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第一单元 含硫化合物的性质和应用
(计时:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)
1.(2022·兰州模拟)下列现象或事实不能用同一原理解释的是( )
A.冷的浓硝酸或冷的浓硫酸可以用铝制容器盛装
B.Na2S和Na2SO3固体长期暴露在空气中会变质
C.Cl2和SO2都能使品红溶液褪色
D.SO2和Na2SO3溶液都能使溴水褪色
解析 氯气和水反应生成次氯酸,次氯酸有强氧化性而使品红溶液褪色,二氧化硫和有色物质发生化合反应生成不稳定的无色物质,二者的漂白原理不同。
答案 C
2.下列说法正确的是( )
A.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成大量的SO3
B.可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2
C.SO2能使品红溶液、酸性KMnO4溶液褪色,但褪色原理不同
D.将铜片放入浓硫酸中,无明显现象是由于发生了钝化现象
解析 硫粉在过量的纯氧中燃烧只能得到SO2,A项错误;B项错误,由于二者都消灭白色沉淀;C项正确,前者是由于SO2的漂白性,后者是由于SO2的还原性;D项错误,二者在常温下不能反应,在加热时才能反应。
答案 C
3.用下列两种途径制取H2SO4,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
A.途径①反应中体现了浓HNO3的强氧化性和酸性
B.途径②的其次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和②分别制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,各转移6 mol电子
D.途径②与途径①相比较更能体现“绿色化学”的理念,由于途径②比途径①的污染相对较小且原子利用率较高
解析 途径①反应的化学方程式可表示为S+6HNO3(浓)===H2SO4+6NO2↑+2H2O,属于浓硝酸和非金属单质的反应,产物中无盐生成,因此浓硝酸只表现氧化性而不表现酸性,A项错。
答案 A
4.下列离子方程式书写错误的是( )
A.在NaHSO4溶液中加入Ba(OH)2溶液至中性:Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O
B.向硫酸铜溶液中通入H2S气体:
Cu2++H2S===CuS↓+2H+
C.SO2气体通入Ba(OH)2溶液中:
SO2+2OH-===SO
D.用稀硫酸酸化硫化钠和亚硫酸钠的混合溶液:
SO+2S2-+6H+===3S↓+3H2O
解析 A项中“加入Ba(OH)2溶液至中性”,则化学方程式为2NaHSO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2H2O+Na2SO4,其离子方程式为SO+Ba2++2H++2OH-===BaSO4↓+2H2O,A项正确;B项正确;C项离子方程式没有配平,反应生成的BaSO3沉淀应写化学式,正确的离子方程式为SO2+Ba2++2OH-===BaSO3↓+H2O;+4价的S和-2价的S在酸性条件下不能共存,会发生氧化还原反应,生成单质S,D项正确。
答案 C
5.标准状况下,某同学向100 mL H2S饱和溶液中通入SO2,所得溶液pH变化如图所示。下列分析中,正确的是( )
A.ab段反应是:SO2+2H2S===3S↓+2H2O
B.亚硫酸是比氢硫酸更弱的酸
C.原H2S溶液的物质的量浓度为0.05 mol/L
D.b点对应的溶液导电性最强
解析 A项即为SO2与H2S的氧化还原反应;B项b点到c点pH减小说明酸性H2SO3>H2S;C项,应为0.1 mol/L;D项b点对应溶液中无溶质离子导电性最弱。
答案 A
6.(2022·合肥质检)将SO2气体通入下列溶液中,能生成白色沉淀且不溶解的是( )
①Ba(OH)2溶液 ②Ba(NO3)2溶液 ③BaCl2溶液 ④Ba(ClO)2溶液
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
解析 SO2通入Ba(NO3)2和Ba(ClO)2溶液中,被氧化成SO,而生成BaSO4沉淀;SO2通入Ba(OH)2溶液先生成沉淀BaSO4,当SO2过量时,沉淀溶解生成Ba(HSO3)2;SO2和BaCl2溶液不反应。
答案 C
7.对下列事实的解释正确的是( )
A.氯气可以使潮湿的有色布条褪色,是由于氯气具有漂白性
B.医疗上可用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药,是由于硫酸钡不溶于酸
C.向50 mL 18 mol·L-1的H2SO4溶液中加入足量的铜片加热充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量等于0.45 mol
D.常温下,浓硫酸可以用铝制容器贮存,说明铝与浓硫酸不反应
解析 Cl2不具有漂白作用,而是其与水反应生成的HClO的强氧化性使有色布条褪色,A项错误;C项,随着反应的进行,硫酸的浓度降低,稀硫酸不能与铜反应,错误;D项,常温下浓硫酸使铝钝化(化学变化),形成致密的氧化膜阻碍了反应的连续进行;人的胃液中含有盐酸,硫酸钡不溶于盐酸等强酸,可作为X射线透视肠胃的内服药,B项正确。
答案 B
8.下列装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质,下列说法正确的是( )
选项
试剂
现象
结论
A
酸性KMnO4
溶液
溶液褪色
SO2有氧化性
B
品红溶液
溶液褪色
SO2有漂白性
C
NaOH溶液
无明显现象
SO2与NaOH
溶液不反应
D
紫色石蕊试液
溶液变红
后不褪色
SO2有酸性、
没有漂白性
解析 二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色的原理是二氧化硫具有强还原性,A项错误;二氧化硫与NaOH溶液反应时没有明显的现象,C项错误;SO2有漂白性,但不能使指示剂褪色,D项错误。
答案 B
9.往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2,溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色沉淀产生。下列说法正确的是( )
A.该试验表明FeCl3有还原性
B.白色沉淀为BaSO3
C.该试验表明SO2有漂白性
D.反应后溶液酸性增加
解析 发生的反应为2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+和SO+Ba2+===BaSO4↓,SO2表现还原性,只有D项正确。
答案 D
10.单质X与浓硫酸共热,反应中X与H2SO4的物质的量之比为12,则生成物中X的化合价可能为( )
①+1 ②+2 ③+3 ④+4
A.②④ B.③④
C.①② D.①③
解析 若X为金属,则反应可表示为:
X+2H2SO4(浓)XSO4+SO2↑+2H2O,生成物XSO4中X为+2价;
若X为非金属,则反应可表示为:
X+2H2SO4(浓)XO2+2SO2↑+2H2O,生成物XO2中X为+4价。
答案 A
二、非选择题(本大题共4小题,共50分)
11.(12分)(2022·北京朝阳一模)依据要求完成下列试验过程(a、b为弹簧夹,加热及固定装置已略去)。
(1)验证碳、硅非金属性的相对强弱(已知酸性:亚硫酸>碳酸)。
①连接仪器、________________、加药品后,打开a、关闭b,然后滴入浓硫酸,加热。
②铜与浓硫酸反应的化学方程式是_______________________。
装置A中试剂是_____________________________________。
③能说明碳的非金属性比硅强的试验现象是_________________
__________________________________________________________。
(2)验证SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。
①在(1)①操作后打开b,关闭a。
②H2S溶液中有浅黄色浑浊消灭,化学方程式是
______________________________________________________。
③BaCl2溶液中无明显现象,将其分成两份,分别滴加下列溶液,将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。
滴加的溶液
氯水
氨水
沉淀的化学式
写出其中SO2显示还原性生成沉淀的离子方程式:___________。
解析 (1)Cu与浓H2SO4反应生成SO2,SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2,气体通过酸性KMnO4溶液,除去CO2中的SO2气体后,再通入Na2SiO3溶液,若产生白色沉淀,则说明H2CO3的酸性强于H2SiO3,即C的非金属性强于Si。
(2)利用反应:2H2S+SO2===3S↓+2H2O可说明SO2具有氧化性,SO2与BaCl2溶液不反应,滴入氯水后,SO2与氯水发生反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。故产生的沉淀为BaSO4;若滴加氨水,则SO2与氨水反应生成(NH4)2SO3,SO与Ba2+结合生成BaSO3沉淀。
答案 (1)①检验装置气密性
②Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 酸性KMnO4溶液
③A中酸性KMnO4溶液没有完全褪色,盛有Na2SiO3溶液的试管中消灭白色沉淀
(2)②2H2S+SO2===3S↓+2H2O
③
滴加的溶液
氯水
氨水
沉淀的化学式
BaSO4
BaSO3
Ba2++SO2+Cl2+2H2O===BaSO4↓+4H++2Cl-
12.(12分)(2022·安徽)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检测某食品中亚硫酸盐含量(通常以1 kg样品中含SO2的质量计),某争辩小组设计了如下两种试验流程:
(1)气体A的主要成分是________。为防止煮沸时发生暴沸,必需先向烧瓶中加入________;通入N2的目的是_________________。
(2)写出甲方案第①步反应的离子方程式:__________________
_________________________________________________________。
(3)甲方案第②步滴定前,滴定管需用NaOH标准溶液润洗,其操作方法是________________________________________________。
(4)若用盐酸代替稀硫酸处理样品,则按乙方案试验测定的结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”。)
(5)若取样品ω g,按乙方案测得消耗0.010 00 mol·L-1 I2溶液V mL,则1 kg样品中含SO2的质量是________g(用含ω、V的代数式表示)。
解析 (1)由于用N2吹出SO2气体,所以A中除SO2外,还含有N2。煮沸时,可以加入碎瓷片(或沸石)防止暴沸;通入N2既可以防止空气中的O2氧化亚硫酸盐,又可以使SO2从溶液中全部逸出,有利于SO2被完全吸取。
(2)H2O2能将SO2氧化为H2SO4,离子方程式为SO2+H2O2===2H++SO。
(3)装标准液之前首先用标准液润洗滴定管2~3次。
(4)滴定原理是I2+SO2+2H2O===2HI+H2SO4,因此用盐酸代替稀硫酸对乙方案没有影响。
(5)设ω g样品中含SO2的物质的量为n(SO2),则
I2 + SO2+2H2O===2HI+H2SO4
1 mol 1 mol
n(SO2)
n(SO2)=0.010 00×V×10-3 mol
则1 kg样品中含SO2的质量是:
×1 000 g
=g。
答案 (1)N2和SO2 碎瓷片(或沸石) 使产生的SO2全部逸出
(2)SO2+H2O2===2H++SO
(3)向滴定管注入少量标准液,倾斜转动滴定管润洗全部内壁后从尖嘴放出液体,重复操作2~3次
(4)无影响
(5)
13.(13分)中学化学中几种常见物质的转化关系如下图(部分产物未列出)。A是一种金属单质,D是一种非金属固体单质。
请回答下列问题:
(1)A、C的化学式分别为A________,C________。
(2)F的浓溶液与A反应过程中,F体现的性质与下列反应中H2SO4体现的性质完全相同的是________。
A.C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
B.Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
C.Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
D.FeO+H2SO4===FeSO4+H2O
(3)写出反应E+H2O2―→F的化学方程式:_____________。
(4)若反应F+D―→E转移电子数为6.02×1023,则消耗D的质量为________。
解析 AB―→C,则A为变价金属Fe,B为FeSO4,C为Fe2(SO4)3,由F―→C知F为H2SO4,进而推出D为S,E为SO2,故F+D―→E为2H2SO4(浓)+S===3SO2↑+2H2O,所以转移1 mol e-时,消耗S的质量为8 g。
答案 (1)Fe Fe2(SO4)3
(2)C
(3)SO2+H2O2===H2SO4
(4)8 g
14.(13分)某试验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应,进行了如下试验,试验装置如图所示。试验步骤:
①先连接如图所示的装置,检查好气密性,再加入试剂;
②加热A试管,待B试管中品红溶液褪色后,熄灭酒精灯;
③将Cu丝向上抽动离开液面。
请回答下列问题:
(1)A试管中发生反应的化学方程式为__________________。
(2)能够证明铜与浓硫酸反应生成气体的现象是__________。
(3)试验完毕后,先熄灭酒精灯,由于导管E的存在,B中的液体不会倒吸入A中,其缘由是__________________________。
(4)试验完毕后,装置中残留气体有毒,不能打开胶塞。为了防止该气体排入空气中污染环境,拆除装置前,应当实行的操作是_____
_______________________________。
(5)将SO2气体通入含有n mol Na2S的溶液中,溶液中消灭黄色浑浊,试分析该溶液最多能吸取SO2气体________mol(不考虑溶解的SO2)。
解析 (1)A试管中发生的是Cu与浓硫酸生成SO2的反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
(2)利用SO2能使品红溶液褪色的性质来证明Cu与浓硫酸反应产生了SO2气体。
(3)导管E与大气相通,能使装置内的压强恒定,防止消灭倒吸现象。
(4)残留的有毒气体为SO2,只要利用空气将SO2缓慢赶入NaOH溶液中,使SO2被完全吸取即可。
(5)SO2与Na2S反应,首先是SO2与H2O反应生成H2SO3:SO2+H2OH2SO3,H2SO3与Na2S反应生成H2S:Na2S+H2SO3===H2S↑+Na2SO3,SO2与H2S反应生成S:2H2S+SO2===3S↓+2H2O,该过程可表示为3SO2+2Na2S===3S↓+2Na2SO3,n mol Na2S吸取1.5n mol SO2,同时生成n mol Na2SO3,Na2SO3吸取SO2生成NaHSO3:Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3,该步反应又可吸取n mol SO2,故最多能吸取2.5n mol SO2。
答案 (1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)B试管中品红溶液褪色
(3)当A试管内气体压强减小时,空气从E导管进入A试管中,维持A试管中压强平衡
(4)从E试管口向A试管中缓慢地鼓入足量的空气,将残留的SO2气体赶入NaOH溶液中,使之被完全吸取
(5)2.5n
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