专题4硫及环境保护第二单元硫及其化合物的转化2021_2022学年高一化学上学期(苏教版2019必修第一册)
练习
一、单选题,共11小题
1.硫及其化合物在生产生活中具有广泛应用。由自然界的硫磺和金属硫化物矿通过化学反应可得到SO2,SO2催化氧化生成SO3,其热化学方程式为。燃煤、金属冶炼和硫酸生产等产生的尾气中都含有SO2,用NaOH等碱性溶液吸收尾气中的SO2,可得到NaHSO3、Na2SO3等化工产品。SO2是一种空气污染物,会导致硫酸型酸雨。下列选项所述措施均能减少工业排放尾气中SO2含量的是
①以其他清洁能源代替燃煤
②将含SO2的尾气向高空排放
③用“石灰乳+氧气”吸收含SO2的尾气
④对煤炭进行固硫、脱硫处理
A.①②③
B.②③④
C.①③④
D.①②③④
2.硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但也造成了不少环境问题,下列说法正确的是
A.雷雨天气有助于空气中的N2转化为可供植物吸收的NO
B.PM2.5(微粒直径约为2.5×10-6m)含氮分散质分散在空气中形成气溶胶,能产生丁达尔效应
C.二氧化硫有毒,严禁将其添加到任何食品和饮品中
D.“酸雨”是由大气中的碳、氮、硫的氧化物溶于雨水造成的
3.下列关于硫及其化合物的叙述中正确的是
A.因SO2具有漂白性,所以能使品红溶液、溴水、酸性溶液、石蕊试液褪色
B.硫在自然界中只能以硫化物和硫酸盐的形态存在
C.硫黄和黄铁矿可以作为制备硫酸的原料
D.浓硫酸与FeO的反应中,浓硫酸只表现了酸性
4.硫是一种重要的非金属元素。下列有关硫及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸混合生成二氧化硫,故可通过比较气体产生的快慢程度来比较反应速率的大小
B.浓硫酸具有吸水性,故可用作二氧化硫的干燥剂
C.二氧化硫有氧化性,故可用作纸张漂白剂
D.硫酸铜溶液呈酸性,故可用作泳池杀菌剂
5.下列关于硫及其化合物的叙述正确的是
A.试管内壁残留的硫可用酒精洗涤
B.SO2使溴水褪色体现SO2的漂白性
C.SO2的水溶液长期放置,酸性会增强
D.浓硫酸在空气中敞口放置,质量会减小
6.硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法不正确的是
A.汽车尾气中含有NO、CO等多种大气污染物
B.CO2、NO2和SO2是形成酸雨的主要成因
C.雷雨天气有少量HNO3降落地面,可促进植物生长
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
7.物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。下图为硫及其部分化合物的“价类二维图”,下列说法错误的是
A.X、Y、Z中只有Y属于非电解质
B.Z作氧化剂时,理论上可被还原为S
C.S与O2在点燃下一步反应生成Y
D.X的水溶液在空气中放置,易被氧化
8.元素的价类二维图是学习元素及其化合物的重要模型和工具。下图为硫元素的价类二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是
A.附着有X的试管常用酒精清洗
B.Y使溴水褪色体现了其漂白性
C.加热条件下,Z的浓溶液与铜反应能实现转化②
D.Y与气体混合能实现转化①
9.核心元素的化合价及类别是研究物质性质的两个重要视角。硫及其化合物的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是
A.适量的c可作为葡萄酒的添加剂
B.常温下,a与f的浓溶液反应可生成b和c
C.将c通入紫色石蕊试液中,溶液先变红后褪色
D.在自然界中,部分的c会转化成d,最后转化为f或h
10.物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的重要视角。下图是硫及其化合物的价类二维图,下列说法不正确的是
A.向d的水溶液中滴加几滴紫色石蕊试液,溶液变红色,说明d的水溶液呈酸性
B.分别往d、e的溶液中滴加少量溶液,均可产生白色沉淀
C.图中由d转化为e需加入氧化剂
D.将a与c混合,可生成淡黄色固体
11.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,下列说法不正确的是
途径①:
途径②:
途径③:
A.途径①的反应中体现了浓的强氧化性
B.途径②、③的第二步反应在实际生产中可以通过增大的浓度来降低成本
C.由途径①、②、③分别制取,理论上各消耗S,各转移
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”的理念
二、非选择题,共5小题
12.某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质。所查资料信息如下:
①酸性:H2SO4>H2SeO4>H2TeO4
②氧、硫、硒与氢气化合越来越难,碲与氢气不能直接化合
③由元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图
请回答下列问题:
(1)H2与硫化合的反应_______热量(填“放出”或“吸收”);
(2)已知H2Te分解反应的 S>0,请解释为什么Te和H2不能直接化合:_______;
(3)上述资料信息中能够说明硫元素非金属性强于硒元素的是_______(填序号)。
(4)写出在NaOH溶液中通入过量的H2S反应的离子方程式:_______
(5)写出4mL
0.01mol/L的酸性KMnO4溶液中滴入2mL
0.1mol/LH2C2O4溶液中反应的离子方程式:_______
13.依据图中硫元素及其化合物的转化关系,回答问题:
(1)图中,请写出反应①的离子方程式___________。
(2)图中,X的化学式为___________,从化合价上看,X具有___________(填数字)
①氧化性;②还原性
(3)图中,W在医疗上可用作石膏绷带,关于它的用途还有___________(填数字)。
①在工业上,可来调节水泥的硬化速率
②在食品中,可用来作营养强化剂
③在美术上,可用来制作各种模型
④在日常生活中,“卤水点豆腐”
(4)反应③可表示为H2S+Cl2=2HCl+S↓,当生成1molS时,转移的电子为___________mol。也可表示为2H2S+SO2=3S↓+2H2O,当生成1molS时,转移的电子为___________mol。
(5)SO2可使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了___________(填数字)
①氧化性;②还原性;③漂白性。
请写出该反应的化学方程式:___________。
14.硫和氮及其化合物在生产生活中应用广泛。请回答:
(1)实现-2价硫向0价硫转化,需要加_______剂,如_______,发生反应的离子方程式:_______。
(2)已知反应:SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,该反应中的氧化产物是_______,若生成0.5
mol
H2SO4,则转移电子的物质的量是_______mol。
(3)工业上可以通过氮气和氢气在一定条件下合成氨气。下列关于氨气的性质和用途描述正确的是_______。
A.氨气的沸点高是因为氢键
B.可用排水法收集氨气
C.氨气是一种无色无味的气体
D.向氨水中滴加酚酞,溶液变红
(4)实验室检验试管里氨气是否收集满的方法是_______(写出一种即可)。
(5)汽车尾气常含有NO、NO2、CO等,会污染空气。在汽车尾气排放管处安装一个催化转化器,可使尾气中有害气体CO和NO反应转化为两种无毒气体,该反应的化学方程式为:_______。
(6)NO是大气污染气体,若用酸性高锰酸钾溶液吸收尾气,同时生成NO,写出该反应的离子方程式_______。
15.价类二维图是学习研究元素性质的重要工具,硫及其重要化合物之间的部分转换关系如图所示。请回答:
(1)写出指定物质的化学式:A._______
,B._______
(2)根据价类二维图推测,SO3是一种_______氧化物;SO3可能具有的化学性质是_______
(3)若C是MgSO4,试写出由稀H2SO4
→C的化学方程式:_______。
16.硫及其部分化合物的转化关系如图所示。
SSO2AH2SO4CuSO4BaSO4
(1)通常状况下硫单质的颜色为___。
(2)SO2可以使品红溶液褪色,说明SO2具有___性。
(3)反应②的化学方程式为___;反应⑤的离子方程式___。
(4)反应④中,当32gCu完全反应时,被还原的H2SO4的物质的量为___mol。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.C
【详解】
①以天然气、太阳能、风能等其他清洁能源代替燃煤,可以减少二氧化硫的排放,符合题意;
②将含SO2的尾气向高空排放,并不能减少二氧化硫对大气的污染,不符合题意;
③用“石灰乳+氧气”吸收含SO2的尾气,二氧化硫被氧化生成硫酸钙,也能减少二氧化硫的排放,符合题意;
④在煤炭中加入生石灰,燃烧过程通入过量空气,可使SO2转化为硫酸钙,进行固硫、脱硫处理,可以减少二氧化硫的排放,符合题意;
综上所述,符合题意的为①③④,故答案为C。
2.A
【详解】
A.雷雨天气时空气中的、在雷电作用下反应产生NO,NO与反应产生,与H2O反应产生和NO,电离产生,故有助于空气中的转化为可供植物吸收的,描述正确,符合题意;
B.胶体粒子的直径大小在1nm~100nm之间(),而PM2.5微粒直径约为,不属于胶体,不能产生丁达尔效应,描述错误,不符题意;
C.二氧化硫常用作葡萄酒的防腐剂和抗氧剂,描述错误,不符题意;
D.“酸雨”是由大气中的氮,硫的氧化物溶于雨水造成的,描述错误,不符题意;
综上,本题选A。
3.C
【详解】
A.SO2具有漂白性使品红溶液、石蕊试液褪色,使溴水、酸性溶液褪色是体现其还原性,A错误;
B.自然界中存在游离态的硫,B错误;
C.硫黄和黄铁矿通过燃烧都可以生成二氧化硫,进而制备硫酸,C正确;
D.浓硫酸与FeO反应方程式是
,浓硫酸表现了酸性和强氧化性,D错误。
故答案选C。
4.B
【详解】
A.二氧化硫易溶于水、产生气体不明显,硫代硫酸钠溶液与稀硫酸混合生成硫单质变浑浊,故可通过比较浑浊的早晚来比较反应速率的大小,故A错误;
B.浓硫酸具有吸水性,可以干燥酸性和中性气体,可用作二氧化硫的干燥剂,故B正确;
C.二氧化硫有漂白性,可用作纸张漂白剂,与氧化性无关,故C错误;
D.硫酸铜是重金属盐,能使蛋白质发生变性,起到杀菌消毒的作用,可用作泳池杀菌剂,与溶液呈酸性无关,故D错误;
故选B。
5.C
【详解】
A.硫不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。试管内壁残留的硫不可用酒精洗涤,A错误;
B.二氧化硫具有强还原性,能发生,SO2使溴水褪色体现的是二氧化硫的还原性,B错误;
C.
SO2的水溶液长期放置,因被空气中的氧气氧化生成硫酸、氢离子浓度增大、酸性会增强,C正确;
D.浓硫酸具有吸水性。浓硫酸在空气中敞口放置,质量会增大,D错误;
答案选C。
6.B
【详解】
A.汽车燃料燃烧时,在发动机内N2与O2会化合生成NO,燃料不完全燃烧会生成CO等,所以尾气中含有NO、CO等多种大气污染物,A正确;
B.CO2是温室气体,但它不能形成酸雨,NO2和SO2才是酸雨的主要成因,B不正确;
C.雷雨天气时,有少量N2与O2反应生成NO,进而生成NO2,最后与水反应生成HNO3,HNO3降落地面后与土壤中的盐反应生成硝酸盐,可促进植物生长,C正确;
D.工业废气中含有SO2,可采用石灰法进行脱除,最后转化为石膏,用于生产建筑材料等,D正确;
故选B。
7.C
【分析】
根据“价类二维图”可判断X是H2S,Y是SO3,Z是Na2SO3,据此解答。
【详解】
A.H2S、Na2SO3属于电解质,三氧化硫本身不能电离产生自由移动的离子,是非电解质,故A正确;
B.Z为Na2SO3,作氧化剂时,化合价降低,如在酸性条件下与硫化钠反应生成单质硫,故B正确;
C.硫单质与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化硫,得不到三氧化硫,故C错误;
D.硫化氢易被空气中的氧气氧化,反应为:2H2S+O2=2S↓+2H2O,故D正确;
故选C。
8.C
【详解】
A.X为硫元素的单质,硫单质易溶于CS2难溶于酒精和水,硫单质附着在试管上常用CS2溶液清洗,故A错误;
B.Y为+4价氧化物,所以Y为SO2,SO2具有还原性,使溴水褪色是发生了氧化还原反应,故B错误;
C.Y为SO2,Z为H2SO4,H2SO4的浓溶液与铜反应能实现转化SO2,故C正确;
D.Y为SO2,与气体反应生成硫单质,不能生成Z,故D错误;
故答案为C。
9.C
【详解】
A.氧化物c为+4价S,则c为,可作为葡萄酒的添加剂,故A正确;
B.a为-2价的氢化物,则a为硫化氢;f为含+6价S的含氧酸,即f为硫酸。所以a与f反应的方程式为,可生成b硫单质、c二氧化硫,故B正确;
C.c为二氧化硫,将二氧化硫通入紫色石蕊试液的现象为溶液变为红色,故C错;
D.在自然界中,部分的c二氧化硫与氧气在一定条件下会转化成d三氧化硫,最后转化为f硫酸或h硫酸盐,故D正确;
答案选C。
10.B
【详解】
A.d为H2SO3,能使紫色石蕊试液变红说明其水溶液呈酸性,故A正确;
B.d为H2SO3是弱酸,其酸性比HCl弱,加入溶液,不产生白色沉淀,故B错误;
C.d转化为e的S元素化合价升高,被氧化,需加入氧化剂,故C正确;
D.a是H2S与c是SO2混合,两者发生归中反应可生成S,出现淡黄色固体,故D正确;
故选:B。
11.C
【详解】
A.S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水,该反应中体现了浓硝酸的强氧化性,故A正确;
B.增大一种反应物的浓度,可以提高另一种反应物的转化率,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,故B正确;
C.途径①和②都是由S来制备H2SO4,S的化合价从0价升高到+6价,制取1molH2SO4,理论上各消耗1molS,各转移6mole-,途径③中S的化合价从-1价升高到+6价,制取1molH2SO4,转移7mole-,故C错误;
D.途径①S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水,有副产物二氧化氮,而且二氧化氮会污染大气,所以途径②、③与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念,故D正确;
故选C。
12.
(1)放出
(2)因为化合时ΔH>0,ΔS<0,ΔH-TΔS>0,故反应不能自发进行
(3)①②③
(4)OH-+H2S=HS-+H2O
(5)2MnO+5H2C2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
【分析】
根据③的图象获取反应热的信息结合反应自发进行的判断依据是△H-T△S<0分析解答;根据非金属性强弱的比较方法:①单质与氢气易(难)反应;②生成的氢化物稳定(不稳定);③最高价氧化物的水化物(含氧酸)酸性强(弱);④相互置换反应(强制弱);⑤单质得电子的能力比较非金属性强弱等分析判断;NaOH溶液中通入过量的H2S反应生成硫氢化钠和水、草酸和高锰酸钾溶液在酸性溶液中发生氧化还原反应,草酸被氧化为二氧化碳,高锰酸钾被还原为锰离子,据此分析解答。
(1)
从图象可知,S与H2的△H<0,反应放出热量,故答案为:放出;
(2)
从图象可知,Te和H2反应的△H>0,而H2Te分解反应的△S>0,Te和H2化合的△S<0,则△H-T△S>0,反应不能自发进行,故答案为:因为化合时△H>0,△S<0,△H-T△S>0,故反应不能自发进行;
(3)
根据元素非金属性的判断方法可知,上述资料信息中能够说明硫元素非金属性强于硒元素的是①②③,故选①②③;
(4)
NaOH溶液中通入过量的H2S反应生成硫氢化钠和水,反应的离子方程式为OH-+H2S=HS-+H2O,故答案为:OH-+H2S=HS-+H2O;
(5)
草酸和高锰酸钾溶液在酸性溶液中发生氧化还原反应,草酸被氧化为二氧化碳,高锰酸钾被还原为锰离子,反应的离子方程式为:5H2C2O4+2MnO+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,故答案为:2MnO+5H2C2O4+6H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O。
13.SO3+H2O=2H++SO
SO2
①②
①②③④
2
②
5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
【分析】
X是+4价硫的氧化物,X是SO2,Y是+6价硫的氧化物,Y是SO3,W是亚硫酸钙被氧化生成的硫酸钙,据此判断。
【详解】
(1)图中反应①是三氧化硫转化为硫酸,反应的离子方程式为SO3+H2O=2H++SO。
(2)根据以上分析可知X的化学式为SO2,从化合价上看,X中S是+4价,处于中间价态,二氧化硫既有氧化性也有还原性,答案选①②;
(3)①在工业上,硫酸钙可来调节水泥的硬化速率,正确;
②在食品中,硫酸钙可用来作营养强化剂,正确;
③硫酸钙在医疗上可用作石膏绷带,因此在美术上,可用来制作各种模型,正确;
④电解质能使胶体聚沉,因此在日常生活中,硫酸钙可用于“卤水点豆腐”,正确;
答案选①②③④。
(4)反应③可表示为H2S+Cl2=2HCl+S↓,硫元素化合价从-2价升高到0价,因此当生成1molS时,转移的电子为2mol。2H2S+SO2=3S↓+2H2O,二氧化硫中硫元素化合价从+4价降低到0价,所以当生成1molS时,转移的电子为mol。
(5)SO2具有还原性,高锰酸钾具有强氧化性,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,答案选②,该反应的化学方程式为5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4。
14.氧化
H2O2
H2S+H2O2=S+2H2O
H2SO4
1
AD
将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若试纸变蓝,证明氨气已满;或者,用玻璃棒蘸浓盐酸(浓硝酸)靠近试管口,若产白烟,证明氨气已满。
2CO+2NO=N2+2CO2
4H++5NO+3MnO=5NO+3Mn2++2H2O
【详解】
(1)使硫元素的化合价升高,需要加氧化剂;例如H2O2;离子方程式为H2S+H2O2=S+2H2O;
(2)硫元素化合价上升,失电子,被氧化,作为还原剂,对应的硫酸为氧化产物;在该反应中每生成1mol硫酸,转移2mol电子,故生成0.5
mol
H2SO4,则转移电子的物质的量是1mol;
(3)
A.由于氨气分子中含有氢键,故氨气的沸点高,A正确;
B.氨气极易溶于水,不能用排水法收集氨气,B错误;
C.氨气是一种无色刺激性气味的气体,C错误;
D.氨水中一水合氨电离出氢氧根离子,溶液显碱性,向氨水中滴加酚酞,溶液变红,D正确;
答案选AD。
(4)
实验室检验试管里氨气是否收集满的方法是将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若试纸变蓝,证明氨气已满;或者,用玻璃棒蘸浓盐酸(浓硝酸)靠近试管口,若产白烟,证明氨气已满;
(5)
CO和NO反应转化氮气和二氧化碳,该反应的化学方程式2CO+2NO=N2+2CO2;
(6)
NO与酸性高锰酸钾溶液反应生成NO,该反应的离子方程式为4H++5NO+3MnO=5NO+3Mn2++2H2O;
15.SO2
H2S
酸性
氧化性
H2SO4+
Mg(OH)2=MgSO4+2H2O
【详解】
(1)如图所示,A为氧化物,且S元素化合价为+4,转化为SO3,则A为SO2;B为气态氢化物,且S元素化合价为-2,则B为H2S;
(2)根据价类二维图推测,SO3可以与水反应生成硫酸,与碱反应生成盐和水,则是一种酸性氧化物;SO3中S元素为+6价,处于S元素的最高价,反应中化合价可以降低,则可能具有的化学性质为氧化性;
(3)MgSO4属于盐,根据单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化,则由稀H2SO4生成MgSO4可以是与碱Mg(OH)2、单质Mg、氧化物MgO等的反应,化学方程式:H2SO4+
Mg(OH)2=MgSO4+2H2O、Mg+H2SO4=MgSO4+H2、MgO+H2SO4=MgSO4+H2O。
16.淡黄色
漂白
2SO2+O22SO3
Ba2++SO=BaSO4↓
0.5
【分析】
依据流程分析物质的转化关系可知,①硫在氧气中点燃生成二氧化硫,反应②是二氧化硫催化氧化生成三氧化硫,A为SO3,③三氧化硫与水反应生成硫酸,反应④中,铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜,二氧化硫和水,Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O,反应⑤硫酸铜与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀。
【详解】
(1)通常状况下硫单质的颜色为淡黄色;
故答案为:淡黄色;
(2)SO2可以使品红溶液褪色,生成不稳定的无色物质,说明SO2具有漂白性;
故答案为:漂白;
(3)反应②二氧化硫与氧气在催化剂加热条件下生成三氧化硫,化学方程式为2SO2+O22SO3;反应⑤是硫酸铜和氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀,离子方程式Ba2++SO=BaSO4↓;
故答案为:2SO2+O22SO3;Ba2++SO=BaSO4↓;
(4)反应④中,铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜,二氧化硫和水,Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O,当32g
Cu物质的量==0.5mol,完全反应时,被还原的H2SO4的物质的量为0.5mol;
故答案为:0.5。答案第1页,共2页
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