(共38张PPT)
(四)
专题4 硫、氮和可持续发展
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,
共48分)
1.环境污染问题越来越受到人们的关注,造成环境污染的主要原因大多是由于人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是( )
A.温室效应——二氧化碳
B.酸雨——二氧化碳
C.臭氧层破坏——氟氯烃
D.光化学烟雾——二氧化氮
【解析】选B。酸雨主要是由SO2和氮氧化物引起的。
2.关于硫酸和硝酸的说法中,下列叙述正确的是( )
A.稀硫酸和稀硝酸都具有强氧化性
B.铁在两种酸中均“钝化”
C.在铜分别与浓硫酸和浓硝酸的反应中,两种酸都表现了强氧化性和酸性
D.浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性
【解析】选C。稀硫酸没有强氧化性,A错误;常温下,铁在浓硫酸和浓硝酸中钝化,B错误;浓硝酸不具有脱水性,D错误。
3.下列有关氨和硝酸实验的现象或结果正确的是( )
A.浓氨水滴进碱石灰里可制得氨气
B.蘸浓氨水和蘸浓硫酸的玻璃棒靠近会冒白烟
C.锌片与稀硝酸反应可制得氢气
D.铜片与浓硝酸反应可制得一氧化氮
【解析】选A。B项,浓硫酸难挥发,故靠近时不能产生白烟,B项错误;C项,锌片与稀硝酸反应产生一氧化氮,而不能产生氢气,C项错误;D项,铜片与浓硝酸反应制得二氧化氮,D错误。
4.(2011·漳州高一检测)下列实验用来证明SO2的存在,其中正确的是( )
①能使品红溶液褪色
②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
③能使澄清的石灰水变浑浊
④通入到足量的NaOH溶液中,再滴入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于盐酸
⑤通入溴水使其褪色,再滴入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成
A.都能证明 B.都不能证明
C.①⑤能证明 D.只有⑤能证明
【解析】选D。氯气通入品红溶液,溶液也可褪色;酸性气体都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,如三氧化硫气体;对于③④,二氧化碳也可以,综上所述①②③④不能证明SO2的存在。
5. 下列物质间的反应没有明显反应现象的是( )
A.常温下,浓硝酸、浓硫酸使铁发生钝化
B.二氧化硫气体分别通入氯水、品红溶液中
C.用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水并互相靠近
D.将氨气通入滴有酚酞试液的溶液中
【解析】选A。B项氯水、品红溶液褪色;C项出现白烟;
D项酚酞试液变红色。
6.(2011·济南高一检测)硫酸、硝酸与盐酸是工业上常用的三大强酸。工业上制备硫酸常用接触法,工业上制硝酸是用氨的催化氧化法。下列关于工业上制硫酸与硝酸的说法中不正确的是( )
A.在沸腾炉中进行的反应为:4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2
B.氨被氧气催化氧化:4NH3+5O2 4NO+6H2O
C.硫酸工业、硝酸工业都需要对工业尾气进行处理
D.接触法制硫酸的原料为:二氧化硫、空气、水
【解析】选D。接触法制硫酸的原料中无SO2,应为含硫矿石。
高温
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催化剂
△
====
7.下图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用60%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体,实验现象很明显,且不易污染空气。能证明SO2具有还原性的是( )
A.紫色石蕊溶液变红色
B.品红溶液褪色
C.溴水橙色褪去
D.含酚酞的NaOH溶液红色变浅
【解析】选C。SO2与水反应生成亚硫酸,亚硫酸溶液显酸性,使紫色石蕊溶液呈现红色,A错;B项证明SO2具有漂白性,B错;D是因为SO2与NaOH发生了反应,使溶液碱性变弱,红色变浅,D错。
8.(2011·南通高一检测)下列化学实验事实解释正确的是
( )
A.过量的铜屑与稀硝酸作用,反应停止后,再加入1 mol/L 稀硫酸,铜屑又逐渐溶解,是因为铜可直接与1 mol/L稀硫酸反应
B.铁钉放在浓硝酸中浸泡后,再用蒸馏水冲洗,然后放入CuSO4溶液中不反应,说明铁钉表面形成了一层致密稳定的氧化膜
C.把SO2通入酸性高锰酸钾溶液中,紫红色褪去,可验证SO2的漂白性
D.常温下,将铜放入浓硫酸中无明显变化,说明铜在冷的浓硫酸中钝化
【解析】选B。铜与稀硫酸不能反应,过量的铜屑与稀硝酸反应停止后,溶液中存在硝酸根离子,加入稀硫酸,提供了氢离子,酸性条件下硝酸根与铜屑继续反应,A错;紫红色褪去,是因为SO2与酸性高锰酸钾溶液发生了氧化还原反应,体现了SO2的还原性,C错;铜与浓硫酸常温下不能反应,铜在冷的浓硫酸中不能发生钝化,D错。
9.如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案,下列有关操作不可能引发喷泉现象的是( )
A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
【解析】选B。根据喷泉实验的原理,要发生喷泉现象,必须使烧瓶中压强迅速下降,导致外界压强大于烧瓶中的压强,从而使烧杯(锥形瓶)中的液体被压到烧瓶中产生喷泉现象,①中的Cl2易溶于CCl4,③中的NH3易溶于水,所以可以使烧瓶中压强迅速下降,产生喷泉现象,④中HCl和浓氨水反应(首先是浓硫酸注入水中放热使浓氨水放出氨气),同样也会导致烧瓶中压强减小,而②中H2不溶于NaOH溶液,也不与NaOH反应,所以不能引发喷泉现象。
10.下列说法正确的是( )
A.铵盐检验的原理是利用铵盐与碱共热产生NH3,通过检验NH3来确定是否是铵盐
B.制备氨气的装置也可用来制备二氧化碳
C.在反应3Cl2+8NH3====N2+6NH4Cl中NH3作氧化剂
D.实验室中常采用加热氯化铵来制取氨气
【解析】选A。因为NH4+无法直接检验,一般先将它转化为NH3,再检验NH3,A项正确;氨气的制备是固体混合加热,而CO2制取是“固+液→气”,B项错误;C项中氨气中氮元素化合价升高,作还原剂,C项错误;加热氯化铵分解成HCl和NH3,但HCl和NH3会结合成NH4Cl,不易得到NH3。故
D项错误。
【方法技巧】铵盐受热分解规律
铵盐一般都不稳定,受热易分解。其分解产物决定于组成铵盐的酸的性质。一般规律是:
①对热不稳定的酸的铵盐,生成NH3和酸的分解产物。
如:NH4HCO3 NH3↑+H2O↑+CO2↑
(NH4)2SO3 2NH3↑+H2O↑+SO2↑
△
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△
====
②挥发性酸对应的铵盐受热产生相应的酸和NH3。如:NH4Cl NH3↑+HCl↑
(NH4)2S 2NH3↑+H2S↑
③不挥发性高沸点酸的铵盐受热生成NH3和酸(或酸式盐)。如:
(NH4)3PO4 3NH3↑+H3PO4
(NH4)2SO4 NH3↑+NH4HSO4
④氧化性酸的铵盐热分解产物复杂,温度不同,产物亦不同,在中学阶段一般不作要求。在较低温度下,符合一般规律。例如:
NH4NO3 ========NH3↑+HNO3
△
====
△
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△
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△
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90~110℃
11.(2010·上海高考)下列实验过程中,始终无明显现象的是( )
A.NO2通入FeSO4溶液中
B.CO2通入CaCl2溶液中
C.NH3通入AlCl3溶液中
D.SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中
【解析】选B。此题考查了常见元素化合物的知识。NO2通入后和水反应生成具有强氧化性的硝酸,其将亚铁盐氧化为铁盐,溶液颜色由浅绿色变为黄色,排除A;CO2和CaCl2不反应,无明显现象,符合,选B;NH3通入后转化为氨水,其和AlCl3反应生成氢氧化铝沉淀,排除C;SO2通入酸化的Ba(NO3)2溶液中,其被氧化为硫酸,生成硫酸钡沉淀,排除D。
12.无色的混合气体甲中可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种。将100 mL气体甲经过如图实验处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,则气体甲的组成可能为( )
A.NH3、NO2、N2 B.NH3、NO、CO2
C.NH3、NO2、CO2 D.NO、CO2、N2
【解析】选B。因为为无色混合气体,则没有NO2,从反应
流程看,气体部分被浓硫酸吸收,说明存在NH3,通过足
量的Na2O2后,气体显红棕色,说明生成了NO2,则原来气
体中存在NO以及CO2,最后气体被水吸收后几乎无气体剩
余,则原气体中没有N2,NO和生成的氧气完全被水吸收生
成HNO3,故B项符合题意。
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(12分)非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D,已知D为强酸,请回答下列问题:
(1)若A在常温下为固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。
①D的化学式是______________。
②在工业生产中B气体的大量排放被雨水吸收后形成了_____________而污染了环境。
(2)若A在常温下为气体,C是红棕色的气体。
①A、C的化学式分别是:A_______;C___________。
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体,请写出该反应的化学方程式_________________。
该反应______________(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
【解析】本题的突破口是连续氧化,所以非金属单质A可能为C、N、S,而含氧酸D为强酸,所以排除C元素。若A在常温下为固体,则A为S;若A在常温下为气体,则A为N2,再根据条件作答。
答案:(1)①H2SO4 ②酸雨 (2)①N2 NO2
②Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 属于
14.(14分)(2010·新课标全国卷)某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按下图所示装置进行实验。请回答下列问题:
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________,其中发生反应的化学方程式为______________。
(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是_______、________,这些现象分别说明SO2具有的性质是______和_______;装置B中发生反应的离子方程式为__________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象:________________。
(4)尾气可采用__________________溶液吸收。
【解析】由图中试剂可知A是制取SO2的装置,SO2通入酸性KMnO4溶液中被氧化,再通入Na2S溶液中,被S2-还原成硫单质,最后剩余的SO2不能直接排放,否则会污染空气,可用碱溶液如NaOH吸收。
答案:(1)蒸馏烧瓶 Na2SO3+H2SO4(浓)====Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)溶液由紫红色变为无色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性 5SO2+2MnO4-+ 2H2O==== 2Mn2+ +5SO42-+4H+
(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色
(4)NaOH(其他合理答案也可)
15.(14分)(2011·郑州高一检测)A~H等8种物质存在如下转化关系(反应条件,部分产物未标出)。已知:A是酸式盐,B是能使品红溶液褪色的气体,G是红棕色气体。按要求回答问题:
(1)写出下列物质的化学式:A_______,B________,C________。
(2)写出下列反应的化学方程式:
E→F__________________________________;
G→H__________________________________;
H的浓溶液与红热的木炭反应的化学方程式:
______________________________________。
B与H2S反应的化学方程式:_______________。
(3)检验某溶液中是否含A中阳离子的方法是
_______________________________________。
【解析】由题意,B是能使品红溶液褪色的气体,又知B能与O2反应,则推知B为SO2,C为SO3,D为H2SO4;又知A为酸式盐,能与硫酸反应生成SO2,则A为亚硫酸盐。G为红棕色气体,则G为NO2,则再由转化关系进一步推知,E为NH3,
F为NO,H为HNO3,又知A可与NaOH溶液反应生成NH3,则A应为NH4HSO3。
答案:(1)NH4HSO3 SO2 SO3
(2)4NH3+5O2 4NO+6H2O
3NO2+H2O====2HNO3+NO
C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O
SO2+2H2S====3S↓+2H2O
(3)取少量该溶液于试管中,加入氢氧化钠溶液,加热,如果生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,则证明有NH4+
催化剂
△
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△
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16.(12分)有一硫酸与硝酸的混合稀溶液,取出10.00 mL加入足量BaCl2溶液,过滤,洗涤,烘干后得到9.32 g的沉淀;滤液与4.00 mol/L NaOH溶液反应,用去22.50 mL碱液时恰好完全中和,请计算(写出计算过程):
(1)原混合溶液中硫酸的物质的量浓度为:___________,硝酸的物质的量浓度为___________。
(2)另取10.00 mL此混合溶液,加入3.20 g铜粉共热,则在标准状况下可收集到的气体的体积为___________。
【解析】(1)解:设混酸中硫酸和硝酸分别为X mol 和Y mol
则:233X=9.32(g) X=0.04 (mol);
2X+Y=4 mol/L×0.022 5 L 解得Y=0.01 mol
所以:c(H2SO4)=0.04 mol÷0.01 L
=4 mol/L;c(HNO3)=0.01 mol÷0.01 L=1 mol/L
答:混合溶液中硫酸、硝酸的物质的量浓度分别为4 mol/L和1 mol/L。
(2)解:设生成NO物质的量为n
3Cu + 8H+ + 2NO3- ==== 3Cu2++2NO↑+4H2O
3 mol 8 mol 2 mol 2 mol
0.05 mol 0.09 mol 0.01 mol n
因NO3-量不足,所以n=0.01 mol,V(NO)=0.224 L=224 mL
答:在标准状况下可收集到的气体的体积为224 mL。
答案:(1)4 mol/L 1 mol/L
(2)224 mL