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专题十六 硫及其化合物
真题考点·高效突破
考点一:硫及其氧化物 环境污染与疼惜
【真题题组】
1.A 二氧化硫有毒,工业上常用于漂白纸浆、丝、麻等材料或产品,不能用于食品增白,A错误;葡萄糖可转化合成葡萄糖酸钙,B正确;聚乙烯塑料无毒无害,可用作食品包装,C正确;次氯酸钠可吸取空气中的CO2,反应生成有强氧化性、漂白性的次氯酸,用于环境的消毒杀菌,D正确。
2.B 将SO2通入BaCl2溶液中,只发生反应:SO2+H2OH2SO3,不会产生沉淀,此时若再通入H2S则发生反应:2H2S+H2SO33H2O+3S↓;若通入Cl2,则发生反应:H2SO3+Cl2+H2OH2SO4+2HCl,H2SO4+BaCl2BaSO4↓+2HCl,故A、D项X、Y满足题意。将NH3通入BaCl2溶液中只发生反应NH3+H2ONH3·H2O,无沉淀生成,若再通入CO2,则:CO2+2NH3·H2O(NH4)2CO3+H2O,(NH4)2CO3+BaCl2BaCO3↓+2NH4Cl,故C项X、Y满足题意。
3.D A.漂白是指有机质颜色褪去,SO2使溴水褪色,是利用SO2的还原性,不是漂白性。B.SiO2不具有导电性,但用SiO2所制成的玻璃纤维对光具有全反射性,常用于光纤通讯。C.浓H2SO4干燥H2、CO是利用其具有吸水性,不是利用浓H2SO4的强氧化性。D.Fe3+具有强氧化性,可以发生反应:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,所以D正确。
4.A 题述反应是可逆反应,题述的几种物质确定同时存在,A正确;溶液中还有水的电离H2OH++OH-,依据电荷守恒c(H+)=c(OH-)+c(HS)+2c(S),可知B错误;氧化性酸如硝酸、次氯酸加入该溶液中会发生氧化还原反应,不会生成SO2,C错误;向上述溶液加入过量NaOH可得到Na2SO3,无NaHSO3。D错误。
5.D 上下移动铜丝可转变与浓H2SO4接触的铜丝的量,进而把握生成SO2的量,A正确;SO2的检验用品红溶液,B正确;过量SO2可用NaOH溶液吸取,C正确;由于浓硫酸过量,而浓H2SO4遇水会放出大量热量,要确认CuSO4生成,应取①中溶液少许倒入水中并搅拌,并观看颜色,D错误。
6.A 二氧化硫可形成酸雨,氟氯代烃破坏臭氧层,二氧化碳、甲烷是温室气体,所以只有A项符合。能形成酸雨的物质还有氮的氧化物,NO、NO2等。
7.解析:工艺流程中的主要反应有:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,Fe2O3用盐酸溶解:Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O,若硫铁矿未完全燃烧转化为Fe2O3,则此时滤液中含有Fe2+,用Cl2将Fe2+氧化:Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+;将FeCl3溶液蒸发结晶时,保证酸性环境,防止FeCl3水解。过程中产生的尾气中含有Cl2、HCl,可用碱液吸取。
答案:(1) SO2+NaOHNaHSO3
(2)提高铁元素的浸出率 抑制Fe3+水解
(3)Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+ Cl2、HCl
8.解析:(2)SO2进入C中,在酸性条件下N将SO2氧化成S,所以C中的沉淀是BaSO4。
(3)N将SO2氧化成S的同时,本身被还原成NO,NO与O2反应生成NO2而使气体呈浅棕色。
(4)①甲认为是空气参与了反应,要证明这个问题需要将装置中的空气排走;乙认为是白雾参与反应就需要除去白雾。
②由B中的现象可知甲、乙两同学的观点都是正确的,两试验产生白色沉淀的量不同说明氧气和白雾的量不同,白雾的量多于O2的量。
(5)合并(4)中两同学的方案进行试验,通入B中的气体只有SO2(有N2但不发生反应),B中无沉淀,证明白SO2不与BaCl2发生反应。
答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)BaSO4 还原
(3)2NO+O22NO2
(4)①通N2一段时间,排解装置中的空气 饱和NaHSO3溶液 ②甲:S+BaSO4↓,乙:2+2SO2+O2+2H2O2BaSO4↓+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
9.解析:(1)制备SO2的仪器有蒸馏烧瓶、分液漏斗等,反应方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)SO2具有还原性,能够使酸性高锰酸钾溶液褪色。SO2又具有氧化性,当SO2气体通入Na2S溶液中时,SO2与S2-发生氧化还原反应生成了单质硫,所以会产生黄色浑浊。(3)SO2与品红溶液反应后生成了一种无色的不稳定的化合物,当受热后发生分解,溶液又会变为红色。因此,当溶液褪色后,关闭分液漏斗的活塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复红色,证明白该反应的可逆性。(4)SO2有毒,泄漏到空气中会污染环境,通常用NaOH溶液吸取SO2气体。
答案:(1)蒸馏烧瓶 Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)溶液由紫红色变为无色 无色溶液中毁灭黄色浑浊 还原性 氧化性
5SO2+2Mn+2H2O2Mn2++5S+4H+
(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的活塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色
(4)NaOH
考点二:硫酸 硫酸盐
【真题题组】
1.A 浓H2SO4首先吸取蔗糖中的水分,表现吸水性,然后使蔗糖碳化,生成蜂窝状的黑色固体碳(脱水性),同时有刺激性气味的气体(SO2)产生[C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O表现强氧化性]。
2.BD Br2可以和NaOH反应,故振荡后静置,上层颜色变浅或褪去,A项错误;浓H2SO4滴在蔗糖上可以产生SO2,SO2会使酸性KMnO4 溶液褪色,B项正确;稀硝酸与Cu反应产生NO气体,NO遇空气被氧化为NO2,广口瓶内会变为红棕色,C项错误;向沸水中滴FeCl3饱和溶液至变为红褐色,该混合物是Fe(OH)3胶体,可以产生丁达尔效应,D项正确。
3.解析:(1)MgCO3与稀硫酸发生复分解反应。写离子方程式时留意MgCO3不行拆分。
(2)加入H2O2在酸性环境中可以将FeSO4氧化为Fe2(SO4)3。
(3)结合流程图可知加入NH3·H2O调整pH≈4是为了沉淀Fe3+,因此滤渣2的成分为Fe(OH)3。
(4)①煅烧后产生的气体为S(g)、SO2、CO2、CO的混合物,结合装置特点及气体性质可知:A收集S(g),B、C分别吸取CO2、SO2中的一种,D收集CO。
②结合SO2、CO2性质的差异,分别吸取时应先吸取SO2,再吸取CO2,试剂a、b会将两者同时吸取,c与SO2反应时产生NO杂质气体;d能将SO2氧化吸取,而不与CO2反应,故B中应盛放试剂d。
③S与热的NaOH溶液反应时,结合氧化还原反应规律,及信息提示(产物中元素最高价态为+4)可知产物应为Na2S、Na2SO3,据此可写出反应的离子方程式为3S+6OH-2S2-+S+3H2O。
答案:(1)MgCO3+2H+Mg2++CO2↑+H2O
(2)2FeSO4+H2O2+H2SO4Fe2(SO4)3+2H2O
(3)Fe(OH)3
(4)①CO ②d
③3S+6OH-2S2-+S+3H2O
4.解析:(1)铁钉在冷浓硫酸中发生钝化,表面生成一层致密氧化膜,故不会与CuSO4发生反应。
(2)①由于X中有Fe3+,加入KSCN溶液已呈红色,再加氯水虽可氧化Fe2+,但溶液颜色仍为红色,无法推断Fe2+的存在,故a不行选。b项:加入Fe粉,发生反应Fe+2Fe3+3Fe2+,生成了新的Fe2+,故也不合理。c项:Fe3+、Fe2+都会与NH3·H2O生成沉淀,但Fe(OH)3的红褐色掩盖了Fe(OH)2白色的观看,故也不合理。而d项利用了Fe2+的还原性,若存在Fe2+,则酸性KMnO4溶液的紫红色褪去,故可选用。
②n(BaSO4)= =0.01 mol=n(SO2),
所以V(SO2)=0.01 mol×22.4 L·mol-1=224 mL,
SO2体积分数为×100%≈66.7%。
(3)铁钉为碳素钢,故加热后碳与浓硫酸反应可产生CO2、SO2和H2O,当浓硫酸变稀后,会产生H2,所以混合气体有SO2、CO2、H2。能对品红溶液产生作用的只有SO2,所以品红溶液的作用是检验SO2是否在前一洗气瓶中被除尽。
(4)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(5)检验CO2要用澄清石灰水,应放在SO2被除尽之后进行,因SO2与澄清石灰水也可先毁灭浑浊现象后又变澄清。
(6)H2还原CuO(黑色)得Cu(红色),生成的水被无水CuSO4吸取,颜色由白变蓝。
(7)28 mL H2只能使固体质量减小0.02 g,微小质量变化用托盘天平无法测量。
答案:(1)铁钉表面被钝化
(2)①d ②66.7%
(3)检验SO2是否除尽
(4)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(5)c
(6)D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝
(7)否,用托盘天平无法精确称量D或E的差量(或可,用分析天平称量D或E的差量)
三年模拟·力气提升
1.C SO2与KMnO4发生氧化还原反应,只能证明SO2有还原性,A错;品红褪色说明SO2具有漂白性,B错;SO2通入Ba(NO3)2溶液后,被氧化为S,生成BaSO4白色沉淀,C正确;试管d中碱性条件下生成的是BaSO3,加入硝酸后将把BaSO3氧化为BaSO4,BaSO4不溶于稀硝酸,D错。
2.C 漂白原理分三种类型:(1)化合型,如SO2。(2)氧化型,如HClO、H2O2、Na2O2、NaClO、O3。(3)吸附型,如活性炭。在题中的6种状况下,①是吸附型脱色,与其他5种试剂的原理不同,③也与其他5种原理不同,其余的②④⑤⑥属于同一类,是氧化型漂白,故C选项符合题意。
3.B 经过这种废气处理装置后,SO2转变为CaSO4,可削减酸雨的形成,A正确;装置内发生的反应有SO2与CaO的化合,CaCO3的分解,CaSO3被氧化为CaSO4,没有置换反应的发生,B错;把整个过程的三个反应相加就可得到2SO2+2CaCO3+O22CaSO4+2CO2,C正确;SO2有还原性,可通过酸性高锰酸钾溶液来检验尾气中是否存在SO2,D正确。
4.D 胆矾由蓝色变为白色是在加热条件下,常温下颜色不变,所以不能说明胆矾晶体易失结晶水,A错;苯酚中滴加溴水有白色沉淀,是苯酚与溴发生了取代反应生成了三溴苯酚,B错;C中无法排解S和Ag+的干扰,C错。
5.D 铜与稀硫酸不反应,A项错误;铁与稀硫酸生成H2,铁与浓硫酸生成SO2,B项错误;硫化钠与稀硫酸生成H2S,亚硫酸钠与稀硫酸生成SO2,C项错误;D项都生成H2S气体。
6.解析:(1)n(H2SO4)=0.1 L×18 mol·L-1=1.8 mol,依据反应:2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O,硫酸完全反应,将有
0.9 mol的H2SO4被还原为SO2气体,体积为20.16 L,但实际上随反应的进行,硫酸浓度变小,不能与铜反应,则生成的SO2体积小于20.16 L,可能是AB。
(2)加入NaNO3后,剩余的稀硫酸与N相当于存在稀硝酸,发生稀硝酸与Cu的反应:3Cu+2N+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O。
答案:(1)AB
(2)3Cu+2N+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O
7.D 硫酸钡难溶于盐酸(胃酸),可用作钡餐,A正确;在催化剂作用下可以发生反应:CO+NOCO2+N2,B正确;常温下,浓硫酸可以使铁发生钝化,所以可以用铁制容器来盛装冷的浓硫酸,C正确;用SO2漂白纸浆,是由于SO2的漂白性而非氧化性,D错。
8.D A项,SO2不能漂白酸碱指示剂,只能表现酸酐的性质,所以现象应是变红,A错;B项,现象应当是先变红后变黑,变红是酸性的缘由,变黑是发生了碳化,是浓H2SO4的脱水性,B错;C中反应为:2NO2N2O4,该反应放热,温度上升,平衡左移,颜色加深,C错;D中是沉淀转化,正确。
9.解析:(1)若CuSO4分解在生成CuO的同时,只生成一种气体,则此过程定为非氧化还原反应,此气体只能是SO3;若生成两种气体,则此过程必为氧化还原反应,有SO2生成必有O2生成;(2)SO2能使酸性KMnO4溶液褪色;浓H2SO4除了吸取H2O(g)质量增加外,还可吸取SO3。(3)乙同学试验中,n(CuSO4)= =0.04 mol,若假设1成立,则n(SO3)=0.04 mol,无其他气体生成,所以碱石灰增重即吸取SO3的质量:0.04 mol×80 g·mol-1=3.2 g,剩余气体体积为0;Ⅱ中,n(O2)= =0.01 mol,由2SO32SO2+O2知:n(SO3)=0.02 mol,再由S原子守恒:知n(SO2)=0.04 mol-0.02 mol=0.02 mol,假设3成立;Ⅲ中,n(O2)= =0.02 mol,则n(SO2)=0.04 mol,由S原子守恒知:此时无SO3生成,则假设2成立。
答案:(1)SO3 SO2和O2
(2)高锰酸钾酸性溶液颜色变浅或褪色 还原性 浓硫酸吸取了SO3
(3)
3.2
0
假设3成立
假设2成立
10.解析:(1)由于硫单质不溶于水,微溶于酒精,这里用少量乙醇的目的是让亚硫酸钠与硫磺充分接触,利于反应。
(2)从题中所给信息看:在高温下Na2S2O3溶解度比较大,不会析出。
(3)Na2S2O3·5H2O熔化、分解温度很低,只有40多度,假照实行蒸发结晶的方法,很简洁超过该温度而使制得的Na2S2O3·5H2O熔化、分解。所以接受了加热蒸发到确定浓度,降温结晶的方法。
(4)Na2S2O3·5H2O不溶于乙醇,所以接受无水乙醇洗涤。
(5)n(I2)=0.02 L×0.050 mol·L-1×20=0.02 mol,n(Na2S2O3)=2n(I2)=0.04 mol,m(Na2S2O3·5H2O)=0.04 mol×
248 g·mol-1=9.92 g,Na2S2O3·5H2O的纯度为:×100%=99.2%。
答案:(1)A
(2)防止温度降低而使Na2S2O3晶体析出
(3)直接蒸发结晶易使Na2S2O3·5H2O熔化、分解
(4)A (5)99.2
11.解析:(1)4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3,该反应中被氧化的元素是S、Fe;设生成二氧化硫的体积是x L。
4FeS2 + 11O2 8SO2 + 2Fe2O3 转移电子
179.2 L 44 mol
x L 2.75 mol
x=11.2。
(2)①打开分液漏斗上的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加。
②加热KMnO4固体或KClO3和MnO2的固体混合物;
③使残留在装置中的SO2和SO3被充分吸取。
④在冰水状态下,SO3呈固态,所以装置D增加的质量即为SO3的质量,n(SO3)= mol,装置E由于吸取了SO2而生成BaSO4白色沉淀,n(SO2)=n(BaSO4)= mol,由2SO2+O22SO3知,该反应消耗掉的n(SO2)=n(SO3)= mol,所以二氧化硫的转化率为:×100%。
(3)①Na2S和SO2发生氧化还原反应生成单质硫沉淀。
②Ⅲ合理,由于该白色沉淀为BaSO4,来源就是SO2被氧化;而方案Ⅰ:白色沉淀为AgCl,与SO2的还原性无关;方案Ⅱ验证的是SO2的漂白性。
③依据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(S)+c(HS),又溶液显中性,c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=2c(S)+c(HS)。
答案:(1)S、Fe 11.2
(2)①打开分液漏斗上的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加。
②2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑或
2KClO32KCl+3O2↑
③使残留在装置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸取
④×100%
(3)①a试管中有淡黄色沉淀生成
②Ⅲ Cl2+SO2+2H2O4H++2Cl-+S
③2c(S)+c(HS)
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