人教版 (2019)必修 第二册第一节 硫及其化合物第3课时免费课后测评

第3课时　不同价态含硫物质的转化

基础过关练

题组一　硫及其化合物的相互转化

1.(2020四川绵阳高一期中)将SO2与H2S气体在集气瓶中混合,下列说法正确的是(　　)

A.集气瓶内壁上有淡黄色固体生成

B.反应中SO2作还原剂

C.反应中SO2与H2S的物质的量之比为2∶1

D.氧化产物与还原产物质量之比为1∶1

2.(2019吉林长春三中高一期中)如图是硫元素在自然界中的循环示意图,下列说法不正确的是(　　)

A.硫在自然界只有游离态

B.煤中含有硫元素,燃煤中加入生石灰可脱硫

C.硫具有弱氧化性,和变价金属反应,通常将金属氧化成低价态

D.氢硫酸是弱酸,能与碱、碱性氧化物反应

3.高温下硫酸亚铁发生如下反应:2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑,若将生成的气体通入氯化钡溶液中,得到的沉淀物是(　易错　)

A.BaSO3和BaSO4　　B.BaSO4　　C.BaSO3　　D.BaS

4.(2020安徽黄山屯溪一中高一开学考试)如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生成的水已略去),下列说法正确的是(　　)

A.反应①说明SO2具有漂白性,反应②说明SO2具有酸性

B.反应②中生成物n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1时,则反应物n(SO2)∶n(NaOH)=1∶2

C.反应③④⑤均属于氧化还原反应

D.工业上可利用反应②和反应④回收SO2

题组二　含硫化合物的性质及制备

5.(2020甘肃张掖高一开学考试)A、B、C是中学化学常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应条件及产物略去)。

ABC

(1)若A是一种黄色固体单质,则B→C的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)若A是一种活泼金属,C是淡黄色固体,则C的名称为　　　　,试用化学方程式表示该物质与水的反应:　　　　　　　　　　　　　。将C长期露置于空气中,最后将变成物质D,D的化学式为　　　　。 

6.(2020湖南长沙高一月考)硫及其化合物是重要的工业原料,探究其性质具有非常重要的意义。

(1)某学习小组设计用如图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　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)利用如图装置可以验证硫和氯非金属性的强弱。

①仪器A的名称为　　　　　　　　　,干燥管D的作用是　　　　　　　　　。 

②实验室中现有药品Na2S溶液、KMnO4、浓盐酸、MnO2,请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性强于硫:装置A、B、C中所装药品分别为　　　　　　　　　、　　　　　　　　　、　　　　　　　　　;装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成,离子方程式为　　　　　　　　　　　　。 

能力提升练

题组一　硫及其化合物的相互转化

1.(2020江苏南京高一月考,)某兴趣小组用Fe2(SO4)3溶液吸收含SO2的尾气(SO2的体积分数约为10%,其余为空气),实验装置如图所示:

(1)装置A中SO2与Fe2(SO4)3溶液反应生成FeSO4,写出该反应的化学方程式:　。 

(2)反应后,若要检验装置A中Fe3+是否过量,可用试剂为　　　　　　;若要检验SO2是否过量,可用试剂为　　　　　　　。 

(3)装置B中所用X溶液为　　　　　　　,作用是　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)若实验测得反应后的装置A中不含有SO2,为测定其中所含FeSO4的物质的量浓度,现进行如下实验:取20.00 mL装置A中溶液,向其中逐滴加入0.100 0 mol/L Ce(SO4)2溶液,发生反应Fe2++Ce4+ Ce3++Fe3+,当反应恰好完全时,共消耗Ce(SO4)2溶液18.00 mL。请通过计算确定FeSO4的物质的量浓度(写出计算过程)。

题组二　含硫化合物的性质及制备

2.(2020四川内江高一月考,)燃煤的烟气中含有SO2,为了治理雾霾天气,工厂采用多种方法实现烟气脱硫。

Ⅰ.(1)“湿式吸收法”利用吸收剂与SO2发生反应从而脱硫。下列试剂中最适合用作该法吸收剂的是　　　(填字母)。 

a.石灰乳　　b.CaCl2溶液　　c.Ba(OH)2溶液

(2)某工厂利用含SO2的烟气处理含Cr2的酸性废水,吸收塔中反应后的铬元素以Cr3+形式存在,具体流程如下:

①用SO2处理含铬废水时,利用了SO2的　　　　性。 

②吸收塔中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 

Ⅱ.石灰—石膏法和烧碱法是常用的烟气脱硫法。石灰—石膏法的吸收反应为Ca(OH)2+SO2 CaSO3+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化,反应为2CaSO3+O2+4H2O 2CaSO4·2H2O。其流程如图:

烧碱法的吸收反应为2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O。该法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如图:

已知:

(3)石灰—石膏法和烧碱法相比,石灰—石膏法的优点是　　　　　　　　　　　,缺点是　　　　　　　　　　　。 

(4)某学习小组在石灰—石膏法和烧碱法的基础上,设计了一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案,流程图中的甲、乙、丙各是　　　　、　　　　、　　　　(填化学式)。 

3.(2020湖北黄冈高一期中,)含硫化合物多为重要的化工原料。请回答下列问题:

Ⅰ.多硫化物是含多硫离子()的化合物,可用作废水处理剂、硫化剂等。

(1)Na2S2的电子式为　　　　。 

(2)Na2S5(易溶于水)在酸性条件下可生成H2S和S,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业上制硫酸的重要原料,在氧气中煅烧生成Fe2O3和SO2,其煅烧的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 

Ⅱ.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种食品抗氧化剂,易溶于水。

(4)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)中硫元素的化合价为　　　。 

(5)向某些饮料中添加少量焦亚硫酸钠(Na2S2O5),可降低饮料中溶解氧的含量,发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(6)向饱和碳酸钠溶液中通入过量SO2可制得焦亚硫酸钠,发生反应的化学方程式为 　                                                　。 

答案全解全析

基础过关练

1.A　将SO2与H2S气体在集气瓶中混合,发生反应2H2S+SO2 3S+2H2O,因此集气瓶内壁上有淡黄色固体生成,A正确;反应2H2S+SO2 3S+2H2O中SO2中S元素的化合价降低,SO2为氧化剂,H2S中S元素的化合价升高,H2S为还原剂,B错误;反应2H2S+SO2 3S+2H2O中SO2与H2S的物质的量之比为1∶2,C错误;SO2为氧化剂,得到的S是还原产物,H2S为还原剂,得到的S是氧化产物,根据反应的化学方程式可知氧化产物与还原产物质量之比为2∶1,D错误。

2.A　硫在自然界中主要以化合态形式存在,在火山口附近或地壳的岩层里有游离态的硫存在,A错误;煤中含有硫元素,燃煤时生成SO2,加入生石灰后,SO2与CaO反应生成CaSO3,CaSO3再被O2氧化生成CaSO4,减少SO2的排放,起到脱硫的作用,B正确;硫具有弱氧化性,与变价金属(如Fe、Cu等)反应生成低价态金属硫化物,C正确;氢硫酸是弱酸,具有酸的通性,可与碱、碱性氧化物反应,D正确。

3.B　硫酸亚铁分解产生的气体中含有SO3,将生成的气体通入BaCl2溶液中发生下列反应:SO3+H2O H2SO4、H2SO4+BaCl2 BaSO4↓+2HCl,因此会生成BaSO4沉淀;由于H2SO3为弱酸,酸性弱于HCl,不能与BaCl2反应,所以混合气体中的SO2不会与BaCl2反应产生BaSO3沉淀;此外混合气体中的S分别为+4价和+6价,反应过程中也未涉及变价,所以也不会产生BaS。综上所述,沉淀只有BaSO4,B项正确。

易错警示　若不仔细分析反应过程,本题往往会错选A。由于亚硫酸钡能与盐酸反应生成氯化钡、SO2和H2O,所以BaCl2不能与SO2反应。当向BaCl2溶液中通入SO2与SO3混合气体时,只是SO3和BaCl2溶液反应,生成BaSO4沉淀,并没有BaSO3生成。

4.D　反应①中先变蓝后褪色是因为KIO3先被还原成I2,后I2又被还原成I-,体现了SO2的还原性,反应②属于酸性氧化物和碱的反应,A错误;根据原子守恒,当n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1时,n(SO2)∶n(NaOH)=2∶3,B错误;反应④是非氧化还原反应,C错误;反应②吸收了二氧化硫,反应④放出了SO2,可以通过这两个反应回收二氧化硫,D正确。

5.答案　(1)2SO2+O2 2SO3

(2)过氧化钠　2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑　Na2CO3

解析　(1)若A是一种黄色固体单质,则为S,硫被氧气氧化生成二氧化硫,二氧化硫被氧气氧化生成三氧化硫,则B→C的化学方程式为2SO2+O2 2SO3。(2)若A是一种活泼金属,C是淡黄色固体,则C为过氧化钠,A为金属钠,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,其化学方程式为2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑。将过氧化钠长期露置于空气中,过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠,则D的化学式为Na2CO3。

6.答案　(1)①a中溶液中出现淡黄色沉淀　②Ⅲ　Cl2+SO2+2H2O 4H++2Cl-+S

(2)①分液漏斗　防止倒吸　②浓盐酸　KMnO4　Na2S溶液　S2-+Cl2 S↓+2Cl-

解析　(1)①二氧化硫具有氧化性,可以和硫化钠发生氧化还原反应生成淡黄色沉淀S。②方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,可能是氯水中的氯离子产生的作用;方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去,可能是氯水中含有的次氯酸起的作用;方案Ⅲ:向第三份溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明溶液中含硫酸根离子,是二氧化硫被氯水氧化生成的,即SO2+Cl2+2H2O 4H++S+2Cl-,S元素的化合价升高,二氧化硫体现还原性,实验方案合理。(2)①仪器A为分液漏斗,球形干燥管D能够防止倒吸。②设计实验验证非金属性:Cl>S,可利用氯气与Na2S的氧化还原反应,则装置A、B、C中所装药品应分别为浓盐酸、KMnO4、Na2S溶液,装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成,C中发生反应的离子方程式为S2-+Cl2 S↓+2Cl-。

能力提升练

1.答案　(1)SO2+Fe2(SO4)3+2H2O 2FeSO4+2H2SO4

(2)KSCN溶液　品红溶液

(3)NaOH溶液　吸收未完全反应的SO2,防止污染空气

(4)n(FeSO4)=n[Ce(SO4)2]=0.100 0 mol/L×0.018 L=0.001 8 mol,c(FeSO4)===0.09 mol/L

解析　(1)装置A中SO2与Fe2(SO4)3溶液发生的氧化还原反应的方程式为SO2+Fe2(SO4)3+2H2O 2FeSO4+2H2SO4。(2)检验Fe3+可用KSCN溶液,若溶液变红,则证明Fe3+过量;检验SO2可用品红溶液,若品红溶液褪色,则证明SO2过量。(3)通过分析可知,装置B中盛放的为NaOH溶液,作用是吸收未反应完的SO2,避免其造成空气污染。(4)因为Ce4+与Fe2+反应时按照物质的量之比1∶1反应,因此n(FeSO4)=n[Ce(SO4)2]=0.100 0 mol/L×0.018 L=0.001 8 mol,则c(FeSO4)===0.09 mol/L。

2.答案　(1)a

(2)还原　3SO2+Cr2+2H+ 2Cr3++3S+H2O

(3)原料便宜,成本低　吸收慢,效率低

(4)NaOH　Ca(OH)2　Na2SO3

解析　(1)二氧化硫与氯化钙不能发生反应,而与氢氧化钙可以反应生成亚硫酸钙,可用石灰乳来吸收二氧化硫;而氢氧化钡虽然能与SO2反应,但由于其原料成本高,所以一般不选择Ba(OH)2溶液吸收。(2)①重铬酸根离子具有强氧化性,二氧化硫具有还原性,则可以用SO2处理含铬废水;②吸收塔中为二氧化硫与重铬酸根离子发生氧化还原反应,其发生反应的离子方程式为3SO2+Cr2+2H+ 2Cr3++3S+H2O。(3)对比两个流程可知,基本反应原理都为二氧化硫与碱发生反应,氢氧化钙原料廉价易得,成本低,但氢氧化钙溶解度不大,吸收慢,效率低。(4)分析流程并对比前两个流程可知,该流程的目的是改进前两个流程的缺点,即氢氧化钙吸收效率低,应用吸收效率较高的氢氧化钠,则甲为氢氧化钠,氢氧化钠成本高,需要循环利用,可用氢氧化钙与亚硫酸钠反应制备氢氧化钠,则乙为氢氧化钙,由此可推知丙为亚硫酸钠,亚硫酸钠与氢氧化钙可以发生复分解反应生成氢氧化钠和亚硫酸钙,实现氢氧化钠的再生,降低成本。

3.答案　(1)Na+[······]2-Na+

(2)+2H+ H2S↑+4S↓

(3)4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2

(4)+4

(5)S2+O2+H2O 2S+2H+

(6)Na2CO3+2SO2 Na2S2O5+CO2

解析　(1)Na2S2为离子化合物,两个S原子间形成一对共用电子,电子式为Na+[······]2-Na+。(2)Na2S5(易溶于水)在酸性条件下可生成H2S和S,反应的离子方程式为+2H+ H2S↑+4S↓。(3)黄铁矿是工业上制硫酸的重要原料,在氧气中煅烧生成Fe2O3和SO2,反应的化学方程式为4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2。(4)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)中,钠元素化合价为+1价,氧元素化合价为-2价,依据化合物中各元素化合价的代数和为0,可计算得到硫元素的化合价为+4价。(5)向某些饮料中添加少量焦亚硫酸钠(Na2S2O5),可降低饮料中溶解氧的含量,Na2S2O5被氧气氧化得到硫酸钠和硫酸,反应的离子方程式为S2+O2+H2O 2S+2H+。(6)向饱和碳酸钠溶液中通入过量SO2可制得焦亚硫酸钠,反应的化学方程式为Na2CO3+2SO2 Na2S2O5+CO2。