化学必修 第二册第一节 硫及其化合物优秀课时训练
展开1 硫及其化合物
【知识导图】
【重难点精讲】
一、硫单质的性质及应用
1.硫元素的存在形态
2.硫单质的物理性质
硫单质俗称硫黄,是一种淡黄色固体;难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2;有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
H2 O2
(1)S的氧化性
S与Fe、Cu、Hg反应的化学方程式依次为Fe+SFeS、2Cu+SCu2S、S+Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)。
(2)S的还原性
①S与O2反应的化学方程式为S+O2SO2,在空气中燃烧火焰为淡蓝色。
②与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为
S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O。
(3)S与NaOH溶液反应的化学方程式为3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O,该反应中硫既是氧化剂,又是还原剂,此反应可用于除去试管内黏附的S。
二、硫的氧化物(SO2、SO3)的性质及应用
1.二氧化硫(SO2)
(1)物理性质
二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体,是大气污染物之一;易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约40体积SO2。
(2)化学性质
按要求完成下列方程式:
①酸性氧化物的通性,与水反应:SO2+H2OH2SO3;与NaOH(足量)反应:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O。
②氧化性(如与H2S溶液反应):
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
③还原性,与O2反应:2SO2+O22SO3;与氯水反应::Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4
④漂白性:可使品红溶液等有机色质褪色,生成不稳定的化合物。
2.三氧化硫(SO3)
SO3在标准状况下为无色、针状晶体,能与水反应:SO3+H2O===H2SO4,放出大量的热,SO3是酸性氧化物,它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。
3.硫的氧化物的污染与治理
(1)来源:含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。
(2)危害:危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)。
(3)治理:燃煤脱硫,改进燃烧技术。
(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个:
途径1:空气中飘尘的催化作用,使2SO2+O22SO3、SO3+H2O===H2SO4。
途径2:SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4。
三、 硫酸 硫酸根离子的检验
1.硫酸的物理性质
H2SO4是无色液体,能与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。
2.硫酸是强电解质,写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式
(1)铁:Fe+2H+===Fe2++H2↑;
(2)MgO:MgO+2H+===Mg2++H2O;
(3)Ba(OH)2:Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O;
(4)Na2SO3:SO+2H+===H2O+SO2↑;
(5)BaCl2:Ba2++SO===BaSO4↓。
3.浓H2SO4的特性
(1)填写下表
实验
实验现象
浓硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中
蓝色固体变白
吸水性
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
沾有浓H2SO4的滤纸变黑
脱水性
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热
铜片逐渐溶解,产生无色刺激性气味的气体
强氧化性、酸性
(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O、
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(3)常温下,铁、铝遇浓H2SO4钝化,可用铝槽车运输浓H2SO4。
4.硫酸的用途
(1)制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。
(2)消除金属表面的氧化物。
(3)用于精炼石油,制造炸药、农药、染料等,是实验室里常用的试剂。
5.SO的检验
检验SO的正确操作方法:被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)。
注:先加稀盐酸的目的是防止CO、SO、Ag+干扰,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生。整个过程中可能发生反应的离子方程式:CO+2H+===CO2↑+H2O、SO+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SO===BaSO4↓。
四、硫及其化合物的相互转化及应用
1.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
2.掌握硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的
如:
写出②、③、④反应的化学方程式:
②H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O;
③Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑;
④SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3。
(2)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
注意 (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。
【典题精练】
考点1、考查硫及其氧化物的性质
例1.下列说法正确的是( )
A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液褪色
B.能使品红溶液褪色的不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同
D.SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好
解析:A项中SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为其具有还原性,能使品红溶液褪色是因为其具有漂白性,SO2不能使石蕊溶液褪色;B项,能使品红溶液褪色的物质有很多,如Cl2,不仅仅是SO2;C项中这些漂白剂的漂白原理不都相同;D项,SO2和Cl2等物质的量混合后在溶液中发生反应:SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,从而失去漂白能力。
答案:B
名师点睛:常见的能用于漂白的物质的比较与分析
考点2、考查二氧化硫与二氧化碳的鉴别
3.下列实验中能证明某气体为SO2的是( )
①使澄清石灰水变浑浊 ②使湿润的蓝色石蕊试纸变红
③使品红溶液褪色 ④通入足量NaOH溶液中,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀盐酸 ⑤通入溴水中,能使溴水褪色,再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生
A.都能证明 B.都不能证明
C.③④⑤均能证明 D.只有⑤能证明
解析:CO2也能产生①④中的实验现象,酸性气体一般都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,氯气也能使品红溶液褪色。实验⑤说明气体有还原性,结合后续实验现象说明该气体是SO2。
答案:D
解题技巧归纳:
(1)SO2鉴别的一般方法
①利用物理性质鉴别:气味:用标准的闻气体气味法,SO2有刺激性气味。
②利用化学性质鉴别:a.氧化性:与硫化氢气体混合,有淡黄色固体生成。b.还原性:将气体通入稀氯水中,使氯水褪色;将气体通入稀溴水中,使溴水褪色;将气体通入酸性高锰酸钾溶液中,酸性高锰酸钾溶液褪色;将气体通入氯化铁溶液中,氯化铁溶液由黄色变成浅绿色;将气体通入硝酸钡溶液中,产生沉淀。
③漂白性:将气体通入品红溶液中,能使品红溶液褪色;加热颜色又恢复。
(2)答题模板——检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都可使澄清的石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程为
流程设计
检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清的石灰水
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
注意:有时为简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,用较浓的酸性KMnO4溶液,现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅。
考点3、考查SO2对环境的污染与治理
5.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,下列叙述不正确的是( )
A.该过程中可得到化工产品H2SO4
B.该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C.该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和S
D.图中涉及的反应之一为
Fe2(SO4)3+SO2+2H2O===2FeSO4+2H2SO4
解析:根据工艺流程图可知,该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O===2FeSO4+2H2SO4,该工艺不仅吸收了二氧化硫,还得到了化工产品硫酸,A、D两项正确;根据A中分析可知该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2,B项正确;该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫,C项错误。
答案:C
规律总结:消除SO2对环境污染的“3方法”
方法一:钙基固硫法
为防治酸雨,工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙,从而使硫转移到煤渣中,反应原理为CaO+SO2CaSO3,2CaSO3+O2===2CaSO4,总反应方程式为2CaO+2SO2+O22CaSO4。
方法二:氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法,雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2,其反应的化学方程式为
NH3+SO2+H2O===NH4HSO3,2NH3+SO2+
H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4。
方法三:钠、碱脱硫法
钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,发生反应的化学方程式为2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2,Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。
考点4、考查硫酸的性质及应用
2.向5 mL 18 mol·L-1的硫酸中加入足量铜片并加热使其充分反应。下列说法正确的是( )
A.有0.09 mol的硫酸被还原
B.有0.045 mol的硫酸被还原
C.充分反应后体系无硫酸剩余
D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g
解析:浓硫酸与铜加热时可发生氧化还原反应,而稀硫酸与铜不发生反应。浓硫酸与铜反应时,随着反应的进行,浓硫酸的浓度逐渐降低变成稀硫酸,因此,参加反应的硫酸的实际量要比理论计算值小。根据题意可得n(H2SO4)=0.005 L×18 mol·L-1=0.09 mol,参加反应的硫酸n(H2SO4)<0.09 mol,参加反应的铜小于2.88 g。
答案:D
名师归纳:(1)浓硫酸的性质及应用:熟记浓硫酸的五大性质(强氧化性、脱水性、吸水性、酸性和难挥发性)及它们的应用,特别是浓硫酸的强氧化性、脱水性和吸水性,重点是浓硫酸的强氧化性。
(2)理清浓硫酸的脱水性和吸水性的区别:①吸水性:浓硫酸能吸收物质中游离的水,可用作干燥剂。
②脱水性:浓硫酸可将有机物中的H、O以2∶1比例脱去。
(3)注意“量变”引起的“质变”:在理解浓硫酸与铜、锌、铁、铝以及与碳、硫等反应时,我们要动态地看待反应过程,例如在浓硫酸与铜的反应中,开始是浓硫酸,但随着反应的进行硫酸的浓度逐渐减小,最后变成了稀硫酸,稀硫酸与铜不反应。
考点5:考查SO的检验
例5.在检验SO42-的过程中,下列操作中正确的是
A.先加稀硝酸,没有产生沉淀,然后再加硝酸钡,产生白色沉淀,证明有SO42-存在
B.先加硝酸钡,产生白色沉淀,然后再加稀硝酸,沉淀不溶解,证明有SO42-存在
C.先加稀盐酸,没有产生沉淀,然后再加氯化钡,产生白色沉淀,证明有SO42-存在
D.先加氯化钡,产生白色沉淀,然后再加稀盐酸,沉淀不溶解,证明有SO42-存在
解析:A.先加入稀硝酸,由于硝酸具有强氧化性,溶液中若含有亚硫酸根离子,则会被硝酸氧化为硫酸根离子而生成硫酸钡沉淀,因此不能排除亚硫酸根离子的干扰,A错误;B.先加入硝酸钡,产生白色沉淀,然后再加稀硝酸,沉淀不溶解,不能排除亚硫酸根离子的干扰,亚硫酸根离子易被硝酸氧化为硫酸根离子而生成硫酸钡沉淀,B错误;C.先加入稀盐酸,没有产生沉淀,排除银离子的干扰,然后再加氯化钡溶液,产生白色沉淀,证明有SO42-存在,C正确;D.先加入氯化钡,产生白色沉淀,然后再加稀盐酸,沉淀不溶解,不能排除银离子的干扰,D错误;故合理选项是C。
答案:C
误区警示:SO检验的常见误区
(1)只加可溶性钡盐,不酸化。误将CO、PO、SO等干扰离子判断成SO。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。
(2)误将Ag+、Pb2+判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液有白色沉淀,再加稀盐酸白色沉淀不溶解便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO,而含Ag+或Pb2+时也会产生同样的现象:Ag++Cl-===AgCl↓(白色),Pb2++2Cl-===PbCl2↓(白色)。
(3)误将SO判断成SO。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性环境中具有强氧化性,发生反应:Ba2++SO===BaSO3↓(白色),3BaSO3+2H++2NO===3BaSO4↓(白色)+2NO↑+H2O。
考点6、考查硫及其化合物的相互转化
例6、在下列物质转化中,A是一种正盐,D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,E是酸,当X无论是强酸还是强碱时,都有如下的转化关系:
ABCDE
当X是强酸时,A、B、C、D、E均含同一种元素;当X是强碱时,A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答:
(1)A是________,Y是________,Z是________。
(2)当X是强酸时,E是________,写出B生成C的化学方程式:__________________________________。
(3)当X是强碱时,E是________,写出B生成C的化学方程式:__________________________________。
解析:因D的相对分子质量比C大16,则Y为O2,进而推知C、D为氧化物,BCD为连续氧化的过程。因E为酸,故C、D均为非金属氧化物,Z为H2O。当X为强碱时,该连续氧化关系为NH3NONO2HNO3,进而推知A为铵盐;当X为强酸时,该连续氧化关系为H2SSO2SO3H2SO4,进而推知A为硫化物。综上所述A为(NH4)2S。
答案:(1)(NH4)2S O2 H2O
(2)H2SO4 2H2S+3O22SO2+2H2O
(3)HNO3 4NH3+5O24NO+6H2O
名师归纳:中学阶段常见的符合ABCD转化关系的有
1、硫元素:H2SSO2SO3H2SO4 SSO2SO3H2SO4
2、碳元素:CCOCO2H2CO3
3、氮元素:N2NONO2HNO3 NH3NONO2HNO3
4、钠元素:NaNa2ONa2O2NaOH
随堂练习:
一、选择题(共48分,每小题3分,只有一个正确选项。)
1.化学与环境密切相关,下列有关说法正确的是( )
A.酸雨是pH小于7的雨水 B.汽车尾气中排放的氮氧化合物主要是汽油燃烧产生的
C.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成 D.大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
【答案】D
【解析】A.正常雨水的pH为5.6,酸雨中因溶解了二氧化硫,其pH小于5.6,故A错误;
B.汽油中不含氮元素,汽车尾气中氮氧化物主要由氮气和氧气反应生成,故B错误;
C.NO2或SO2会导致酸雨的形成,CO2含量的增加会导致温室效应,不能导致酸雨的形成,故C错误;
D.大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,故D正确;故选D。
2.下列关于硫的说法不正确的是( )
A.单质硫既有氧化性,又有还原性 B.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫
C.铜与硫反应生成黑色的硫化铜 D.硫与氢气反应的氧化剂是硫
【答案】C
【解析】
A. 硫与金属单质、氢气等反应时,作氧化剂;硫与活泼非金属单质氧气反应时,作还原剂,故A正确;
B. 硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,故B正确;
C. 硫与铜反应生成硫化亚铜,故C错误;
D. 硫与金属单质、氢气等反应时,作氧化剂,故D正确;故选C。
3.下列说法正确的是( )
A.SO2能使KMnO4水溶液褪色 B.可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2
C.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3 D.少量SO2通过浓的CaCl2溶液能生成白色沉淀
【答案】A
【解析】A. SO2有还原性,可以将酸性KMnO4还原而褪色,故A正确;
B. CO2和SO2均使澄清石灰水变浑浊,现象相同,无法鉴别,故B错误;
C. S粉在纯氧中燃烧也是生成SO2,故C错误;
D. 亚硫酸的酸性弱于盐酸,依据强酸制弱酸规律,SO2与CaCl2不反应,故D错误。故选A。
4.下列反应中,改变反应物的用量或者浓度不会改变反应产物的是
A.硫粉在空气中燃烧 B.澄清石灰水和碳酸氢钠溶液反应
C.锌粉加入到溶液 D.氯气通入溶液中
【答案】A
【解析】A.硫在空气中燃烧,无论硫是否过量,产物都是二氧化硫,故A正确;
B.澄清石灰水和碳酸氢钠溶液能够发生反应:Ca(OH)2+NaHCO3(少量)=CaCO3↓+NaOH+H2O、Ca(OH)2+2NaHCO3(过量)=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,产物与用量有关,故B错误;
C.锌粉加入到溶液中可能生成氯化亚铁和氯化锌,也可能生成铁与氯化锌,与锌的用量有关,故C错误;
D.氯气通入溶液中,依次发生反应:Cl2 + 2I-=2Cl-+ I2、2Fe2+ + Cl2=2Fe3+ + 2Cl-,反应产物与氯气的用量有关,故D错误;故选A。
【点睛】本题的易错点和难点为D,要注意溶液中的离子还原性强弱顺序对反应的影响。
5.下列关于硫酸的叙述中,正确的是( )
A.浓硫酸具有吸水性,能使蔗糖炭化
B.浓硫酸有强氧化性,常温下可贮存在铝、铁容器中
C.浓硫酸具有脱水性,能够干燥氨气、氯气等气体
D.稀释浓硫酸时,应将水沿着器壁慢慢加入到浓硫酸中,并用玻璃棒不断搅拌
【答案】B
【解析】A. 浓硫酸具有脱水性能使蔗糖炭化, A错误;
B. 浓硫酸有强氧化性,常温遇到铝铁钝化,所以常温下可贮存在铝、铁容器中,B正确;
C. 浓硫酸具有吸水性,能够干燥氯气但不能干燥氨气,C错误;
D.稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入到水中,并用玻璃棒不断搅拌,D错误;答案选B。
6.《唐本草》和《本草图经》中记载:“绛矾,本来绿色,……正如瑁璃烧之赤色”“取此物(绛矾)置于铁板上,聚炭,……吹令火炽,其矾即沸,流出,色赤如融金汁者是真也”。其中不涉及的物质是( )
A.FeSO4·7H2O B.S C.Fe2O3 D.H2SO4
【答案】B
【解析】由信息可知,绿矾为硫酸亚铁的结晶水合物,即FeSO4·7H2O,加热发生氧化还原反应,Fe元素的化合价升高,S元素的化合价降低,Fe的氧化物只有氧化铁为红色,则“色赤”物质可能是Fe2O3,故生成氧化铁、二氧化硫、三氧化硫和水蒸气,三氧化硫与水结合可生成硫酸,不涉及的物质是S,答案选B。
【点睛】硫为淡黄色固体,在题目中并未涉及,做本题时要关注各物质的物理性质。
7.除去SO2中混有的HC1气体,可选用的试剂是
A.石灰水 B.浓硫酸 C.饱和NaHSO3溶液 D.饱和Na2SO3溶液
【答案】C
【解析】A.石灰水的成分是氢氧化钙,能与二氧化硫反应,将原物质除掉,故A错误;
B.HC1与浓硫酸不反应,不能除掉杂质,故B错误;
C.HC1与饱和NaHSO3溶液反应生成二氧化硫,二氧化硫与饱和NaHSO3溶液不反应,故C正确;
D.饱和Na2SO3溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠,将原物质除掉,故D错误;故选C。
【点睛】本题考查物质的分离、提纯和除杂,注意除杂的原则不增不减,易分离易复原。
8.由SO2和O2制备SO3(熔点16.8℃,沸点44.8℃)的模拟装置如下图所示)(加热和夹持装置省略):
下列说法正确的是
A.装置①中的试剂为饱和NaHSO3溶液 B.实验室可用铜与稀硫酸在加热条件下制取SO2
C.裝置③反应管中的铂石棉用作反应的催化剂 D.从装置⑤逸出的气体有过量的SO2和O2
【答案】C
【解析】A项,进入高温反应管的气体必须干燥,①应是浓硫酸,故A项错误;B项,铜与稀硫酸不反应,故B项错误;C项,通常情况下,SO2和O2反应很慢,需用催化剂催化,故C项正确;D项,该反应是可逆反应,④中逸出的气体主要是SO2和O2及少量的SO3气体,则⑤中应盛放碱石灰,可除去SO2、SO3,故D项错误。答案为C。
9.能正确表示下列反应的离子方程式是( )
A.向澄清的石灰水中通人气体:
B.过量气体通入氢氧化钠溶液中:
C.气体通入溴水中:
D.氢硫酸中通入氯气:
【答案】B
【解析】A.方程式中,电荷、元素均不守恒,故A项错误;
B.过量,故生成HSO3-,故B项正确;
C.溴单质具有强氧化性,会把二氧化硫氧化成硫酸根,故C项错误;
D.因为氢硫酸是弱电解质,不能完全电离。所以不能写成硫离子,故D项错误;故答案为B。
10.和氢硫酸反应不能产生沉淀的是( )
A.Pb(NO3)2溶液 B.Na2S溶液 C.CuSO4溶液 D.H2SO3溶液
【答案】B
【解析】A. 氢硫酸与Pb(NO3)2反应与生成PbS沉淀,故A不选;
B. 二者不反应,没有沉淀生成,故B选;
C. 氢硫酸与CuSO4反应与生成CuS生成,故C不选;
D. 氢硫酸可与浓硫酸发生氧化还原反应生成单质S,有沉淀生成,故D不选。故选B。
11.下列有关硫元素及其化合物的说法或描述正确的是( )
A.硫黄矿制备硫酸经历两步:SSO3H2SO4
B.酸雨与土壤中的金属氧化物反应后,硫元素以单质的形式进入土壤中
C.在燃煤中加入石灰石可减少SO2排放,发生的反应为2CaCO3+2SO2+O22CO2+2CaSO4
D.土壤中的闪锌矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液转化为铜蓝(CuS),说明CuS很稳定,不具有还原性
【答案】C
【解析】A.用硫黄制硫酸时,第一步只能将硫氧化成SO2,故A错误;
B.酸雨与土壤中的金属氧化物反应后,硫元素以SO42-的形式进入土壤中,故B错误;
C.在燃煤中加入石灰石,高温下石灰石分解生成CaO,可与SO2以及氧气反应生成硫酸钙,故C正确;
D.土壤中的闪锌矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液转化为铜蓝(CuS),说明CuS的溶解度比ZnS的小,与CuS很稳定不具有还原性无关,故D错误;答案选C。
【点睛】硫单质在氧气中燃烧的产物是二氧化硫,而二氧化硫和氧气需要在催化剂、加热条件下才能进一步转化为三氧化硫。
12.类比推理法是研究物质性质的常用方法之一。下列类比推理正确的是
选项
类比
推理
A
CO2能使澄清石灰水变浑浊
SO2也能使澄清石灰水变浑浊
B
Fe与S能直接化合生成FeS
Cu和S也能直接化合生成CuS
C
Fe能置换出CuSO4溶液中的Cu
Na也能置换出CuSO4溶液中的Cu
D
Cu与O2在加热条件下生成CuO
Na与O2在加热条件下生成Na₂O
【答案】A
【解析】A. CO2、SO2均为酸性氧化物,均能使澄清石灰水变浑浊,故A正确;
B. S具有弱氧化性,Fe与S能直接化合生成FeS,Cu和S能直接化合生成Cu2S,而不是CuS,故B错误;
C. Fe能置换出CuSO4溶液中的Cu,Na不能置换出CuSO4溶液中的Cu,钠活泼性太强,先和溶液中水反应,故C错误;
D. Cu与O2在加热条件下生成CuO,Na与O2在加热条件下生成Na₂O₂,故D错误。综上所述,答案为A。
【点睛】硫的氧化性弱,只能把变价金属氧化成低价态即只能把铜氧化为Cu2S。
13.某溶液中可能含有离子:K+、Na+、Fe2+、Fe3+、SO32-、SO42-,且溶液中各离子的物质的量相等,将此溶液分为两份,一份加高锰酸钾溶液,现象为紫色褪去,另一份加氯化钡溶液,产生了难溶于水的沉淀。下列说法正确的是( )
A.若溶液中含有硫酸根,则可能含有K+ B.若溶液中含有亚硫酸根,则一定含有K+
C.溶液中可能含有Fe3+ D.溶液中一定含有Fe2+和SO42-
【答案】B
【解析】向溶液中加高锰酸钾溶液,现象为紫色褪去,说明溶液中含有还原性微粒,可能含有Fe2+或;另一份加氯化钡溶液,产生了难溶于水的沉淀,溶液中可能含有或;若溶液中阴离子只有,与Fe2+会发生双水解,因溶液中各离子的物质的量相等以及会与Fe3+反应,因此阳离子为K+、Na+;若溶液中阴离子为,则阳离子为Fe2+(不能含有K+、Na+,否则溶液不能使高锰酸钾褪色);若溶液中阴离子为、,Fe3+、Fe2+与不能共存,故溶液中阴离子不可能同时含有、;综上所述,答案为B。
【点睛】
本题推断较为复杂,需要对于离子共存相关知识掌握熟练,且需依据电荷守恒进行分析,注意分类讨论。
14.下列物质转化需要加入还原剂才能实现的是
A.SO32-→SO2 B.HCl→Cl2 C.Na→Na+ D.SO2→S
【答案】D
【解析】还原剂具有还原性,需加入还原剂才能实现,说明题中物质具有氧化性,被还原,所含元素化合价应降低,以此解答。
A.元素化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,可加入酸就能实现,故A错误;B.Cl元素化合价升高,被氧化,应加入氧化剂才能实现,故B错误;C.Na元素化合价升高,被氧化,应加入氧化剂,故C错误;D.S元素化合价降低,被还原,应加入还原剂才能实现,故D正确;故答案为D。
15.一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1的浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体甲33.6 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。下列叙述不正确的是( )
A.反应中共消耗1.8 mol H2SO4 B.气体甲中SO2与H2的体积比为4∶1
C.反应中共消耗97.5 g Zn D.反应中共转移3 mol电子
【答案】B
【解析】Zn和浓硫酸发生:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O,随着反应的进行,溶液浓度减小,
稀硫酸与Zn发生:Zn+ H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑,则生成的气体为SO2和的H2混合物,根据反应的有关方程式结合质量守恒定律列方程组计算。
生成气体的物质的量为=1.5mol,溶液剩余硫酸的物质的量为×1L×0.1mol/L=0.05mol,
参加反应的n(H2SO4)=0.1L×18.5mol/L-0.05mol=1.8mol,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,
设反应生成xmolSO2,ymolH2,
Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O
x 2x x
Zn+ H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑
y y y
x+y=1.5
2x+y=1.8
解之得 x=0.3,y=1.2
所以反应会生成0.3mol的二氧化硫和1.2mol的氢气。
A.由以上计算可知,反应中共消耗1.8mol H2SO4,故A正确;
B.气体A为SO2和H2的混合物,且V(SO2):V(H2)=1:4,故B错误;
C.反应中共消耗金属Zn的质量m(Zn)=(0.3mol+1.2mol)×65g/mol=97.5g,故C正确;
D.在反应Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O 中,生成0.3mol的二氧化硫转移电子为0.6mol,反应Zn+ H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑中,生成1.2mol氢气转移电子2.4mol,所以反应中共转移3mol电子,故D正确。故选B。
【点睛】本题考查方程式的相关计算,侧重于学生的分析、计算能力的考查,注意浓硫酸和稀硫酸性质的不同,从质量守恒的角度解答该题,计算生成气体的物质的量关系是解答该题的关键。
16.下列有关物质检验的实验结论,正确的是:
选项
实验操作及现象
实验结论
A
将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色
该气体一定是SO2
B
收集某地某次降雨,测试其pH为5.6
该次降雨属于酸雨
C
向某溶液中加入几滴KSCN溶液,溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为红色
该溶液中一定含有Fe2+
D
向某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成
该溶液中一定含有SO42-
【答案】C
【解析】A.能使品红溶液褪色的气体有可能是氯气,故A错误;
B.酸雨指pH小于5.6的降水,pH=5.6不是酸雨,故B错误;
C. 向某溶液中加入几滴KSCN溶液,溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为红色,溶液中必定含有Fe2+,被新制铝水氧化后与KSCN反应生成血红色物质,故C正确;
D.没有排除SO32-的干扰,SO32-与稀硝酸反应生成SO42-也能与氯化钡反应生成沉淀,故D错误;
故答案选:C。
二、非选择题(共52分)
17.(8分)现有下列4种与生产生活相关的物质
① 碳酸氢钠 ②浓硫酸 ③ 氧化铁 ④次氯酸钠
请回答:
(1)常用作油漆、涂料的红色颜料的是(填序号)____________________
(2)用作治疗胃酸的是(填序号)___________________
(3)84消毒液的主要成分是(填序号)___________________
(4)能做干燥剂的是(填序号)___________________
【答案】③ ① ④ ②
【解析】(1)氧化铁是红色粉末,常用作油漆、涂料的红色颜料,选③;
(2)碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳、水,能消耗胃酸,所以用碳酸氢钠治疗胃酸,选①;
(3)用氯气和氢氧化钠反应制取84消毒液,氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠、氯化钠,所以84消毒液的主要成分是次氯酸钠,选④;
(4)浓硫酸具有吸水性,能做干燥剂的是浓硫酸,选②。
18.(14分)(1)通常把pH小于_________的降雨称为酸雨。
(2)0.6mol H2SO4 的质量是_________g,含_______个分子,该硫酸所含氢元素的质量与_________g HCl中所含氢元素的质量相同。
(3)“比较”是化学研究物质性质的基本方法之一,请运用比较法解答下列问题:已知在一定条件下,过氧化钠几乎可与所有的常见气态非金属氧化物反应。如:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2, Na2O2+CO=Na2CO3。
①试分别写出Na2O2与SO2、SO3反应的化学方程式。
___________________________;__________________。
②通过比较可知:在氧化物中,当非金属元素处于______价时,其氧化物与过氧化钠反应就有O2生成。
【答案】 5.6 58.8 0.6NA 43.8 Na2O2+SO2=Na2SO4 Na2O2+SO3=Na2SO4+O2 最高
【解析】(1)酸雨是指pH小于5.6的降雨。由于空气中CO2溶于水使溶液呈弱酸性,所以不是pH小于7的都是酸雨。正确答案:5.6。(2)m=M×n=98g/mol×0.6mol=58.8g。N=nNA=0.6NA。第三问既0.6mol×2×1g/mol=[m(HCl)/36.5g/mol]×1×1g/mol,解得m(HCl)=43.8g。正确答案:58.8、0.6NA、43.8。(3)由于Na2O2具有强氧化性,所以与还原性较强的SO2反应时将SO2氧化生成Na2SO4,既Na2O2+SO2=Na2SO4。而SO3不能被Na2O2氧化,反应为 Na2O2+SO3=Na2SO4+O2。也就是氧化物中非金属元素处于低价态时能够被氧化生成高价态产物,而氧化物中非金属元素处于最高价态时反应生成O2。正确答案:Na2O2+SO2=Na2SO4、Na2O2+SO3=Na2SO4+O2、最高。
19.(14分)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个基本视角。请根据下图所示,回答下列问题:
已知:氢化物指的是由氢元素和另一种元素组成的化合物,例如NH3就是氮元素的一种氢化物。
(1)X的化学式为________。
(2)W的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应,反应的化学方程式为__________。
(3)已知SO3是一种酸性氧化物,则SO3与NaOH溶液反应的离子方程式为_____________。
(4)欲制备Na2S2O3(硫代硫酸钠),从氧化还原反应角度分析,合理的是_______(填序号)。
A.Na2S+S B.Na2SO3+S
C.Na2SO3+Na2SO4 D.SO2+Na2SO4
(5)将X与Y混合,可生成淡黄色固体,该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为________。
【答案】H2S Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O SO3+2OH−=SO42−+H2O B 2∶1
【解析】(1)根据图象化合价和物质分类可知,X为-2价硫元素的氧化物,化学式为H2S;
(2)H2SO4的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应生成硫酸铜,二氧化硫,和水;
(3)酸性氧化物和碱反应生成盐和水,离子方程式为SO3+2OH−=SO42−+H2O;
(4)Na2S2O3中S为+2价,从氧化还原的角度分析,反应物中S元素化合价必须分别大于+2和小于+2;
(5)在SO2+2H2S=2H2O+3S↓反应中,SO2中S元素的化合价由+4降低为0,为氧化剂;H2S中S元素的化合价由-2升高到0,为还原剂,则S单质既是氧化产物又是还原产物,由S原子守恒及反应可知,2mol还原剂反应生成氧化产物为2mol,1mol氧化剂反应生成还原产物为1mol,因为氧化产物与还原产物均为S,所以质量之比等于物质的量之比为2:1。
【详解】
(1)根据图象化合价和物质分类可知,X为-2价硫元素的氧化物,化学式为H2S;
正确答案:H2S
(2)H2SO4的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应生成硫酸铜,二氧化硫,和水,方程式Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
正确答案:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
(3)酸性氧化物和碱反应生成盐和水,离子方程式为SO3+2OH−=SO42−+H2O;
正确答案:SO3+2OH−=SO42−+H2O。
(4)Na2S2O3中S为+2价,从氧化还原的角度分析,反应物中S元素化合价必须分别大于+2和小于+2;
A.硫元素的化合价都低于+2价,故A不正确;
B.硫元素的化合价分别大于+2和小于+2,故B正确;
C.硫元素的化合价都高于+2价,故C不正确;
D.硫元素的化合价都高于+2价,故D不正确;
正确答案:B。
(5)在SO2+2H2S=2H2O+3S↓反应中,SO2中S元素的化合价由+4降低为0,为氧化剂;H2S中S元素的化合价由-2升高到0,为还原剂,则S单质既是氧化产物又是还原产物,由S原子守恒及反应可知,2mol还原剂反应生成氧化产物为2mol,1mol氧化剂反应生成还原产物为1mol,因为氧化产物与还原产物均为S,所以质量之比等于物质的量之比为2:1;
正确答案:2∶1。
【点睛】本题考查较含硫物质的性质及综合应用、氧化还原反应等,侧重反应原理中高频考点的考查,综合性较强,题目难度不大,易错点第(4)小题。
20.(16分)为了探究木炭与浓H2SO4反应的产物中是否存在CO2,某同学选用如图所示装置进行实验:
(1)组装好上述实验装置后,在装入药品之前必需的实验操作是__。
(2)写出A中发生反应的化学方程式___。
(3)装置B的作用是除去产物中的SO2,发生的反应为 MnO4-+ SO2+ H2O= Mn2++ SO42-+ H+;配平该反应方程式___,若用酸性KMnO4溶液吸收标况下22.4LSO2,则反应转移的电子数为___。
(4)装置C的作用是__。
(5)用物质的量浓度为18.4mol/L的浓硫酸配制500mL0.5mol/L的稀硫酸,主要仪器除量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要__,定容时由于仰视刻度线,则对所配溶液浓度产生的影响为__(填“偏大”,“偏小”或“无影响”)。
【答案】检查装置的气密性 C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O 2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+ 2NA 检验SO2是否除尽,避免干扰CO2的检验 500mL容量瓶 偏小
【解析】碳和浓硫酸在加热条件下反应生成SO2和CO2,SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊,因此在用澄清石灰水检验CO2之前必须把SO2吸收干净,酸性高锰酸钾溶液用于吸收SO2,品红用于检验SO2是否除干净,据此分析。
【详解】
(1)在组装好上述实验装置后,在装入药品之前必须检验装置的气密性,故答案为:检查装置的气密性;
(2)装置A中发生的反应为C和浓硫酸共热生SO2、CO2和水,化学方程式为:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;
(3)反应中SO2→SO42-,硫元素由+4价升高为+6价,共升高2价,MnO4-→Mn2+,Mn元素由+7降低为+2价,共降低5价,化合价升降最小公倍数为10,故SO2的系数为5,MnO4-的系数为2,再结合原子守恒、电荷守恒配平其它物质的系数,配平后的方程式为:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+;根据反应2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+可知,若用酸性KMnO4溶液吸收标况下22.4LSO2,即1molSO2,则反应转移的电子数为=2NA;
(4)装置C的作用是检验SO2是否除尽,避免干扰CO2的检验;
(5)配制500mL0.5mol/L的稀硫酸,主要仪器除量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要500mL容量瓶,定容时由于仰视刻度线,则所加蒸馏水偏多,对所配溶液浓度偏小。
课后作业:
一、单选题
1.下列哪种物质不列入城市“空气质量日报”的首要污染物( )
A.CO2 B.NO2 C.SO2 D.可吸入颗粒物PM2.5
2.下列污染现象主要与SO2有关的是
A.水华 B.臭氧层空洞 C.酸雨 D.白色污染
3.下列有关物质性质及对应用途描述正确的是( )
A.SO2具有氧化性,可用于纸浆漂白
B.金属镁燃烧时会发出耀眼的白光,常用作耐高温材料
C.碳酸钠溶液显碱性,可用于清洗油污
D.浓硫酸具有脱水性,可用作干燥剂
4.一定条件下,通过单质间化合反应一步可得到的是( )
A.FeCl2 B.SO3 C.Na2O D.HClO
5.下列对浓硫酸的叙述正确的是( )
A.常温下,浓硫酸与铁铝不反应,所以铁、铝制容器能盛装浓硫酸
B.浓硫酸具有吸水性,能使蔗糖炭化
C.浓硫酸和铜片加热既表现强酸性又表现强氧化性
D.浓硫酸和Na2SO3反应制取SO2时,浓硫酸表现出强氧化性
6.用下面的方案进行某些离子的检验,其中方案设计严密的是( )
A.检验试液中的SO42-:试液无沉淀白色沉淀
B.检验试液中的Fe2+:试液无明显现象红色溶液
C.检验试液中的CO32-:试液白色沉淀沉淀溶解
D.检验试液中的I-:试液无明显现象蓝色溶液
7.某气体通入品红溶液中,溶液褪色,加热后又恢复为原来颜色。该气体是
A.CO2 B.O2 C.SO2 D.H2
8.为了确定某物质是否变质,所选试剂(括号内物质)达不到实验要求的是( )
A.K2SO3是否被氧化(BaCl2溶液) B.新制氯水已经完全变质(紫色石蕊试液)
C.KI是否被氧化(淀粉溶液) D.FeSO4是否被氧化(KSCN溶液)
9.向如图装置中缓慢地通入气体X,若关闭活塞,则品红溶液无变化,而澄清石灰水变浑浊;若打开活塞,则品红溶液褪色,加热后又恢复红色.据此判断气体X和洗气瓶内溶液Y分别可能是 ( )
A
B
C
D
X
SO2
H2S
CO2
Cl2
Y
饱和NaHCO3
浓硫酸
Na2SO3
NaHCO3
A.A正确 B.B正确 C.C正确 D.D正确
10.浓硫酸和2 mol·L−1的稀硫酸,在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图。分析a、b曲线变化的原因是
A.a升华、b冷凝 B.a挥发、b吸水 C.a蒸发、b潮解 D.a冷凝、b吸水
11.下列变化的实质相似的是( )
①浓硫酸和浓盐酸在空气中敞口放置时浓度均减小
②二氧化硫和氯气均能使品红溶液褪色
③二氧化硫能使品红溶液、溴水褪色
④氨气和碘化氢气体均不能用浓硫酸干燥
⑤常温下浓硫酸用铁质容器存放,加热条件下浓硫酸与木炭反应
⑥浓硫酸能在白纸上写字,氢氧酸能在玻璃上刻字
A.只有②③④ B.只有⑤ C.只有③④⑥ D.全部
12.下列关于物质性质与应用的说法正确的是
A.二氧化碳有氧化性,在点燃条件下能将金属镁氧化
B.二氧化硫有漂白、杀菌性能,可在食品加工中大量使用
C.二氧化氯具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒
D.二氧化锰具有较强的的氧化性,可作H2O2分解的氧化剂
13.下列叙述正确的是( )
A.将CO2通入BaCl2溶液中至饱和,无沉淀产生;再通入SO2,产生沉淀
B.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解;再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解
C.向AlCl3溶液中滴加氨水,产生白色沉淀;再加入NaHSO4溶液,沉淀消失
D.常温下用浓硫酸与铁粉反应生成氢气的速率比用铁粉与稀硫酸反应产生氢气的速率快
14.下列对硫酸的叙述正确的是( )
A.因浓硫酸具有强氧化性,故不可用它来干燥氢气
B.浓硫酸不活泼,可用铁铝容器存放
C.浓硫酸有强氧化性,稀硫酸不具有氧化性
D.浓硫酸难挥发,可用来制HF、HCl等挥发性酸
二、填空题
15.供选择的答案:①在水溶液中电离,并呈强酸性 ②具有高沸点、难挥发性 ③浓硫酸具有吸水性 ④浓硫酸具有脱水性 ⑤浓硫酸具有强氧化性。
在下列变化中,硫酸体现的性质为:
(1)铜跟浓硫酸共热,产生二氧化硫气体___;
(2)向盐酸中加入浓硫酸会有白雾产生___;
(3)浓硫酸与溴化钠的混和物加热时产生混和气体(HBr、Br2等)___。
16.硫及其化合物有如下转化关系
(1)发生氧化还原反应的是___________(填序号)
(2)写出(5)的反应方程式____________,说明浓硫酸具有___________,制取CuSO4,__________方法最好(填序号);
(3)SO2是造成空气污染,形成酸雨的主要物质。SO2在水的存在下与氧气反应生成硫酸,反应方程式为_____________。验证二氧化硫的方法是_____________。
(4)某溶液中含有Cl-、SO42-,可能含有Na+、Fe2+或其中一种。
①验证Cl-、SO42-的方法是______________
A.先加BaCl2溶液,等沉淀后,再加AgNO3溶液
B.先加AgNO3溶液,等沉淀后,再加BaCl2溶液
C.先加Ba(NO3)2溶液,等沉淀后,再加AgNO3溶液
②验证Na+或Fe2+最简单的方法是_____________。
三、计算题
17.将2.24L(标准状况)的SO2通入含0.16molNaOH的溶液中,充分反应(不考虑与氧气反应)。请计算:
(1)SO2的质量为 ____________ g。
(2)反应后溶液的溶质组成和物质的量之比为 ____________ 。
四、实验题
18.SO2气体为无色气体,有强烈刺激性气味,是大气主要污染物之一,某学习小组为了探究二氧化硫的某些性质,进行了如下实验。
Ⅰ.如图所示,使用试剂和装置探究二氧化硫的还原性:
(1)装置C的名称为________。
(2)装置B中溶液的现象为_______。
(3)学生甲预测装置D中没有白色沉淀产生,但随着反应的进行,发现装置D中产生了少量白色沉淀。学生乙经过查阅资料发现少量白色沉淀可能是硫酸钡,因为装置或溶液中少量的氧气参与了氧化反应,请写出装置D中反应的化学方程式:______________。
Ⅱ.经过思考,设计了如下装置,且所配制的溶液均使用无氧蒸馏水,检验SO2 在无氧干扰时,是否与氯化钡反应生成沉淀。
(4)加入碳酸钠粉末的目的是________。
(5)当_____时,氯化钡溶液中没有沉淀出现,说明二氧化硫不与氯化钡溶液反应,此时滴加双氧水,出现了白色沉淀。
(6)裝置中选用澄清石灰水而不用氢氧化钠溶液的目的是____。
参考答案
1.A
【解析】
【详解】
A.CO2是空气成分之一,不属于空气污染物,A符合题意;
B.NO2属于氮氧化物,会破坏臭氧层,且溶于雨水形成酸雨,属于空气污染物,B不符合题意;
C.SO2溶于雨水形成酸雨,且为有毒气体,属于空气污染物,C不符合题意;
D.可吸入颗粒物PM2.5,会形成雾霾,造成空气污染,属于空气污染物,D不符合题意;
故答案为:A
2.C
【解析】
【详解】
A. 水华是由于大量N、P元素进入水中造成的水体富营养化的一种表现,与二氧化硫无关,故A错误;
B. 臭氧层空洞的形成与大量使用氯氟代烷烃类化学物质有关,与二氧化硫无关,故B错误;
C. 酸雨的形成主要是由于硫和氮的氧化物进入大气,与二氧化硫有关,故C正确;
D. 白色污染指的是废塑料对环境的污染,与二氧化硫无关,故D错误;
故答案选C。
3.C
【解析】
【详解】
A、SO2的漂白性是因为SO2可以和有色物质结合生成无色物质,与其氧化性无关,A错误;
B、金属镁燃烧时会发出耀眼的白光,故在烟花的制作中会加入一定量的镁,而作耐火材料的是MgO,是因为MgO的熔点高,B错误;
C、碳酸钠溶液显弱碱性,可用于清洗油污,C正确;
D、浓硫酸具有吸水性,可用作干燥剂,D错误;
故选C。
4.C
【解析】
【详解】
A. 氯气具有强氧化性,铁与氯气反应生成FeCl3,不能得到FeCl2,A错误;
B. 硫与氧气反应生成SO2,不能得到SO3 ,B错误;
C.钠与氧气在常温下反应可生成Na2O,C正确;
D. 氯气与水反应生成HClO,而不能由单质反应生成,D错误。
5.C
【解析】
【详解】
A.浓硫酸具有强的氧化性,与铁、铝发生钝化,生成一层致密的氧化膜,故A错误;
B.能使蔗糖炭化体现了浓硫酸的脱水性,故B错误;
C.浓硫酸和铜片加热生成硫酸铜、二氧化硫和水,有盐生成,S元素的化合价降低,既表现强酸性又表现强氧化性,故C正确;
D.亚硫酸钠和浓硫酸发生反应生成硫酸钠、水和二氧化硫,有盐生成,但S元素的化合价不变,只表现为强酸性,故D错误;
故答案选C。
6.D
【解析】
【详解】
A.硝酸可氧化亚硫酸根离子,则原溶液中可能含SO32-,故A错误;
B.氯化钡溶液没有氧化性,加入氯化钡溶液后不能将亚铁离子氧化,故溶液不可能变红,故B错误
C.白色沉淀为碳酸钡或亚硫酸钡,则原溶液中可能含SO32-,故C错误;
D.淀粉遇碘变蓝,可知加入双氧水将碘离子氧化为碘,则可知试液中含I-,方案严密,故D正确;
故答案为D。
7.C
【解析】
【详解】
A.通入CO2,不能使品红褪色,A项错误;
B.O2不能使品红褪色,B项错误;
C.SO2具有漂白性,可使品红褪色,但其漂白性不稳定,加热后品红溶液可恢复到原来的颜色,C项正确;
D.H2不能使品红褪色,D项错误;
答案选C。
8.A
【解析】
【详解】
A、K2SO3在空气中会被氧化为K2SO4,K2SO3、K2SO4和BaCl2反应都会生成白色沉淀,故BaCl2溶液不能达到实验要求,A错误;
B、新制氯水中存在Cl2+H2OHClO+HCl,HClO不稳定、易分解,随着HClO的分解,平衡不断右移,最终新制氯水会变质为盐酸溶液,失去漂白性,故使用紫色石蕊试液,若溶液变红后,不褪色,可以说明氯水完全变质,即紫色石蕊试液能达到实验要求,B正确;
C、KI会被空气氧化生成I2,I2遇到淀粉溶液,溶液会显蓝色,故淀粉溶液能达到实验要求,C正确;
D、FeSO4会被空气氧化为Fe2(SO4)3,加入KSCN溶液,若溶液变红,则说明FeSO4已被氧化,故KSCN溶液能达到实验要求,D正确;
故选A。
9.A
【解析】
【分析】
根据SO2、Cl2、H2S、CO2的有关化学性质可知,能使品红褪色的气体可能为SO2或Cl2,二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,据此分析解答。
【详解】
若打开活塞K,品红溶液褪色,加热后又恢复红色,说明X气体只可能是SO2;关闭活塞K,若X气体为SO2,通入饱和NaHCO3溶液后发生反应:SO2+2NaHCO3═Na2SO3+2CO2+H2O,SO2被吸收而放出CO2,所以品红溶液无变化,而澄清石灰水变浑浊。显然只有A符合,故选A。
10.B
【解析】
【分析】
浓硫酸具有吸水性,能够吸收空气中的水蒸汽,稀硫酸中的水分会蒸发,溶液的质量等于溶剂的质量加溶质的质量,据此解答。
【详解】
浓硫酸具有吸水性,能够吸收空气中的水蒸汽,溶剂增加,溶液的质量增加;稀硫酸中的水分会蒸发,溶剂减少,溶液的质量减小。
答案选B。
11.B
【解析】
【详解】
①浓硫酸和浓盐酸在空气中敞口放置时浓度均减小,前者是因为浓硫酸的吸水性,后者是因为浓盐酸的挥发性,变化的实质不同,故①不选;
②二氧化硫的漂白作用是因为发生化合反应,具有不稳定性,HClO的漂白作用是因为发生氧化反应,漂白效果稳定,变化的实质不同,故②不选;
③二氧化硫使品红褪色是发生了漂白作用,而使溴水褪色发生了氧化还原反应:SO2+Br2+2H2O═H2SO4+2HBr,变化的实质不同,故③不选;
④两者都能和浓硫酸反应,氨气是碱性气体与浓硫酸发生化合反应生成硫酸铵,HI与浓硫酸发生了氧化还原反应:H2SO4+2HI═I2+SO2↑+2H2O,变化的实质不同,故④不选;
⑤两者都体现了浓硫酸的强氧化性,变化的实质相同,故⑤选;
⑥前者是浓硫酸的脱水性,后者是氢氟酸的腐蚀性:4HF+SiO2═SiF4↑+2H2O,变化的实质不同,故⑥不选;
故选:B。
12.A
【解析】
【详解】
A.二氧化碳有氧化性,在点燃条件下能将金属镁氧化为氧化镁,故A正确;
B.二氧化硫有有毒,不能在食品加工中大量使用,故B错误;
C.二氧化氯具有氧化性,可用于自来水的杀菌消毒,故C错误;
D.在H2O2分解中二氧化锰作催化剂,故D错误;
答案选A。
13.C
【解析】
【详解】
A.CO2、SO2均不能与BaCl2溶液反应,所以再通入SO2时也无沉淀产生,A叙述错误;
B.Cu不能与稀硫酸反应,但加入Cu(NO3)2后,相同于溶液中存在HNO3,Cu能溶解在HNO3中,B叙述错误;
C.AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀,加入的NaHSO4呈强酸性,使Al(OH)3溶解,C叙述正确;
D.浓硫酸常温下使铁钝化,加热时与铁粉反应生成二氧化硫,不能产生氢气,D叙述错误;
答案为C。
14.D
【解析】
【详解】
A.浓硫酸具有吸水性,可干燥氢气,与强氧化性无关,选项A错误;
B.浓硫酸与Fe、Al发生钝化,可用铁铝容器存放,选项B错误;
C.浓硫酸、稀硫酸均具有氧化性,但浓硫酸具有强氧化性,而稀硫酸具有弱氧化性,选项C错误;
D.浓硫酸难挥发,利用难挥发性酸制易挥发性酸,可用来制HF、HCl等挥发性酸,选项D正确;
答案选D。
【点睛】
本题考查浓硫酸的性质,为高频考点,把握浓硫酸的特性为解答的关键,注意性质与用途的关系,选项B为解答的易错点,浓硫酸与Fe、Al发生钝化。
15.①⑤ ③ ②⑤
【解析】
【分析】
(1)浓硫酸与铜反应生成硫酸铜、氧化硫和水,体现其强氧化性及强酸性;
(2)浓硫酸具有吸水性溶解过程中放热氯化氢挥发;
(3)浓硫酸与溴化钠反应体现其难挥发性及强氧化性。
【详解】
(1)浓硫酸与Cu片的反应是氧化还原反应,其中Cu被氧化,而参与反应的浓硫酸一部分作氧化剂被还原为SO2,形成气体,另一部分则是形成硫酸铜,这一部分硫酸不是氧化剂,而是形成盐,所以本反应中浓硫酸既表现了强氧化性也表现了酸性;
答案选①⑤;
(2)向盐酸中加入浓硫酸会有白雾产生,白雾生成是溶液温度 升高,氯化氢变为气体挥发出去,形成盐酸小液滴,浓硫酸的吸水性是指吸收现成的水分子,包括水蒸汽、湿存水和结晶水.吸收过程中放出热量,是水合的过程,属于导致产生该现象的原因;
答案选③;
(3)浓硫酸与溴化钠的混和物加热时产生混和气体(HBr、Br2等),反应生成HBr是因浓硫酸具有高沸点、难挥发性,反应得到低沸点、易挥发气体HBr;反应生成是因浓硫酸的强氧化生,将HBr氧化生成Br2;
答案选②⑤。
16.①②⑤ 2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O 强氧化性 ⑥ 2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 将某气体通入盛品红溶液的试管中,品红褪色,再加热,又出现红色,证明是SO2 C 若溶液为无色,则溶液中只有Na+;若溶液显绿色,一定有Fe2+,再做焰色反应,以证明Na+的存在
【解析】
(1)依据转化关系中反应前后元素化合价变化分析,①反应是硫单质和铁发生反应一定有元素化合价变化属于氧化还原反应;②是硫和氧气反应生成二氧化硫属于氧化还原反应;③是三氧化硫和氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀,无元素化合价变化,不是氧化还原反应;④是硫酸铜和氯化钡溶液反应生成沉淀,发生的是复分解反应;⑤是铜和浓硫酸加热反应,发生的是氧化还原反应,⑥是氧化铜与硫酸的反应,没有元素的化合价发生变化;有元素化合价变化的反应为氧化还原反应,因此①②⑤属于氧化还原反应;故答案为①②⑤;
(2)反应⑤是浓硫酸和铜加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为:2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O,反应中浓硫酸表现了酸性和强氧化性;硫酸和氧化铜反应生成硫酸铜,反应过程中无污染气体生成最好,制备硫酸铜的方法,⑥最好,⑤生成二氧化硫污染性气体;故答案为2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O;强氧化性;⑥;
(3)SO2在水的存在下与氧气反应生成硫酸,分压的化学方程式为:2SO2+O2+2H2O═2H2SO4;依据二氧化硫的特征性质检验二氧化硫,使品红试液褪色,加热恢复红色,方法为:将某气体通入盛品红溶液的试管中,品红褪色,再加热,又出现红色,证明是SO2;故答案为2SO2+O2+2H2O═2H2SO4;将某气体通入盛品红溶液的试管中,品红褪色,再加热,又出现红色,证明是SO2;
(4)①依据氯离子用硝酸酸化的硝酸银检验、硫酸根离子检验方法加入盐酸,在加入硝酸钡进行检验,注意离子检验设计应先检验硫酸根离子,沉淀完全后再检验氯离子的存在。A.先加BaCl2溶液,等沉淀后,再加AgNO3溶液,氯离子和硫酸根离子都会生成白色沉淀,不能确定离子存在,故A错误;B.先加AgNO3溶液,等沉淀后,再加BaCl2溶液,硫酸根离子也能生成白色沉淀硫酸银,不能检验离子存在,故B错误;C.先加Ba(NO3)2溶液,等沉淀后,检验硫酸根离子存在,除去硫酸根离子后再加AgNO3溶液,检验氯离子存在,故C正确;故答案为C;
②依据亚铁离子溶液呈浅绿色,钠离子溶液中为无色,或做焰色反应检验;若溶液为无色,则溶液中只有Na+;若溶液显绿色,一定有Fe2+,再做焰色反应,以证明Na+的存在;故答案为若溶液为无色,则溶液中只有Na+;若溶液显绿色,一定有Fe2+,再做焰色反应,以证明Na+的存在。
17.6.4 NaHSO3、Na2SO3且n(NaHSO3)∶n(Na2SO3)=2∶3
【解析】
【分析】
(1)根据标准状况下SO2的体积结合物质的量计算公式n==计算;
(2)氢氧化钠与二氧化硫反应的方程式有SO2 + 2NaOH =Na2SO3 + H2O或SO2 + NaOH =NaHSO3,据此分析解答。
【详解】
(1)标准状况下,2.24L SO2的物质的量为=0.1mol,质量为0.1mol×64g/mol=6.4g,故答案为:6.4;
(2)氢氧化钠与二氧化硫反应的方程式为SO2 + 2NaOH =Na2SO3 + H2O或SO2 + NaOH =NaHSO3,因为n(SO2)∶n(NaOH)=0.1mol∶0.16mol介于1∶2至1∶1之间,因此反应后溶液的溶质为NaHSO3和Na2SO3;
设NaHSO3和Na2SO3的物质的量分别为x、y,根据S原子守恒有x+y=0.1mol,根据钠原子守恒有x+2y=0.16mol,解得:x=0.04mol,y=0.06mol,物质的量之比n(NaHSO3)∶n(Na2SO3)=0.04mol∶0.06mol=2∶3,故答案为:NaHSO3、Na2SO3且n(NaHSO3)∶n(Na2SO3)=2∶3。
18.分液漏斗 溶液由棕黄色变为浅绿色 2SO2+O2+2BaCl2+2H2O=2BaSO4↓+4HCl 产生二氧化碳,排除装置中的氧气 淀粉碘溶液蓝色褪去 检验二氧化碳是否已排尽装置中的空气
【解析】
【分析】
实验室中的二氧化硫可由中等浓度的硫酸与亚硫酸钠发生复分解反应制得,从而证明亚硫酸为弱酸。二氧化硫具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液、H2O2、I2氧化,能被FeCl3溶液氧化,甚至能被水中溶解的氧气所氧化。SO2通入BaCl2溶液中不能生成沉淀,但若水中溶有氧气,则会生成白色沉淀。所以,若想证明二氧化硫不能使BaCl2溶液产生沉淀,则应注意排除溶解氧的干扰。据此分析解答。
【详解】
(1)装置C为分液漏斗。答案为:分液漏斗;
(2)装置A中生成二氧化硫,气体进入装置B中,二氧化硫会将氯化铁还原为氯化亚铁,所以看到的现象为溶液由棕黄色变为浅绿色。答案为:溶液由棕黄色变为浅绿色;
(3)装置或溶液中少量的氧气参与了氧化反应,氧气将H2SO3氧化为H2SO4,反应物为SO2、O2和BaCl2,生成物为硫酸钡沉淀等,反应方程式为2SO2+O2+2BaCl2+2H2O=2BaSO4↓+4HCl。答案为:2SO2+O2+2BaCl2+2H2O=2BaSO4↓+4HCl;
(4)为防止装置内的空气干扰实验现象,实验前,需将装置内的空气排尽,用碳酸钠和硫酸反应,就是利用生成的二氧化碳排尽装置内的空气。答案为:产生二氧化碳,排除装置中的氧气;
(5)当淀粉碘溶液蓝色褪去,说明二氧化硫已经到达淀粉碘溶液中,但是氯化钡溶液中无沉淀,说明二氧化硫不与氯化钡溶液反应。答案为:淀粉碘溶液蓝色褪去;
(6)澄清石灰水的主要作用是验证装置的空气已经排尽,即看到澄清石灰水变浑浊,代表二氧化碳气体已经到达最后的烧杯中,装置中的空气已经被排净。答案为:检验二氧化碳是否已排尽装置中的空气。
【点睛】
制取二氧化硫时,硫酸的浓度约为70%,若使用98%的浓硫酸,生成的二氧化硫很难从粘稠液中逸出;若浓度太稀,生成的二氧化硫大部分溶解在稀硫酸中,并与稀硫酸中的水反应生成亚硫酸。
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