高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 硫及其化合物优秀巩固练习
展开第01周 硫及其化合物
思维导图
课标要点
(1)通过分析硫的原子结构,推断硫元素可能的化学性质并进行证实,理解物质的微观结构与宏观性质之间的关系。
(2)结合实验探究,了解二氧化硫的物理性质和化学性质,能说出二氧化硫的主要用途。
(3)通过二氧化硫与水、与氧气反应的学习,初步建立可逆反应的概念。
(4)通过实验探究,了 解硫酸的酸性和浓硫酸的特性,能设计实验检验硫酸根离子。
(5 )知道含不同价态硫元素的物质可以相互转化,并能设计实验进行探究或验证,增强对氧化还原反应的认识。
(6)能说出含硫物质进人大气的主要途径,知道二氧化硫进入大气能形成酸雨危害环境,增强环保意识,培养社会责任感。
(限时:60分钟 满分80分)
一、选择题:本题共16个小题,每小题3分,共48分。
1.下列说法正确的是
A.硫质脆,微溶于酒精和二硫化碳
B.硫与氢气反应,体现了硫的还原性
C.硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物
D.从硫的化合价角度分析,硫单质既可作氧化剂又可作还原剂
【答案】D
【详解】
A.硫质脆,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,A错误;
B.硫与氢气反应生成硫化氢,其中硫的化合价降低,表现氧化性,B错误;
C.硫与铁粉和铜粉反应分别生成FeS和Cu2S,C错误;
D.硫单质中S为0价,在反应中既可以作氧化剂,化合价降低到价,也可以作还原剂,化合价升高到、价,D正确;
答案选D。
2.查看葡萄酒标签上的成分信息时,常发现其成分中含有少量 SO2 。下列关于 SO2 说法正确的是( )
A.SO2 具有还原性,不能用浓硫酸干燥
B.SO2 不能作食品添加剂,不该添加到葡萄酒中
C.SO2 具有还原性,少量的 SO2 可防止葡萄酒氧化变质
D.SO2 可以使酸性 KMnO4 溶液褪色,体现了它的漂白性
【答案】C
【分析】
二氧化硫具有还原性,葡萄酒中的少量SO2具有防腐、除杂、抗氧化的作用,少量SO2对人体是无害的;二氧化硫具有还原性,能够还原酸性的高锰酸钾,使高锰酸钾褪色,据此解答。
【详解】
A.SO2 具有还原性,但二氧化硫和浓硫酸不反应,可以用浓硫酸干燥,故A错误;
B.葡萄酒中的少量SO2可以防腐、除杂、抗氧化的作用,少量SO2对人体是无害的,故B错误;
C.葡萄酒中的少量SO2可以防腐、除杂、抗氧化的作用,少量SO2可防止葡萄酒氧化变质,故C正确;
D.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,体现了它的还原性,故D错误;
答案为C。
3.下列说法正确的是( )
A.因SO2具有漂白性,所以能使品红溶液、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊试液褪色
B.能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,且原理相同
D.等物质的量的SO2和Cl2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
【答案】B
【详解】
A.二氧化硫的漂白性是因为和有色物质反应生成无色物质而漂白品红溶液,二氧化硫被溴、酸性高锰酸钾氧化而使这两种物质褪色,二氧化硫不能使酸碱指示剂褪色,A错误;
B.二氧化硫、次氯酸等物质都能使品红溶液褪色,所以能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2,B正确;
C.漂白粉和过氧化钠的漂白性是利用其氧化性,活性炭的漂白性是利用其吸附性,二氧化硫的漂白性是因为和有色物质反应生成无色物质,所以其漂白原理不相同,C错误;
D.二者恰好反应生成盐酸和硫酸,反应方程式为Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl,盐酸和硫酸没有漂白性,所以等物质的量的SO2和Cl2混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中不能使有色布条褪色,D错误;
故选B。
4.下列叙述正确的是( )
A.无色有刺激性气味的气体一定是SO2
B.使澄清石灰水变浑浊的气体一定是CO2
C.二氧化硫在空气中燃烧生成三氧化硫
D.SO3是一种酸性氧化物
【答案】D
【详解】
A. 无色有刺激性气味的气体也可以是HCl,A错误;
B. 使澄清石灰水变浑浊的气体也可以是SO2,A错误;
C. 反应没有条件(加热450 ℃,催化剂)不能生成SO3,A错误;
D. SO3与水反应生成硫酸,与氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠和水,则其是一种酸性氧化物,D正确;
故选D。
5.在硫酸的工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是
A.硫铁矿煅烧前要粉碎,因为大块硫铁矿不能燃烧
B.从沸腾炉出来的气体只有SO2
C.SO2氧化成SO3,SO2能全部转化为SO3
D.SO3用98.3%的浓H2SO4吸收,目的是防止形成酸雾,以便使SO3吸收更充分
【答案】D
【详解】
A.将硫铁矿粉碎是使其增大与空气的接触面积,使燃烧更快、更充分,并不是大块硫铁矿不能燃烧,故A错误;
B.从沸腾炉出来的气体除SO2外,还有O2等,故B错误;
C.SO2转化为SO3为可逆反应,正、逆反应同时进行,故SO2不可能全部转化为SO3,故C错误;
D.SO3转化为H2SO4,若直接用水吸收,会形成大量酸雾,导致SO3吸收不完全,工业生产中用98.3%的浓硫酸作为吸收剂,则不会出现酸雾,吸收SO3更充分,故D正确;
故选D。
6.浓H2SO4在实现下列物质的转化过程中,既表现出氧化性,又表现出酸性的是
①Cu→CuSO4 ②C→CO2 ③FeO→Fe2(SO4)3 ④Fe2O3→Fe2(SO4)3
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
【答案】A
【详解】
①浓硫酸表现出强氧化性,将Cu氧化为Cu2+,自身还原为SO2,同时生成了盐(CuSO4),体现了浓硫酸的酸性,故符合;②只体现了浓硫酸的强氧化性,故不符;③既体现了浓硫酸的强氧化性,将+2价Fe氧化为+3价Fe,同时又生成了盐[Fe2(SO4)3],体现了浓硫酸的酸性,故符合;④只体现了浓硫酸的酸性,故不符;故选A。
7.下图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用70%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体,实验现象很明显,且不污染空气。下列说法中错误的是
A.紫色石蕊溶液变红色
B.品红溶液褪色
C.溴水的橙色褪去
D.含酚酞的NaOH溶液红色变深
【答案】D
【详解】
A.二氧化硫与水反应生成亚硫酸,溶液显酸性,则紫色石蕊溶液变红色,A说法正确;
B.二氧化硫具有漂白性,能与品红反应生成无色物质,则品红溶液褪色,B说法正确;
C.二氧化硫可与溴反应生成硫酸和氢溴酸,则溴水的橙色褪去,C说法正确;
D.二氧化硫与NaOH反应生成亚硫酸钠,溶液碱性减弱,则含酚酞的NaOH溶液红色变浅,D说法错误;
答案为D。
8.在检验的过程中,下列操作正确的是( )(提示:稀硝酸具有强氧化性,可将氧化为)
A.先加入稀硝酸,没有产生沉淀,然后再加硝酸钡,产生白色沉淀,证明有存在
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,证明有存在
C.先加入稀盐酸,没有产生沉淀,然后再加氯化钡,产生白色沉淀,证明有存在
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,证明有存在
【答案】C
【详解】
A.硝酸具有强氧化性,在溶液中先加入硝酸,会将氧化为,导致即使原溶液中无,再加硝酸钡时也会生成白色沉淀,即此方法不能排除的干扰,不能说明原溶液中含,故A错误;
B.先加硝酸钡,产生白色沉淀,则白色沉淀可能是BaCO3或BaSO3或BaSO4,再加稀硝酸,则BaCO3会溶解,BaSO3会被氧化为BaSO4,故白色沉淀不溶解,不能说明原溶液中含,故B错误;
C.先加稀盐酸,会将、反应掉,再加BaCl2,如果还生成白色沉淀,则说明溶液中含,故C正确;
D.先加BaCl2,生成白色沉淀,白色沉淀可能是BaCO3或BaSO3或BaSO4,还可能是AgCl,再加稀盐酸,BaCO3或BaSO3均溶解,但BaSO4和AgCl均不溶解,故原溶液中可能含,也可能含Ag+,故D错误;
故选C。
9.将SO2和SO3两种气体的混合物通入BaCl2溶液中,其结果是( )
A.两种气体都被吸收,并有BaSO4沉淀生成
B.只有 BaSO3沉淀,SO3通入溶液中无沉淀生成
C.生成 BaSO3和BaSO4两种沉淀
D.只生成BaSO4沉淀,SO2从溶液中逸出
【答案】D
【详解】
将SO2和SO3两种气体的混合物通入BaCl2溶液,由于盐酸的酸性大于亚硫酸,则SO2不反应,但BaSO4不溶于酸,SO3与H2O反应产生H2SO4,H2SO4与BaCl2发生复分解反应生成BaSO4沉淀和HCl,因此最终结果是:生成BaSO4沉淀,SO2从溶液中逸出,故答案为D。
10.从海水所得的粗盐中含有杂质、、,除去粗盐中的杂质加入药品顺序正确的是
A.溶液溶液溶液过滤后加盐酸
B.溶液溶液溶液过滤后加盐酸
C.溶液溶液溶液过滤后加硫酸
D.溶液溶液溶液过滤后加盐酸
【答案】B
【详解】
粗盐中含有杂质常用溶液除掉,常用溶液除掉、常用溶液除掉,除杂时要将杂质离子尽量除尽,则加入的试剂要过量,由于过量会引入新的杂质,因此后面加入的试剂要将前面的过量杂质也要除尽即钡离子要用碳酸根除掉,因此溶液要加在溶液前面,碳酸钠不仅除掉钙离子,还除掉多余的钡离子,沉淀完离子后先过滤,多余的碳酸钠、氢氧化钠加入盐酸来除掉,因此加入顺序为溶液溶液溶液过滤后加盐酸,故B正确。
综上所述,答案为B。
11.如图是硫元素在自然界中的循环示意图,下列有关说法不正确的是( )
A.硫元素在自然界中既有游离态又有化合态
B.过程⑤可在土壤的缺氧区实现
C.循环过程中硫元素只被还原
D.若生物体有机硫中硫元素为-2价,则过程③中发生的是还原反应
【答案】C
【详解】
A.硫元素在自然界中有游离态和化合态,两种存在形态,A正确;
B.在缺氧的条件下可实现过程⑤的转化,B正确;
C.①、②中硫元素均被氧化,C错误;
D.若生物体有机硫中硫元素为价,中S为+6价,过程③中S的化合价降低,发生还原反应,D正确。
答案选C。
12.硫元素的几种化合物及其单质存在下列转化关系(反应条件省略)。
浓H2SO4SO2Na2SO3Na2S2O3S
下列判断不正确的是
A.反应①中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1
B.反应②表明SO2具有酸性氧化物的性质
C.反应③的原子利用率是100%
D.反应④中稀H2SO4作氧化剂
【答案】D
【详解】
A.反应①为浓硫酸氧化铜单质的反应,浓硫酸作氧化剂被还原成SO2,化合价降低2价,Cu作还原剂被氧化成Cu2+,化合价升高2价,所以氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1,故A正确;
B.二氧化硫与NaOH反应生成盐和水,表明二氧化硫为酸性氧化物,故B正确;
C.反应③为Na2SO3+S=Na2S2O3,生成物只有一种,原子利用率是100%,故C正确;
D.反应④的化学方程式:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,稀硫酸既不是氧化剂也不是还原剂,故D错误;
综上所述答案为D。
13.硫黄在空气中燃烧生成气体甲;将甲溶于水得溶液乙;向溶液乙中滴加溴水时溴水褪色,乙变为丙;在丙中加入硫化钠又生成气体丁;把丁通入溶液乙中得沉淀戊。物质甲、乙、丙、丁、戊中均含有硫元素,它们依次是
A.、、、、S
B.,、、、S
C.、、、、
D.、、、、
【答案】B
【分析】
题干中描述的关系依次为,,,,,则甲、乙、丙、丁、戊依次为、、、、S。
【详解】
硫黄在空气中燃烧生成气体甲,气体甲为SO2,将SO2溶于水得溶液,向溶液中滴加溴水,变为,在溶液中加入硫化钠又生成气体,把通入溶液中得S沉淀,综上物质甲、乙、丙、丁、戊依次是,、、、S,故答案为B。
14.(2021·四川成都市·高一期末)实验室与浓反应的实验装置改进如图。下列说法错误的是( )
A.装置乙用于检验
B.型管中可放置石灰,以吸收防止污染空气
C.伸入或者上提铜丝,可以控制反应的发生和停止
D.实验结束后,立即将水加入试管甲,观察溶液颜色
【答案】D
【详解】
A.甲中浓硫酸与铜反应生成SO2,装置乙中的品红溶液可检验,A正确;
B.SO2是酸性氧化物,可与石灰反应,所以U型管中放置石灰,可吸收并防止污染空气,B正确;
C.铜丝伸入试管内的浓硫酸中,反应发生,上提铜丝,与浓硫酸脱离,反应停止,从而可以控制反应的发生和停止,C正确;
D.实验结束后,浓硫酸的温度比较高,若立即加水易造成液体暴沸,所以应待溶液冷却至室温后加入水中,D错误;
故选D。
15.选用如图所示仪器中的两个或几个(内含物质)组装成实验装置,以验证木炭可被浓硫酸氧化成CO2,下列说法不正确的是
A.按气流从左向右流动,连接装置的正确顺序可以是A→F→E→C→D→B
B.丁中溶液褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中生成CO2
C.丙中溶液褪色,乙中溶液变浑浊,无法说明甲中生成CO2
D.丙中溶液不褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中生成CO2
【答案】B
【详解】
A.碳和浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫,用酸性高锰酸钾除去二氧化硫、用品红溶液检验二氧化硫是否除尽,再用澄清石灰水检验二氧化碳,按气流从左向右流动,连接装置的正确顺序可以是A→F→E→C→D→B,故A正确;
B.二氧化硫、二氧化碳都能使石灰水变浑浊,丁中溶液褪色,乙中溶液变浑浊,不能说明甲中生成CO2,故B错误;
C.丙中溶液褪色,说说明二氧化硫未除尽,二氧化硫、二氧化碳都能使石灰水变浑浊,乙中溶液变浑浊,无法说明甲中生成CO2,故C正确;
D.丙中溶液不褪色,说明二氧化硫已除尽,乙中溶液变浑浊,说明甲中生成CO2,故D正确;
选B。
16.(2021·江西南昌市·南昌十中高一期末)向100mlNaOH溶液中通入一定量的SO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入0.2mol/L的盐酸,产生SO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是( )
A.通入SO2后,所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHSO3):n(Na2SO3)=1:1
B.通入SO2在标准状况下的体积为448mL
C.通入SO2后,所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH):n(Na2SO3)=1:3
D.原NaOH溶液的浓度为0.2mol/L
【答案】D
【分析】
假设NaOH与SO2气体反应所得溶液中只有Na2SO3,则开始阶段发生反应:Na2SO3+HCl=NaHSO3+NaCl,生成SO2发生的反应为:NaHSO3+HCl=NaCl+SO2↑+H2O,由方程式可知,前后两个阶段消耗盐酸的体积应相等,而实际生成SO2消耗的盐酸体积多,故NaOH与SO2气体反应所得溶液中溶质为Na2SO3、NaHSO3,0~25mL时,无气体生成,发生反应为Na2SO3+HCl═NaHSO3+NaCl,加盐酸的体积为25mL~100 mL时,产生气体,发生的反应为NaHSO3+HCl═SO2↑+NaCl+H2O,据此分析解答。
【详解】
A.根据图象可知,加盐酸的体积0~25mL时,无气体生成,发生反应为Na2SO3+HCl═NaHSO3+NaCl,消耗盐酸的物质的量为0.2mol/L×0.025L=0.005mol,所以n(Na2SO3)=0.005mol;加入盐酸100mL时恰好完全反应,此时溶质只有氯化钠,n(Na+)=n(Cl-)=0.2mol/L×0.1L=0.02mol,则n(NaHSO3)=0.02mol-0.005mol×2=0.01mol,通入SO2后,所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHSO3):n(Na2SO3)=2:1,故A错误;
B.加盐酸的体积为25mL~100 mL时,产生气体,发生的反应为NaHSO3+HCl═SO2↑+NaCl+H2O,此反应消耗盐酸的物质的量是0.2mol/L×0.075L=0.015mol,放出SO2在标准状况下的体积为0.015mol×22.4L/mol=0.336L=336mL,所以氢氧化钠溶液通入SO2在标准状况下的体积为336mL,故B错误;
C.假设NaOH与SO2气体反应所得溶液中只有Na2SO3,则开始阶段发生反应:Na2SO3+HCl=NaHSO3+NaCl,由方程式可知,前后两个阶段消耗盐酸的体积应相等,而实际生成二氧化碳消耗的盐酸体积多,故NaOH与SO2气体反应所得溶液中溶质为Na2SO3、NaHSO3,没有氢氧化钠,故C错误;
D.加入100mL盐酸时SO2的体积达最大,此时溶液为NaCl溶液,根据元素守恒,所以n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.1L×0.2mol/L=0.02mol,所以c(NaOH)==0.2mol/L,故D正确;
故选D。
二、非选择题:共32分。
17.(10分)离子反应广泛用于化学研究、化工生产、医疗诊断和环境保护等各个领域。
(1)实验室中可利用Na2SO3粉末与质量分数为70%的硫酸反应制取少量SO2,反应的化学方程式为_________________________________________。
(2)酸性高锰酸钾溶液可吸收SO2,反应的化学方程式为2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4,改写成离子方程式为_____________________________。该反应中被还原的元素是________(填元素符号)。
(3)某硫酸厂每天排放1.12×104m3(标准状况)尾气,其中含0.2%(体积分数)的SO2,则其中所含SO2的物质的量为___________。现用含NaOH浓度为0.5mol·L-1的废碱液(假设其他成分不参与反应)进行处理,每天至少需要这种废碱液的体积为___________L。
(4)某同学向BaCl2溶液中通入SO2,未观察到白色沉淀生成,由此可知酸性强弱:H2SO3___________HCl(填“>”或“<”)。取上述所得溶液进行下列操作,能观察到白色沉淀生成的___________(填字母)。
A.通入Cl2 B.滴加H2O2溶液 C.滴加稀盐酸 D.滴加NaOH溶液
【答案】(1)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)2+5SO2+2H2O=2Mn2++5+4H+ Mn
(3)1000mol 2000
(4)< ABD
【解析】
(1)Na2SO3和70%的硫酸反应生成SO2、硫酸钠、水,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4反应的离子方程式为2+5SO2+2H2O=2Mn2++5+4H+,该反应中Mn元素化合价由+7降低为+2,被还原的元素是Mn。
(3)尾气中所含SO2的物质的量n==1000mol。碱液吸收尾气发生反应NaOH+SO2=NaHSO3时需要的碱液最少,则每天处理尾气至少需要这种废碱液的体积V==2000L。
(4)根据强酸制弱酸原理,向BaCl2溶液中通入SO2,未观察到白色沉淀生成,说明亚硫酸的酸性弱于盐酸;A.通入Cl2时,SO2被氧化为硫酸,可生成BaSO4白色沉淀,故选A;B.滴加H2O2溶液时,SO2被氧化为硫酸,可生成BaSO4白色沉淀,故选B;C.滴加稀盐酸,溶液酸性增强,不能生成沉淀,故不选C;D.滴加NaOH溶液时,溶液酸性减弱,可生成BaSO3白色沉淀,故选D;选ABD。
18.(10分)某研究性学习小组为探究铜片与浓H2SO4反应及产物的化学性质,设计了如下实验装置。
请回答下列问题:
(1)图中仪器a的名称: _______________________,装置④的作用是________________________________。
(2)写出铜片与浓H2SO4共热发生反应的化学方程式:_ _________________________________。
(3)为了验证SO2是酸性氧化物,试管②中可选择的试剂是_____________(填序号)。
a.酸性KMnO4溶液 b.紫色石蕊试液 c. Na2S溶液
(4)下列说法正确的是____________。
a.先检查装置的气密性,再向装置中加入药品
b.实验开始时,只需打开分液漏斗的旋塞,即可使液体顺利滴下
c.实验开始后,试管①和③溶液均褪色,两者均可证明SO2具有漂白性
(5)甲、乙两名同学对铜片与浓H2SO4反应剩余物进行研究,情况如下:
[发现问题]充分 反应后,铜片和H2SO4两种反应物均有剩余。
[提出假设]反应过程中H2SO4浓度降低,铜片与硫酸不能继续反应。
[方案设计]为验证提出的假设,两位学生设计以下实验方案。
学生
实验方案
甲
方案I :取出反应剩余物中的残余铜片,用蒸馏水洗净、晾干,放入盛有浓硫酸的试管中,加热片刻后,残余铜片与浓硫酸继续反应
乙
方案II:向反应后的剩余物中通入-种常见无色气体单质M,加热,
残余铜片继续溶解得到蓝色溶液
方案II中,通入的气体M可能为____________(写化学式); 若残余铜片继续溶解且仅生成CuSO4,溶液,则发生反应的化学方程式为____________________________________________。
【答案】(1)分液漏斗 吸收SO2等酸性气体
(2)Cu + 2H2SO4 (浓)CuSO4 + SO2↑+2H2O
(3)b
(4)a
(5)O2 2Cu + 2H2SO4 + O22CuSO4 + 2H2O
【分析】
第一个装置是用铜和浓硫酸反应制备二氧化硫,品红溶液是为了检验二氧化硫,试管②是为了验证SO2是酸性氧化物,应该选择酸碱指示剂,把二氧化硫通入溴水中是为了检验二氧化硫的还原性,碱石灰是为了吸收过量的二氧化硫,防止污染环境。
【详解】
(1)图中仪器a的名称是分液漏斗;装置④中盛放的是碱石灰,其作用是吸收SO2等酸性气体,防止排放到大气中,污染环境。故答案为:分液漏斗;吸收SO2等酸性气体。
(2)铜片与浓H2SO4共热发生反应的化学方程式Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+H2O
故答案为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+H2O。
(3)为了验证SO2是酸性氧化物,试管②中可选择的试剂是酸碱指示剂-紫色石蕊试液,溶液变红,故答案为:b
(4) a.实验前应先检查装置的气密性,再向装置中加入药品,故a正确;
b.实验开始时,除了需打开分液漏斗的旋塞,还需要打开上部的塞子,利用压强使液体顺利滴下,故b错误;
c.实验开始后,试管①和③溶液均褪色,前者证明二氧化硫具有漂白性,后者证明其还原性,故c错误;
故正确选项为a
(5) 方案II中通入的气体M可能为氧气,若残余铜片继续溶解且仅生成CuSO4,溶液,则发生反应的化学方程式为2Cu + 2H2SO4 + O22CuSO4 + 2H2O,故答案为:O2;2Cu + 2H2SO4 + O22CuSO4 + 2H2O
【点睛】
本题考查铜和浓硫酸的反应以及二氧化硫的性质,把握物质的性质、发生的反应、实验设计等为解答关键,侧重分析与试验能力的考查,注重元素化合物性质的应用,题目难度不大。
19.(12分)硫元素是动植物生长不可缺少的元素,图1是自然界中硫元素的存在示意图。图2是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系,回答下列问题。
(1)图1中与图2中M、N对应的物质分别是_________________、_________________。
(2)X与Y反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________________。
(3)Na2SO3溶液易变质,实验室检验Na2SO3溶液是否变质的基本操作是___________________________。
(4)SO2和氯水都有漂白性,有人为增强漂白效果,将Cl2和SO2混合使用,结果适得其反,几乎没有漂白效果,用离子方程式表示其原因:_______________________________________________。
(5)硫酸是用途广泛的化工原料,可作脱水剂、吸水剂、氧化剂和催化剂等。甲、乙两位同学用铜和硫酸做原料,设计了两种制取硫酸铜的方案。
方案甲:铜与浓硫酸加热直接反应,即Cu→CuSO4
方案乙:由Cu→CuO→CuSO4
①方案甲,中铜和浓硫酸反应的化学方程式是___________________________。该反应体现了浓硫酸的_________________性。
②这两种方案,你认为哪一种方案更合理?_______。理由是_____________________________________。
【答案】(1) CaSO4•2H2O、Na2SO4•10H2O CuFeS2
(2)1:2
(3)取少量溶液于试管中,向其中加入过量稀盐酸,再滴加BaCl2溶液,如果产生白色沉淀,证明混有Na2SO4
(4)Cl2+SO2+2H2O=2Cl-+SO+4H+
(5)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 强氧化性、酸性 方案乙 无污染产生,原料利用率高
【分析】
(1)图2中M为+6价的硫元素对应的盐,对应图1中的物质为CaSO4•2H2O、Na2SO4•10H2O,N为-2价的硫元素对应的盐,对应图1中的物质为CuFeS2;
(2)X为H2S、Y为SO2,发生归中反应得到S单质,SO2做氧化剂,化合价降低4,H2S做还原剂,化合价升高2,由升降相等,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2;
(3)Na2SO3溶液易被氧气氧化为Na2SO4而变质,即检验硫酸根是否存在即可,实验操作为:取少量溶液于试管中,向其中加入过量稀盐酸,再滴加BaCl2溶液,如果产生白色沉淀,证明混有Na2SO4;
(4)二氧化硫与氯气和水发生氧化还原反应生成盐酸和硫酸,离子方程式:Cl2+SO2+2H2O=2Cl-+SO+4H+;
(5)①铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫与水,反应方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,反应中硫元素的化合价部分降低生成二氧化硫,部分不变存在与硫酸铜中,浓硫酸表现强氧化性与酸性;
②方案①生成二氧化硫,污染空气,硫元素不能完全利用,方案②与方案①相比,没有污染产生且原料的利用率高,故方案②更合理。
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