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文档介绍
2020届一轮复习人教版硫及化合物的综合应用作业
硫及化合物的综合应用 1.用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( ) A. 上下移动①中铜丝可控制SO2的量 B. ②中选用品红溶液验证SO2的生成 C. ③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2 D. 为确认CuSO4生成,向①加水,观察颜色 2.某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+,他们使用的药品和装置如下图所示。下列说法不合理的是( ) A. 能表明I-的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色 B. 装置C的作用是吸收SO2尾气,防止污染空气 C. 为了验证A中发生了氧化还原反应,加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀 D. 为了验证A中发生了氧化还原反应,加入酸性KMnO4溶液,紫红色褪去 3.生产硫酸最古老的方法是以绿矾为原料,在蒸馏釜中煅烧。反应的化学方程式为:2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝便得到硫酸。用如图所示装置模拟用绿矾制硫酸的实验,并检验生成的硫酸和二氧化硫(加热装置已略去)。其中b为干燥的试管。下列关于该反应说法正确的是( ) A. 若将反应后的三种气体通入BaCl2溶液中,产生的沉淀为BaSO3、BaSO4 B. b中产物用紫色石蕊试液即可检验出其中H+和SO C. 为检验反应的另一种生成物,试管c中应加入的试剂为NaOH溶液 D. b中所得到的硫酸的质量分数为29.5% 4.硫在空气中燃烧生成气体A,把A溶于水得溶液B,向B中滴加溴水,溴水褪色,B变成C,在C里加Na2S产生气体D,把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。按A、B、C、D、E顺序排序的是( ) A. SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S B. SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S C. SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3 D. SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3 5.用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径,某些反应条件和产物已省略。下列有关说法不正确的是( ) 途径①:SH2SO4 途径②:SSO2SO3H2SO4 途径③:FeS2SO2SO3H2SO4 A. 途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性 B. 途径②、③的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来降低成本 C. 由途径①、②、③分别制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,各转移6 mol e- D. 途径②、③比途径①污染相对小且原子利用率高,更能体现“绿色化学”的理论 6.某硫酸厂废气中SO2的回收利用方案如下图所示。下列说法错误的是( ) A. X可能含有2种盐 B. Y可能含有(NH4)2SO4 C. a是SO3 D. (NH4)2S2O8中S的化合价不可能为+7 7.CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下烈说法正确的是( ) A. 途径①、②和③都体现了硫酸的酸性和氧化性 B. Y可以是甲醛溶液 C. CuSO在1 100℃分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体 D. 将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶,因Cu2+水解得不到胆矾晶体 8.实验室可利用硫酸厂炉渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O),聚铁的化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]n,制备过程如图27所示。 下列说法不正确的是( ) A. 气体M的成分是SO2,通入H2O2中可生成硫酸,可循环使用 B. 制备绿矾时,向溶液X中加入过量的铁,充分反应后,经过滤得到溶液Y,再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾 C. 溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数,若溶液Z的pH偏小,将导致聚铁中铁的质量分数偏大 D. 足量氧气的作用是将反应生成Fe2+氧化为Fe3+,同时将生成的H2S氧化为S 9.以下是有关SO2、Cl2的性质实验。 (1)某小组设计如图所示的装置图(图中夹持和加热装置略去),分别研究SO2和Cl2的性质。 ①若从左端分别通入SO2和Cl2,装置A中观察到的现象是否相同?________(填“相同”或“不相同”);若D中盛铜粉,通入足量的Cl2,D中的现象是________________;若装置D中装的是五氧化二钒(催化剂),通入SO2时,打开K通入适量O2的化学反应方程式为__________________。 ②SO2通入B中,碘水褪色,则该反应的离子方程式为____________________。 ③E中盛有________________溶液。 (2)某同学将足量的SO2通入一支装有氯化钡溶液的试管,未见沉淀生成,若向该试管中加入足量(填字母)________,则可以看到白色沉淀产生。 A.氨水 B.稀盐酸 C.稀硝酸 D.氯化钙溶液 (3)若由元素S和O组成-2价酸根离子X,X中S和O的质量比为4∶3;当Cl2的与含X的溶液完全反应后,得澄清溶液,取少量该溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀产生。写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式___________________。 (4)某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸,装置如下图,含有某种催化剂,电极为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。 通入SO2的电极为________极,其电极反应式为: ________________________________________________________________________。 电池的总反应式为: ________________________________________________________________________。 10.某实验小组同学为了探究SO2的性质,进行了如下实验(实验前,装置内空气已排尽): 已知:硫酸的沸点是338℃,酒精灯可加热至400℃以上。 主要实验步骤: ①加热试管A直到B、D中均出现大量白色沉淀,熄灭酒精灯; ②将Cu丝上提离开液面; ③从导管F口向装置中通入空气一段时间。 (1)试管A中发生的主要反应的化学方程式为____________。 (2)试管B中出现白色沉淀的原因是________。 (3)试管C中溶液褪色,说明SO2具有________(填“漂白性”或“氧化性”或“还原性”),请将该反应的离子方程式补充完整: (4)试管D中发生反应的离子方程式为__________。 (5)下列叙述正确的是________。 a.上下移动铜丝可控制生成SO2的量 b.为确认有CuSO4生成,可向试管A中加水,观察颜色 c.步骤③可使装置中残留气体完全被吸收,避免污染空气 d.熄灭酒精灯后, B中的液体不会倒吸,因为空气可经导管F进入试管A,使压强平衡 11.某校研究性学习小组,探究一定量的浓硫酸与足量锌充分反应产生的气体产物,进行如下实验:按图组装好实验装置,在A中加入5 mL 98%的浓硫酸和足量的锌粒,微热试管A,观察到C、D、E中均有气泡产生;随后气泡量减少,品红溶液褪色,D中先出现浑浊后浑浊消失;反应较长时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加。 试回答下列问题: (1)写出A中从反应开始到停止可能发生反应的化学方程式:___________________________。 (2)从甲、乙中选择合适的装置填入B.C中,并进行正确连接,a接________、________接b,c接________、______接d;D、E两支试管中CCl4的作用是______________________________。 (3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为________________________________;反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是______________________________________________。 (4)D中浑浊消失的离子反应方程式为_____________________________________________ ______________________________________________________________________________。 12.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验: [实验一 焦亚硫酸钠的制取] 采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为Na2SO3+SO2===Na2S2O5。 (1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为______________________________________________。 (2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是____________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)装置Ⅲ用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填字母)。 实验二 焦亚硫酸钠的性质 Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。 (4)证明NaHSO3溶液中HSO的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是________(填序号)。 a.测定溶液的pH b.加入Ba(OH)2溶液 c.加入盐酸 d.加入品红溶液 e.用蓝色石蕊试纸检测 (5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是 ________________________________________________________________________。 13.工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O,实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。 烧瓶C中发生反应如下: Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)===Na2SO3(aq)+H2S(aq)(Ⅰ) 2H2S(aq)+SO2(g)===3S(s)+2H2O(l) (Ⅱ) S(s)+Na2SO3(aq)===Na2S2O3(aq) (Ⅲ) (1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注,若________________________________________________________________________, 则整个装置气密性良好。装置D的作用是________________________________。装置E中为________溶液。 (2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为________。 (3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择________。 a.蒸馏水 b.饱和Na2SO3溶液 c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液 实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是________________________。已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是________________。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A,实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有________。 a.烧杯 b.蒸发皿 c.试管 d.锥形瓶 (4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3·5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作、现象和结论:______________________________________________________ ________________________________________________________________________________。 已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解:S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O 供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液 14.SO2是常见的大气污染物,燃煤是产生SO2的主要原因。工业上有多种方法可以减少SO2的排放。 (1)往煤中添加一些石灰石,可使燃煤过程中产生的SO2转化成硫酸钙。该反应的化学方程式是________________________。 (2)可用多种溶液做燃煤烟气中SO2的吸收液。 ①分别用等物质的量浓度的Na2SO3溶液和NaOH溶液做吸收液,当生成等物质的量NaHSO3时,两种吸收液体积比V(Na2SO3)∶V(NaOH)=________。 ②NaOH溶液吸收了足量的SO2后会失效,可将这种失效的溶液与一定量的石灰水溶液充分反应后过滤,使NaOH溶液再生,再生过程的离子方程式是____________。 (3)甲同学认为BaCl2溶液可以做SO2的吸收液。为此甲同学设计如下实验(夹持装置和加热装置略,气密性已检验): 已知: Na2SO3(固体)+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O 反应开始后,A中Na2SO3固体表面有气泡产生同时有白雾生成;B中有白色沉淀。甲认为B中白色沉淀是SO2与BaCl2溶液反应生成的BaSO3,所以BaCl2溶液可做SO2吸收液。 乙同学认为B中的白色沉淀是BaSO4,产生BaSO4的原因是: ①A中产生的白雾是浓硫酸的酸雾,进入B中与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀。 ② _______________________________。 为证明SO2与BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀,乙同学对甲同学的实验装置做了如下改动并实验(夹持装置和加热装置略,气密性已检验): 反应开始后,A中Na2SO3固体表面有气泡产生同时有白雾生成;B、C试管中除了有气泡外,未见其它现象;D中红色褪去。 ③试管B中试剂是________溶液;滴加浓硫酸之前的操作是________。 ④通过甲乙两位同学的实验,得出的结论是:SO2与BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀;不能用BaCl2 溶液做吸收SO2的吸收液。 15.某小组取一定质量的FeSO4固体,利用下图装置进行实验。 已知:SO2熔点-72℃,沸点-10℃;SO3熔点16.8℃,沸点44.8 ℃。 (1)实验③反应的离子方程式是______________________________________________。 (2)分解过程除产生使木条复燃的气体外,仅由A中固体颜色变化推测,还一定有________气体,依据是________________________________。 (3)实验④反应的离子方程式是__________________________________________________。 (4)某同学依据B中的现象,认为FeSO4分解一定有SO3生成。你认为是否正确,并说明原因:________________(用必要的文字和化学方程式解释)。 16.某研究小组用下图装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验(夹持装置已略去)。 (1)在配制氯化铁溶液时,需先把氯化铁晶体溶解在________中,再加水稀释,这样操作的目的是________________________________,操作中不需要的仪器有________(填字母)。 a.药匙 b.烧杯 c.石棉网 d.玻璃棒 e.坩埚 (2)通入足量SO2时C中观察到的现象为________________________。 (3)根据以上现象,该小组同学认为SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应。 ①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式________________________。 ②请设计实验方案检验有Fe2+生成________________________________。 ③该小组同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即可证明反应生成了SO。该做法________(填“合理”或“不合理”),理由是_______________。 (4)D装置中倒置漏斗的作用是________________________________。 (5)为了验证SO2具有还原性,实验中可以代替FeCl3的试剂有________(填入正确选项前的字母)。 a.浓H2SO4 b.酸性KMnO4溶液 c.碘水 d.NaCl溶液 17.某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应,用下图所示装置进行有关实验。甲同学取a g铜片和12 mL 18 mol·L-1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。 (1)Cu与浓硫酸反应的化学方程式是________________________________。 装置E中试管D内盛有品红溶液,当C中气体集满后,D中有可能观察到的现象是__________,为避免实验装置D有可能造成的环境污染,可用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口,其反应原理是______________(用离子方程式表示)。 (2)装置B的作用是贮存多余的气体,B中应放置的液体是________(填序号)。 a.饱和Na2SO3溶液 b.酸性KMnO4溶液 c.浓溴水 d.饱和NaHSO3溶液 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____________________________________________。 (3)反应完毕后,烧瓶中还有一定量的余酸,却不能使Cu完全溶解的原因是________________________________________________________________________; 使用足量的下列药品不能用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是________(填序号)。 a.铁粉 b.BaCl2溶液 c.CuO d.Na2CO3溶液 实验中某学生向A中反应后溶液中通入一种常见气体单质,使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液,该反应的化学方程式是___________________________。 18.根据要求完成下列实验。(a、b 为弹簧夹,其他装置略去) (一)验证酸性的相对强弱:碳酸>苯酚。(已知酸性:亚硫酸 >碳酸) (1)铜与浓硫酸反应的化学方程式是________________________________, 装置A中的足量的试剂是______________。 (2)连接仪器、________、加药品后,打开a关闭 b,然后滴入浓硫酸,加热。能说明碳酸的酸性比苯酚酸性强的实验现象是:________________。 (二)验证SO2具有氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。 (3)打开b,关闭a。能验证SO2具有氧化性的化学方程式是________________。 (4)若过量的SO2通入NaOH溶液中,其化学方程式是:________________。 (5)BaCl2溶液中无任何现象,将其分成两份,分别滴加氨水和氯水,均产生白色沉淀,沉淀化学式分别是________________,________________。 (6)写出其中SO2显示还原性并生成白色沉淀的总的离子方程式________________________。 19.右图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体,B和C的相对分子质量之比为4∶5,化合物D是重要的工业原料。 (1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式: ________________________________________________________________________。 (2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式: ________________________________________________________________________。 (3)写出一个由D生成B的化学方程式: ________________________________________________________________________。 (4)将5 mL 0.10 mol·L-1的E溶液与10 mL 0.10 mol·L-1的NaOH溶液混合。 ①写出反应的离子方程式:________________________; ②反应后溶液的pH________7(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是_______________; ③加热反应后的溶液,其pH________(填“增大”、“不变”或“减小”),理由是_________。 20.实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),过程如下: (1)将过程②中的产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是__________; A.品红溶液 B.紫色石蕊溶液 C.酸性KMnO4溶液 D.溴水 (2)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为:____________________________; (3)过程③中,需加入的物质是___________________; (4)过程④中,蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角,还需要的仪器有________; (5)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的_________(填选项序号); A.稀硫酸 B.CaCO3 C.NaOH溶液 (6)过程⑥中,将溶液Z加热到70—80℃,目的是____________________________; (7)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验。①用分析天平称取2.700 g样品;②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥,称量,得固体质量为3.495 g。若该聚铁主要成分为[(Fe(OH)(SO4)]n,则该聚铁样品中铁元素的质量分数为________。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)。 21.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: H2S+Fe2(SO4)3===S↓+2FeSO4+H2SO4 4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(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②NaOH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1.0×10-7mol·L-1时,溶液中的c(SO)/c(HSO)=________。 答案解析 1.【答案】D 【解析】移动铜丝,可控制铜丝与浓硫酸的接触,即控制SO2的生成量,故A合理;SO2能使品红溶液褪色,故B合理;SO2有毒,且属于酸性氧化物, 能被NaOH溶液吸收,故C合理;浓硫酸过量,试管中有剩余浓硫酸,就将反应后的混合液慢慢加入到大量水中,易出现溶液暴沸喷出试管而发生危险,故D不合理。 2.【答案】D 【解析】装置B中蓝色溶液褪色说明发生了反应:SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI,表明还原性:SO2>I-,故A合理;装置C中NaOH溶液能吸收SO2,防止污染环境,B合理;将SO2通入FeCl3溶液后,再加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀产生,证明有SO存在,表明装置A中发生了氧化还原反应,C合理;溶解的SO2气体也能使酸性KMnO4溶液的紫红色褪去,所以D选项不合理。 3.【答案】D 【解析】A项,若将反应后的三种气体通入BaCl2溶液中,产生的沉淀为BaSO4,二氧化硫不能和氯化钡反应,故A错误; B项,b中产物用紫色石蕊试液能检验出氢离子的存在,但检验不出硫酸根离子,故B错误; C项,氢氧化钠只能吸收二氧化硫无现象判断,应用品红试液检验,故C错误; D项,化学反应中生成1 mol SO3,14 mol H2O,发生SO3+H2O===H2SO4;反应后溶液中含13 mol H2O;1 mol H2SO4;溶质质量分数==29.5%;故D正确; 4.【答案】B 【解析】硫在空气中燃烧生成SO2,SO2溶于水得H2SO3,向H2SO3中滴加溴水生成H2SO4和HBr,在H2SO4溶液中加Na2S产生气体H2S,H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S,故B项正确。 5.【答案】C 【解析】途径①属于浓硝酸和非金属单质的反应,表现了浓硝酸的强氧化性,A项正确;途径②、③的第二步反应为可逆反应,通过增大O2的浓度来提高二氧化硫的转化率,降低成本,B项正确;由途径①、②分别制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,各转移6 mol e-,而途径③转移7 mol e-,C项错误。 6.【答案】C 【解析】A中X可能为亚硫酸铵、亚硫酸氢铵;B中Y有可能有硫酸铵或硫酸氢铵;C中a应该是二氧化硫;D项,硫元素的最外层只有6个电子,最高价为+6价,不可能为+7价。 7.【答案】B 【解析】A,转化关系分析可知,途径①②表现酸性,而③产生二氧化硫气体表现浓硫酸强氧化性和酸性,故A错误;B项,甲醛与新制Cu(OH)2在碱性条件下反应生成红色Cu2O;C,硫酸铜分解生成Cu2O与氧气、SO3、SO2,根据2CuSO4===Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑知,X可能是O2、SO2和SO3的混合气体,若只是二氧化硫和三氧化硫,铜元素、硫元素化合价只有降低,无元素化合价升高,故C错误;D,将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶,过滤洗涤可制得胆矾晶体,故D错误。 8.【答案】C 【解析】A项,固体W中含有S、SiO2,将其灼烧。其中的硫元素会变为SO2气体,SO2气体可被H2O2氧化为硫酸,正确;B项,溶液X中主要含有Fe3+,加入还原剂Fe粉的到 Fe2+,获取含结晶水的盐需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等步骤,正确;C项,若pH偏小,获得的聚铁中SO的比例偏大,等电荷的SO的质量比OH-的质量大,SO的比例偏大必然导致铁的质量分数变小; 9.【答案】(1)①相同 Cu粉红热,并产生棕黄色烟 2SO2+O22SO3 ②SO2+I2+2H2O===4H++2I-+SO ③NaOH (2) AC (3) 4Cl2+S2O+5H2O===2SO+8Cl-+10H+ (4)负 SO2-2e-+2H2O === 4H++SO 2SO2+O2+2H2O===2H2SO4 【解析】(1)①由于SO2和Cl2都可以使品红溶液褪色,所以A中分别通入SO2和Cl2,观察到的现象是相同的。若D中盛铜粉,通入足量的Cl2,D中发生的反应是:Cu+Cl2=== CuCl2,现象是Cu粉红热,并产生棕黄色烟。若装置D中装的是五氧化二钒(催化剂),通入SO2时,打开K通入适量O2,则发生SO2的催化氧化,反应方程式为2SO2+O22SO3。 ②SO2通入B中,碘水褪色,并不是SO2的漂白作用,而是SO2与碘水反应生成了无色的物质,离子方程式为:SO2+I2+2H2O ===4H++2I-+SO ③E是一个尾气吸收装置,应用碱液,可以是NaOH 或KOH (2)SO2通入装有氯化钡溶液,是不发生化学反应的,加入氨水,使H2SO3转化为SO。SO与Ba2+反应产生BaSO3沉淀;加入稀硝酸,将H2SO3氧化为H2SO4。 (3)由题知X为S2O,此离子中S元素的化合价为+2价,与Cl2发生氧化还原反应,S2O 被氧化成SO,离子方程式为:4Cl2+S2O+5H2O === 2SO+8Cl-+10H+ (4)此装置为原电池,原电池的正极发生还原反应,负极发生氧化反应,所以SO2做电池的负极,被氧化成SO,电极反应为:SO2- 2e-+2H2O === 4H++SO。电池的总反应式为:2SO2+O2+2H2O===2H2SO4 10.【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O (2)蒸发出的硫酸与氯化钡反应生成了硫酸钡 (3)还原性 2MnO+5SO2+2H2O === 2Mn2++5SO+4H+(4)SO2+2OH-+Ba2+===BaSO3↓+H2O (5)acd 【解析】(1)验证SO2的性质,首先制备SO2,根据实验:A中用铜丝和浓硫酸加热制备SO2,Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;(2)硫酸的沸点338℃,酒精灯可加热至400℃以上,部分硫酸被蒸发出来,与BaCl2反应生成硫酸钡沉淀,BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl;(3)酸性KMnO4具有强氧化性,SO2既具有氧化性也具有还原性,遇到强氧化性的物质时,表现还原性,因此SO2在此表现还原性,MnO―→Mn2+,化合价由+7价变成了+2价↓5,SO2―→SO化合价由+4价变成了+6价↑2,最小公倍数是10,MnO、Mn2+系数是2,SO2、SO的系数是5,根据反应前后所带电荷数相等,有H2O参加,有H+生成,根据反应前后原子个数守恒:2MnO+5SO2+2H2O ===2Mn2++5SO+4H+;(5)SO2是酸性氧化物,SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O,BaCl2+Na2SO3===BaSO3↓+2NaCl,两式合并得到离子反应方程式:SO2+2OH-+Ba2+===BaSO3↓+H2O;(5)a、上下移动铜丝可控制反应的进行,节约原料,正确;b、A中含有浓硫酸,不能把水加入浓硫酸中,故b错误;c、SO2有毒对环境有污染,必须除去,正确;d、熄灭酒精灯后,B中不会引起倒吸,因为内外压强相等,正确;因此acd正确。 11.【答案】(1)Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑ (2)3(或4) 4(或3) 2 1 防倒吸 (3)C中品红溶液褪色 浓H2SO4变成稀H2SO4后,与Zn反应放出H2 (4)SO2+H2O+CaSO3===Ca2++2HSO 【解析】(1)开始阶段由浓H2SO4具有强氧化性与锌反应产生SO2气体,Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O,随反应的进行,硫酸逐渐被消耗,浓硫酸变为稀硫酸,与Zn发生置换反应生成H2,Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑。 (2)从图示看,C装置应是检验SO2气体的,应选择甲装置,则B处需接一安全装置。 (3)浓H2SO4的强氧化性表现在SO被还原,生成SO2的反应。反应开始后,装置中的空气被排出,产生大量气泡,当SO2被品红溶液吸收时,气泡量减少,且随着H2SO4浓度的减小,反应速度逐渐减慢,反应较长时间后浓H2SO4变成稀H2SO4,与Zn反应生成H2,气泡量又会增加。 (4)D中浑浊消失是因为过量的SO2与CaSO3反应生成Ca(HSO3)2。 12.【答案】(1)Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O[或Na2SO3+2H2SO4(浓)===2NaHSO4+SO2↑+H2O] (2)过滤 (3)d (4)ae (5)取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成 【解析】(1)装置Ⅰ中发生的是实验室制备SO2的反应,采用的原理是强酸制备弱酸,故化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。 (2)将焦亚硫酸钠晶体从溶液中分离出来应该采取过滤的方法。 (3)实验产生的尾气主要是SO2气体,a装置是密闭的环境,SO2通不进去,b装置中食盐水吸收SO2的效果不如d好,且易引起倒吸,c装置浓H2SO4不吸收SO2,SO2是一种酸性氧化物,因此用NaOH溶液吸收最好,且d装置还不易引起倒吸。 (4)HSO发生电离:HSO鸠馠++SO,同时会发生水解:HSO+H2O鸠馠2SO3+OH-,若HSO的电离大于HSO的水解,则溶液显酸性,故答案a、e正确。 (5)Na2S2O5中S元素的化合价为+4价,因此在空气中易被氧化为+6价的SO,因此本题就转化为SO的检验,故取少量固体先加盐酸酸化,排除其他离子的干扰,再加BaCl2溶液,看是否有白色沉淀产生即可。 13.【答案】(1)液柱高度保持不变 防止倒吸 NaOH(合理即可) (2)2∶1 (3)c 控制滴加硫酸的速度(合理即可) 溶液变澄清(或浑浊消失) ad (4)取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层溶液(或过滤,取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理即可) 【解析】(1)若装置不漏气,则长颈漏斗中会形成一段液柱并且液柱高度保持不变;装置D为安全瓶,可防止倒吸;装置E是尾气处理装置,用来吸收过量的SO2,故所盛溶液可以是NaOH溶液等。 (2)若生成3 mol Na2S2O3,根据方程式的关系可知需要3 mol S和3 mol Na2SO3;生成3 mol S需2 mol H2S;而生成2 mol H2S需2 mol Na2S且同时生成2 mol Na2SO3;故需要的Na2S为2 mol、Na2SO3为1 mol,其物质的量之比为2∶1。 (3)装置B中的溶液不能和SO2反应。蒸馏水能溶解SO2;Na2SO3溶液能与SO2反应:SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3;NaHCO3溶液也能与SO2反应:NaHCO3+SO2===CO2+NaHSO3。为使SO2缓慢进入烧瓶C,应使生成SO2 的速率减慢,可通过控制滴加硫酸的速度来实现;因反应(Ⅲ)相对较慢,C中反应达到终点时S消耗完,现象是溶液变澄清。蒸发皿加热时不需垫石棉网,试管是小型玻璃仪器,加热时也不需垫石棉网;烧杯、锥形瓶在加热时需垫石棉网。 (4)Na2S2O3和Na2SO3的存在对SO的检验有干扰,要先除去。根据题给信息,可先加入过量的稀盐酸将二者除去。 14.【答案】(1) 2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2 (2)① 1∶2 (2分)② Ca2++OH-+HSO===CaSO3↓+H2O (3)② A中产生的SO2与装置内空气中的O2进入B中与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀 ③饱和NaHSO3 打开弹簧夹,通入N2,一段时间后关闭弹簧夹 【解析】(1)由题意知碳酸钙与二氧化硫,氧气在高温条件下反应生成硫酸钙,同时生成二氧化碳,所以反应方程式为:2CaCO3+2SO3+O2===2CaSO4+2CO2。(2)①假设生成的NaHSO3物质的量都为2mol。Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3,生成2 mol NaHSO3需要1 mol Na2SO3。NaOH+SO2===NaHSO3生成2 mol NaHSO3需要2 mol NaOH。两种吸收液物质的量浓度都是cmol·L-1则V(Na2SO3)∶V(NaOH)=∶=1∶2。此步骤化学反应式为NaHSO3+Ca(OH)2===NaOH+H2O+CaSO3↓ 故离子方程式为Ca2++OH-+HSO===CaSO3↓+H2O (3)②二氧化硫具有还原性,易被空气中的氧气氧化为SO3,SO3与H2O反应生成硫酸与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀。③滴加浓硫酸,之前打开弹簧夹,通入N2,排出装置中的氧气,然后滴加浓硫酸。A中产生的白雾是浓硫酸的酸雾,所以B中试剂是饱和硫酸氢钠,用以除去硫酸酸雾。 15.【答案】(1)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O (2)SO2 有Fe2O3生成,在FeSO4中只有+6价S有氧化性(能被还原),因此一定有SO2生成 (3)2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+ (4)不正确,因为分解反应有O2和SO2生成,水溶液中发生反应:2SO2+O2+2H2O===2H2SO4,故无论分解反应是否有SO3生成,都会有此现象 【解析】加热FeSO4固体,根据实验现象及氧化还原反应知识,FeSO4分解生成Fe2O3和O2外,还有SO2生成。因为FeSO4分解生成的O2和SO2在水溶液中发生反应生成H2SO4,故无论FeSO4分解时是否有SO3产生,B中都有白色沉淀;若有SO3产生,C中的浓硫酸可吸收SO3。O2和SO2进入D中,在冰盐水混合物作用下,SO2变为无色液体,将FeCl3溶液滴入D试管中,发生反应:2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+。 16.【答案】(1)浓盐酸 抑制氯化铁水解 ce (2)溶液由棕黄色变为浅绿色 (3)①2Fe3++SO2+2H2O===SO+4H++2Fe2+ ②取C中反应后的溶液,向其中滴入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红 ③不合理 硝酸可以将溶解的SO2氧化为H2SO4,干扰实验 (4)使气体充分吸收;防止溶液倒吸 (5)bc 【解析】(1)配制氯化铁溶液时,为了抑制Fe3+水解,需先把氯化铁晶体溶解在浓盐酸中,再加水稀释;操作中不需要的仪器有石棉网和坩埚。(2)通入足量SO2时,溶液由棕黄色变为浅绿色。(3)①离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O===SO+4H++2Fe2+。②检验Fe2+:取C中反应后的溶液,向其中滴入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红。③该做法不合理,硝酸可以将溶解的SO2氧化为H2SO4,干扰实验。(4)倒置漏斗的作用是使气体充分吸收;防止溶液倒吸。(5)酸性KMnO4溶液和碘水均能氧化SO2。 17.【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 品红溶液褪色 SO2+2OH-===SO+H2O (2)d 试剂瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升 (3)随反应进行,浓硫酸变为稀硫酸后不能和铜反应 b 2Cu+2H2SO4+O2===2CuSO4+2H2O。 【解析】(1)Cu与浓硫酸可以在加热的条件下反应,其化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;SO2能使品红溶液褪色,SO2是一种大气污染物,同时也是一种酸性氧化物,可以与NaOH溶液反应,离子方程式为SO2+2OH-===SO+H2O。 (2)Na2SO3、SO2与H2O可以发生化合反应生成NaHSO3;酸性KMnO4溶液和浓溴水都可以氧化SO2,故a、b、c项不能选,只有d符合要求。随着反应的继续进行,生成的SO2越来越多,试剂瓶中的压强越来越大,故试剂瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升。 (3)随着反应的进行,浓硫酸的浓度逐渐减小,而稀硫酸不能与铜反应,故浓硫酸变为稀硫酸后,反应停止,铜和稀硫酸都有剩余。证明有余酸剩余的关键是检验溶液中是否含有H+,而不能检验SO,因反应生成物有CuSO4。加入BaCl2溶液可以与SO反应生成BaSO4白色沉淀,与H+不反应,故b不能证明;而铁粉、CuO、Na2CO3都可以与H+反应且都有明显的现象(产生气体或固体溶解)。根据题意可知通入的气体是氧气,发生的反应是2Cu+2H2SO4+O2===2CuSO4+2H2O。 18.【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 酸性高锰酸钾溶液或品红溶液 (2)检验装置的气密性 A中的酸性高锰酸钾溶液(或品红溶液)不褪色,苯酚钠溶液变浑浊。 (3)2H2S+SO2===3S↓+2H2O (4)SO2+NaOH===NaHCO3 (5)BaSO3,BaSO4 (6)Ba2++SO2+Cl2+2H2O===BaSO4↓+4H++2Cl- 【解析】(1)装置A的作用是除去二氧化硫,防止干扰二氧化硫与苯酚钠的反应,可以利用强氧化性物质如:装置A中的足量的试剂是酸性高锰酸钾溶液或品红溶液。 (2)装置A中反应制备气体,在加入药品之前需要检验装置的气密性。利用强酸制备弱酸,A中KMnO4溶液没有完全褪色,盛有苯酚钠溶液的试管中出现白色沉淀即可说明。 (3)要验证SO2具有氧化性化合价要降低,则发生2H2S+SO2===3S↓+2H2O这个反应。 (4)若过量的SO2通入NaOH溶液中,酸过量生成酸式盐,其化学方程式是:SO2+NaOH===NaHSO3。 (5)应后的BaCl2溶液中含有亚硫酸,亚硫酸被氯水氧化物硫酸,硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡,亚硫酸与氨水反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵与氯化钡反应生成硫酸钡,故都产生白色沉淀,故答案为:两份溶液中均有白色沉淀生成; (6)二氧化硫被氯水氧化为硫酸,反应中二氧化硫表现还原性,同时与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,故反应离子方程式为:Ba2++SO2+Cl2+2H2O===BaSO4↓+4H++2Cl-,故答案为:Ba2++SO2+Cl2+2H2O===BaSO4↓+4H++2Cl-。 19.【答案】(1)S+H2H2S (2)H2SO3+2H2S===3S↓+3H2O (3)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O(其他合理答案也可) (4)①H2SO3+2OH-===SO+2H2O ②大于 Na2SO3是强碱弱酸盐,水解后溶液呈碱性 ③增大 水解是吸热反应,加热使SO水解程度增大,因而pH增大 【解析】常见的固体单质除了金属之外还有B、C、Si、P、S、I2,而能在空气中反应生成气体化合物的只有C、S。由A在加热条件下可与氢气反应,B、C的相对分子质量之比为4∶5,确定A是单质硫,因为SO2和SO3的相对分子质量之比恰为4∶5,硫酸是重要的工业原料,化合物E应为H2SO3。将5 mL 0.10 mol·L-1的E(H2SO3)溶液与10 mL 0.10 mol·L-1的NaOH溶液混合,二者恰好完全反应,所得溶液为Na2SO3溶液;由于SO+H2O鸠馠SO+OH-,所以溶液显碱性。根据水解的特点可知加热Na2SO3溶液可以促进水解。 20.【答案】(1)ACD (2)4FeS+3O2+12H+=== 4Fe3++6H2O+4S (3)Fe(或铁) (4)蒸发皿、玻璃棒 (5)C (6)促进Fe3+的水解 (7)31.1% 【解析】(1)固体W中含有S、SiO2,将其灼烧。其中的S会变为SO2气体,SO2气体有漂白性,能使品红溶液褪色,SO2气体有还原性,能使酸性KMnO4 溶液或溴水因发生氧化反应反应而褪色,但是使紫色石蕊试液变为红色。因此选项为A、C、D。(2)过程①中,根据框图中的各种物质及质量守恒定律和电子守恒、电荷守恒可知:FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为4FeS+3O2+12H+=== 4Fe3++6H2O+4S。(3)由于发生反应得到的物质中含有Fe3+,而最后要制取绿矾FeSO4,所以过程③中,要加入还原剂Fe粉。(4)过程④中,蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角,还需要的仪器有蒸发皿、玻璃棒。(5)过程⑤调节pH,使溶液的pH增大,应该加入碱,排除A,而若加入CaCO3,会消耗酸,但是引入的杂质离子Ca2+不容易除去,因此可选用下列试剂中的NaOH。选项为C。(6)过程⑥中,将溶液Z加热到70—80℃,目的是促进Fe3+的水解使迅速产生聚铁。(7)n(SO)=3.495 g÷233 g·mol-1=0.015 mol。n(Fe)=n(SO)= 0.015 mol,所以m(Fe)=0.015 mol×56 g·mol-1=0.84 g,所以该聚铁样品中铁元素的质量分数为(0.84 g÷ 2.700 g)×100%=31.1%。 21.【答案】 (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 (4)2OH-+ SO2===SO+H2O SO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 【解析】 (1)由硫杆菌存在时的反应速率增大5×105倍可知,硫杆菌为该反应的催化剂,降低了反应的活化能。(2)由图1可知,温度在30 ℃左右时,速率最快;由图2可知,反应混合液的pH=2.0左右时,速率最快。由此可推断使用硫杆菌的最佳条件为温度为30 ℃、混合液的pH=2.0。硫杆菌属于蛋白质,若反应温度过高,受热变性失活,导致反应速率下降。(3)用H2O2氧化H2S时,H2O2被还原为H2O。当n(H2O2)/n(H2S)=4时,设n(H2O2)=4 mol,则n(H2S)=1 mol,设氧化产物中S的化合价为x,由氧化还原反应的电子守恒规律,可得:4×2×[(-1)-(-2)]=1×[x-(-2)],解得x=+6。所以氧化产物的分子式为H2SO4。(4)过程①是NaOH与SO2的反应,反应的离子方程式为2OH-+SO2===SO+H2O;由CaO在水中的转化平衡:CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),可推断过程②Na2SO3溶液中加入CaO后,生成CaSO3沉淀,c(Ca2+)减小,使上述平衡向正向移动,c(OH-)增大,所以有NaOH生成。(5)由NH3·H2O的电离方程式及其电离平衡常数Kb=1.8×10-5可知,Kb=[c(NH)·c(OH-)]/c(NH3·H2O)=1.8×10-5,当氨水的浓度为2.0 mol·L-1时,溶液中的c(NH)=c(OH-)=6.0×10-3mol·L-1。由H2SO3的第二步电离方程式HSOSO+ H+及其电离平衡常数Ka2=6.2×10-8可知,Ka2=[c(SO)·c(H+)]/c(HSO)=6.2×10-8,将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7mol·L-1时,溶液的c(H+)=1.0×10-7mol·L-1,则c(SO)/c(HSO)==0.62。查看更多