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北京2021高考化学讲义——硫及其化合物专题含解析
2020北京五三高考化学讲义——专题十六 硫及其化合物 挖命题 【考情探究】 考点 内容解读 5年考情 预测热度 考题示例 难度 关联考点 硫及其化合物 根据研究物质的思路和方法,掌握硫及其重要化合物的主要性质和应用。 2018北京理综,26(5) 2017北京理综,10 2016北京理综,11、28 中 化学实验方案的设计与分析 ★★★ 环境污染与保护 1.了解二氧化硫等对环境质量的影响。 2.认识化学在环境监测与保护中的重要作用。 易 化学反应原理 ★☆☆ 分析解读 高考对本专题知识的考查主要有两个方面:硫及其化合物的转化关系;大气污染及防治。本专题知识与生产、生活及社会联系紧密,高考试题中常以环境问题为背景,综合考查元素及其化合物的知识。考查学生的科学探究与创新意识和科学态度与社会责任素养。 【真题典例】 24 / 24 破考点 【考点集训】 考点一 硫及其化合物 1.某同学探究SO2使品红溶液褪色的过程,将SO2通入水中得到pH=2的溶液A,后续操作如下,下列说法不正确的是( ) 实验1 实验2 A.溶液A的pH=2的原因是SO2+H2O H2SO3 H++HSO3- B.实验1、实验2均体现了SO2的还原性和漂白性 C.经实验1、2对比可知品红溶液褪色的过程是可逆的 D.实验2中加入NaOH溶液调节pH=2的原因是排除H+浓度变化产生的干扰 答案 B 2.某同学进行SO2的性质实验,在点滴板a、b、c处分别滴有不同的试剂,再向Na2SO3固体上滴加数滴浓硫酸后,在整个点滴板上盖上培养皿,一段时间后观察到的实验现象如下表所示。 序号 试剂 实验现象 a 品红溶液 红色褪去 b 酸性KMnO4溶液 紫色褪去 c NaOH溶液(含2滴酚酞) 红色褪去 下列说法正确的是( ) A.浓硫酸与Na2SO3固体发生了氧化还原反应 B.a、b均表明SO2具有漂白性 C.c中只可能发生反应:SO2+2OH- SO32-+H2O D.c中所得溶液的离子间一定存在关系:c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-) 答案 D 24 / 24 3.下列实验的现象以及结论均正确的是( ) 选项 实验 现象 结论 A 将少量的氯水滴入FeBr2溶液中,再滴加CCl4振荡 下层溶液呈橙红色 还原性:Br->Fe2+ B 向某无色溶液中滴加稀盐酸酸化的BaCl2溶液 产生白色沉淀 该溶液中一定存在SO42- C 某钾盐溶于盐酸,将产生的无色无味气体通入澄清石灰水 石灰水变浑浊 该钾盐是K2CO3 D 在两支试管中各加入2 mL 5% H2O2溶液,向其中一支试管中滴入2滴0.1 mol/L FeCl3溶液 加FeCl3溶液的试管中产生气泡快 催化剂能增大化学反应速率 答案 D 考点二 环境污染与保护 1.下列说法正确的是( ) A.氯气和明矾都能用于自来水的杀菌消毒 B.常温下,浓硫酸和浓硝酸都能用铜制容器盛装 C.钢铁设备连接锌块或电源正极都可防止其腐蚀 D.酸雨主要是由人为排放的硫氧化物和氮氧化物等转化而成的 答案 D 2.碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下: 下列说法正确的是( ) A.分离器中的物质分离操作为过滤 B.膜反应器中,增大压强有利于提高速率和HI的平衡转化率 C.该工艺中I2和HI的相互转化体现了“碘循环” D.碘循环工艺的总反应为2SO2+4H2O+I2H2+2H2SO4+2HI 答案 C 24 / 24 3.某研究性学习小组计划研究当地酸雨的形成过程,于是取来雨水作水样进行测定,随时间的推移,多次测定该样品的pH,得到如下数据: 时间(h) 开始 8 16 24 32 40 48 pH 5.0 4.8 4.5 4.3 4.2 4.0 4.0 (1)雨水样品放置时pH变化的主要原因为 (用化学方程式表示)。由此可以得出酸雨的形成过程可能是 。如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合,pH将 (填“增大”“减小”或“不变”),原因是 ,二氧化硫表现 性。 (2)下面是酸雨给人类造成的危害,其中不正确的是 。 A.腐蚀建筑物、雕塑等 B.污染水源 C.改良碱性土壤 D.损害庄稼 (3)你认为减少酸雨的产生可采取的措施是 。 ①少用煤作燃料②把工厂的烟囱造高③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源 A.①②③ B.②③④⑤ C.①③⑤ D.①③④⑤ 答案 (1)2H2SO3+O2 2H2SO4 雨水溶解二氧化硫生成亚硫酸,亚硫酸又被空气中的氧气氧化成硫酸,降落下来形成酸雨 减小 自来水中的氯气(或次氯酸)把亚硫酸氧化成硫酸 还原 (2)C (3)C 过专题 24 / 24 【五年高考】 考点一 硫及其化合物 A组 自主命题·北京卷题组 1.(2016北京理综,28,16分)以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象,探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。 实验 试剂 现象 滴管 试管 0.2 mol·L-1 Na2SO3溶液 饱和Ag2SO4溶液 Ⅰ.产生白色沉淀 0.2 mol·L-1 CuSO4溶液 Ⅱ.溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀 0.1 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液 Ⅲ.开始无明显变化,继续滴加产生白色沉淀 (1)经检验,现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象Ⅰ: 。 (2)经检验,现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SO42-,含有Cu+、Cu2+和SO32-。 已知:Cu+ Cu+Cu2+,Cu2+ CuI↓(白色)+I2。 ①用稀H2SO4证实沉淀中含有Cu+的实验现象是 。 ②通过下列实验证实,沉淀中含有Cu2+和SO32-。 a.白色沉淀A是BaSO4,试剂1是 。 b.证实沉淀中含有Cu2+和SO32-的理由是 。 (3)已知:Al2(SO3)3在水溶液中不存在。经检验,现象Ⅲ的白色沉淀中无SO42-,该白色沉淀既能溶于强酸,又能溶于强碱,还可使酸性KMnO4溶液褪色。 ①推测沉淀中含有亚硫酸根和 。 ②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设:ⅰ.被Al(OH)3所吸附;ⅱ.存在于铝的碱式盐中。对假设ⅱ设计了对比实验,证实了假设ⅱ成立。 a.将对比实验方案补充完整。 步骤一: 步骤二: (按上图形式呈现)。 b.假设ⅱ成立的实验证据是 。 24 / 24 (4)根据实验,亚硫酸盐的性质有 。盐溶液间反应的多样性与 有关。 答案 (1)2Ag++SO32- Ag2SO3↓ (2)①析出红色固体 ②a.HCl和BaCl2溶液 b.在I-的作用下,Cu2+转化为白色沉淀CuI,SO32-转化为SO42- (3)①Al3+、OH- ②a. b.V1明显大于V2 (4)亚硫酸盐的溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性 两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件 B组 统一命题、省(区、市)卷题组 2.(2018课标Ⅰ,27,14分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题: (1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式 。 (2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为: ①pH=4.1时,Ⅰ中为 溶液(写化学式)。 ②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是 。 (3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为 。电解后, 室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。 (4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00 mL葡萄酒样品,用0.010 00 mol·L-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为 ,该样品中Na2S2O5的残留量为 g·L-1(以SO2计)。 答案 (1)2NaHSO3 Na2S2O5+H2O (2)①NaHSO3 ②得到NaHSO3过饱和溶液 24 / 24 (3)2H2O-4e- O2↑+4H+ a (4)S2O52-+2I2+3H2O 2SO42-+4I-+6H+ 0.128 3.(2017天津理综,10,14分)H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放,回答下列各方法中的问题。 Ⅰ.H2S的除去 方法1:生物脱H2S的原理为: H2S+Fe2(SO4)3 S↓+2FeSO4+H2SO4 4FeSO4+O2+2H2SO4 2Fe2(SO4)3+2H2O (1)硫杆菌存在时,FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍,该菌的作用是 。 (2)由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为 。若反应温度过高,反应速率下降,其原因是 。 方法2:在一定条件下,用H2O2氧化H2S (3)随着参加反应的n(H2O2)/n(H2S)变化,氧化产物不同。当n(H2O2)/n(H2S)=4时,氧化产物的分子式为 。 Ⅱ.SO2的除去 方法1(双碱法):用NaOH吸收SO2,并用CaO使NaOH再生 NaOH溶液 Na2SO3溶液 (4)写出过程①的离子方程式: ;CaO在水中存在如下转化: CaO(s)+H2O(l) Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq) 从平衡移动的角度,简述过程② NaOH再生的原理 。 方法2:用氨水除去SO2 (5)已知25 ℃,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2、Ka2=6.2×10-8。若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,溶液中的c(OH-)= mol·L-1。将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7 mol·L-1时,溶液中的c(SO32-)/c(HSO3-)= 。 答案 (14分)(1)降低反应活化能(或作催化剂) (2)30 ℃、pH=2.0 蛋白质变性(或硫杆菌失去活性) (3)H2SO4 24 / 24 (4)2OH-+SO2 SO32-+H2O SO32-与Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡向正向移动,有NaOH生成 (5)6.0×10-3 0.62 4.(2014四川理综,9,13分)硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。 Ⅰ.【查阅资料】 (1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。 (2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。 (3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl。 Ⅱ.【制备产品】 实验装置如图所示(省略夹持装置): 实验步骤: (1)检查装置气密性,按图示加入试剂。仪器a的名称是 ;E中的试剂是 (选填下列字母编号)。 A.稀H2SO4 B.NaOH溶液 C.饱和NaHSO3溶液 (2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。 (3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。过滤C中混合物,滤液经 (填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品。 Ⅲ.【探究与反思】 (1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择) 取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成, , 若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。 (2)为减少装置C中生成Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进,改进后的操作是 。 (3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过 方法提纯。 答案 Ⅱ.(1)分液漏斗 B (3)蒸发 Ⅲ.(1)过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀HCl (2)先向A中烧瓶滴加浓H2SO4,产生的气体将装置中空气排尽后,再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液 (3)重结晶 C组 教师专用题组 5.(2013广东理综,11,4分)下列措施不合理的是( ) A.用SO2漂白纸浆和草帽辫 24 / 24 B.用硫酸清洗锅炉中的水垢 C.高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅 D.用Na2S作沉淀剂,除去废水中的Cu2+和Hg2+ 答案 B 6.(2016浙江理综,27-Ⅱ,12分)磁性材料A是由两种元素组成的化合物,某研究小组按如图流程探究其组成: 请回答: (1)A的组成元素为 (用元素符号表示),化学式为 。 (2)溶液C可溶解铜片,例举该反应的一个实际应用 。 (3)已知化合物A能与稀硫酸反应,生成一种淡黄色不溶物和一种气体(标况下的密度为1.518 g·L-1), 该气体分子的电子式为 。写出该反应的离子方程式 。 (4)写出F→G反应的化学方程式 。 设计实验方案探究溶液G中的主要微粒(不考虑H2O、H+、K+、I-) 。 答案 (1)S,Fe Fe3S4 (2)制印刷电路板 (3)H··S······H Fe3S4+6H+ 3H2S↑+3Fe2++S (4)H2SO3+I2+H2O H2SO4+2HI 取溶液G,加入过量BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则有SO42-;过滤后取滤液,滴加H2O2溶液,若再产生白色沉淀,则有H2SO3 7.(2015福建理综,23,15分)研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。 24 / 24 (1)①硫离子的结构示意图为 。 ②加热时,硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为 。 (2)25 ℃,在0.10 mol·L-1H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如下图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。 ①pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)= mol·L-1。 ②某溶液含0.020 mol·L-1 Mn2+、0.10 mol·L-1 H2S,当溶液pH= 时,Mn2+开始沉淀。[已知:Ksp(MnS)=2.8×10-13] (3)25 ℃,两种酸的电离平衡常数如下表。 Ka1 Ka2 H2SO3 1.3×10-2 6.3×10-8 H2CO3 4.2×10-7 5.6×10-11 ①HSO3-的电离平衡常数表达式K= 。 ②0.10 mol·L-1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。 ③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为 。 答案 (1)① ②C+2H2SO4(浓) 2SO2↑+CO2↑+2H2O (2)①0.043 ②5 (3)①c(H+)c(SO32-)c(HSO3-)或[H+][SO32-][HSO3-]②c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+) 或[Na+]>[SO32-]>[OH-]>[HSO3-]>[H+] ③H2SO3+HCO3- HSO3-+CO2↑+H2O 8.(2014江苏单科,20,14分)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。 24 / 24 (1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应: S2--2e- S (n-1)S+S2-Sn2- ①写出电解时阴极的电极反应式: 。 ②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成 。 (2)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。 ①在图示的转化中,化合价不变的元素是 。 ②反应中当有1 mol H2S转化为硫单质时,保持溶液中Fe3+的物质的量不变,需消耗O2的物质的量为 。 ③在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施有 。 (3)H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示,H2S在高温下分解反应的化学方程式为 。 答案 (1)①2H2O+2e- H2↑+2OH- ②Sn2-+2H+ (n-1)S↓+H2S↑ (2)①Cu、H、Cl(或铜、氢、氯) ②0.5 mol ③提高混合气体中空气的比例 (3)2H2S 2H2+S2 9.(2011北京理综,27,15分)甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀,用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)。 24 / 24 实验操作和现象: 操作 现象 关闭弹簧夹,滴加一定量浓硫酸,加热 A中有白雾生成,铜片表面产生气泡 B中有气泡冒出,产生大量白色沉淀 C中产生白色沉淀,液面上方略显浅棕色并逐渐消失 打开弹簧夹,通入N2,停止加热,一段时间后关闭 从B、C中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸 均未发现白色沉淀溶解 (1)A中反应的化学方程式是 。 (2)C中白色沉淀是 ,该沉淀的生成表明SO2具有 性。 (3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是 。 (4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应。 ①为证实各自的观点,在原实验基础上: 甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是 ; 乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是 。 ②进行实验,B中现象: 甲 大量白色沉淀 乙 少量白色沉淀 检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因: 。 (5)合并(4)中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是 。 答案 (1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O (2)BaSO4 还原 (3)2NO+O2 2NO2 (4)①通N2一段时间,排除装置中的空气 饱和NaHSO3溶液 24 / 24 ②甲:SO42-+Ba2+ BaSO4↓,乙:2Ba2++2SO2+O2+2H2O 2BaSO4↓+4H+,白雾的量远多于装置中O2的量 (5)SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀 考点二 环境污染与保护 统一命题、省(区、市)卷题组 1.(2018课标Ⅰ,7,6分)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下: 下列叙述错误的是( ) A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用 B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+ D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠 答案 D 2.(2017课标Ⅲ,7,6分)化学与生活密切相关。下列说法错误的是( ) A.PM2.5是指粒径不大于2.5 μm的可吸入悬浮颗粒物 B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染 C.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放 D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料 答案 C 3.(2016课标Ⅲ,27,15分)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题: (1)NaClO2的化学名称为 。 (2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度323 K,NaClO2溶液浓度为5×10-3 mol·L-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。 离子 SO42- SO32- NO3- NO2- Cl- 24 / 24 c/(mol·L-1) 8.35×10-4 6.87×10-6 1.5×10-4 1.2×10-5 3.4×10-3 ①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式 。增加压强,NO的转化率 (填“提高”“不变”或“降低”)。 ②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐 (填“增大”“不变”或“减小”)。 ③由实验结果可知,脱硫反应速率 脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是 。 (3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。 ①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均 (填“增大”“不变”或“减小”)。 ②反应ClO2-+2SO32- 2SO42-+Cl-的平衡常数K表达式为 。 (4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。 ①从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是 。 ②已知下列反应: SO2(g)+2OH-(aq) SO32-(aq)+H2O(l) ΔH1 ClO-(aq)+SO32-(aq) SO42-(aq)+Cl-(aq) ΔH2 CaSO4(s) Ca2+(aq)+SO42-(aq) ΔH3 则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH= 。 答案 (1)亚氯酸钠(2分) (2)①4NO+3ClO2-+4OH- 4NO3-+2H2O+3Cl-(2分) 提高(1分) ②减小(1分) ③大于(1分) NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高(1分) (3)①减小(1分) ②c2(SO42-)·c(Cl-)c2(SO32-)·c(ClO2-)(2分) (4)①形成CaSO4沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高(2分) ②ΔH1+ΔH2-ΔH3(2分) 24 / 24 4.(2014四川理综,11,16分)污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。 请回答下列问题: (1)上述流程脱硫实现了 (选填下列字母编号)。 A.废弃物的综合利用 B.白色污染的减少 C.酸雨的减少 (2)用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+,其原因是 。 (3)已知:25 ℃、101 kPa时,Mn(s)+O2(g) MnO2(s) ΔH=-520 kJ/mol S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH=-297 kJ/mol Mn(s)+S(s)+2O2(g) MnSO4(s) ΔH=-1 065 kJ/mol SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是 。 (4)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极的电极反应式是 。 (5)MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时,正极的电极反应式是 。 (6)假设脱除的SO2只与软锰矿浆中MnO2反应。按照图示流程,将a m3(标准状况)含SO2的体积分数为b%的尾气通入矿浆,若SO2的脱除率为89.6%,最终得到MnO2的质量为c kg,则除去铁、铝、铜、镍等杂质时,所引入的锰元素相当于MnO2 kg。 答案 (1)A、C (2)消耗溶液中的酸,促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀 (3)MnO2(s)+SO2(g) MnSO4(s) ΔH=-248 kJ/mol (4)Mn2++2H2O-2e- MnO2+4H+ (5)MnO2+H2O+e- MnO(OH)+OH- (6)1500c-87ab2500 24 / 24 教师专用题组 5.(2015浙江理综,7,6分)下列说法不正确的是( ) A.液晶态介于晶体状态和液态之间,液晶具有一定程度的晶体的有序性和液体的流动性 B.常压下,0 ℃时冰的密度比水的密度小,水在4 ℃时密度最大,这些都与分子间的氢键有关 C.石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性和纳米银粒子的聚集都是化学变化 D.燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施 答案 C 6.(2015江苏单科,20,14分)烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为: NO(g)+O3(g) NO2(g)+O2(g) ΔH=-200.9 kJ·mol-1 NO(g)+12O2(g) NO2(g) ΔH=-58.2 kJ·mol-1 SO2(g)+O3(g) SO3(g)+O2(g) ΔH=-241.6 kJ·mol-1 (1)反应3NO(g)+O3(g) 3NO2(g)的ΔH= kJ·mol-1。 (2)室温下,固定进入反应器的NO、SO2的物质的量,改变加入O3的物质的量,反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前 n(O3)∶n(NO)的变化见下图。 ①当n(O3)∶n(NO)>1时,反应后NO2的物质的量减少,其原因是 。 ②增加n(O3),O3氧化SO2的反应几乎不受影响,其可能原因是 。 (3)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时,清液(pH约为8)中SO32-将NO2转化为NO2-,其离子方程式为 。 (4)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液,达到平衡后溶液中c(SO32-)= [用c(SO42-)、Ksp(CaSO3)和Ksp(CaSO4)表示];CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率,其主要原因是 。 答案 (14分)(1)-317.3 (2)①O3将NO2氧化为更高价氮氧化物(或生成了N2O5) ②SO2与O3的反应速率慢 24 / 24 (3)SO32-+2NO2+2OH- SO42-+2NO2-+H2O (4)Ksp(CaSO3)Ksp(CaSO4)×c(SO42-) CaSO3转化为CaSO4使溶液中SO32-的浓度增大,加快SO32-与NO2的反应速率 7.(2012北京理综,25,13分)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。 (1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应: 。 (2)在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是 。 (3)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-)∶n(HSO3-)变化关系如下表: n(SO32-)∶n(HSO3-) 91∶9 1∶1 9∶91 pH 8.2 7.2 6.2 ①由上表判断,NaHSO3溶液显 性,用化学平衡原理解释: 。 ②当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母) 。 a.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)b.c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-) c.c(Na+)+c(H+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-) (4)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下: ①HSO3-在阳极放电的电极反应式是 。 ②当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理: 。 答案 (1)SO2+H2O H2SO3、 2H2SO3+O2 2H2SO4 (2)2OH-+SO2 H2O+SO32- (3)①酸 HSO3-存在:HSO3- H++SO32-和HSO3-+H2O H2SO3+OH-,HSO3-的电离程度强于水解程度 ②ab (4)①HSO3-+H2O-2e- SO42-+3H+ ②H+在阴极得电子生成H2,溶液中c(H+)降低,促使HSO3-电离生成SO32-,且Na+进入阴极室,吸收液得以再生 24 / 24 【三年模拟】 时间:50分钟 分值:100分 一、选择题(每题6分,共42分) 1.(2019届北京通州潞河中学月考,12)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:S SO3 H2SO4 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+O2 2CO2+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 24 / 24 答案 C 2.(2019届北京五中月考,12)将SO2分别通入下列4种溶液中,有关说法正确的是( ) A.试管a中实验可以证明SO2具有漂白性 B.试管b中溶液褪色,说明SO2具有强氧化性 C.试管c中能产生白色沉淀,说明SO2具有还原性 D.试管d中能产生白色沉淀,最终沉淀完全溶于稀硝酸 答案 C 3.(2018北京海淀二模,8)下列解释工业生产或应用的化学用语中不正确的是( ) A.氯碱工业中制备氯气:2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑ B.工业制硫酸的主要反应之一:2SO2+O2 2SO3 C.氨氧化法制硝酸的主要反应之一:4NH3+5O2 4NO+6H2O D.利用铝热反应焊接铁轨:2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe 答案 A 4.(2018北京丰台期末,7)下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( ) 答案 B 5.(2018北京西城期末,15)为探究Na2SO3溶液的性质,在白色点滴板的a、b、c、d四个凹槽中滴入Na2SO3溶液,再分别滴加下图所示的试剂。 下列关于实验现象的解释或结论正确的是( ) 24 / 24 选项 实验现象 解释或结论 A a中无明显现象 Na2SO3和H2O2一定不发生反应 B b中加稀硫酸后才产生淡黄色沉淀 SO32-和S2-两种离子一定不能大量共存 C c中加BaCl2溶液后产生白色沉淀且红色褪去 Ba2++ SO32- BaSO3↓,使SO32-水解平衡逆向移动,红色褪去 D d中产生白色沉淀 原Na2SO3溶液中含有SO42- 答案 C 6.(2018北京东城一模,9)下列有关水处理的离子方程式不正确的是( ) A.沉淀法:加入Na2S处理含Hg2+废水,Hg2++S2- HgS↓ B.中和法:加入生石灰处理酸性废水,H++OH- H2O C.氧化法:加入次氯酸处理氨氮废水,2NH4++3HClO N2↑+3H2O+5H++3Cl- D.混凝法:加入明矾[K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O]使水中的悬浮颗粒发生凝聚,Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ 答案 B 7.(2018北京房山一模,7)下列水处理方法涉及氧化还原反应的是( ) A.用明矾处理水中的悬浮物 B.用Na2S处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子 C.用FeSO4处理含Cr2O72-的酸性废水,再调节pH除去Cr3+ D.用NaOH处理含高浓度NH4+的废水并回收利用氨 答案 C 二、非选择题(共58分) 8.(2018北京西城一模,25)(12分)为消除燃煤烟气中含有的SO2、NOx,研究者提出了若干烟气“脱硫”“脱硝”的方法。 (1)向燃煤中加入适量石灰石,高温时将SO2转化为CaSO4的化学方程式是 。 (2)选择性催化还原法(SCR)“脱硝”。在催化剂的作用下,选取还原剂将烟气中的NO进行无害化处理。NH3还原NO的化学方程式是 。 (3)以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”“脱硝”。控制溶液的pH=5.5,将烟气中的SO2、NO转化为SO42-、NO3-,均为放热反应。 ①在下图中画出“放热反应”的反应过程中的能量变化示意图。 24 / 24 ②NaClO溶液吸收烟气中SO2的离子方程式是 。 ③一定时间内,温度对硫、硝脱除率的影响曲线如下图,SO2的脱除率高于NO,可能的原因是 (写出1种即可)。 ④烟气中SO2和NO的体积比为4∶1,50 ℃时的脱除率见上图,则此吸收液中烟气转化生成的NO3-和Cl-的物质的量之比为 。 答案 (1)2CaCO3+2SO2+O2 2CaSO4+2CO2 (2)4NH3+6NO 5N2+6H2O (3)① ②SO2+ClO-+H2O SO42-+Cl-+2H+ ③SO2在水中的溶解度大于NO;SO2在溶液中的还原性强于NO;SO2与NaClO溶液的反应速率大于NO(答出1种即可) ④2∶13 9.(2018北京海淀一模,25)(14分)化学工作者一直在积极探索影响大气质量的因素及改善措施。 (1)硫酸盐是大气中可吸入颗粒物的主要成分之一,是在含水的气溶胶液滴中通过化学反应产生的。 ①气溶胶属于胶体分散系。当日光射入充满气溶胶的暗室时,可观察到 效应。 ②大气中的SO2转化为硫酸盐的过程中,以下物质能起氧化作用的是 (填字母序号)。 a.O2 b.H2S c.NH3 d.O3 ③有研究者发现特定条件下,大气中的NOx会成为氧化SO2的主要物质,于是认为,当城市大气中的可吸入颗粒物严重超标时,应采取汽车限行措施。原因是 。 24 / 24 (2)燃煤烟气中含有NOx和SO2。工业上常用亚氯酸钠(NaClO2)对燃煤烟气进行脱硝和脱硫处理。 已知:酸性条件下,ClO2-会转化成ClO2和Cl-。ClO2是黄绿色、易溶于水的气体,具有强氧化性,可氧化NOx或SO2。 Ⅰ.在实验室模拟脱硝过程:调节NaClO2吸收液的pH为5,向其中通入含NO的模拟烟气。 ①测得脱硝反应后,溶液中的阴离子为NO3-和Cl-,则脱硝反应的离子方程式为 。 ②测得脱硝效率(即NO的吸收率)随温度变化的曲线如下图所示。结合已知信息分析,温度大于50 ℃时,随温度升高脱硝效率下降的原因是 。 Ⅱ.在实验室模拟同时脱硝、脱硫过程:调节NaClO2吸收液的pH为5,向其中通入含SO2和NO(体积比2∶1)的模拟烟气。 ③测得脱硝、脱硫反应后,溶液中的阴离子为NO3-、SO42-和 Cl-,其中c(SO42-)=a mol/L,c(Cl-)=b mol/L,已知脱硫效率为100%,则脱硝效率为 。 答案 (1)①丁达尔 ②ad ③汽车尾气中含NOx,能将SO2氧化成硫酸盐,从而增加大气中可吸入颗粒物含量 (2)①5NO+3ClO2+4H2O 5NO3-+3Cl-+8H+(或4NO+3ClO2-+2H2O 4NO3-+3Cl-+4H+) ②吸收液pH为5,显酸性,NaClO2转化成ClO2,温度升高,ClO2气体容易从溶液体系中逸出,使脱硝反应难以发生③8b-4a3a×100% 10.(2018北京朝阳二模,27)(16分)SO2广泛用于医药、硫酸工业等领域,回收废气中的SO2可用如下方法。 方法Ⅰ 用碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)y溶液吸收富集SO2 方法Ⅱ 在Fe2+或Fe3+催化下,用空气(或O2)将SO2氧化为H2SO4 (1)方法Ⅰ的过程如下: ①制备Al2(SO4)x(OH)y:向Al2(SO4)3溶液中加入CaO粉末,调pH至3.6。CaO的作用之一是促进 水解(填离子符号,下同),二是沉淀一部分 。 ②吸收:Al2(SO4)x(OH)y吸收SO2后的产物是 (写化学式)。 ③解吸:加热②中产物,产生SO2,Al2(SO4)x(OH)y再生。 (2)方法Ⅱ中,在Fe2+催化下,SO2、O2和H2O生成H2SO4的化学方程式是 。 (3)方法Ⅱ中,Fe2+的催化过程可表示如下: 24 / 24 ⅰ:2Fe2++O2+SO2 2Fe3++SO42- ⅱ:…… ①写出ⅱ的离子方程式: 。 ②下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。 a.向FeCl2溶液中滴入KSCN溶液,无变化。 b.向FeCl2溶液中通入少量SO2,滴入KSCN溶液,颜色变红。 c.取b中溶液, 。 (4)方法Ⅱ中,催化氧化后,采用滴定法测定废气中残留SO2的含量。将V L(已换算为标准状况)废气中的SO2用1%的H2O2溶液完全吸收,吸收液用下图所示装置滴定,共消耗a mL c mol/L NaOH标准液。 ①H2O2氧化SO2的化学方程式为 。 ②废气中残留SO2的体积分数为 。 答案 (1)①Al3+ SO42- ②Al2(SO4)x(SO3)y/2 (2)2SO2+O2+2H2O 2H2SO4 (3)①2H2O+2Fe3++SO2 2Fe2++SO42-+4H+ ②通入SO2,溶液红色褪去(或变浅) (4)①SO2+H2O2 H2SO4 ②1.12×10-2acV×100% 11.(2018北京朝阳期中,17)(16分)SO2是一种重要的化工原料,其合理利用以及废气处理一直是化工研究的热点。 (1)利用反应SO2+MnO2 MnSO4可以制备高纯MnSO4,实验装置如下图: (夹持及加热装置略) ①用化学方程式表示石灰乳的作用: 。 ②一段时间后,测得反应后溶液中的n(SO42-)明显大于n(Mn2+),说明原因: 。 (2)SO2可用于处理含Cr2O72-的废水,最后转化为正三价铬沉淀除去。一种处理流程如下: 24 / 24 SO2NaHSO3Na2SO4 ①当0.1 mol SO2参与反应时,理论上能得到 mol NaHSO3。 ②NaHSO3溶液显酸性,其原因是 。 ③NaHSO3与Cr2O72-反应时,二者物质的量之比为 。 (3)用Na2SO4溶液吸收工业烟气中的低浓度SO2,采用阳离子膜电解法,严格控制电压,电解吸收液制成产品硫和O2。工作原理示意图如图1,阴极区和阳极区溶液的pH随时间的变化关系如图2: 图1 图2 请结合电极反应式解释溶液C可以循环利用吸收SO2的原因: 。 答案 (1)①SO2+Ca(OH)2 CaSO3+H2O[或2SO2+2Ca(OH)2+O2 2CaSO4+2H2O] ②在溶液中,空气中的O2将SO2氧化为H2SO4 (2)①0.2 ②在溶液中,HSO3-既能发生电离,又能发生水解:HSO3-H++SO32-,HSO3-+H2O H2SO3+OH-,其电离程度大于水解程度 ③3∶1 (3)阴极发生反应:SO2+4H++4e- S+2H2O,溶液C酸性减弱,可以循环利用吸收SO2 24 / 24查看更多