必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素实验活动5 不同价态含硫物质的转化优秀课时练习

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第1节 硫及其化合物


第3课时 硫酸根离子的检验 不同价态含硫物质的转化





1．下列确定某溶液中一定有SOeq \\al(2－,4)的方法中，正确的是( )


A．先加BaCl2溶液有白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不消失


B．先加BaCl2溶液有白色沉淀，再加稀硝酸沉淀不消失


C．先加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不消失


D．先加稀盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液有白色沉淀


【答案】D


【解析】先加稀盐酸提供H＋，可排除杂质离子的干扰，再加BaCl2溶液发生反应：Ba2＋＋SOeq \\al(2－,4)===BaSO4↓。


2．下列四组溶液中每组都有三种，其中可用稀H2SO4进行鉴别的一组是( )


A．BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、NaCl溶液


B．Na2CO3溶液、BaCl2溶液、MgCl2溶液


C．Ba(NO3)2溶液、KCl溶液、MgCl2溶液


D．Na2CO3溶液、K2CO3溶液、NaCl溶液


【答案】B


3．为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq \\al(2－,4)和泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：①过滤 ②加过量NaOH溶液 ③加适量盐酸 ④加过量Na2CO3溶液 ⑤加过量BaCl2溶液，正确的操作顺序是( )


A．①④②⑤③ B．④①②⑤③


C．②④⑤①③ D．⑤②④①③


【答案】 D


【解析】 首先要明确除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq \\al(2－,4)，可分别加入Na2CO3溶液、NaOH溶液和BaCl2溶液，且三种溶液均过量，才能使杂质离子分别变成CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4沉淀，过量的BaCl2溶液只能用Na2CO3溶液除去，故要先加入BaCl2溶液，再加入Na2CO3溶液，才能保证不引入新杂质Ba2＋，而多余的NaOH和Na2CO3只需要在过滤后再加入盐酸即可，至于NaOH溶液的加入顺序，只要在过滤前加入就可除去Mg2＋，故D项正确。


4．某溶液中可能含有的阴离子有SOeq \\al(2－,4)、COeq \\al(2－,3)、Cl－等。为了检验其中是否含有SOeq \\al(2－,4)，除BaCl2溶液外，还需要的溶液是( )


A．硫酸 B．盐酸


C．NaOH溶液 D．NaNO3溶液


【答案】 B


【解析】 检验SOeq \\al(2－,4)时，应先用盐酸酸化，若无明显现象，再用BaCl2溶液检验。


5．在“粗盐提纯”的实验中，蒸发时正确的操作是( )


A．把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热


B．开始析出晶体后用玻璃棒搅拌


C．待水分完全蒸干后停止加热


D．蒸发皿中出现大量固体时即停止加热


【答案】 D


【解析】 蒸发可用于浓缩溶液或从溶液中分离出固体溶质。A项未过滤即蒸发，错误；加热过程中应用玻璃棒不断搅拌，B项错误；当蒸发皿中出现较多固体时即停止加热，利用余热将剩余液体蒸干，C错误。


6．下列说法正确的是( )


A．硫单质常存在于火山喷口附近


B．进行SO2性质探究实验时，多余的SO2应排到实验室外


C．SO2气体通入BaCl2溶液中会产生白色沉淀


D．硫在空气中的燃烧产物是SO2，在纯氧中的燃烧产物是SO3


【答案】 A


【解析】 SO2不与BaCl2溶液反应，C错误；硫不论在空气中燃烧，还是在纯氧中的燃烧其产物均是SO2。


7．下列五种有色溶液与SO2作用，均能褪色，其实质相同的是( )


①品红溶液 ②KMnO4酸性溶液 ③滴有酚酞的NaOH溶液 ④溴水 ⑤淀粉碘溶液


A．①④ B．①②④ C．②③⑤ D．②④⑤


【答案】 D


【解析】 ①中SO2与品红化合生成不稳定的无色物质；②④⑤中KMnO4、Br2、I2和SO2之间发生氧化还原反应导致褪色；③是SO2作为酸性氧化物和碱反应导致OH－浓度减小溶液褪色。


8．下列物质能与SO2气体起反应，但无沉淀产生的是( )


①溴水 ②Ba(OH)2溶液 ③石灰水 ④Na2CO3溶液⑤稀硫酸 ⑥Na2SO4 ⑦Na2SO3


A．只有① B．①④⑤ C．④⑥⑦ D．①④⑦


【答案】 D


【解析】 ①溴水与SO2的反应为Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr；②Ba(OH)2溶液与SO2的反应为Ba(OH)2＋SO2===BaSO3↓＋H2O，生成沉淀；③石灰水与SO2的反应为Ca(OH)2＋SO2===CaSO3↓＋H2O，生成沉淀；④Na2CO3溶液与SO2的反应为Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2；稀硫酸、Na2SO4与SO2不反应；⑦Na2SO3与SO2的反应为Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3，所以符合要求的是①④⑦。


9．下列离子方程式正确的是( )


A．向NaOH溶液中通入少量SO2：SO2＋OH－===HSOeq \\al(－,3)


B．向氯水中通入少量SO2：Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SOeq \\al(2－,4)


C．将SO2通入到饱和NaHCO3溶液中：2H＋＋COeq \\al(2－,3)===H2O＋CO2↑


D．将SO2通入到BaCl2溶液中：SO2＋H2O＋Ba2＋===BaSO3↓＋2H＋


【答案】 B


【解析】 SO2与过量NaOH溶液反应生成Na2SO3和水，反应离子方程式为SO2＋2OH－===SOeq \\al(2－,3)＋H2O，A项错误；B项正确；H2SO3的酸性比H2CO3强，SO2通入饱和NaHCO3溶液中，反应的离子方程式为：SO2＋HCOeq \\al(－,3)===HSOeq \\al(－,3)＋CO2，C项错误；H2SO3酸性比盐酸弱，故SO2通入到BaCl2(或CaCl2)溶液中不反应，D项错误，【答案】为B项。


10．如图所示是一套检验气体性质的实验装置。向装置中缓慢加入气体X，若关闭活塞，则品红溶液无变化而澄清的石灰水变浑浊；若打开活塞，则品红褪色。据此判断气体X和洗气瓶内溶液Y分别可能为( )





A.①④ B．①② C．②③ D．③④


【答案】 A


【解析】 SO2、Cl2均具有漂白性，且均与NaHCO3溶液、Na2CO3溶液反应生成CO2，A项正确。


11．甲、乙、丙、丁、戊分别是Na2SO4、Ba(NO3)2、HNO3、BaCl2、NaOH五种溶液中的一种，现利用X溶液鉴别它们，试根据下图关系回答问题：





写出下列溶液中溶质的化学式：


甲__________、乙__________、丙________、丁__________、X__________。


【答案】 BaCl2 HNO3 Ba(NO3)2 Na2SO4 Na2CO3


【解析】 本题为框图推断题，关健是要找到解题“突破口”——加入乙产生气体，而只有HNO3溶液的加入才能产生气体，故乙为硝酸溶液，那么Y应为CO2，而五种物质中能与CO2反应的只有戊NaOH溶液，则X为Na2CO3溶液，且X与甲混合生成白色沉淀，又因为沉淀能溶解于酸，则白色沉淀只能是碳酸钡，那么甲为BaCl2溶液，丙为Ba(NO3)2溶液，向丙中加入丁又出现白色沉淀，而五种物质就剩下丁(Na2SO4溶液)。


12．粗食盐中除含有钙离子、镁离子、硫酸根离子等可溶性杂质外，还含有泥沙等不溶性杂质。根据粗盐提纯的实验回答下列各问题。


(1)将粗盐制成精盐，主要操作步骤之一是蒸发，在加热蒸发溶剂的过程中，还要进行的动手操作是________________(作具体、完整地说明)，这样做的主要目的是__________________；熄灭酒精灯停止加热的根据是_________________________ ________________________________。


(2)如何运用最简方法检验溶液中有无SOeq \\al(2－,4)？_____________________________。


如果有，应该如何除去SOeq \\al(2－,4)？_______________________________________。


【答案】 (1)用玻璃棒不断搅拌液体 防止液滴飞溅蒸发皿中产生了较多的固体


(2)取溶液少许，滴加稀盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，若有白色沉淀，则说明溶液中含有SOeq \\al(2－,4)，否则不含有SOeq \\al(2－,4) 在溶液中继续加入过量的氯化钡


【解析】 本题主要考查粗盐的提纯。粗盐提纯是混合物分离提纯的一个经典范例。解答时，一是要熟悉蒸发操作的过程；二是要理清除去NaCl中Ca2＋、Mg2＋及SOeq \\al(2－,4)所加试剂及滴加的顺序；三是要掌握SOeq \\al(2－,4)的正确检验方法。


13．某同学设计如下实验方案，以分离KCl和BaCl2两种固体混合物。试回答下列问题：





(1)B的化学式为____________________。


(2)该方案的明显失误是因某一步设计不当而使分离的产物KCl不纯，该步骤是________(填序号)，改进措施是往滤液中滴加过量________以除去多余的杂质离子再结晶。


(3)写出②④两步中对应的化学反应方程式：


②________________________________________________________________________；


④________________________________________________________________________。


【答案】 (1)BaCl2 (2)⑥ 盐酸 (3)BaCl2＋K2CO3===BaCO3↓＋2KCl


BaCO3＋2HCl===BaCl2＋CO2↑＋H2O


【解析】 加入K2CO3时发生的反应是BaCl2＋K2CO3===BaCO3↓＋2KCl，故沉淀A是BaCO3，洗涤后加入盐酸，发生的反应是BaCO3＋2HCl===BaCl2＋CO2↑＋H2O，将溶液蒸发结晶所得固体B是BaCl2；步骤②所得滤液是KCl和过量的K2CO3，直接蒸发结晶所得KCl不纯，因此应往滤液滴加过量的盐酸除去多余的COeq \\al(2－,3)再进行结晶。


14．某化学实验兴趣小组的同学用如图装置通入SO2气体进行实验。





(1)请填写表中空格：


(2)写出③中发生反应的化学方程式__________________________________________


________________________________________________________________________。


【答案】 (1)①变红色 ②褪色 ③还原性 (2)I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI


【解析】 SO2是酸性氧化物，由于硫元素为＋4价，是中间价态，既有氧化性又有还原性。有漂白作用，但不能使石蕊试液褪色。①中石蕊试液变红色，②中品红溶液褪色，③中SO2表现还原性，发生的反应为SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI。


15．某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用如图所示装置进行有关实验。





实验中某同学将a g铜片和12 mL 18 ml·L－1的浓硫酸放入圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有一定量的H2SO4和Cu剩余。


请回答：


(1)请写出Cu与浓硫酸反应的化学方程式：_________________________________。


(2)装置E中试管D内盛品红溶液，当C中气体收集满后，D中有可能观察到的现象是____________________________________________。


实验装置E中D有可能造成环境污染，试用最简单方法加以解决(实验用品自选)__________________。


装置B的作用是储存多余的气体。当D处有明显现象后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是_______________________。


B中应放置的液体是________(填字母)。


A．饱和Na2SO3溶液 B．酸性KMnO4溶液


C．浓溴水 D．饱和NaHSO3溶液


(3)问题讨论：为什么有一定量的余酸还未能使Cu完全溶解。你认为原因是_______________。


足量下列药品能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是________(填字母)。


A．Fe B．BaCl2溶液


C．Ag D．Na2CO3溶液


(4)实验中该同学向A中反应后溶液中通入一种气体单质，使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液，请问该气体单质是__________(填名称)，反应的化学方程式是________________。


【答案】 (1)Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O


(2)品红溶液褪色 用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口 试剂瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升 D


(3)随着H2SO4的消耗，浓H2SO4浓度逐渐变稀，稀硫酸与铜不反应 AD


(4)氧气 2Cu＋2H2SO4＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2CuSO4＋2H2O


【解析】 (1)Cu与浓H2SO4反应需加热。(2)SO2能使品红溶液褪色，为防止环境污染，可用的简单方法是用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口，则SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。关闭K装置内气体压强增大，B广口瓶内液面下降，长颈漏斗内液面上升。B中的液体应不能与SO2反应，而且要防止SO2的溶解。A项，Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3；B项，KMnO4氧化SO2；C项，Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；D项，SO2难溶于饱和NaHSO3溶液。应选D。(3)浓H2SO4浓度降低，变为稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不反应。检验余酸实质是检验H＋的存在。Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，COeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋CO2↑，Fe和Na2CO3溶液能证明H＋的存在；BaCl2溶液不能证明H2SO4剩余，因为产物CuSO4也能电离出SOeq \\al(2－,4)；Ag与H＋不反应，不能证明H＋的存在。故选AD。(4)根据题目要求气体单质应为强氧化剂，且仅生成CuSO4溶液，该氧化剂为O2。①
②
③
④
X
SO2
H2S
CO2
Cl2
Y
饱和的NaHCO3溶液
浓硫酸
Na2SO3溶液
Na2CO3溶液
管中棉花的位置
①
②
③
④
棉花浸取试剂
石蕊试液
品红溶液
淀粉和碘水混合液
氢硫酸
现象
褪色
浅黄色
体现SO2的性质
酸性氧化物
漂白性
氧化性