能与铜剧烈反应
C.可干燥NH3、H2等气体
D.常温下可用铁制容器盛装
【答案】D
【解析】A.使蔗糖炭化体现的是浓硫酸的脱水性,而非吸水性,A错误;
B.常温下铜与浓硫酸不反应,二者需要在加热条件下才能发生反应,B错误;
C.浓硫酸为酸性干燥剂,会与碱性气体反应,因此不能干燥,C错误;
D.常温下浓硫酸与铁发生钝化反应,会在铁表面生成致密的氧化膜阻止反应进一步进行,因此可用铁制容器盛装浓硫酸,D正确;
故选D。
难点 常见氧化还原反应类型及其配平技巧
1.完全氧化还原型
技巧:可从反应物或者生成物进行配平
关键:符合一般的配平步骤
实例:1+2H2O4(浓)O2↑+O2↑+H2O
↑4×1↓2×2
或+H2 O4(浓)O2↑+O2↑+H2O
↑4×1↓2×2
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
2.歧化反应
技巧:从生成物进行配平
关键:确定氧化产物和还原产物的化学计量数
实例:O2+H2O―→2H O3+1O
↑1×2↓2×1
3NO2+H2O===2HNO3+NO
3.部分氧化还原型
技巧:从生成物进行配平
关键:确定氧化产物和还原产物的化学计量数
实例:nO2+Hl(浓)1nCl2+1l2+H2O
↓2×1 ↑1×2×1
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
4.归中反应
技巧:从反应物进行配平
关键:确定氧化剂和还原剂的化学计量数
实例:1 O2+2H2 ―→H2O+
↓4×1 ↑2×2
SO2+2H2S===2H2O+3S↓
难点精练
9.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将和空气的混合气体通入、和的混合溶液中回收S,其转化如图所示(CuS不溶于水)。
下列说法不正确的是
A.过程①中,生成CuS的反应为
B.过程②中,是还原产物
C.过程③中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1
D.回收S的总反应为
【答案】C
【解析】A.过程①是铜离子和硫化氢反应生成氢离子和硫化铜,离子方程式为,A正确;
B.过程②中,铁离子和硫化铜反应生成亚铁离子,铁离子化合价降低,因此是还原产物,B正确;
C.过程③中,氧气中氧元素化合价由0到,降,中铁元素化合价由升到,升1,最小公倍数为4,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:4,C错误;
D.根据图中信息,可知回收S的总反应为,D正确;
故选C。
10.下列反应转化关系(未配平)肯定不正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.中为价,产物中的为价(化合价升高)、单质的为价(化合价降低),符合歧化反应的化合价变化规律,A正确;
B.中为价,产物中为价,化合价升高,但所有元素在产物中均为价,无元素化合价降低,不符合氧化还原反应电子守恒规律,硝酸作为氧化剂应生成等还原产物,B错误;
C.中铵根的为价、硝酸根的为价,产物中为价,价升价、价降价,符合归中反应规律,C正确;
D.反应物为价,产物中为价(化合价升高)、中为价(化合价降低),符合歧化反应的化合价变化规律,D正确;
故选B。
难点 浓硫酸与金属反应的规律
(1)浓硫酸与金属反应时,既表现酸性又表现强氧化性,而与非金属反应时,只表现强氧化性。
(2)浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时,随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,就不再与不活泼金属反应。
(3)浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时,开始浓硫酸表现其强氧化性,产生二氧化硫气体;当浓硫酸变为稀硫酸时,则产生的气体为氢气。
难点精练
11.将下端卷成螺旋状的铜丝插入足量热的浓硫酸中进行如图所示实验(a~d均为浸有相应试液的棉花)。下列分析正确的是
A.a处现象:先变红后褪色
B.b和c处褪色原理相同
C.铜与浓硫酸反应,硫酸只体现强氧化性
D.d处的浓NaOH和安全气球用于处理未反应完的SO2,防止污染空气
【答案】D
【解析】A.与水反应生成亚硫酸,可使紫色石蕊变红,但不具有漂白酸碱指示剂的性质,不会出现褪色现象,A错误;
B.b处品红褪色是利用的漂白作用(与有色物质结合生成不稳定无色物质),属于非氧化还原反应,c处酸性褪色是表现还原性,发生氧化还原反应,二者褪色原理不同,B错误;
C.铜与浓硫酸反应生成和,生成时硫酸体现强氧化性,生成时硫酸体现酸性,并非只体现强氧化性,C错误;
D.浓可与反应吸收,安全气球可收集残留的,二者共同作用可防止污染空气,D正确;
故选D。
12.下列关于浓硫酸的说法中,正确的是
A.浓硫酸可干燥硫化氢气体 B.浓硫酸可使纸张脱水炭化
C.浓硫酸必须保存在棕色试剂瓶中 D.可用锌和浓硫酸反应制取氢气
【答案】B
【解析】A.硫化氢具有强还原性,浓硫酸具有强氧化性,二者会发生氧化还原反应,因此浓硫酸不能干燥硫化氢,A错误;
B.浓硫酸具有脱水性,可将纸张中的H、O元素按水的组成比脱去,使纸张脱水炭化,B正确;
C.浓硫酸性质稳定、见光不分解,不需要保存在棕色试剂瓶中,C错误;
D.浓硫酸具有强氧化性,与锌反应的还原产物是二氧化硫,不会生成氢气,因此不能用锌和浓硫酸反应制取氢气,D错误;
故选B。
难点 酸雨及其防治
SO2的“三个”来源
①化石燃料的燃烧;②含硫矿石的冶炼;③生产硫酸、磷肥等产生的废气。
酸雨的形成过程
酸雨的防治
(1)首先从消除污染源着手,研究开发替代化石燃料的新能源(如氢能、太阳能、核能等)。
(2)利用物理及化学方法对含硫燃料预先进行脱硫处理,以减少二氧化硫的排放。
(3)对燃煤、工业生产中释放出的二氧化硫废气进行处理或回收利用。
①如在燃煤中加入生石灰:SO2+CaO===CaSO3,2CaSO3+O2===2CaSO4(形成煤渣)。
②氨水吸收含有SO2的尾气SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4(一种化肥)。
③石灰水—石膏法吸收SO2:SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O,2CaSO3+O2===2CaSO4(形成石膏:CaSO4·2H2O)。
(4)提高全民的环保意识,加强国际的合作,共同努力以减少硫酸型酸雨的产生。
难点精练
13.2024年4月22日是第55个世界地球日,活动主题是“珍爱地球,人与自然和谐共生”。下列活动不符合该主题的是
A.对煤炭进行综合利用,推广使用脱硫煤
B.废旧电池可统一回收并进行填埋处理
C.为减少空气污染,大力提倡植树造林
D.提倡绿色出行,逐步减少燃油车的使用
【答案】B
【解析】A.对煤炭进行综合利用,推广使用脱硫煤,这样可以减少煤炭燃烧产生的污染,有利于保护环境,A不符合题意;
B.废旧电池含有重金属等有害物质,统一回收进行填埋处理会污染土壤和地下水,应该进行专门的回收处理而不是填埋,B符合题意;
C.大力提倡植树造林可以吸收有害气体和粉尘,改善空气质量,有利于人与自然和谐共生,C不符合题意;
D.提倡绿色出行,逐步减少燃油车的使用,可以减少尾气排放,降低对环境的污染,D不符合题意;
故选B。
14.煤在燃烧时会产生,造成环境污染。下列说法错误的有
A.是形成酸雨的主要气体
B.用碱液吸收燃煤废气可减少环境污染
C.往燃煤中混入生石灰,可减少排放
D.有还原性,浓硫酸有强氧化性,所以不能用浓硫酸干燥
【答案】D
【解析】A.是硫酸型酸雨的主要形成气体,属于形成酸雨的主要气体之一,说法正确,A不符合题意;
B.是酸性氧化物,可与碱液发生反应被吸收,能减少燃煤废气的环境污染,说法正确,B不符合题意;
C.生石灰的主要成分为,可与反应生成亚硫酸钙,进一步被氧化为硫酸钙,实现钙基固硫,减少排放,说法正确,C不符合题意;
D.中为+4价,浓硫酸中为+6价,二者为硫元素的相邻价态,不会发生氧化还原反应(不存在+5价的硫),因此可以用浓硫酸干燥,说法错误,D符合题意;
故答案选D。
考点 硫的性质与用途
▌例1 下列说法错误的是
A.雄黄和雌黄都是含硫的矿物
B.自然界中某些微生物会把部分硫酸和亚硫酸转化为硫单质或硫化氢
C.硫有多种同素异形体,正交硫和单斜硫是常见的两种
D.S6、Na2S、Na2SO3和SO3四种物质中S元素的化合价依次升高
【答案】D
【解析】A.雄黄和雌黄的主要成分的化学式分别为As4S4、As2S3,都是含硫的矿物,A正确;
B.一些微生物可实现硫酸、亚硫酸向硫单质或硫化氢的转化,B正确;
C.正交硫和单斜硫都是由硫元素组成的单质,但结构不同,互为同素异形体,C正确;
D.S6中S的化合价为0价,而Na2S中S的化合价为-2价,D错误;
故选D。
▌迁移练1-1 硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是解题要点
(1)硫与变价金属反应时,生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。
(2)汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理。
A.硫元素在自然界中均以化合态形式存在
B.空气中排放过量会形成酸雨,且酸雨的pH会随时间增长而降低
C.常温下浓能使铁片钝化是因为浓硫酸具有脱水性
D.通入紫色石蕊溶液先变红,后褪色
【答案】B
【解析】A. 硫元素在自然界中可存在于火山地区的天然硫磺(单质硫),因此并非均以化合态形式存在,A错误;
B. 过量SO2排放会在大气中氧化为硫酸,形成酸雨;酸雨中的SO2可进一步氧化为硫酸,导致酸性增强,pH随时间降低,B正确;
C. 浓硫酸使铁片钝化是由于其强氧化性形成致密氧化膜,而非脱水性(脱水性指夺取有机物中水分),C错误;
D. SO2通入石蕊溶液因形成亚硫酸(H2SO3)而变红,但SO2不能漂白指示剂,不会使石蕊褪色,D错误;
答案选B。
▌迁移练1-2 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.甲和乙均能使品红溶液褪色
D.石膏和芒硝的化学式分别为CaSO3·2H2O和Na2SO3·10H2O
【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.SO3不具有漂白性不能使品红溶液褪色,C错误;
D.石膏和芒硝的化学式分别为CaSO4·2H2O和Na2SO4·10H2O,D错误;
故选B。
考点 二氧化硫的性质与应用
▌例2 下列关于的说法中,不正确的是
A.具有刺激性气味 B.可用于杀菌消毒
C.能使石蕊试液褪色 D.尾气可用氨水吸收
【答案】C
【解析】A:SO2为无色气体,有强烈刺激性气味,A正确;
B:SO2的还原性和抑制微生物生长的特性使其可用于杀菌消毒(如食品防腐),B正确;
C:SO2溶于水生成H2SO3(酸性),石蕊试液会变红,但漂白作用需与有机色质结合(如品红),对石蕊无褪色效果,C错误;
D:SO2与氨水反应生成(NH4)2SO3或NH4HSO3,可用于尾气处理,D正确;
故选C。
▌迁移练2-1 下列关于二氧化硫气体性质的描述中,不正确的是解题要点
SO2与HClO、H2O2、Na2O2、活性炭漂白原理的比较
SO2
HClO、H2O2、Na2O2、O3
活性炭
漂白原理
与有色物质结合生成无色物质
将有色物质氧化为无色物质
吸咐有色物质
变化类型
化学变化
化学变化
物理变化
是否可逆
可逆,加热或久置后恢复原来颜色
不可逆,加热或久置后不恢复原来颜色
—
漂白对象
有色的有机物,不能漂白指示剂
有色的有机物和指示剂
有机色质
A.有刺激性气味 B.不溶于水
C.能使溶液褪色 D.能与溶液反应
【答案】B
【解析】A.二氧化硫具有刺激性气味,故A正确;
B.二氧化硫易溶于水,故B错误;
C.二氧化硫具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;
D.二氧化硫是酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成亚硫酸钠和水,故D正确;
选B。
▌迁移练2-2 下列关于SO2的说法中,正确的是
A.SO2具有漂白性,可用作食品防腐剂 B.SO2与水反应生成H2SO3
C.SO2能与BaCl2反应能生成BaSO3 D.SO2是一种还原性气体,具有可燃性
【答案】B
【解析】A.SO2具有杀菌防腐作用,可用作食品防腐剂,与漂白性无关,A错误;
B.SO2是易溶于水的酸性氧化物,与水反应生成H2SO3,B正确;
C.酸性:盐酸>亚硫酸,SO2能与BaCl2反应不反应,C错误;
D.SO2中S为+4价,具有还原性,没有可燃性,D错误;
故答案为:B。
考点 硫酸的制备与性质
▌例3 硫酸是重要的化工原料,可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业上一般以硫磺或其他含硫矿物(如黄铁矿)为原料来制备硫酸。
下面说法正确的是
A.在第一步反应中,有少量生成
B.最后一步中,可以用水代替98.3%的浓硫酸
C.反应所得的浓硫酸需保存在带橡胶塞的细口瓶中
D.该流程涉及氧化还原反应
【答案】D
【分析】工业上接触法制备硫酸分为三个核心阶段:煅烧造气阶段:硫磺/黄铁矿和空气反应,高温煅烧得到含的炉气;催化氧化阶段:在催化、条件下和反应生成;吸收阶段:用98.3%的浓硫酸吸收,最终得到硫酸。
【解析】A.第一步煅烧硫磺/黄铁矿时,没有催化剂,转化为的反应几乎不能发生,产物只有,不存在大量或少量,仅在第二步催化氧化时生成,A错误;
B.若用水吸收,与水反应放出大量热,会形成酸雾,阻碍的持续吸收,还会污染环境,因此不能用水代替98.3%的浓硫酸,B错误;
C.浓硫酸具有强腐蚀性,会腐蚀橡胶,因此浓硫酸需要保存在带玻璃塞的细口瓶中,不能用橡胶塞,C错误;
D.流程中,造气(硫/黄铁矿转化为)、催化氧化生成,两个过程都存在S、O等元素的化合价变化,都属于氧化还原反应,D正确;
故选D。
▌迁移练3-1 在硫酸工业生产中,的吸收过程是在吸收塔(如图)中进行,吸收塔里还装入了大量瓷环。下列有关说法错误的是解题要点
1.浓硫酸能氧化(必要时加热)除Au、Pt以外的所有金属,其还原产物是SO2而不是H2。
2.常温下,浓硫酸与Fe、Al并不是不反应,而是发生了“钝化”,“钝化”是浓硫酸将Fe、Al氧化而在其表面形成一层致密的氧化物薄膜,阻止了浓硫酸与Fe、Al的继续反应,体现了浓硫酸的强氧化性。
化学反应中浓硫酸由“量变”引起的“质变”。过量金属(如Fe、Cu、Zn等)与浓硫酸反应时(必要时加热),要动态地看待反应过程,注意浓硫酸浓度的变化对反应产物的影响。开始阶段是浓硫酸的反应,产生的是SO2气体,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,最后变为稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,与铁、锌等反应生成的气体是H2而不是SO2。
3.另外,浓硫酸在常温下能使铁、铝发生钝化,而稀硫酸能与铁、铝发生置换反应。
A.从①处通入的气体中含大量,整个吸收操作采取逆流的形式
B.从②处喷下98.3%的硫酸,瓷环的作用是增大接触面积
C.从③处导出的气体只含有少量,可直接排入大气
D.从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的浓硫酸
【答案】C
【解析】A.从①处通入的气体中含大量,采取逆流的形式,这样有利于气、液的充分接触,吸收效果好,A正确;
B.在吸收塔中装有瓷环,其目的是增大浓硫酸与SO3的接触面积,使SO3尽可能被98.3%的硫酸吸收,B正确;
C.从③处导出的尾气中含有SO2,O2,二氧化硫有毒,所以不可直接排入大气中,C错误;
D.SO3被98.3%的硫酸吸收后得到浓度更高的浓硫酸,可用水或稀硫酸稀释使用,D正确;
故选C。
▌迁移练3-2 某同学设计了蔗糖与浓硫酸反应的改进装置,并对气体产物进行检验,实验装置如图所示。下列由实验现象得出的结论正确的是
选项
现象
结论
A
Ⅰ中注入浓硫酸后,可观察到试管中白色固体变为黑色
体现了浓硫酸的吸水性
B
Ⅱ中观察到棉球a、b都褪色
均体现了SO2的漂白性
C
Ⅱ中无水硫酸铜变蓝
说明反应产物中有H2O
D
Ⅲ中溶液颜色变浅,Ⅳ中澄清石灰水变浑浊
说明有CO2产生
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【分析】装置I制取二氧化硫,利用的漂白性,检验反应生成的气体,可与品红结合生成不稳定的无色物质,使棉球褪色;利用的还原性消耗部分,同时通过溴水褪色的现象进一步验证的还原性特征;装置Ⅲ为气体除杂装置,利用酸性的强氧化性,将混合气体中剩余的全部氧化吸收;实验中观察到溶液颜色变浅,既可以证明被完全消耗,也能避免后续进入澄清石灰水,干扰的检验;装置Ⅳ为目标产物检验装置在被装置Ⅲ完全除去的前提下,能使澄清石灰水变浑浊的气体只能是反应生成的,通过该现象验证蔗糖与浓硫酸反应最终生成了,证明浓硫酸的强氧化性;末端气球为尾气处理与安全装置,收集未反应完全的有毒气体,防止其逸散到空气中造成污染,同时平衡整套装置的内部压强,避免装置内压强过大引发安全隐患。
【解析】A.浓硫酸将蔗糖中氢、氧元素按水的组成比脱去生成黑色的碳,体现浓硫酸的脱水性而非吸水性,A错误;
B.棉球a(品红溶液)褪色体现的漂白性,棉球b(稀溴水)褪色是因为与发生氧化还原反应,体现的还原性,并非都体现漂白性,B错误;
C.气体先经过蘸有水溶液的棉球a、b,会携带出棉球中的水蒸气,无水硫酸铜变蓝无法说明水是反应产物,C错误;
D.Ⅲ中足量酸性高锰酸钾可完全吸收,溶液颜色变浅说明被消耗,仍有高锰酸钾剩余即已被除尽,此时Ⅳ中澄清石灰水变浑浊可说明有产生,D正确;
故选D。
考点 硫酸根离子的检验
▌例4 下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向溶液X中加入盐酸,再滴加溶液
产生白色沉淀
溶液X中含
B
向某溶液中滴加盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水
石灰水变浑浊
溶液中一定含有
C
向溶液Y中滴加溶液
产生白色沉淀
溶液Y中含
D
向包有的脱脂棉中滴加几滴水
脱脂棉燃烧
与反应放热
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.向溶液X中加入盐酸,盐酸本身会引入氯离子;其与随后加入的硝酸银反应可产生白色氯化银沉淀,因此该现象不能证明原溶液X中含氯离子,A错误;
B.含碳酸氢根或亚硫酸根的溶液加入盐酸后,产生的气体也可使澄清石灰水变浑浊,因此不能据此证明原溶液中一定含有碳酸根,B错误;
C.碳酸根等离子也可与钡离子形成白色沉淀,原操作未排除这些离子的干扰,因此不能证明溶液Y中含硫酸根,C错误;
D.过氧化钠与水反应生成氧气并放热,氧气支持燃烧,放出的热量使脱脂棉达到着火点,故脱脂棉燃烧,结论成立,D正确;
故选D。
▌迁移练4-1 对于某些离子的检验及结论一定正确的是解题要点
硫酸根离子的检验方法
上述检验过程中先加入盐酸酸化的目的是排除CO、Ag+等离子的干扰
A.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,溶液变浑浊,则原溶液中一定有
B.某溶液灼烧时火焰呈黄色,则该溶液中一定不含K+
C.向某溶液中先加入盐酸酸化,没有明显现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则溶液中一定有
D.向某溶液中加入碳酸钠溶液产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,则原溶液一定有Ba2+
【答案】C
【解析】A.加入稀盐酸产生的无色气体能使澄清石灰水变浑浊,该气体可能为或,原溶液中可能存在、、等离子,不一定含有,A错误;
B.火焰呈黄色说明溶液中含,但的焰色需透过蓝色钴玻璃观察才能排除,未做该操作无法确定是否含,B错误;
C.先加盐酸酸化无明显现象,可排除、、等干扰离子,加入后生成的白色沉淀为,则原溶液中一定有,C正确;
D.加入碳酸钠生成的可溶于盐酸的白色沉淀可能为、等,不一定是,故原溶液不一定含,D错误;
故选C。
▌迁移练4-2 下列各组实验,根据实验操作和现象得出结论正确的是
选项
实验操作和实验现象
结论
A
用铂丝蘸取溶液,放在火焰上灼烧,观察到火焰呈黄色
该溶液溶质为钠盐
B
向溶液中加入盐酸酸化的溶液,有白色沉淀生成
该溶液中一定含有
C
将有色鲜花放入盛有干燥氯气的集气瓶中,盖上玻璃片,鲜花褪色
氯气具有漂白性
D
向饱和碳酸钠溶液中通入足量,溶液变浑浊
析出固体
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.火焰呈黄色仅能证明溶液中含有元素,溶质不一定为钠盐,也可能是等含钠元素的碱,A错误;
B.加入盐酸酸化的溶液生成的白色沉淀可能是,无法确定溶液中一定含有,B错误;
C.干燥本身不具有漂白性,鲜花中的水与反应生成的具有漂白性,因此不能得出氯气具有漂白性的结论,C错误;
D.向饱和溶液中通入足量,发生反应,溶解度小于,且反应消耗水、溶质质量增加,因此析出固体导致溶液变浑浊,D正确;
故选D。
考点 含硫物质之间的相互转化
▌例5 硫酸亚铁溶液可用于催化脱除烟气中的二氧化硫等有害气体,反应原理如图。下列说法不正确的是
A.“反应Ⅰ”中氧化剂和还原剂的个数之比为
B.“反应Ⅱ”的离子方程式为
C.反应一段时间后,溶液中总物质的量保持不变
D.该流程中加大通入的量,可增大的吸收率
【答案】C
【解析】A.反应Ⅰ中氧化剂为,还原剂为,1个反应得到4个电子,1个反应失去1个电子,根据电子守恒,氧化剂和还原剂的个数之比为,反应的离子方程式为,A正确;
B.反应Ⅱ中将氧化为,自身被还原为,离子方程式配平符合电荷守恒、原子守恒和得失电子守恒,B正确;
C.该流程的总反应为,是反应产物,反应一段时间后溶液中总物质的量增大,C错误;
D.该流程的总反应为,加大O2通入量,可增大的吸收率,D正确;
故选C。
▌迁移练5-1 A、B、C、D、E五种物质中含有同一种元素,其相互转化关系如图所示。已知A是淡黄色固体,下列选项正确的是解题要点
(1)同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。
A.室温下,BCD均为无色气体
B.图示氧气参与的反应中,均作氧化剂
C.将足量的物质C通入溶液,将出现白色沉淀
D.
【答案】B
【分析】首先推断物质:淡黄色固体A为,则B为,C为,D为,E为。
【解析】A.B为、C为,室温下均为无色气体,但熔点为16.8℃,室温下为液态,不是气体,A错误;
B.图示所有参与的反应中,中元素化合价均从0价降低为-2价,得电子作氧化剂,B正确;
C.亚硫酸酸性弱于盐酸,与溶液不发生反应,无白色沉淀生成,C错误;
D.为和浓硫酸的反应,正确方程式为,选项方程式反应物为碳,无元素,产物出现,元素不守恒,D错误;
故选B。
▌迁移练5-2 自然界中有丰富的含硫元素的物质,部分含硫物质的“价-类”二维图如图所示。下列说法正确的是
A.a、c均可用f的浓溶液干燥
B.试管内壁沾有b,可用热的NaOH溶液洗涤试管
C.可由与直接化合得到
D.e溶液在空气中久置后,溶液增大
【答案】B
【分析】首先根据价-类二维图推断各物质:a为,b为单质,c为,d为,e为,f为。
【解析】A.a是,具有强还原性,浓硫酸具有强氧化性,二者会发生氧化还原反应,因此不能用浓硫酸干燥,A错误;
B.b是单质,可与热溶液发生反应,因此可用热溶液洗涤沾有硫的试管,B正确;
C.d是,与直接化合只能生成,无法直接得到,C错误;
D.e是,在空气中久置会被氧化为,酸性强于,溶液减小,D错误;
故选B。
考点 电子守恒法在化学计算中的应用
▌例6 汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应10NaN3 + 2KNO3 → K2O + 5Na2O + 16N2↑。对于该反应,下列判断正确的是
A.氧化产物与还原产物分子个数之比为15:1
B.氧化剂和还原剂是同一物质
C.反应过程中转移10个电子,则产生10个N2分子
D.NaN3中氮元素的化合价为3价
【答案】A
【解析】A.反应中转化为N2,N的化合价由+5降低到0,N2为还原产物,化合价降低5价,得到5e-,有2分子KNO3参加反应,生成1分子N2,一共得到10e-,NaN3中N平均化合价为,转化为N2,N的化合价由升高到0,N2为氧化产物,化合价升高价,平均失去e-,有10分子NaN3参加反应,生成15分子N2,一共失去10e-,因此氧化产物与还原产物分子个数之比为15∶1,A正确;
B.反应中中化合价降低,是氧化剂,中化合价升高,是还原剂,二者不是同一物质,B错误;
C.该反应每转移10个电子,会生成16个分子,C错误;
D.中为+1价,因此氮元素的平均化合价为价,D错误;
故答案选A。
▌迁移练6-1 关于反应,下列说法正确的是解题要点
电子守恒法解题的步骤
首先找出氧化剂、还原剂及其物质的量以及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的量,然后根据电子守恒列出等式。计算公式如下:n(氧化剂)×得电子原子数×原子降价数=n(还原剂)×失电子原子数×原子升价数。
A.被氧化的氯原子与被还原的氯原子的个数之比为
B.在反应中只表现出还原性
C.氧化性:
D.进行还原反应
【答案】A
【解析】A.该反应中,中的化合价从+5价降低到0价,1个被还原;6个中有5个化合价从-1价升高到0价被氧化,因此被氧化的氯原子与被还原的氯原子的个数之比为,A正确;
B.6个参与反应的中,有1个仍以-1价形式存在于中,体现酸性,另外5个被氧化体现还原性,因此在反应中同时表现还原性和酸性,B错误;
C.氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,该反应中是氧化剂,是氧化产物,因此氧化性:,C错误;
D.反应中大部分中的化合价升高,失电子被氧化,发生氧化反应,D错误;
故选A。
▌迁移练6-2 用的溶液恰好将的还原,已知氧化产物为,则元素在还原产物中的化合价为
A.+4 B.+5 C.+3 D.+7
【答案】A
【解析】由题,,反应中从价升高到价,每个失去个电子,失电子总物质的量为;中初始化合价为价,设还原产物中化合价为,得到电子总物质的量为,依据氧化还原反应得失电子守恒,,解得,故选A。
考点 酸雨及其治理
▌例7 下列说法正确的是
A.酸雨指的是pH<7的雨水,燃煤脱硫可以防治硫酸型酸雨的形成
B.常温下活泼金属Fe、Al与浓硫酸不反应,发生钝化现象,因此可以用铝制槽车运输浓硫酸
C.检验某溶液中是否含有Cl-,取样,加入少量硝酸银溶液,有白色沉淀生成,再加稀盐酸,看白色沉淀是否消失
D.过碳酸钠(Na2CO3·H2O2)可用作漂白剂,其漂白原理与氯水相同
【答案】D
【解析】A.空气中含有二氧化碳,溶于水呈酸性,酸雨的pH<5.6,A错误;
B.常温下,铁与浓硫酸发生钝化,在表面生成一层致密的薄膜,发生了化学反应,B错误;
C.加入少量硝酸银溶液,生成的白色沉淀可能是碳酸银,再加稀盐酸,碳酸银转化为氯化银,白色沉淀也不消失,不能证明原来有Cl-,C错误;
D.过碳酸钠具有强氧化性,氯水中HClO也具有强氧化性,故可以作漂白剂,二者漂白原理相同,D正确;
故答案选D。
▌迁移练7-1 下列关于SO2的说法,错误的是解题要点
(1)酸雨类型
①硫酸型酸雨:SO2→SO3→H2SO4(或SO2→H2SO3→H2SO4)。
②硝酸型酸雨:NOx→NO2→HNO3。
(2)酸雨危害
①直接损伤农作物,破坏森林和草原,使土壤、湖泊酸化;
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
(3)酸雨防治
①工业废气排放到大气中之前,必须进行适当处理,防止有害物质污染大气。
②减少化石燃料的直接燃烧,如脱硫处理。
A.有刺激性气味 B.能使品红溶液褪色
C.属于碱性氧化物 D.可形成酸雨
【答案】C
【解析】A.是无色有刺激性气味的气体,A正确;
B.具有漂白性,可与品红结合生成不稳定的无色物质,能使品红溶液褪色,B正确;
C.碱性氧化物的定义是能与酸反应仅生成盐和水的氧化物,可与碱反应仅生成盐和水,属于酸性氧化物,不属于碱性氧化物,C错误;
D.排放到大气中后可通过反应转化为硫酸,是硫酸型酸雨的形成来源之一,D正确;
因此答案选C。
▌迁移练7-2 二氧化硫会造成酸雨,可以采用双碱法脱硫,过程如图所示,下列说法错误的是
A.双碱法脱硫过程中,NaOH可以循环利用
B.过程Ⅰ中,S元素表现氧化性,被还原
C.过程Ⅱ中,1个O2可以氧化2个Na2SO3
D.总反应为
【答案】B
【解析】A.过程Ⅰ消耗,过程Ⅱ生成,因此可以循环利用,A正确;
B.过程Ⅰ发生反应,反应中元素化合价始终为,没有发生氧化还原反应,B错误;
C.过程Ⅱ中作氧化剂,每个得到4个电子,每个被氧化为时,S元素化合价由+4价升高为+6价,失去2个电子,根据电子守恒,1个可以氧化2个,C正确;
D.将过程Ⅰ和过程Ⅱ的反应加和,消去中间产物和可循环的,可得总反应为,D正确;
故选B。
考点 大气污染、空气质量评价
▌例8 指的是大气中直径小于或等于的颗粒物。测得目前空气的主要污染物仍是,下列做法应该继续提倡的是
①保护植被,多植树
②就地焚烧秸秆
③发展共享单车
④多砍树用来制造木制品
⑤禁止燃放烟花爆竹
A.①②③④⑤ B.②③⑤ C.①③⑤ D.①③④⑤
【答案】C
【解析】①保护植被、多植树,植物可以吸附空气中的颗粒物,能降低空气中含量,应该提倡 ,符合题意;
②就地焚烧秸秆会产生大量烟尘,会增加空气中含量,不应该提倡,不符合题意;
③发展共享单车可减少私家车出行,减少汽车尾气排放,降低含量,应该提倡,符合题意;
④多砍树会减少植被对颗粒物的吸附作用,增加空气中含量,不应该提倡,不符合题意;
⑤燃放烟花爆竹会产生大量烟尘和污染物,会增加含量,禁止燃放的做法应该提倡,符合题意;
符合题意的为①③⑤,故答案选C。
▌迁移练8-1 国家正在深入推进环境污染防治,持续深入打好蓝天、碧水、净土三大保卫战。为保护大气环境,下列做法不可行的是解题要点
(1)能源优化:改用清洁能源,减少化石燃料燃烧。
(2)工业治污:废气经脱硫、脱硝、除尘,达标排放。
(3)尾气治理:机动车安装净化装置,推广新能源汽车。
(4)生态改善:植树造林,净化空气、吸附粉尘。
A.积极植树、种草 B.使用清洁能源
C.加强大气质量监测 D.直接排放工业废气
【答案】D
【解析】A.植树、种草,有利于防治空气污染,保护生态环境,A正确;
B.使用清洁能源,可以减少化石能源的使用,可以减少污染物的排放,可以防治空气污染,保护生态环境,B正确;
C.加强大气质量监测,有利于保护生态环境,C正确;
D.直接排放工业废气,会破坏生态环境,D错误;
故答案为:D。
▌迁移练8-2 下列做法不符合绿色化学理念的是
A.从源头消除工业“三废” B.快递箱集中回收处理再利用
C.大量使用杀虫剂,减少虫害 D.将生活垃圾进行分类处理
【答案】C
【解析】A.从源头消除工业“三废”符合绿色化学“从源头上减少或消除环境污染”的核心要求,符合绿色化学理念,A不符合题意;
B.快递箱集中回收处理再利用可提高资源利用率,减少资源浪费和固体废弃物污染,符合绿色化学理念,B不符合题意;
C.大量使用杀虫剂会造成土壤、水体污染,还会导致农药残留、破坏生物多样性,不符合绿色化学的环保要求,C符合题意;
D.将生活垃圾分类处理便于资源回收和有害垃圾无害化处置,可减少污染、提高资源利用率,符合绿色化学理念,D不符合题意;
故选C。
基础达标
1.下列过程不属于自然界中硫循环环节的是
A.火山爆发释放 H2S B.植物吸收土壤中的硫酸盐
C.工业废气脱硫处理 D.动物尸体分解产生含硫物质
【答案】C
【解析】A.火山活动可以释放硫化物,属于自然界中硫循环环节,A错误;
B.植物吸收土壤中的硫酸盐,属于自然界中硫循环环节,B错误;
C.工业废气脱硫处理,属于人类活动,C正确;
D.动物尸体分解产生含硫物质,属于自然界中硫循环环节,D错误;
故选C。
2.(24-25高一下·北京·阶段检测)我国硫矿资源丰富,居世界前列,下列说法错误的是
A.硫元素在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态
B.硫黄在纯氧中燃烧生成SO3
C.自然界中硫酸钙常以生石膏的形式存在,生石膏化学式为CaSO4·2H2O
D.重晶石的成分是BaSO4,BaSO4常用作消化系统X射线检查的内服药剂,俗称“钡餐”
【答案】B
【解析】A.硫元素在自然界中的存在形式既有游离态(如火山喷发口附近的硫单质)又有化合态(如黄铁矿FeS2、硫酸盐等),A正确;
B.硫黄在纯氧中燃烧生成SO2,与氧气的含量无关,B错误;
C.自然界中硫酸钙常以生石膏(CaSO4·2H2O)的形式存在,C正确;
D.重晶石的成分是BaSO4,BaSO4不溶于盐酸,故常用作消化系统X射线检查的内服药剂,俗称“钡餐”,D正确;
故答案选B。
3.下列对的性质描述不正确的是
A.无色、有刺激性气味的气体 B.能使澄清石灰水变浑浊
C.能使氯水褪色,体现漂白性 D.具有还原性,能被氧气氧化
【答案】C
【解析】A.二氧化硫是无色、有刺激性气味的气体,A正确;
B.二氧化硫和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀,即其能使澄清石灰水变浑浊,B正确;
C.二氧化硫具有还原性,能和氯水发生氧化还原反应而使其褪色,C错误;
D.二氧化硫具有还原性,能被氧气氧化生成三氧化硫,D正确;
答案选C。
4.(25-26高一下·天津津南·期末)下列事实能体现漂白性的是
A.使溴水褪色 B.使酸性溶液褪色
C.使品红溶液褪色 D.使滴有酚酞的溶液褪色
【答案】C
【解析】A.与溴水发生氧化还原反应,表现还原性,该现象不能体现漂白性,A错误;
B.酸性具有强氧化性,与发生氧化还原反应,表现还原性,该现象不能体现漂白性,B错误;
C.与品红结合生成不稳定的无色物质使品红溶液褪色,该性质为的漂白性,C正确;
D.是酸性氧化物,可与反应使溶液碱性减弱,酚酞褪色,该现象不能体现漂白性,D错误;
故选C。
5.(25-26高一下·四川雅安·阶段检测)下列说法正确的是
A.SO2具有漂白作用,但不能用于所有食品的漂白
B.经Cl2或SO2漂白后的物质,日后都会恢复原来的颜色
C.活性炭使有色物质褪色是利用了碳单质的还原性,使有色物质发生了还原反应
D.Cl2和SO2的漂白性都是因为它们具有强氧化性
【答案】A
【解析】A.SO2虽有漂白作用,但SO2有毒,作食品添加剂时使用范围有严格要求,故不能用于所有食品的漂白,A正确;
B.Cl2的漂白性是因为HClO具有强氧化性,这是一个不可逆过程,不能恢复原来的颜色,而SO2的漂白性是由于其与有色物质化合生成了不稳定的无色物质,该过程可逆,日后可恢复原来的颜色,B错误;
C.活性炭使有色物质褪色是利用了活性炭的吸附性,C错误;
D.Cl2的漂白性与强氧化性有关,而SO2不具有强氧化性,D错误;
故选A。
6.(25-26高一下·河南周口·期末)下列关于浓硫酸说法错误的是
A.常温下,铁与浓硫酸反应产生氢气
B.浓硫酸能与灼热的木炭反应,产生二氧化硫和二氧化碳
C.浓硫酸具有吸水性,在实验室中常用作干燥剂
D.浓硫酸可使木材、蔗糖等有机物脱水炭化
【答案】A
【解析】A.常温下铁遇浓硫酸会发生钝化,表面生成致密的氧化膜阻止反应持续进行,不会产生氢气,A错误;
B.浓硫酸具有强氧化性,加热条件下可与灼热木炭反应,生成二氧化硫和二氧化碳、水,B正确;
C.浓硫酸具有吸水性,可干燥酸性、中性非还原性气体,实验室中常用作干燥剂,C正确;
D.浓硫酸具有脱水性,可将木材、蔗糖等有机物中的氢、氧元素按水的组成比(2:1)脱去,使有机物脱水炭化,D正确;
故选A。
7.(25-26高一上·四川泸州·阶段检测)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A.Na2SO4Na2CO3 B.SO2H2SO4
C.BaCO3BaCl2 D.Fe2O3Fe(OH)3
【答案】C
【解析】A.酸性弱于,无法发生弱酸制强酸的反应,与不反应,A错误;
B.与反应生成,不能直接生成,B错误;
C.与盐酸反应的化学方程式为,可以生成,该转化能实现,C正确;
D.不溶于水,不能与直接反应生成,D错误;
故选C。
8.(25-26高一上·广东湛江·阶段检测)关于反应,下列说法不正确的是
A.氧化性:
B.CuO中的Cu元素被还原
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2
D.还原产物是
【答案】D
【解析】A.反应中,CuO是氧化剂,是氧化产物,氧化剂的氧化性强于氧化产物,所以氧化性:,A正确;
B.CuO中Cu元素的化合价由+2价降低到0价,Cu元素被还原,B正确;
C.题给反应中,CuO是氧化剂,氨是还原剂,二者的化学计量数分别为3和2,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2,C正确;
D.反应中N元素的化合价由−3价升高到0价,生成氮气,氮气是氧化产物;Cu元素的化合价由+2价降低到0价,生成Cu,Cu是还原产物,D错误;
故选D。
9.空气是人类最重要的资源之一、下列说法正确的是
A.液化的空气是纯净物
B.空气可被压缩是因为气体分子在不断运动
C.二氧化硫是空气质量评价的主要污染物之一
D.稀有气体在空气中比例小、不活泼,没有用途
【答案】C
【解析】A.液化空气仍含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质,属于混合物,不是纯净物,A错误。
B.空气可被压缩是因为气体分子之间存在较大间隔,和分子不断运动无关,B错误。
C.二氧化硫有毒,会引发酸雨,是空气质量评价的主要污染物之一,C正确。
D.稀有气体化学性质稳定,可作保护气,通电时能发出不同颜色的光,可制作电光源,有广泛用途,D错误;
故选C。
10.(24-25高一下·海南·期中)下列关于环境污染及防治的说法错误的是
A.氮氧化物能造成光化学烟雾
B.燃煤脱硫可降低酸雨对建筑的危害
C.用石英砂制备粗硅的尾气可直接排入空气
D.硫酸厂产生的废气可用石灰乳吸收
【答案】C
【解析】A.氮氧化物是形成光化学烟雾的主要污染物之一,A正确;
B.燃煤脱硫可减少排放,减少硫酸型酸雨的形成,能降低酸雨对建筑的危害,B正确;
C.石英砂制备粗硅的反应为,尾气含有毒的,不能直接排入空气,C错误;
D.是酸性氧化物,可与石灰乳的主要成分反应,因此可用石灰乳吸收硫酸厂废气中的,D正确;
故选C。
能力进阶
11.硫在不同温度下的状态和分子结构不同,单质硫S8环状分子的结构如图。时硫变为蒸气,蒸气中存在:3S84S66S412S2。下列说法错误的是
A.S8、S6、S4、S2互为同素异形体,其相互转化为化学变化
B.时,32gS8中共价键的数目为NA
C.可用酒精洗涤试管内壁残留的硫单质
D.硫在自然界中存在游离态形式
【答案】C
【解析】A.同素异形体是由同种元素形成的不同单质,、、、互为同素异形体,同素异形体属于不同物质,它们之间的转化为化学变化,故A正确;
B.由图可知中化学键为,所以(即)中共价键的数目为,故B正确;
C.硫单质不溶于水,微溶于酒精,易溶于,所以用洗涤试管内壁残留的硫单质,故C错误;
D.游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中,故D正确;
故答案选C。
12.(25-26高一上·河北邯郸·阶段检测)某小组设计了如图所示的装置制取SO2并验证其性质。下列说法正确的是
A.70%浓硫酸滴入Na2SO3固体中产生气体,体现了浓硫酸的强氧化性
B.滴有酸性KMnO4溶液的滤纸褪色,说明SO2具有漂白性
C.滴有品红溶液的滤纸褪色,加热后又恢复原色
D.滴有石蕊溶液的滤纸先变红后褪色,说明SO2是酸性氧化物
【答案】C
【解析】A.70%浓硫酸与固体反应生成,反应方程式为,反应中S元素化合价未变化,属于复分解反应,浓硫酸体现酸性,未体现强氧化性,A错误;
B.酸性溶液褪色是因为被还原,体现的还原性,B错误;
C.的漂白性很弱,加热后又恢复原色,C正确;
D.与水反应生成,使石蕊变红,但不能漂白石蕊溶液,滤纸只变红不褪色,D错误;
故选C。
13.某同学设想用如图所示装置来验证浓硫酸的某些性质,其中不能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
实验目的
强氧化性
脱水性
溶解放热
吸水性
实验装置
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.常温下浓硫酸不与铜片反应,无法验证浓硫酸的强氧化性,铜和浓硫酸的氧化还原反应需要加热条件,因此该装置不能达到实验目的,A错误;
B.浓硫酸接触滤纸片时,会将滤纸中的C、H、O元素按水的组成比脱去使滤纸炭化变黑,可以验证浓硫酸的脱水性,能达到实验目的,B正确;
C.将浓硫酸滴入锥形瓶中,若浓硫酸稀释放热,会使锥形瓶内空气受热膨胀,导致U形管内的水出现左低右高的液面差,可以验证浓硫酸溶解放热的性质,能达到实验目的,C正确;
D.培养皿内的浓硫酸会吸收密闭空间中的水蒸气,使涂在玻璃片上的饱和溶液中的溶剂挥发,析出晶体,可以验证浓硫酸的吸水性,能达到实验目的,D正确;
故选A。
14.(25-26高一上·山东济南·阶段检测)物质类别与元素价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。硫元素的价—类二维图如图所示。下列说法正确的是
A.X与Y反应生成S时,X体现氧化性
B.Y能使品红溶液褪色,体现还原性
C.Y→H2SO3→Z是形成酸雨的一种途径
D.Z的浓溶液可用于干燥气体X
【答案】C
【分析】根据价类二维图推断物质:为,为,为。
【解析】A.与反应生成时,中元素化合价从升高到,作还原剂,体现还原性,A错误;
B.使品红溶液褪色体现的是的漂白性,是和品红反应生成不稳定的无色物质,是非氧化还原反应,因此没有体现出还原性,B错误;
C.与水反应生成,被空气中氧化为,是硫酸型酸雨的形成途径之一,C正确;
D.浓硫酸具有强氧化性,会和具有还原性的发生氧化还原反应,不能干燥,D错误;
故选C。
15.(25-26高一上·天津·阶段检测)为验证、、的氧化性,某小组用如图所示装置进行实验:(夹持仪器和A中加热装置已省略,气密性已检验;70%硫酸溶液与反应生成)。
实验过程:
Ⅰ.打开止水夹,通入一段时间,再将T型导管插入B中,继续通入,然后关闭、、。
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,待不再产生气体时,关闭。
Ⅳ.打开活塞b,使约2 mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
V.打开和活塞c,加入适量70%的硫酸溶液,一段时间后关闭。
Ⅵ.更换试管D,打开活塞b,使约2 mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
(1)仪器B的名称___________________,其上口棉花浸有________________溶液(化学式)。
(2)过程I的目的是_________________________________________________________。
(3)若过程Ⅲ的B中的黄色溶液中含有和,向其中通入气体,会观察到有淡黄色沉淀(S)生成,写出该反应的化学方程式:____________________________________________________。
(4)若将制取的通入硫酸酸化的高锰酸钾溶液可使溶液褪色,其反应的离子方程式为___________________________________________。
(5)将3.64 g 、样品恰好溶解在200 mL 0.9 的盐酸中,然后向其中加入NaOH溶液使、刚好完全沉淀,消耗NaOH溶液50 mL,则NaOH溶液的浓度为_____________。
【答案】(1) 分液漏斗 NaOH
(2)排尽装置内的空气,防止空气中的氧气氧化而干扰实验
(3)
(4)
(5)3.6 mol/L
【分析】实验先用排尽装置内空气,避免氧化生成而干扰实验。随后由A制得的氧化B中亚铁离子,再由C制得的还原所得铁离子;B上口棉花中的溶液吸收逸出的有毒气体。氧化还原方程式按电子守恒配平;混合氧化物恰好溶于盐酸后,沉淀全部三价金属离子所需氢氧根的物质的量等于已消耗盐酸的物质的量。
【解析】(1)图中B为梨形且下端带活塞,故为分液漏斗;上口棉花用于吸收逸出的和,应浸有NaOH溶液;
(2)先后向接入B前后的装置通入,可排尽各部分的空气;否则空气中的会把氧化为,干扰后续实验;
(3)得到电子生成,中硫元素的化合价由−2价升高到0价,生成;电子守恒要求铁离子与硫化氢的物质的量之比为2∶1,反应的化学方程式为;
(4)酸性条件下,中锰元素由+7价降至+2价,得到电子生成,每个高锰酸根离子得到5个电子;表现还原性,中硫元素由+4价升至+6价,生成,每个二氧化硫失去2个电子。由电子守恒确定二者系数比为2∶5,再配平氢、氧和电荷,离子方程式为;
(5)盐酸恰好将和完全溶解,所得、恰好完全沉淀。对任一种三价金属氧化物,反应关系为、,故沉淀所需氢氧根的物质的量等于溶解氧化物所消耗盐酸的物质的量。,所以,则。
16.(25-26高一上·江苏盐城·期中)工业尾气中的含硫化合物(SO2、H2S等)会造成环境问题,可用多种方法脱除。
(1)由NaClO碱性废水处理吸收含SO2烟气的流程如图-1所示:
①吸收塔中喷淋的碱液与气体逆向接触的优点是___________。
②该过程中发生氧化还原反应的离子方程式为___________。
③廉价的Ca(ClO)2不能代替NaClO作脱硫剂,原因是___________。
(2)用Na2CO3溶液脱除SO2。已知含硫物种(即水溶液中H2SO3、HSO、SO)随pH变化如图-2所示。
①当用Na2CO3溶液吸收SO2至溶液的pH为4时,发生反应的离子方程式为___________。
②当pH=1.5时,溶液中c(HSO)___________c(H2SO3)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)一种铁基脱硫剂脱除硫化氢(H2S)的方法包括吸收和再生两个阶段,其工艺流程原理如图-3所示:
①X微粒为___________(填粒子符号)。
②当铁基脱硫剂吸收标况下448 mL H2S时,若要保证铁基脱硫剂再生完全,则所通入的O2的质量为___________。
【答案】(1) 增大接触面积,增加反应速率,反应更充分 SO2+ClO-+2OH-=SO+Cl-+H2O 用Ca(ClO)2脱硫会生成微溶的CaSO4,覆盖在催化剂表面,反应物难以和催化剂充分接触,从而降低脱硫效果
(2) 2SO2+CO+H2O=2HSO+CO2 <
(3) Fe3+ 0.32 g
【分析】利用NaClO的氧化性将有毒的 SO2转化为无害且易处理的硫酸盐(Na2SO4),达到了净化烟气的目的。
【解析】(1)①气液逆向接触时,气流和喷淋的碱液运动方向相反,可增大接触面积,增加反应速率,让烟气中的SO2被碱液充分吸收;
②由图1最终产物为NaCl和Na2SO4可知,碱性环境下作为氧化剂将SO2(+4价S)氧化为(+6价S),自身被还原为,结合碱性条件补全电荷与原子即可得到离子方程式;
③若用Ca(ClO)2替代,氧化生成的会与Ca2+结合生成微溶的CaSO4,覆盖在催化剂表面,反应物难以和催化剂充分接触,从而降低脱硫效果。
(2)①由图2可知pH=4时,溶液中含硫物种几乎全部为,说明过量SO2和Na2CO3反应,生成和CO2,反应的离子方程式为,符合亚硫酸酸性强于碳酸的反应规律;
②由图2中和的物质的量分数相等时,所以pH=1.5时。
(3)①吸收阶段H2S被氧化为S单质,对应铁元素作为氧化剂被还原为Fe2+,因此X微粒是高价态的Fe3+;再生阶段O2将Fe2+重新氧化为 Fe3+,完成循环;
②标况下448 mLH2S的物质的量为0.02 mol,吸收过程中H2S共转移0.02 mol ×2=0.04 mol电子;再生时O2氧化Fe2+,1mol O2参与反应得到4mol电子,因此需要O2的物质的量至少为0.01 mol,对应质量为0.01 mol×32 g/mol=0.32 g。
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