(通用版)高考化学一轮复习课时分层提升练十二4.3硫及其重要化合物(含解析)

　硫及其重要化合物

一、选择题

1.(2019·临汾模拟)下列硫化物中不能直接用金属单质和硫单质反应制得的是

(　　)

A.CuS　　B.FeS　　C.ZnS　　D.MgS

【解析】选A。硫的非金属性较弱,与变价金属化合时,只能生成低价态硫化物,即Cu与硫反应只能生成Cu2S,其余金属硫化物都能直接用金属单质和硫反应得到,故A符合题意。

2.下列溶液能够区别SO2和CO2气体的是 (　　)

①澄清的石灰水　　　　　②H2S溶液

③酸性KMnO4溶液　   ④氯水

⑤品红溶液

A.①②③　　　　　　 B.②③④

C.除①以外    D.全部

【解析】选C。SO2和CO2都属于酸性氧化物,它们都能与石灰水反应生成不溶性的盐,所以不能区别SO2和CO2。SO2具有氧化性,能将H2S氧化成单质硫(有淡黄色沉淀生成);SO2具有还原性,能被酸性KMnO4溶液和氯水氧化(溶液褪色);SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色。而CO2没有这些性质。所以可以用②、③、④、⑤来区别SO2和CO2。

3.(2019·长沙模拟)碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图),下列说法正确的是(　　)

A.洗气瓶中产生的沉淀是BaCO3

B.在Z导管出来的气体中无CO2

C.洗气瓶中产生的沉淀是BaSO3

D.在Z导管口有红棕色气体出现

【解析】选D。碳和浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫气体,铜和浓硝酸反应生成二氧化氮气体,同时通入氯化钡溶液中,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,硝酸可以氧化二氧化硫生成硫酸,再与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,二氧化碳不反应,所以沉淀为硫酸钡,不是碳酸钡,导管出来的气体有二氧化碳和一氧化氮,一氧化氮遇到空气,和氧气反应生成红棕色的二氧化氮。

4.要检验某无色溶液是否含有S,下列操作最合理的是 (　　)

A.加入Ba(NO3)2溶液后再加稀硝酸酸化

B.加入BaCl2溶液后再加盐酸酸化

C.加入稀硝酸(酸化)后再加Ba(NO3)2溶液

D.加入盐酸酸化后再加BaCl2溶液

【解析】选D。检验S时应注意Ag+、C、S、P等离子的干扰。A、C中稀硝酸具有强氧化性,能将S氧化为S,故不能排除S的干扰;B中先加BaCl2而生成的白色沉淀不溶于盐酸,也不能确定含有S,也可能含有Ag+。只有D正确。

5.(2019·安阳模拟)在实验探究课上,同学们积极思考,设计以下实验方案用以验证浓硫酸的吸水性,其中在理论上可行的方案有几种              (　　)

A.3种　　　B.4种　　　C.5种　　　D.6种

【解析】选C。①浓硫酸吸收空气中的水蒸气放热,温度计温度升高,故可从温度计读数来验证,故①符合要求;②浓硫酸吸水,胆矾失去结晶水,变为白色的无水硫酸铜粉末,能够证明浓硫酸的吸水性,故②符合要求;③浓硫酸吸水,饱和硝酸钾溶液中析出晶体硝酸钾,能证明浓硫酸的吸水性,故③符合要求;④浓硫酸吸水,试管中的水减少,证明浓硫酸具有吸水性,故④符合要求;⑤鲜苹果块含水,浓硫酸吸水,苹果块变干,故⑤符合要求;⑥浓硫酸具有脱水性,能够使pH试纸碳化,不能证明其吸水性,故⑥不符合要求。

二、非选择题

6.(2019·福州模拟)某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+、I2,他们使用的药品和装置如图所示。

请按要求回答下列问题:

(1)下列实验方案适用于在实验室制取所需SO2的是________。 

A.Na2SO3溶液与HNO3

B.Na2SO3固体与浓硫酸

C.固体硫在纯氧中燃烧

(2)装置C的作用是____________。如果有560 mL SO2气体(已折算为标准状况)进入C装置中,则C中50 mL NaOH溶液的物质的量浓度至少为________ mol·L-1才能达到目的。 

(3)若要从A中所得溶液提取晶体,必须进行的实验操作步骤:加热浓缩、冷却结晶、________、洗涤、自然干燥。在这一系列操作中没有用到的仪器有(填序号)_ _________________________________________________________。 

A.蒸发皿　B.分液漏斗　C.漏斗　D.玻璃棒　E.冷凝管

(4)在上述装置中通入过量的SO2,请设计实验验证SO2与Fe3+发生了氧化还原反应 _______________________________________________________________。 

__________________________________________________________________。 

_________________________________________________________________。 

(5)本实验中能表明SO2的还原性比I-的还原性强的现象是______________ ______,其反应的离子方程式为____________________。 

【解析】(1)A.硝酸具有强氧化性,把亚硫酸钠氧化成硫酸钠,得不到二氧化硫,故A错误;B.浓硫酸虽具有强氧化性,但不能氧化亚硫酸钠,故B正确;C.固体硫在纯氧中燃烧,操作不容易控制,故C错误。

(2)二氧化硫是酸性氧化物具有刺激性气味,直接排放污染大气,能和碱反应生成盐和水,所以可用碱液处理二氧化硫;如果有560 mL SO2气体(已折算为标准状况)物质的量==0.025 mol,进入C装置中发生反应为SO2+NaOH NaHSO3,则C中消耗氢氧化钠物质的量为0.025 mol,50 mL NaOH溶液的浓度至少为=0.5 mol·L-1。

(3)通过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、自然干燥等操作即可从A中所得溶液提取晶体;蒸发使用仪器:A.蒸发皿;E.玻璃棒;过滤使用仪器:C.漏斗;D.玻璃棒。

(4)取反应后A中试液少许,加入KSCN溶液,不变红,说明溶液里不含有Fe3+,再加入新制的氯水,溶液变红,可知反应的A溶液中含有Fe2+,即可证明SO2与Fe3+发生了氧化还原反应。

(5)I2+SO2+2H2O2HI+H2SO4,则二氧化硫能使含有淀粉的碘水褪色,即说明发生了氧化还原反应,碘是氧化剂,二氧化硫是还原剂,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,发生反应的离子方程式为SO2+I2+2H2OS+2I-+4H+。

答案:(1)B　(2)除去尾气中的SO2,防止污染空气　0.5

(3)过滤　BE

(4)取反应后A中试液少许,加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红(合理即可)

(5)B中溶液的蓝色褪去　SO2+I2+2H2OS+2I-+4H+

7.某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。

请回答下列问题:

(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________,其中发生反应的化学方程式为______________________________________________________。 

(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是________________________、______________________,这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________;装置B中发生反应的离子方程式为____________________________。 

(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象

 ______________________________________________________。 

(4)尾气可采用________溶液吸收。 

【解析】(1)常见烧瓶有圆底烧瓶、平底烧瓶和蒸馏烧瓶,图示中为圆底烧瓶。

(2)SO2因有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,离子反应为5SO2+2Mn+2H2O 5S+2Mn2++4H+。SO2能与-2价的S反应生成硫沉淀,体现氧化性:SO2+ 4H++2S2-3S↓+2H2O。

(3)SO2与品红溶液作用的可逆性指:SO2使品红溶液褪色,加热后又恢复红色,注意实验操作中品红溶液褪色后要关闭分液漏斗的旋塞。

(4)SO2为酸性气体,一般用碱性溶液吸收,也可用酸性高锰酸钾等强氧化性溶液吸收。

答案:(1)圆底烧瓶　Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O

(2)溶液由紫红色变为无色　无色溶液中出现黄色浑浊　还原性　氧化性　5SO2+2Mn+2H2O2Mn2++5S+4H+

(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色

(4)NaOH(合理即可)

【易错提醒】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。SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色石蕊溶液变红。

一、选择题

1.(2019·金溪模拟)根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论正确的是

(　　)

【解析】选D。A.FeCl3将SO2氧化成硫酸根离子,硫酸根离子与BaCl2反应生成硫酸钡沉淀,该反应中二氧化硫被氧化,表现了还原性,故A错误;B.SO2与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO3沉淀,是H2SO3体现酸性,故B错误;C.酸性KMnO4溶液能够氧化SO2,导致溶液褪色,SO2表现了还原性,故C错误;D.Na2SiO3溶液中通入二氧化硫生成H2SiO3,说明亚硫酸的酸性较强,即酸性:H2SO3>H2SiO3,故D正确。

2.(2019·成都模拟)标准状况下,某同学向100 mL H2S饱和溶液中通入SO2,所得溶液pH变化如图所示,下列分析中,正确的是              (　　)

A.ab段反应是:SO2+2H2S3S↓+2H2O

B.亚硫酸是比氢硫酸更弱的酸

C.原H2S溶液的物质的量浓度为0.05 mol·L-1

D.b点对应的溶液导电性最强

【解析】选A。H2S具有还原性,SO2具有氧化性,二者发生反应2H2S+SO23S↓+2H2O,A正确;a处为H2S溶液,d处为H2SO3溶液,d处pH小于a处,可判断亚硫酸的酸性比氢硫酸酸性强,B错误;根据反应2H2S+SO23S↓+2H2O,由于通入112 mL SO2时pH=7,则n(H2S)=2n(SO2)=2×=0.01 mol,c(H2S)==

0.1 mol·L-1,C错误;b点pH=7,为纯水,导电性最弱,D错误。

【加固训练】

(2019·荆州模拟)将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体A为26.88 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L,测得溶液的c(H+)=0.1 mol·L-1,则关于该反应下列叙述中错误的是              (　　)

A.反应中共消耗Zn 91 g

B.气体A中SO2和H2的体积比为1∶1

C.硫酸分子的氧化性强于H+

D.反应中共转移2.4 mol电子

【解析】选A。测得反应后溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,说明硫酸有剩余,Zn完全反应,发生的反应是Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O,可能发生Zn+H2SO4

ZnSO4+H2↑,假设生成SO2的物质的量为x mol,则氢气物质的量为(-x) mol,消耗硫酸物质的量为(100×10-3×18.5-1×) mol,则有:(100×10-3×18.5

-1×)=2x+(-x),解得x=0.6,产生氢气物质的量为0.6 mol,A.根据上述反应,消耗Zn的质量为(0.6+0.6)×65 g=78 g,故A错误;B.根据上述分析,产生SO2和氢气体积比为0.6∶0.6=1∶1,故B说法正确;C.因为先产生SO2,后产生H2,说明硫酸分子的强氧化性强于H+,故C说法正确;D.根据A选项分析,转移电子物质的量为78× mol =2.4 mol,故D说法正确。

【方法规律】

锌和浓硫酸反应,先发生浓硫酸和锌的反应:Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O,后发生稀硫酸和锌的反应:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。根据化学方程式,有Zn～SO2,Zn～H2,即参加反应的锌与生成气体的物质的量相等。

二、非选择题

3.(新题预测)二氧化硫是重要的工业原料,探究其制备方法和性质具有非常重要的意义。

(1)工业上用黄铁矿(FeS2,其中硫元素为-1价)在高温下和氧气反应制备SO2:4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3,该反应中被氧化的元素是________(填元素符号)。当该反应转移2.75 mol电子时,生成的二氧化硫在标准状况下的体积为________ L。 

(2)实验室中用下列装置测定SO2被催化氧化为SO3的转化率。(已知SO3的熔点为16.8 ℃,假设气体进入装置时分别被完全吸收,且忽略空气中CO2的影响)

①简述使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓硫酸的操作:________________。 

②当停止通入SO2,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气,其目的是__________。 

③实验结束后,若装置D增加的质量为m g,装置E中产生白色沉淀的质量为n g,则此条件下二氧化硫的转化率是________(用含字母的代数式表示,不用化简)。 

(3)某学习小组设计用如图所示装置验证二氧化硫的化学性质。

①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为______________________。 

②为验证二氧化硫的还原性,充分反应后,取试管b中的溶液分成三份,分别进行如下实验。

方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成

方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去

方案Ⅲ:向第三份溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀

上述方案中合理的是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管b中发生反应的离子方程式为____________________________________。 

【解析】(1)反应中铁元素和硫元素的化合价均升高,两种元素均被氧化,11 mol O2参加反应生成8 mol SO2时转移电子44 mol,故转移2.75 mol电子时,生成的SO2在标准状况下的体积为×8×22.4 L=11.2 L。(2)①打开分液漏斗旋塞前,首先要打开分液漏斗上口的活塞,以利于分液漏斗中的液体顺利滴下。②反应停止后还要继续通入一段时间氧气,目的是将产物SO3以及未反应的SO2全部赶至吸收装置。③装置D中增加的质量为SO3的质量,装置E中的沉淀为BaSO4,根据硫元素守恒,被氧化的SO2的物质的量为 mol,未被氧化的SO2的物质的量为 mol,故SO2的转化率为×100%。

(3)①SO2能将S2-氧化,生成硫单质。②方案Ⅰ,Cl-与Ag+反应可得到AgCl白色沉淀;方案Ⅱ中氯水可使品红溶液褪色;方案Ⅲ中产生白色沉淀可证明SO2与Cl2发生了氧化还原反应,反应的离子方程式为SO2+Cl2+2H2O4H++S+2Cl-。

答案:(1)Fe、S　11.2

(2)①打开分液漏斗上口的活塞,转动分液漏斗的旋塞,缓慢滴加

②使残留在装置中的SO2和SO3被充分吸收

③×100%

(3)①试管a中出现淡黄色浑浊

②Ⅲ　SO2+Cl2+2H2O4H++S+2Cl-

4.(2019·赣州模拟)某校化学兴趣小组对SO2的性质和回收利用等问题进行探究,对环境保护具有重要意义。

(1)SO2溶于水生成亚硫酸,亚硫酸的酸性强于次氯酸。选择下面的装置和药品来探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱。

①装置A中盛放亚硫酸钙的仪器名称是________,其中发生反应的化学方程式为___________________________________________________________________;

②装置正确的连接顺序为A、________、________、________、D、F,其中装置B的作用是________。证明亚硫酸的酸性强于次氯酸的现象为____________。 

(2)工业上回收利用SO2的一种途径是:SO2(NH4)2SO3(NH4)2SO4。

该小组在探究步骤Ⅱ时,在一定条件下向100 mL c0 mol·L-1 (NH4)2SO3溶液中通入空气后,向反应后的溶液中加入过量盐酸,再加入足量BaCl2溶液,将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,质量为m克。则溶液中(NH4)2SO3的氧化率α=________。(已知:α=) 

【解析】(1)①装置A中盛放亚硫酸钙的仪器为圆底烧瓶,其中CaSO3、盐酸发生复分解反应:CaSO3+2HClCaCl2+SO2↑+H2O。②由于亚硫酸与次氯酸盐发生氧化还原反应,而不是复分解反应,要证明亚硫酸的酸性强于次氯酸,需要通过酸性:H2SO3>H2CO3>HClO进行证明,首先A装置制备SO2,通过C除去挥发出的HCl;再将净化后的SO2通过B制备CO2,可以证明酸性:H2SO3>H2CO3;再分别通过E、D除去过量SO2、验证SO2除尽;最后将制得的CO2通过F,可以证明酸性H2CO3>HClO。

(2)根据关系式:(NH4)2SO4～BaSO4,向反应后的溶液中加入稀盐酸,再加入足量BaCl2溶液,将沉淀洗涤、干燥、称量质量为m g。则转化的n[(NH4)2SO3]=

n[(NH4)2SO4]=n(BaSO4)= mol,则(NH4)2SO3的转化率为÷(c0 mol·L-1×

0.1 L)=。

答案:(1)①圆底烧瓶　CaSO3+2HClCaCl2+SO2↑+H2O　②C　B　E　制取CO2　D中品红溶液不褪色,F中出现白色沉淀　(2)

【方法规律】

证明亚硫酸的酸性大于次氯酸的酸性,不能通过亚硫酸和次氯酸盐的反应,因为二者发生氧化还原反应,而不是复分解反应。需要通过证明酸性:亚硫酸>碳酸,酸性:碳酸>次氯酸。