高中化学人教版(2019)必修第二册 第五章第一节 硫及其化合物
一、单选题
1.(2020高一下·北京期末)SO2可用作红酒的防腐剂。下列关于SO2的叙述错误的是( )
A.无色无味气体 B.能与氢氧化钠溶液反应
C.能使品红溶液褪色 D.一定条件下,能与氧气反应
【答案】A
【知识点】二氧化硫的性质
【解析】【解答】A.常温下,SO2是无色有刺激性气味的气体,A符合题意;
B.SO2与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,B不符合题意;
C.SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,C不符合题意;
D.一定条件下,SO2与氧气反应生成SO3,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A.二氧化硫有刺激性气味;
B.二氧化硫为酸性氧化物,能够与碱反应;
C.二氧化硫有漂白性;
D.二氧化硫能够与氧气反应生成三氧化硫。
2.(2019高三上·鹤岗月考)下列反应中,浓硫酸表现出强氧化性的是 ( )
①用铁槽车盛装浓硫酸
②铜片与浓硫酸共热制备SO2
③浓硫酸与碘化钠固体共热
④浓硫酸吸收NH3
⑤浓硫酸使蔗糖炭化时有刺激性气体产生
⑥将含水蒸气的氯气通过盛浓硫酸的洗气瓶
⑦浓硫酸和乙醇共热制乙烯
⑧浓硫酸,乙醇和乙酸共热制乙酸乙酯
A.⑤⑥⑦⑧ B.①②⑤ C.①②③⑤ D.②③⑤
【答案】C
【知识点】浓硫酸的性质
【解析】【解答】①常温下,浓硫酸具有强氧化性,能够使 发生钝化,反应停止,因此用铁槽车盛装浓硫酸;
②铜片与浓硫酸共热反应生成硫酸铜和SO2,体现浓硫酸的酸性和强氧化性;
③浓硫酸具有强氧化性,能够把碘离子氧化;
④浓硫酸吸收NH3生成硫酸铵,体现浓硫酸的酸性;
⑤浓硫酸使蔗糖炭化时,体现浓硫酸的脱水性,脱水后产生的碳与浓硫酸加热反应生成二氧化硫、二氧化碳等,体现浓硫酸的强氧化性;
⑥将含水蒸气的氯气通过盛浓硫酸的洗气瓶,浓硫酸能够吸水,体现吸水性;
⑦浓硫酸和乙醇共热制乙烯,发生消去反应,体现浓硫酸的催化、脱水作用;
⑧浓硫酸,乙醇和乙酸共热制乙酸乙酯,体现浓硫酸的催化、吸水作用;
结合以上分析可知,浓硫酸表现出强氧化性的是 ①②③⑤;
故故答案为:C。
【分析】】①常温下,浓硫酸会使Fe、Al钝化;
②Cu+2H2SO4(浓)SO2↑+2H2O+CuSO4,体现浓硫酸的酸性和强氧化性;
③浓硫酸可以把碘离子氧化成碘单质;
④2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4;
⑤浓硫酸使蔗糖炭化后产生的二氧化硫、二氧化碳,体现浓硫酸的强氧化性;
⑥浓硫酸干燥氯气,体现吸水性;
⑦制乙烯过程中,浓硫酸体现它的催化、脱水作用;
⑧制乙酸乙酯过程中体现浓硫酸的催化、吸水作用;
3.(2020高一上·安徽期中)含硫煤燃烧会产生大气污染物,为防治该污染,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到化工产品,该工艺流程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.该过程中可得到化工产品H2SO4
B.该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C.该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和S
D.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4
【答案】C
【知识点】氧化还原反应;含硫物质的性质及综合应用
【解析】【解答】A.从图可以看出,该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,可得到化工产品H2SO4,A不符合题意;
B.根据A中分析可知,该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2,B不符合题意;
C.该过程中化合价发生改变的元素除去Fe和S外,还有O,C符合题意;
D.该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,反应方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据工艺流程所示可知,该工艺中Fe2(SO4)3和H2O吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+2H2O+SO2=2FeSO4+2H2SO4,据此分析解答。
4.(2020高三上·黑龙江开学考)(NH4)2SO4在一定条件下发生如下反应: 4 (NH4)2SO4=N2↑+6 NH3↑+ 3SO2↑+ SO3↑+ 7H2O, .将反应后的气体通入一定量的BaCl2溶液中,发现溶液有白色沉淀生成,还有部分气体从溶液中逸出,检验发现从溶液中逸出的气体无色、无味,溶液中氯化钡恰好完全反应。下列说法正确的是( )
A.生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3,且n (BaSO4): n (BaSO3) 约为1: 1
B.生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3,且n (BaSO4): n (BaSO3)约为1: 2
C.生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3,且n (BaSO4): n (BaSO3)约为1: 3
D.从溶液中逸出的气体只有N2,最后留下溶液中溶质只有较多的NH4Cl
【答案】A
【知识点】二氧化硫的性质;含硫物质的性质及综合应用
【解析】【解答】 发现从溶液中逸出的气体无色、无味, 则气体为氮气, 溶液中氯化钡恰好完全反应 ,则发生反应的方程式为:SO3+2NH3+H2O=(NH4)2SO4 ,SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3
过量的二氧化硫发生如下反应:SO2+(NH4)2SO3 +H2O=2NH4HSO3 ,故溶液中所含亚硫酸铵与硫酸铵的物质的量之比为1:1.即生成的亚硫酸钡与硫酸钡之比为1:1,溶质还有氯化铵,以及亚硫酸氢铵,
故答案为:A
【分析】本题要先分析清楚反应的先后顺序才可解题。
5.(2020高一下·宁波期末)几种含硫物质的转化如图所示(部分产物可能略去)。下列说法错误的是( )
SO2 Na2SO3 溶液 Na2SO4溶液
A.X可以是Na2CO3溶液
B.Y一定是O2
C.反应①的离子方程式可能为:SO2+2OH- =SO + H2O
D.SO2、Na2SO3都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】B
【知识点】含硫物质的性质及综合应用
【解析】【解答】A.亚硫酸的酸性大于碳酸,SO2和Na2CO3溶液反应生成Na2SO3和CO2,故A不符合题意;
B.Na2SO3→Na2SO4发生氧化反应,Y可以是O2、H2O2等氧化剂,故B符合题意;
C.若Y是氢氧化钠,反应①的离子方程式为:SO2+2OH- =SO + H2O,故C不符合题意;
D.SO2、Na2SO3中S元素化合价为+4,具有还原性,所以都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】Y还可以为过氧化氢等氧化剂
6.(2020高二下·台州期末)某兴趣小组用如图所示的装置探究SO2气体的还原性,下列说法错误的是( )
A.①中发生反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++ +4H+
B.①中加入KMnO4溶液,紫红色褪去,可说明SO2与FeCl3发生了氧化还原反应
C.②中蓝色溶液褪色的现象能表明I-的还原性弱于SO2
D.装置③的作用是吸收SO2尾气,防止污染空气
【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质
【解析】【解答】A.①中二氧化硫与铁离子反应生成硫酸根离子和亚铁离子,离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++ +4H+,A说法不符合题意;
B.①中加入KMnO4溶液,紫红色褪去,可能为过量的二氧化硫与高锰酸钾反应,则不能说明SO2与FeCl3发生了氧化还原反应,B说法符合题意;
C.②中蓝色溶液褪色,则二氧化硫为还原剂,碘离子为还原产物,能表明I-的还原性弱于SO2,C说法不符合题意;
D.装置③中NaOH能与二氧化硫反应生成亚硫酸盐,则其作用是吸收SO2尾气,防止污染空气,D说法不符合题意;
故答案为:B。
【分析】装置①中,二氧化硫与铁离子反应生成硫酸根离子和亚铁离子;装置②中,二氧化硫与碘反应生成硫酸根离子和碘离子,碘反应完,则淀粉溶液的蓝色褪去;装置③为吸收未反应完全的二氧化硫。
7.(2020高二下·大庆期末)下列反应中,浓H2SO4既表现强氧化性又表现酸性的是( )
A.2NaCl+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl↑
B.Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
C.S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O
D.Fe2O3+3H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+3H2O
【答案】B
【知识点】浓硫酸的性质
【解析】【解答】A.浓硫酸与氯化钠反应为难挥发性的酸制取挥发性的酸,反应中各元素的化合价没有变化,不是氧化还原反应,浓H2SO4表现酸性, 故A不符合题意。
B.铜片和H2SO4(浓)反应生成CuSO4、二氧化硫和水,有盐生成,S元素的化合价降低,表现了氧化性,有盐CuSO4生成又表现了酸性,故B符合题意;
C.浓硫酸与S反应,生成二氧化硫和水,没有盐生成,浓硫酸只表现出氧化性,故C不符合题意;
D.CuO和H2SO4(浓)反应生成Fe2(SO4)3和水,硫元素化合价不变,只表现为酸性,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】浓硫酸在反应中表现为氧化性,说明S元素的化合价降低,表现出酸性,说明S元素化合价没有变化,应生成硫酸盐。
8.(2020高二下·衢州期末)白色固体Na2S2O4常用于织物的漂白,也能将污水中的某些重金属离子还原为单质除去。隔绝空气加热Na2S2O4固体完全分解得到固体产物Na2SO3、Na2S2O3,和SO2。下列关于Na2S2O4的说法不正确的是( )
A.可以使品红溶液褪色
B.其溶液可以作吸氧剂
C.在空气中加热Na2S2O4固体可得到固体产物Na2SO4
D.Na2S2O4不能与强酸反应生成盐
【答案】D
【知识点】含硫物质的性质及综合应用
【解析】【解答】A.Na2S2O4可分解产生SO2,因此Na2S2O4能使品红溶液褪色,选项正确,A不符合题意;
B.Na2S2O4中硫元素显+3价,具有还原性,可做吸氧剂,选项正确,B不符合题意;
C.Na2S2O4加热分解产生Na2SO3,Na2SO3易被空气中的O2氧化成Na2SO4,因此在空气中加热Na2S2O4可得到Na2SO4,选项正确,C不符合题意;
D.Na2S2O4能与稀硫酸或稀盐酸反应生成NaCl或Na2SO4,选项错误,D符合题意;
故答案为:D
【分析】Na2S2O4受热分解的化学方程式为2Na2S2O4Na2SO3+Na2S2O3+SO2↑。据此结合选项进行分析。
9.(2020高一下·衢州期末)下列有关实验装置(夹持和尾气处理装置已省略)进行的相应实验,不能达到实验目的的是( )
A.若将甲中上层清液倒入水中,观察到溶液呈蓝色,说明有CuSO4生成
B.图乙装置中溶液的颜色变浅,说明SO2具有漂白性
C.图丙装置中溶液的颜色变浅,说明SO2具有还原性
D.图丁装置中产生淡黄色沉淀,说明SO2或H2SO4具有氧化性
【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质;浓硫酸的性质
【解析】【解答】A.若观察到溶液呈蓝色,则说明溶液中含有Cu2+,因此可说明反应有CuSO4生成,选项正确,A不符合题意;
B.图乙中试剂为酸性KMnO4溶液,具有强化性,而SO2具有还原性,二者可发生氧化还原反应,使得溶液颜色变浅,该实验未能说明SO2具有漂白性,选项错误,B符合题意;
C.图丙中试剂为滴有KSCN溶液的Fe2(SO4)3溶液,溶液中Fe3+具有氧化性,能与SO2反应,使得溶液中Fe3+含量减小,溶液颜色变浅,该实验能说明SO2具有还原性,选项正确,C不符合题意;
D.图丁中往Na2S溶液中通入SO2,发生反应的离子方程式为:SO2+2S2-+4H+=3S↓+2H2O,因此可说明SO2或H2SO4具有氧化性,选项正确,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】加热条件下,Cu与浓硫酸反应生成SO2,SO2中硫元素为+4价,处于中间价态,具有还原性和氧化性。Fe3+为最高价, 具有氧化性,能将SO2氧化成SO42-;Na2S中硫元素为-2价,具有还原性,能与SO2反应生成S沉淀;据此结合选项进行分析。
10.(2020·金山模拟)0.1 mol Cu与足量浓硫酸加热,充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量为(mol)( )
A.<0.1 B.0.1 C.<0.2 D.0.2
【答案】B
【知识点】浓硫酸的性质
【解析】【解答】Cu与足量浓硫酸加热完全反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,由方程式可知,硫酸起酸和氧化剂的作用,0.1 mol Cu完全反应生成0.1 mol SO2,则被还原的H2SO4的物质的量为0.1mol,
故答案为:B。
【分析】由铜与硫酸反应的化学方程式Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O可知,其中,1分子硫酸被还原为SO2显示其氧化性,1分子硫酸则显酸性。
11.(2020高一上·石嘴山期末)下列五种有色溶液与SO2作用,均能褪色,其实质相同的是 ( )
①品红溶液 ②KMnO4酸性溶液 ③溴水 ④滴有酚酞的NaOH溶液 ⑤淀粉碘溶液
A.①④ B.①②③ C.②③⑤ D.②③④
【答案】C
【知识点】二氧化硫的性质
【解析】【解答】①使品红溶液褪色,说明SO2的漂白性;
②能使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现SO2的还原性;
③能使溴水褪色,发生反应Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr,体现SO2的还原性;
④使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,发生反应SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,体现SO2作为酸性氧化物的性质;
⑤使淀粉的碘溶液褪色,发生反应I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI,体现SO2的还原性;
综上所述,实质相同的是②③⑤,
故答案为:C。
【分析】二氧化硫具有还原性、酸性和漂白性,结合反应物进行分析即可。
12.(2020高三上·长春期末)下列7种溶液中,通入足量的SO2气体,溶液变浑浊的有( )
①Na2S溶液②Na2SiO3溶液③澄清石灰水④0.1mol/L Ca(ClO)2溶液⑤Ba(NO3)2溶液
⑥BaCl2溶液⑦酸性KMnO4溶液
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质
【解析】【解答】①SO2通入Na2S溶液中发生反应SO2+2S2-+4H+=3S↓+2H2O,产生沉淀硫,溶液变浑浊,符合题意;
②SO2溶于水形成H2SO3,酸性比H2SiO3强,因此SO2能与Na2SiO3溶液反应SO2+Na2SiO3+H2O=Na2SO3+H2SiO3↓,产生沉淀,溶液变浑浊,符合题意;
③SO2足量,则与Ca(OH)2发生反应Ca(OH)2+SO2=Ca(HSO3)2,Ca(HSO3)2可溶于水,因此溶液不变浑浊,不符合题意;
④Ca(ClO)2具有氧化性,能将SO2氧化成SO42-,与Ca2+反应生成CaSO4沉淀,溶液变浑浊,符合题意;
⑤SO2的水溶液具有酸性,NO3-在酸性条件下具有氧化性,能将SO2氧化成SO42-,与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,溶液变浑浊,符合题意;
⑥由于酸性H2SO3⑦酸性KMnO4溶液具有氧化性,能将SO2氧化成SO42-,自身还原生成Mn2+,反应过程中没有沉淀产生,溶液不变浑浊,不符合题意;
综上,溶液变浑浊的为①②④⑤,共四种,B符合题意;
故答案为:B
【分析】根据SO2与所给溶液的反应进行分析。
13.(2020高一上·鄂州期末)某同学利用下图装置探究SO2的性质。
下列有关反应的方程式,错误的是( )
A.①中溶液显红色的原因: CO32-+ H2O HCO3-+ OH-
B.①中溶液红色褪去的原因:2SO2 + CO32-+ H2O = CO2+ 2HSO3-
C.②中溶液显黄绿色的原因:Cl2+ H2O = HCl + HClO
D.②中溶液黄绿色褪去的原因:SO2+ Cl2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl
【答案】C
【知识点】二氧化硫的性质
【解析】【解答】A.碳酸钠溶液显碱性,能使酚酞变红色,其水解的离子方程式为:CO32﹣+H2O HCO3﹣+OH﹣,故A符合题意;
B.亚硫酸的酸性强于碳酸,在碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳发生反应2SO2+CO32﹣+H2O═CO2+2HSO3﹣,NaHSO3溶液显酸性,所以溶液红色褪去,故B符合题意;
C.氯气溶于水部分与水反应,部分以氯气分子的形式存在于溶液,所以氯水显浅黄绿色是因为溶解了氯气,故C不符合题意;
D.二氧化硫与氯水反应生成HCl和硫酸,即发生SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl,氯气被消耗,所以溶液的黄绿色褪去,故D符合题意。
【分析】离子方程式的书写应注意遵循以下原则:(1)符合客观事实;(2)遵循物质的拆分原理;(3)符合电荷守恒以及质量守恒规律。
14.(2020高一上·南宁月考)检验某溶液中是否含有 的方法是( )
A.取样后加入BaCl2溶液,观察现象
B.取样后先加入BaCl2溶液,然后加入盐酸,观察现象
C.取样后加入硝酸酸化的BaCl2溶液,观察现象
D.取样后先用盐酸酸化,然后加入BaCl2溶液,观察现象
【答案】D
【知识点】硫酸根离子的检验
【解析】【解答】A.取样后加入BaCl2溶液,生成的沉淀可能是BaSO4、BaSO3、BaCO3、AgCl,不能排除银离子、碳酸根离子、亚硫酸根离子的干扰,故A不符合题意;
B.取样后先加入BaCl2溶液,然后加入盐酸,最后生成的沉淀可能是BaSO4、AgCl,不能排除氯离子干扰,故B不符合题意;
C.硝酸能把S 氧化为 ,取样后加入硝酸酸化的BaCl2溶液,生成沉淀是BaSO4,不能排除S 的干扰,故C不符合题意;
D.先加入稀盐酸,没有产生沉淀,排除银离子、碳酸根、亚硫酸根的干扰,然后再加氯化钡,产生白色沉淀,证明有 存在,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.没有排除CO32-、Ag+等离子的干扰;
B.不能排除Ag+的干扰;
C.不能排除S 的干扰;
D.先用盐酸酸化,排除银离子、碳酸根、亚硫酸根的干扰。
二、实验探究题
15.(2020高一下·朝阳期末)实验室里研究不同价态硫元素之间的转化
(1)A中发生反应的化学方程式为 。
(2)B中的现象是 。
(3)C中出现淡黄色沉淀,反应中Na2S做
(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(4)D溴水褪色,该反应S元素的价态变化是由+4价变为 价。
(5)某同学认为D中换成H2O2溶液也可以实现上述硫元素的价态转化,并通过实验进一步证明了他的观点。实验方案和现象为:取D中反应后的溶液于试管中, 。
(6)E的作用是 ,离子方程式为 。
(7)上述实验体现SO2 的性质有 。
【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2↑+2H2O
(2)品红褪色
(3)还原剂
(4)+6
(5)加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
(6)吸收SO2尾气,防止污染环境;SO2 +2OH =SO32 +H2O
(7)漂白性、氧化性、还原性、酸性氧化物通性
【知识点】二氧化硫的性质;硫酸根离子的检验;含硫物质的性质及综合应用;二氧化硫的漂白作用
【解析】【解答】(1)A装置中Cu和浓硫酸加热条件下反应,生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2↑+2H2O;(2)B装置为检验SO2的装置,SO2有漂白性,能使品红褪色,所以B装置中现象是品红溶液褪色;(3)C装置中,Na2S和SO2发生反应2Na2S+3SO2=3S↓+2Na2SO3,可观察到有淡黄色沉淀(或浑浊)生成,该反应中的Na2S:S的化合价由 2价升为0价,Na2S发生氧化反应、作还原剂,SO2发生还原反应、作氧化剂;(4)D装置中,Br2和SO2发生反应Br2+SO2+2H2O=2HBr +H2SO4,S由+4价变为+6价;(5)过氧化氢溶液具有氧化性,会将二氧化硫氧化成硫酸,要想证明硫元素的价态转化,只需要证明产物中有SO42 即可,所以只需要取D中溶液于试管中,加入盐酸酸化的BaCl2溶液即可,实验现象是有白色沉淀生成;(6)SO2是污染性气体,需要尾气处理,E装置的作用是吸收SO2尾气,防止污染环境;SO2是酸性氧化物,与NaOH溶液反应的离子方程式为SO2+2OH =SO32 +H2O;(7)B装置中褪色现象体现SO2的漂白性,C装置中出现浑浊现象体现SO2的氧化性,D装置中溴水褪色体现SO2的还原性,E装置中反应体现酸性氧化物的通性。
【分析】该实验的目的是研究不同价态硫元素之间的转化,A为SO2的发生装置,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2↑+2H2O,B为检验SO2的装置,SO2有漂白性,可用品红溶液检验,现象是品红褪色,C中Na2S和SO2发生氧化还原反应生S沉淀,说明SO2有氧化性,D中SO2和溴水反应生成H2SO4和氢溴酸,通过检验SO42-的存在,验证SO2有还原性,SO2是污染性气体,是酸性氧化物,所以E装置中盛装NaOH溶液,目的是吸收多余SO2,据此分析解答。
16.(2020·浦东新模拟)已知:2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O。某学习小组对铁丝(含杂质碳)与浓硫酸反应后的产物进行探究。
(1)Ⅰ.溶液探究
将反应后的溶液稀释,取稀释液,滴加NaOH溶液,观察到 现象时,证明有Fe3+存在。为进一步判断溶液中是否存在Fe2+,可另取稀释液少许,滴加 (选填编号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液
c.浓氨水 d.KMnO4酸性溶液
(2)为判断反应停止后硫酸是否有剩余,制定的实验方案为:测定稀释液的pH。请对此实验设计进行评价。 。
(3)Ⅱ.气体探究
将产生的气体依次通过品红溶液和澄清石灰水,观察到:品红溶液褪色、澄清石灰水变浑浊。是否 (填写“是”或“否”)能据此判断除SO2外,反应后气体中还含有CO2?请说明理由 。
最后逸出的气体具有可燃性,推测该气体为H2,理由是 (用离子方程式表示)。
(4)收集混合气体336mL(已折算成标准状况),通入足量的氯水中,发生反应:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl。滴加足量BaCl2溶液,生成的沉淀经过滤、洗涤、干燥、称量,测得质量为2.330g。则混合气体中SO2的体积分数为 。(精确至小数点后第二位)
(5)将上述混合气体直接通入BaCl2溶液,未见明显现象,放置一段时间后发现有少许浑浊,分析其中的原因 。
【答案】(1)红褐色沉淀;d
(2)由于Fe3+水解显酸性,所以不能仅通过溶液显酸性就判断反应后硫酸是否有剩余(或:如果测得溶液的酸性较强,可以判断硫酸有剩余)
(3)否;由于有SO2存在,SO2也能使澄清石灰水变浑浊,所以无法判断是否含有CO2;Fe+2H+=Fe2++H2↑
(4)0.67
(5)开始未见明显现象是因为SO2不能与BaCl2反应,一段时间后空气中的O2将H2SO3氧化成为H2SO4,从而与BaCl2反应生成BaSO4沉淀
【知识点】二氧化硫的性质;浓硫酸的性质;铁的化学性质;二价铁离子和三价铁离子的检验
【解析】【解答】(1)2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O,将反应后的溶液稀释,取稀释液,滴加NaOH溶液,铁离子与氢氧化钠反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀,证明有Fe3+存在。为进一步判断溶液中是否存在Fe2+,可另取稀释液少许,因为溶液中含有Fe3+,可以滴加KMnO4酸性溶液,若溶液的紫红色褪色,即可以证明溶液中含有Fe2+,故答案为:红褐色沉淀;d;(2)测定稀释液的pH,若溶液显酸性不能说明反应后硫酸是否有剩余,因为铁离子水解后的溶液也显酸性,若溶液的酸性较强,可以判断硫酸有剩余,因为铁离子水解后的溶液的酸性较弱,故答案为:由于Fe3+水解显酸性,所以不能仅通过溶液显酸性判断反应后硫酸是否有剩余(或如果测得溶液的酸性较强,可以判断硫酸有剩余);(3)将产生的气体依次通过品红溶液和澄清石灰水,观察到:品红溶液褪色、澄清石灰水变浑浊。不能据此判断除SO2外,反应后气体中还含有CO2,因为混合气体中存在SO2气体,SO2也能使澄清石灰水变浑浊;最后逸出的气体具有可燃性,说明该气体为H2,因为随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,稀硫酸能够与铁反应生成氢气,Fe+2H+=Fe2++H2↑,故答案为:否;由于有SO2存在,SO2也能使澄清石灰水变浑浊,所以无法判断是否含有CO2;Fe+2H+→Fe2++H2↑;(4)标准状况下,336mL混合气体的物质的量为 =0.015mol,生成的硫酸钡的物质的量= =0.01mol,说明二氧化硫的物质的量为0.01mol,因此混合气体中SO2的体积分数为 ×100%=0.67,故答案为:0.67;(5)将上述混合气体直接通入BaCl2溶液,SO2与BaCl2不反应,因此未见明显现象,放置一段时间后,溶液中的亚硫酸被空气中的氧气氧化生成硫酸,硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,故答案为:开始未见明显现象是因为SO2不能与BaCl2反应,一段时间后空气中的O2将H2SO3氧化成为H2SO4,从而与BaCl2反应生成BaSO4沉淀。
【分析】(1)2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O,将反应后的溶液稀释,取稀释液,滴加NaOH溶液,铁离子与氢氧化钠反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀;在Fe3+存在时检验Fe2+,结合亚铁离子的性质分析判断选择的试剂;(2)铁离子水解后的溶液也显酸性,但酸性较弱,据此分析评价;(3)根据SO2也能使澄清石灰水变浑浊分析判断;最后逸出的气体具有可燃性,该气体只能为H2,因为随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小;(4)首先计算标准状况下,336mL混合气体的物质的量,再根据生成的硫酸钡的质量计算二氧化硫的物质的量,最后计算混合气体中SO2的体积分数;(5)SO2与BaCl2不反应,结合二氧化硫检验较强的还原性分析解答。
17.(2019高三上·呼兰月考)为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应,某校化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验装置。
(1)气体发生装置B产生的气体是 。
(2)为验证通入装置D中的气体是Cl2过量还是SO2过量,某小组同学准备了以下试剂:
①氯化亚铁溶液 ②硫氰化钾溶液 ③品红溶液 ④酸性高锰酸钾溶液
a.若Cl2过量:取适量D中溶液滴加至盛有 (选填一个序号)的试管内,再加入 (选填一个序号)试剂,实验现象是 。
b.若SO2过量:取适量D中溶液滴加至盛有 (选填一个序号)的试管内,实验现象是 。
(3)另一小组设计如图所示的装置图(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”);
②若装置B中装有5.0 mL 1.0 mol·L-1碘水,当通入足量Cl2完全反应后,共转移了0.05mol电子,该反应的化学方程式为 。
(4)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与含X的溶液完全反应后,有浅黄色沉淀生成,取上层清液加入氯化钡溶液,有白色沉淀产生。写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式: 。
【答案】(1)Cl2
(2)①;②;溶液呈红色;③;溶液由红色变为无色,加热后恢复原来的颜色
(3)相同;5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl
(4)S2O +Cl2+H2O=S↓+SO +2Cl-+2H+
【知识点】氯气的化学性质;氯气的实验室制法;二氧化硫的性质;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)装置C中饱和食盐水是用于除去Cl2中混有的HCl,因此装置B中所产生的气体为Cl2;
(2)a、若Cl2过量,则溶液中含有Cl2和HClO,溶液具有氧化性,因此可加入FeCl2溶液,再加入KSCN溶液,可观察到溶液变红色;
b、若SO2过量,则溶液中含有SO2,检验SO2,可用品红溶液,可观察到品红溶液褪色,加热后溶液恢复原来的颜色;
(3)①SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色;Cl2溶于水后,形成HClO,具有漂白性,也能使品红溶液褪色;因此装置A中观察到的现象相同;
②碘水中所含n(I2)=0.005L×1.0mol/L=0.005mol,设反应过程中,产物中碘元素的化合价为a,则过程中转移电子数为:0.005mol×2×a=0.05mol,解得 a=5,因此产物中碘元素的化合价为+5价,即产物为HIO3,因此该反应的化学方程式为:5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl;
(4)设该酸根离子X的化学式为SaOb2-,由于X中硫和氧的元素质量比为4:3,则可得等式,解得,则该离子X的化学式为S2O32-;Cl2与S2O32-完全反应后,产生的浅黄色沉淀为S;上层清液加入BaCl2溶液后产生白色沉淀,说明反应生成了SO42-,Cl2的还原产物为Cl-;反应过程中,S2O32-转化为S,得到2个电子,转化为SO42-,失去4个电子;Cl2转化为Cl-,得到2个电子,根据得失电子守恒可得,S2O32-、S、SO42-、Cl2的系数均为1,Cl-的系数为2;根据电荷守恒可得,生成物中含有H+,且其系数为2;根据氢原子个数守恒可得,反应物中含有H2O,且其系数为1;因此可得该反应的离子方程式为:S2O32-+Cl2+H2O=S↓+SO42-+2Cl-+2H+;
【分析】(1)根据装置B后所连接的装置C确定装置B产生的气体;
(2)a、若Cl2过量,则溶液中含有Cl2和HClO,溶液具有氧化性;
b、若SO2过量,则溶液中含有SO2,结合SO2的性质分析;
(3)①结合SO2的漂白性、氯水的氧化性进行分析;
②根据转移电子数确定产物中碘元素的化合价,从而确定反应的化学方程式;
(4)根据离子中元素质量比确定离子符号,由题干信息确定该离子与Cl2反应的产物,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒书写反应的离子方程式;
三、综合题
18.(2020·海淀模拟)硫是人类认识最早的元素之一,含硫物质在现代生产和生活中发挥着重要作用。
(1)我国化学家姜雪峰因其在绿色有机硫化学领域的杰出贡献被遴选为“全球青年化学家元素周期表硫元素代表”。
①硫元素在元素周期表中的位置是 。
②乙硫醇(CH3CH2SH)是一种含硫有机物,其分子中S-H的极性小于CH3CH2OH分子中O-H的极性,请从原子结构角度解释其原因: 。
(2)自然界的硫循环过程如下图所示。
①上图所涉及的含硫物质中,能使品红溶液褪色的是 。
②降解石油(主要成分为CxHy)的过程中,在细菌催化作用下,石油与硫酸盐反应转化为碳酸氢盐,硫酸盐做 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
③煤炭中的硫化物主要为FeS2(S为-1价)。在潮湿的环境中,FeS2可在氧化亚铁硫杆菌(T.f)的作用下被空气氧化为Fe2(SO4)3,该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)第三周期,第ⅥA族;氧原子与硫原子最外层电子数相同,电子层数S>O,原子半径S>O,得电子能力S(2)SO2(或二氧化硫);氧化剂;4FeS2+15O2+2H2O 2Fe2(SO4)3+2H2SO4
【知识点】含硫物质的性质及综合应用;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】(1)①硫元素在元素周期表中的位置是第三周期,第ⅥA族;
②氧原子与硫原子最外层电子数相同,电子层数S>O,原子半径S>O,得电子能力S②石油与硫酸盐反应转化为硫化物化合价从+6降到-2,所以硫酸盐做氧化剂
③FeS2可在氧化亚铁硫杆菌(T.f)的作用下被空气氧化为Fe2(SO4)3的化学方程式为
4FeS2+15O2+2H2O 2Fe2(SO4)3+2H2SO4
【分析】(1)②根据元素周期律可得,同一主族,越往上非金属性越强,故得电子能力越强,故电子对会更偏向于O
(2)①使品红褪色的为二氧化硫
②碳的化合价升高作还原剂,故硫酸盐为氧化剂
③标明化合价,硫化亚铁中,硫为-1,铁为-2,4FeS2+15O2+2H2O 2Fe2(SO4)3+2H2SO4
19.(2020高一上·鄂州期末)某小组同学用如图所示装置进行铜与浓硫酸的反应,并探究产物的性质
(夹持装置已略去)。
(1)试管①中反应的化学方程式是 ;
(2)若试管②中的试剂为品红溶液,实验中观察到的现象是 ;
若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时,观察到溶液褪色,则说明生成的气体具有 性。
(3)试管③中的试剂为NaOH溶液,其作用是 ,反应的离子方程式是 。
【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)品红溶液褪色;还原
(3)吸收尾气;SO2+2OH-=SO32-+H2O
【知识点】二氧化硫的性质;浓硫酸的性质;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)铜与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜和二氧化硫气体和水,反应方程式为:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O;(2)SO2气体具有漂白性,能使品红溶液褪色,所以试管②品红溶液褪色;SO2气体具有强的氧化性,可以被强氧化剂氧化为硫酸,若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时,观察到溶液褪色,二氧化硫与高锰酸钾发生氧化还原反应而褪色,体现二氧化硫的还原性;(3) SO2是有毒气体,不能直接排放空气中,由于SO2属于酸性氧化物,所以可用NaOH溶液进行尾气处理,反应的离子方程式为:SO2+2OH-=SO32-+H2O。
【分析】(1)铜与浓硫酸在加热时反应生成硫酸铜和二氧化硫气体;(2)二氧化硫能使品红溶液褪色;若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时,观察到溶液褪色,二氧化硫与高锰酸钾发生氧化还原反应而褪色;(3)二氧化硫是有毒的酸性氧化物,不能直接排放空气中,所以用NaOH溶液吸收尾气。
20.(2020高一下·池州期中)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种重要的化工产品。某研究小组制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)的实验装置如下图所示(省略夹持装置):
【查阅资料】
Ⅰ.Na2S2O3·5H2O是无色晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成;
Ⅱ.向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3。
根据题意,填写下列空白。
(1)仪器a的名称是 ;B的作用是 。
(2)C中反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)该实验制取的产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4杂质。为了检验产品中是否含有这两种杂质,某小组设计了以下实验方案(所需试剂从稀硝酸、稀硫酸、稀盐酸、蒸馏水中选择),请将方案补充完整。
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤、洗涤后,向沉淀中滴加足量的 (填试剂名称),若 (填实验现象),则可以确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。
(4)称取样品137.5 g配成500 mL溶液。取50 mL溶液,向其中加入足量稀硫酸,充分反应(S2O32-+2H+ S↓+SO2↑+H2O),静置、过滤、洗涤、干燥、称量得沉淀1.6 g。
准确配制500 mL溶液所需仪器有:天平、药匙、烧杯、玻璃棒、 、 。经计算,样品中硫代硫酸晶体的百分含量为 。(保留三位有效数字)
【答案】(1)圆底烧瓶;防止倒吸
(2)2:1
(3)稀盐酸;沉淀部分溶解,并有刺激性气味的气体产生
(4)胶头滴管;500 mL容量瓶;90.2%
【知识点】氧化还原反应;硫酸根离子的检验;配制一定物质的量浓度的溶液
【解析】【解答】(1)图示仪器a为圆底烧瓶;装置B为安全瓶,可以起到防倒吸的作用;
(2)装置C中通入SO2,反应生成Na2S2O3,该反应的化学方程式为:2Na2S+4SO2+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2;该反应中,Na2S发生氧化反应,为还原剂,SO2发生还原反应,为氧化剂,因此氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1;
(3)加入足量BaCl2溶液后,反应生成的沉淀中可能含有BaSO3或BaSO4,可向沉淀中滴加足量的稀盐酸,若沉淀部分溶解,且产生有刺激性气味的气体,则说明沉淀为BaSO3和BaSO4的混合物,说明产品中含有Na2SO3和Na2SO4;
(4)配制该溶液所需的仪器为:天平、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和500mL容量瓶;
充分反应后所得1.6g沉淀为S,其物质的量,由反应的离子方程式可知,样品中n(Na2S2O3)=0.05mol,因此样品中Na2S2O3的百分含量为。
【分析】(1)根据图示仪器确定其名称;装置B作为安全瓶;
(2)根据装置C中发生反应的化学方程式确定氧化剂和还原剂的物质的量之比;
(3)根据SO32-、SO42-的检验进行分析;
(4)结合一定物质的量浓度溶液的配制分析实验过程中所需的仪器;根据反应的化学方程式计算样品中硫代硫酸钠晶体的百分含量;
21.(2020·浙江模拟)黄铁矿主要成分是 FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取 0.1000 g 样品在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,用浓度为 0.02000 mol·L-1的 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,重复实验,平均消耗K2Cr2O7标准溶液 20.00mL。
(1)硫酸工业中煅烧黄铁矿的设备名称 。
(2)该样品FeS2的质量分数为 ;
【答案】(1)沸腾炉
(2)72.00%
【知识点】含硫物质的性质及综合应用
【解析】【解答】(1)煅烧黄铁矿是在沸腾炉中进行;(2)取0.1000g样品在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,用浓度为0.02000mol/L的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液25.00mL,依据反应过程得到定量关系为:3FeS2~6SO2~12Fe2+~2Cr2O72-,
n(FeS2)= n( )= ×0.02mol/L×0.02L=0.0006mol,
所以样品中FeS2的质量分数= 。
【分析】在本题中解题思路是:通过滴定关系确定K2Cr2O7标准溶与FeS2的物质的量的对应关系,计算出其物质的量,继而计算出质量,就能得到样品中FeS2的质量分数。
1 / 1高中化学人教版(2019)必修第二册 第五章第一节 硫及其化合物
一、单选题
1.(2020高一下·北京期末)SO2可用作红酒的防腐剂。下列关于SO2的叙述错误的是( )
A.无色无味气体 B.能与氢氧化钠溶液反应
C.能使品红溶液褪色 D.一定条件下,能与氧气反应
2.(2019高三上·鹤岗月考)下列反应中,浓硫酸表现出强氧化性的是 ( )
①用铁槽车盛装浓硫酸
②铜片与浓硫酸共热制备SO2
③浓硫酸与碘化钠固体共热
④浓硫酸吸收NH3
⑤浓硫酸使蔗糖炭化时有刺激性气体产生
⑥将含水蒸气的氯气通过盛浓硫酸的洗气瓶
⑦浓硫酸和乙醇共热制乙烯
⑧浓硫酸,乙醇和乙酸共热制乙酸乙酯
A.⑤⑥⑦⑧ B.①②⑤ C.①②③⑤ D.②③⑤
3.(2020高一上·安徽期中)含硫煤燃烧会产生大气污染物,为防治该污染,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到化工产品,该工艺流程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.该过程中可得到化工产品H2SO4
B.该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C.该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和S
D.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4
4.(2020高三上·黑龙江开学考)(NH4)2SO4在一定条件下发生如下反应: 4 (NH4)2SO4=N2↑+6 NH3↑+ 3SO2↑+ SO3↑+ 7H2O, .将反应后的气体通入一定量的BaCl2溶液中,发现溶液有白色沉淀生成,还有部分气体从溶液中逸出,检验发现从溶液中逸出的气体无色、无味,溶液中氯化钡恰好完全反应。下列说法正确的是( )
A.生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3,且n (BaSO4): n (BaSO3) 约为1: 1
B.生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3,且n (BaSO4): n (BaSO3)约为1: 2
C.生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3,且n (BaSO4): n (BaSO3)约为1: 3
D.从溶液中逸出的气体只有N2,最后留下溶液中溶质只有较多的NH4Cl
5.(2020高一下·宁波期末)几种含硫物质的转化如图所示(部分产物可能略去)。下列说法错误的是( )
SO2 Na2SO3 溶液 Na2SO4溶液
A.X可以是Na2CO3溶液
B.Y一定是O2
C.反应①的离子方程式可能为:SO2+2OH- =SO + H2O
D.SO2、Na2SO3都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
6.(2020高二下·台州期末)某兴趣小组用如图所示的装置探究SO2气体的还原性,下列说法错误的是( )
A.①中发生反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++ +4H+
B.①中加入KMnO4溶液,紫红色褪去,可说明SO2与FeCl3发生了氧化还原反应
C.②中蓝色溶液褪色的现象能表明I-的还原性弱于SO2
D.装置③的作用是吸收SO2尾气,防止污染空气
7.(2020高二下·大庆期末)下列反应中,浓H2SO4既表现强氧化性又表现酸性的是( )
A.2NaCl+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl↑
B.Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
C.S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O
D.Fe2O3+3H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+3H2O
8.(2020高二下·衢州期末)白色固体Na2S2O4常用于织物的漂白,也能将污水中的某些重金属离子还原为单质除去。隔绝空气加热Na2S2O4固体完全分解得到固体产物Na2SO3、Na2S2O3,和SO2。下列关于Na2S2O4的说法不正确的是( )
A.可以使品红溶液褪色
B.其溶液可以作吸氧剂
C.在空气中加热Na2S2O4固体可得到固体产物Na2SO4
D.Na2S2O4不能与强酸反应生成盐
9.(2020高一下·衢州期末)下列有关实验装置(夹持和尾气处理装置已省略)进行的相应实验,不能达到实验目的的是( )
A.若将甲中上层清液倒入水中,观察到溶液呈蓝色,说明有CuSO4生成
B.图乙装置中溶液的颜色变浅,说明SO2具有漂白性
C.图丙装置中溶液的颜色变浅,说明SO2具有还原性
D.图丁装置中产生淡黄色沉淀,说明SO2或H2SO4具有氧化性
10.(2020·金山模拟)0.1 mol Cu与足量浓硫酸加热,充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量为(mol)( )
A.<0.1 B.0.1 C.<0.2 D.0.2
11.(2020高一上·石嘴山期末)下列五种有色溶液与SO2作用,均能褪色,其实质相同的是 ( )
①品红溶液 ②KMnO4酸性溶液 ③溴水 ④滴有酚酞的NaOH溶液 ⑤淀粉碘溶液
A.①④ B.①②③ C.②③⑤ D.②③④
12.(2020高三上·长春期末)下列7种溶液中,通入足量的SO2气体,溶液变浑浊的有( )
①Na2S溶液②Na2SiO3溶液③澄清石灰水④0.1mol/L Ca(ClO)2溶液⑤Ba(NO3)2溶液
⑥BaCl2溶液⑦酸性KMnO4溶液
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
13.(2020高一上·鄂州期末)某同学利用下图装置探究SO2的性质。
下列有关反应的方程式,错误的是( )
A.①中溶液显红色的原因: CO32-+ H2O HCO3-+ OH-
B.①中溶液红色褪去的原因:2SO2 + CO32-+ H2O = CO2+ 2HSO3-
C.②中溶液显黄绿色的原因:Cl2+ H2O = HCl + HClO
D.②中溶液黄绿色褪去的原因:SO2+ Cl2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl
14.(2020高一上·南宁月考)检验某溶液中是否含有 的方法是( )
A.取样后加入BaCl2溶液,观察现象
B.取样后先加入BaCl2溶液,然后加入盐酸,观察现象
C.取样后加入硝酸酸化的BaCl2溶液,观察现象
D.取样后先用盐酸酸化,然后加入BaCl2溶液,观察现象
二、实验探究题
15.(2020高一下·朝阳期末)实验室里研究不同价态硫元素之间的转化
(1)A中发生反应的化学方程式为 。
(2)B中的现象是 。
(3)C中出现淡黄色沉淀,反应中Na2S做
(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(4)D溴水褪色,该反应S元素的价态变化是由+4价变为 价。
(5)某同学认为D中换成H2O2溶液也可以实现上述硫元素的价态转化,并通过实验进一步证明了他的观点。实验方案和现象为:取D中反应后的溶液于试管中, 。
(6)E的作用是 ,离子方程式为 。
(7)上述实验体现SO2 的性质有 。
16.(2020·浦东新模拟)已知:2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O。某学习小组对铁丝(含杂质碳)与浓硫酸反应后的产物进行探究。
(1)Ⅰ.溶液探究
将反应后的溶液稀释,取稀释液,滴加NaOH溶液,观察到 现象时,证明有Fe3+存在。为进一步判断溶液中是否存在Fe2+,可另取稀释液少许,滴加 (选填编号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液
c.浓氨水 d.KMnO4酸性溶液
(2)为判断反应停止后硫酸是否有剩余,制定的实验方案为:测定稀释液的pH。请对此实验设计进行评价。 。
(3)Ⅱ.气体探究
将产生的气体依次通过品红溶液和澄清石灰水,观察到:品红溶液褪色、澄清石灰水变浑浊。是否 (填写“是”或“否”)能据此判断除SO2外,反应后气体中还含有CO2?请说明理由 。
最后逸出的气体具有可燃性,推测该气体为H2,理由是 (用离子方程式表示)。
(4)收集混合气体336mL(已折算成标准状况),通入足量的氯水中,发生反应:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl。滴加足量BaCl2溶液,生成的沉淀经过滤、洗涤、干燥、称量,测得质量为2.330g。则混合气体中SO2的体积分数为 。(精确至小数点后第二位)
(5)将上述混合气体直接通入BaCl2溶液,未见明显现象,放置一段时间后发现有少许浑浊,分析其中的原因 。
17.(2019高三上·呼兰月考)为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应,某校化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验装置。
(1)气体发生装置B产生的气体是 。
(2)为验证通入装置D中的气体是Cl2过量还是SO2过量,某小组同学准备了以下试剂:
①氯化亚铁溶液 ②硫氰化钾溶液 ③品红溶液 ④酸性高锰酸钾溶液
a.若Cl2过量:取适量D中溶液滴加至盛有 (选填一个序号)的试管内,再加入 (选填一个序号)试剂,实验现象是 。
b.若SO2过量:取适量D中溶液滴加至盛有 (选填一个序号)的试管内,实验现象是 。
(3)另一小组设计如图所示的装置图(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”);
②若装置B中装有5.0 mL 1.0 mol·L-1碘水,当通入足量Cl2完全反应后,共转移了0.05mol电子,该反应的化学方程式为 。
(4)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与含X的溶液完全反应后,有浅黄色沉淀生成,取上层清液加入氯化钡溶液,有白色沉淀产生。写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式: 。
三、综合题
18.(2020·海淀模拟)硫是人类认识最早的元素之一,含硫物质在现代生产和生活中发挥着重要作用。
(1)我国化学家姜雪峰因其在绿色有机硫化学领域的杰出贡献被遴选为“全球青年化学家元素周期表硫元素代表”。
①硫元素在元素周期表中的位置是 。
②乙硫醇(CH3CH2SH)是一种含硫有机物,其分子中S-H的极性小于CH3CH2OH分子中O-H的极性,请从原子结构角度解释其原因: 。
(2)自然界的硫循环过程如下图所示。
①上图所涉及的含硫物质中,能使品红溶液褪色的是 。
②降解石油(主要成分为CxHy)的过程中,在细菌催化作用下,石油与硫酸盐反应转化为碳酸氢盐,硫酸盐做 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
③煤炭中的硫化物主要为FeS2(S为-1价)。在潮湿的环境中,FeS2可在氧化亚铁硫杆菌(T.f)的作用下被空气氧化为Fe2(SO4)3,该反应的化学方程式为 。
19.(2020高一上·鄂州期末)某小组同学用如图所示装置进行铜与浓硫酸的反应,并探究产物的性质
(夹持装置已略去)。
(1)试管①中反应的化学方程式是 ;
(2)若试管②中的试剂为品红溶液,实验中观察到的现象是 ;
若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时,观察到溶液褪色,则说明生成的气体具有 性。
(3)试管③中的试剂为NaOH溶液,其作用是 ,反应的离子方程式是 。
20.(2020高一下·池州期中)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种重要的化工产品。某研究小组制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)的实验装置如下图所示(省略夹持装置):
【查阅资料】
Ⅰ.Na2S2O3·5H2O是无色晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成;
Ⅱ.向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3。
根据题意,填写下列空白。
(1)仪器a的名称是 ;B的作用是 。
(2)C中反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)该实验制取的产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4杂质。为了检验产品中是否含有这两种杂质,某小组设计了以下实验方案(所需试剂从稀硝酸、稀硫酸、稀盐酸、蒸馏水中选择),请将方案补充完整。
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤、洗涤后,向沉淀中滴加足量的 (填试剂名称),若 (填实验现象),则可以确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。
(4)称取样品137.5 g配成500 mL溶液。取50 mL溶液,向其中加入足量稀硫酸,充分反应(S2O32-+2H+ S↓+SO2↑+H2O),静置、过滤、洗涤、干燥、称量得沉淀1.6 g。
准确配制500 mL溶液所需仪器有:天平、药匙、烧杯、玻璃棒、 、 。经计算,样品中硫代硫酸晶体的百分含量为 。(保留三位有效数字)
21.(2020·浙江模拟)黄铁矿主要成分是 FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取 0.1000 g 样品在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,用浓度为 0.02000 mol·L-1的 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,重复实验,平均消耗K2Cr2O7标准溶液 20.00mL。
(1)硫酸工业中煅烧黄铁矿的设备名称 。
(2)该样品FeS2的质量分数为 ;
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】二氧化硫的性质
【解析】【解答】A.常温下,SO2是无色有刺激性气味的气体,A符合题意;
B.SO2与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,B不符合题意;
C.SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,C不符合题意;
D.一定条件下,SO2与氧气反应生成SO3,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A.二氧化硫有刺激性气味;
B.二氧化硫为酸性氧化物,能够与碱反应;
C.二氧化硫有漂白性;
D.二氧化硫能够与氧气反应生成三氧化硫。
2.【答案】C
【知识点】浓硫酸的性质
【解析】【解答】①常温下,浓硫酸具有强氧化性,能够使 发生钝化,反应停止,因此用铁槽车盛装浓硫酸;
②铜片与浓硫酸共热反应生成硫酸铜和SO2,体现浓硫酸的酸性和强氧化性;
③浓硫酸具有强氧化性,能够把碘离子氧化;
④浓硫酸吸收NH3生成硫酸铵,体现浓硫酸的酸性;
⑤浓硫酸使蔗糖炭化时,体现浓硫酸的脱水性,脱水后产生的碳与浓硫酸加热反应生成二氧化硫、二氧化碳等,体现浓硫酸的强氧化性;
⑥将含水蒸气的氯气通过盛浓硫酸的洗气瓶,浓硫酸能够吸水,体现吸水性;
⑦浓硫酸和乙醇共热制乙烯,发生消去反应,体现浓硫酸的催化、脱水作用;
⑧浓硫酸,乙醇和乙酸共热制乙酸乙酯,体现浓硫酸的催化、吸水作用;
结合以上分析可知,浓硫酸表现出强氧化性的是 ①②③⑤;
故故答案为:C。
【分析】】①常温下,浓硫酸会使Fe、Al钝化;
②Cu+2H2SO4(浓)SO2↑+2H2O+CuSO4,体现浓硫酸的酸性和强氧化性;
③浓硫酸可以把碘离子氧化成碘单质;
④2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4;
⑤浓硫酸使蔗糖炭化后产生的二氧化硫、二氧化碳,体现浓硫酸的强氧化性;
⑥浓硫酸干燥氯气,体现吸水性;
⑦制乙烯过程中,浓硫酸体现它的催化、脱水作用;
⑧制乙酸乙酯过程中体现浓硫酸的催化、吸水作用;
3.【答案】C
【知识点】氧化还原反应;含硫物质的性质及综合应用
【解析】【解答】A.从图可以看出,该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,可得到化工产品H2SO4,A不符合题意;
B.根据A中分析可知,该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2,B不符合题意;
C.该过程中化合价发生改变的元素除去Fe和S外,还有O,C符合题意;
D.该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,反应方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据工艺流程所示可知,该工艺中Fe2(SO4)3和H2O吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+2H2O+SO2=2FeSO4+2H2SO4,据此分析解答。
4.【答案】A
【知识点】二氧化硫的性质;含硫物质的性质及综合应用
【解析】【解答】 发现从溶液中逸出的气体无色、无味, 则气体为氮气, 溶液中氯化钡恰好完全反应 ,则发生反应的方程式为:SO3+2NH3+H2O=(NH4)2SO4 ,SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3
过量的二氧化硫发生如下反应:SO2+(NH4)2SO3 +H2O=2NH4HSO3 ,故溶液中所含亚硫酸铵与硫酸铵的物质的量之比为1:1.即生成的亚硫酸钡与硫酸钡之比为1:1,溶质还有氯化铵,以及亚硫酸氢铵,
故答案为:A
【分析】本题要先分析清楚反应的先后顺序才可解题。
5.【答案】B
【知识点】含硫物质的性质及综合应用
【解析】【解答】A.亚硫酸的酸性大于碳酸,SO2和Na2CO3溶液反应生成Na2SO3和CO2,故A不符合题意;
B.Na2SO3→Na2SO4发生氧化反应,Y可以是O2、H2O2等氧化剂,故B符合题意;
C.若Y是氢氧化钠,反应①的离子方程式为:SO2+2OH- =SO + H2O,故C不符合题意;
D.SO2、Na2SO3中S元素化合价为+4,具有还原性,所以都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】Y还可以为过氧化氢等氧化剂
6.【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质
【解析】【解答】A.①中二氧化硫与铁离子反应生成硫酸根离子和亚铁离子,离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++ +4H+,A说法不符合题意;
B.①中加入KMnO4溶液,紫红色褪去,可能为过量的二氧化硫与高锰酸钾反应,则不能说明SO2与FeCl3发生了氧化还原反应,B说法符合题意;
C.②中蓝色溶液褪色,则二氧化硫为还原剂,碘离子为还原产物,能表明I-的还原性弱于SO2,C说法不符合题意;
D.装置③中NaOH能与二氧化硫反应生成亚硫酸盐,则其作用是吸收SO2尾气,防止污染空气,D说法不符合题意;
故答案为:B。
【分析】装置①中,二氧化硫与铁离子反应生成硫酸根离子和亚铁离子;装置②中,二氧化硫与碘反应生成硫酸根离子和碘离子,碘反应完,则淀粉溶液的蓝色褪去;装置③为吸收未反应完全的二氧化硫。
7.【答案】B
【知识点】浓硫酸的性质
【解析】【解答】A.浓硫酸与氯化钠反应为难挥发性的酸制取挥发性的酸,反应中各元素的化合价没有变化,不是氧化还原反应,浓H2SO4表现酸性, 故A不符合题意。
B.铜片和H2SO4(浓)反应生成CuSO4、二氧化硫和水,有盐生成,S元素的化合价降低,表现了氧化性,有盐CuSO4生成又表现了酸性,故B符合题意;
C.浓硫酸与S反应,生成二氧化硫和水,没有盐生成,浓硫酸只表现出氧化性,故C不符合题意;
D.CuO和H2SO4(浓)反应生成Fe2(SO4)3和水,硫元素化合价不变,只表现为酸性,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】浓硫酸在反应中表现为氧化性,说明S元素的化合价降低,表现出酸性,说明S元素化合价没有变化,应生成硫酸盐。
8.【答案】D
【知识点】含硫物质的性质及综合应用
【解析】【解答】A.Na2S2O4可分解产生SO2,因此Na2S2O4能使品红溶液褪色,选项正确,A不符合题意;
B.Na2S2O4中硫元素显+3价,具有还原性,可做吸氧剂,选项正确,B不符合题意;
C.Na2S2O4加热分解产生Na2SO3,Na2SO3易被空气中的O2氧化成Na2SO4,因此在空气中加热Na2S2O4可得到Na2SO4,选项正确,C不符合题意;
D.Na2S2O4能与稀硫酸或稀盐酸反应生成NaCl或Na2SO4,选项错误,D符合题意;
故答案为:D
【分析】Na2S2O4受热分解的化学方程式为2Na2S2O4Na2SO3+Na2S2O3+SO2↑。据此结合选项进行分析。
9.【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质;浓硫酸的性质
【解析】【解答】A.若观察到溶液呈蓝色,则说明溶液中含有Cu2+,因此可说明反应有CuSO4生成,选项正确,A不符合题意;
B.图乙中试剂为酸性KMnO4溶液,具有强化性,而SO2具有还原性,二者可发生氧化还原反应,使得溶液颜色变浅,该实验未能说明SO2具有漂白性,选项错误,B符合题意;
C.图丙中试剂为滴有KSCN溶液的Fe2(SO4)3溶液,溶液中Fe3+具有氧化性,能与SO2反应,使得溶液中Fe3+含量减小,溶液颜色变浅,该实验能说明SO2具有还原性,选项正确,C不符合题意;
D.图丁中往Na2S溶液中通入SO2,发生反应的离子方程式为:SO2+2S2-+4H+=3S↓+2H2O,因此可说明SO2或H2SO4具有氧化性,选项正确,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】加热条件下,Cu与浓硫酸反应生成SO2,SO2中硫元素为+4价,处于中间价态,具有还原性和氧化性。Fe3+为最高价, 具有氧化性,能将SO2氧化成SO42-;Na2S中硫元素为-2价,具有还原性,能与SO2反应生成S沉淀;据此结合选项进行分析。
10.【答案】B
【知识点】浓硫酸的性质
【解析】【解答】Cu与足量浓硫酸加热完全反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,由方程式可知,硫酸起酸和氧化剂的作用,0.1 mol Cu完全反应生成0.1 mol SO2,则被还原的H2SO4的物质的量为0.1mol,
故答案为:B。
【分析】由铜与硫酸反应的化学方程式Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O可知,其中,1分子硫酸被还原为SO2显示其氧化性,1分子硫酸则显酸性。
11.【答案】C
【知识点】二氧化硫的性质
【解析】【解答】①使品红溶液褪色,说明SO2的漂白性;
②能使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现SO2的还原性;
③能使溴水褪色,发生反应Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr,体现SO2的还原性;
④使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,发生反应SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,体现SO2作为酸性氧化物的性质;
⑤使淀粉的碘溶液褪色,发生反应I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI,体现SO2的还原性;
综上所述,实质相同的是②③⑤,
故答案为:C。
【分析】二氧化硫具有还原性、酸性和漂白性,结合反应物进行分析即可。
12.【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质
【解析】【解答】①SO2通入Na2S溶液中发生反应SO2+2S2-+4H+=3S↓+2H2O,产生沉淀硫,溶液变浑浊,符合题意;
②SO2溶于水形成H2SO3,酸性比H2SiO3强,因此SO2能与Na2SiO3溶液反应SO2+Na2SiO3+H2O=Na2SO3+H2SiO3↓,产生沉淀,溶液变浑浊,符合题意;
③SO2足量,则与Ca(OH)2发生反应Ca(OH)2+SO2=Ca(HSO3)2,Ca(HSO3)2可溶于水,因此溶液不变浑浊,不符合题意;
④Ca(ClO)2具有氧化性,能将SO2氧化成SO42-,与Ca2+反应生成CaSO4沉淀,溶液变浑浊,符合题意;
⑤SO2的水溶液具有酸性,NO3-在酸性条件下具有氧化性,能将SO2氧化成SO42-,与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,溶液变浑浊,符合题意;
⑥由于酸性H2SO3⑦酸性KMnO4溶液具有氧化性,能将SO2氧化成SO42-,自身还原生成Mn2+,反应过程中没有沉淀产生,溶液不变浑浊,不符合题意;
综上,溶液变浑浊的为①②④⑤,共四种,B符合题意;
故答案为:B
【分析】根据SO2与所给溶液的反应进行分析。
13.【答案】C
【知识点】二氧化硫的性质
【解析】【解答】A.碳酸钠溶液显碱性,能使酚酞变红色,其水解的离子方程式为:CO32﹣+H2O HCO3﹣+OH﹣,故A符合题意;
B.亚硫酸的酸性强于碳酸,在碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳发生反应2SO2+CO32﹣+H2O═CO2+2HSO3﹣,NaHSO3溶液显酸性,所以溶液红色褪去,故B符合题意;
C.氯气溶于水部分与水反应,部分以氯气分子的形式存在于溶液,所以氯水显浅黄绿色是因为溶解了氯气,故C不符合题意;
D.二氧化硫与氯水反应生成HCl和硫酸,即发生SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl,氯气被消耗,所以溶液的黄绿色褪去,故D符合题意。
【分析】离子方程式的书写应注意遵循以下原则:(1)符合客观事实;(2)遵循物质的拆分原理;(3)符合电荷守恒以及质量守恒规律。
14.【答案】D
【知识点】硫酸根离子的检验
【解析】【解答】A.取样后加入BaCl2溶液,生成的沉淀可能是BaSO4、BaSO3、BaCO3、AgCl,不能排除银离子、碳酸根离子、亚硫酸根离子的干扰,故A不符合题意;
B.取样后先加入BaCl2溶液,然后加入盐酸,最后生成的沉淀可能是BaSO4、AgCl,不能排除氯离子干扰,故B不符合题意;
C.硝酸能把S 氧化为 ,取样后加入硝酸酸化的BaCl2溶液,生成沉淀是BaSO4,不能排除S 的干扰,故C不符合题意;
D.先加入稀盐酸,没有产生沉淀,排除银离子、碳酸根、亚硫酸根的干扰,然后再加氯化钡,产生白色沉淀,证明有 存在,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.没有排除CO32-、Ag+等离子的干扰;
B.不能排除Ag+的干扰;
C.不能排除S 的干扰;
D.先用盐酸酸化,排除银离子、碳酸根、亚硫酸根的干扰。
15.【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2↑+2H2O
(2)品红褪色
(3)还原剂
(4)+6
(5)加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
(6)吸收SO2尾气,防止污染环境;SO2 +2OH =SO32 +H2O
(7)漂白性、氧化性、还原性、酸性氧化物通性
【知识点】二氧化硫的性质;硫酸根离子的检验;含硫物质的性质及综合应用;二氧化硫的漂白作用
【解析】【解答】(1)A装置中Cu和浓硫酸加热条件下反应,生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2↑+2H2O;(2)B装置为检验SO2的装置,SO2有漂白性,能使品红褪色,所以B装置中现象是品红溶液褪色;(3)C装置中,Na2S和SO2发生反应2Na2S+3SO2=3S↓+2Na2SO3,可观察到有淡黄色沉淀(或浑浊)生成,该反应中的Na2S:S的化合价由 2价升为0价,Na2S发生氧化反应、作还原剂,SO2发生还原反应、作氧化剂;(4)D装置中,Br2和SO2发生反应Br2+SO2+2H2O=2HBr +H2SO4,S由+4价变为+6价;(5)过氧化氢溶液具有氧化性,会将二氧化硫氧化成硫酸,要想证明硫元素的价态转化,只需要证明产物中有SO42 即可,所以只需要取D中溶液于试管中,加入盐酸酸化的BaCl2溶液即可,实验现象是有白色沉淀生成;(6)SO2是污染性气体,需要尾气处理,E装置的作用是吸收SO2尾气,防止污染环境;SO2是酸性氧化物,与NaOH溶液反应的离子方程式为SO2+2OH =SO32 +H2O;(7)B装置中褪色现象体现SO2的漂白性,C装置中出现浑浊现象体现SO2的氧化性,D装置中溴水褪色体现SO2的还原性,E装置中反应体现酸性氧化物的通性。
【分析】该实验的目的是研究不同价态硫元素之间的转化,A为SO2的发生装置,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2↑+2H2O,B为检验SO2的装置,SO2有漂白性,可用品红溶液检验,现象是品红褪色,C中Na2S和SO2发生氧化还原反应生S沉淀,说明SO2有氧化性,D中SO2和溴水反应生成H2SO4和氢溴酸,通过检验SO42-的存在,验证SO2有还原性,SO2是污染性气体,是酸性氧化物,所以E装置中盛装NaOH溶液,目的是吸收多余SO2,据此分析解答。
16.【答案】(1)红褐色沉淀;d
(2)由于Fe3+水解显酸性,所以不能仅通过溶液显酸性就判断反应后硫酸是否有剩余(或:如果测得溶液的酸性较强,可以判断硫酸有剩余)
(3)否;由于有SO2存在,SO2也能使澄清石灰水变浑浊,所以无法判断是否含有CO2;Fe+2H+=Fe2++H2↑
(4)0.67
(5)开始未见明显现象是因为SO2不能与BaCl2反应,一段时间后空气中的O2将H2SO3氧化成为H2SO4,从而与BaCl2反应生成BaSO4沉淀
【知识点】二氧化硫的性质;浓硫酸的性质;铁的化学性质;二价铁离子和三价铁离子的检验
【解析】【解答】(1)2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O,将反应后的溶液稀释,取稀释液,滴加NaOH溶液,铁离子与氢氧化钠反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀,证明有Fe3+存在。为进一步判断溶液中是否存在Fe2+,可另取稀释液少许,因为溶液中含有Fe3+,可以滴加KMnO4酸性溶液,若溶液的紫红色褪色,即可以证明溶液中含有Fe2+,故答案为:红褐色沉淀;d;(2)测定稀释液的pH,若溶液显酸性不能说明反应后硫酸是否有剩余,因为铁离子水解后的溶液也显酸性,若溶液的酸性较强,可以判断硫酸有剩余,因为铁离子水解后的溶液的酸性较弱,故答案为:由于Fe3+水解显酸性,所以不能仅通过溶液显酸性判断反应后硫酸是否有剩余(或如果测得溶液的酸性较强,可以判断硫酸有剩余);(3)将产生的气体依次通过品红溶液和澄清石灰水,观察到:品红溶液褪色、澄清石灰水变浑浊。不能据此判断除SO2外,反应后气体中还含有CO2,因为混合气体中存在SO2气体,SO2也能使澄清石灰水变浑浊;最后逸出的气体具有可燃性,说明该气体为H2,因为随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,稀硫酸能够与铁反应生成氢气,Fe+2H+=Fe2++H2↑,故答案为:否;由于有SO2存在,SO2也能使澄清石灰水变浑浊,所以无法判断是否含有CO2;Fe+2H+→Fe2++H2↑;(4)标准状况下,336mL混合气体的物质的量为 =0.015mol,生成的硫酸钡的物质的量= =0.01mol,说明二氧化硫的物质的量为0.01mol,因此混合气体中SO2的体积分数为 ×100%=0.67,故答案为:0.67;(5)将上述混合气体直接通入BaCl2溶液,SO2与BaCl2不反应,因此未见明显现象,放置一段时间后,溶液中的亚硫酸被空气中的氧气氧化生成硫酸,硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,故答案为:开始未见明显现象是因为SO2不能与BaCl2反应,一段时间后空气中的O2将H2SO3氧化成为H2SO4,从而与BaCl2反应生成BaSO4沉淀。
【分析】(1)2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O,将反应后的溶液稀释,取稀释液,滴加NaOH溶液,铁离子与氢氧化钠反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀;在Fe3+存在时检验Fe2+,结合亚铁离子的性质分析判断选择的试剂;(2)铁离子水解后的溶液也显酸性,但酸性较弱,据此分析评价;(3)根据SO2也能使澄清石灰水变浑浊分析判断;最后逸出的气体具有可燃性,该气体只能为H2,因为随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小;(4)首先计算标准状况下,336mL混合气体的物质的量,再根据生成的硫酸钡的质量计算二氧化硫的物质的量,最后计算混合气体中SO2的体积分数;(5)SO2与BaCl2不反应,结合二氧化硫检验较强的还原性分析解答。
17.【答案】(1)Cl2
(2)①;②;溶液呈红色;③;溶液由红色变为无色,加热后恢复原来的颜色
(3)相同;5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl
(4)S2O +Cl2+H2O=S↓+SO +2Cl-+2H+
【知识点】氯气的化学性质;氯气的实验室制法;二氧化硫的性质;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)装置C中饱和食盐水是用于除去Cl2中混有的HCl,因此装置B中所产生的气体为Cl2;
(2)a、若Cl2过量,则溶液中含有Cl2和HClO,溶液具有氧化性,因此可加入FeCl2溶液,再加入KSCN溶液,可观察到溶液变红色;
b、若SO2过量,则溶液中含有SO2,检验SO2,可用品红溶液,可观察到品红溶液褪色,加热后溶液恢复原来的颜色;
(3)①SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色;Cl2溶于水后,形成HClO,具有漂白性,也能使品红溶液褪色;因此装置A中观察到的现象相同;
②碘水中所含n(I2)=0.005L×1.0mol/L=0.005mol,设反应过程中,产物中碘元素的化合价为a,则过程中转移电子数为:0.005mol×2×a=0.05mol,解得 a=5,因此产物中碘元素的化合价为+5价,即产物为HIO3,因此该反应的化学方程式为:5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl;
(4)设该酸根离子X的化学式为SaOb2-,由于X中硫和氧的元素质量比为4:3,则可得等式,解得,则该离子X的化学式为S2O32-;Cl2与S2O32-完全反应后,产生的浅黄色沉淀为S;上层清液加入BaCl2溶液后产生白色沉淀,说明反应生成了SO42-,Cl2的还原产物为Cl-;反应过程中,S2O32-转化为S,得到2个电子,转化为SO42-,失去4个电子;Cl2转化为Cl-,得到2个电子,根据得失电子守恒可得,S2O32-、S、SO42-、Cl2的系数均为1,Cl-的系数为2;根据电荷守恒可得,生成物中含有H+,且其系数为2;根据氢原子个数守恒可得,反应物中含有H2O,且其系数为1;因此可得该反应的离子方程式为:S2O32-+Cl2+H2O=S↓+SO42-+2Cl-+2H+;
【分析】(1)根据装置B后所连接的装置C确定装置B产生的气体;
(2)a、若Cl2过量,则溶液中含有Cl2和HClO,溶液具有氧化性;
b、若SO2过量,则溶液中含有SO2,结合SO2的性质分析;
(3)①结合SO2的漂白性、氯水的氧化性进行分析;
②根据转移电子数确定产物中碘元素的化合价,从而确定反应的化学方程式;
(4)根据离子中元素质量比确定离子符号,由题干信息确定该离子与Cl2反应的产物,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒书写反应的离子方程式;
18.【答案】(1)第三周期,第ⅥA族;氧原子与硫原子最外层电子数相同,电子层数S>O,原子半径S>O,得电子能力S(2)SO2(或二氧化硫);氧化剂;4FeS2+15O2+2H2O 2Fe2(SO4)3+2H2SO4
【知识点】含硫物质的性质及综合应用;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】(1)①硫元素在元素周期表中的位置是第三周期,第ⅥA族;
②氧原子与硫原子最外层电子数相同,电子层数S>O,原子半径S>O,得电子能力S②石油与硫酸盐反应转化为硫化物化合价从+6降到-2,所以硫酸盐做氧化剂
③FeS2可在氧化亚铁硫杆菌(T.f)的作用下被空气氧化为Fe2(SO4)3的化学方程式为
4FeS2+15O2+2H2O 2Fe2(SO4)3+2H2SO4
【分析】(1)②根据元素周期律可得,同一主族,越往上非金属性越强,故得电子能力越强,故电子对会更偏向于O
(2)①使品红褪色的为二氧化硫
②碳的化合价升高作还原剂,故硫酸盐为氧化剂
③标明化合价,硫化亚铁中,硫为-1,铁为-2,4FeS2+15O2+2H2O 2Fe2(SO4)3+2H2SO4
19.【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)品红溶液褪色;还原
(3)吸收尾气;SO2+2OH-=SO32-+H2O
【知识点】二氧化硫的性质;浓硫酸的性质;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)铜与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜和二氧化硫气体和水,反应方程式为:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O;(2)SO2气体具有漂白性,能使品红溶液褪色,所以试管②品红溶液褪色;SO2气体具有强的氧化性,可以被强氧化剂氧化为硫酸,若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时,观察到溶液褪色,二氧化硫与高锰酸钾发生氧化还原反应而褪色,体现二氧化硫的还原性;(3) SO2是有毒气体,不能直接排放空气中,由于SO2属于酸性氧化物,所以可用NaOH溶液进行尾气处理,反应的离子方程式为:SO2+2OH-=SO32-+H2O。
【分析】(1)铜与浓硫酸在加热时反应生成硫酸铜和二氧化硫气体;(2)二氧化硫能使品红溶液褪色;若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时,观察到溶液褪色,二氧化硫与高锰酸钾发生氧化还原反应而褪色;(3)二氧化硫是有毒的酸性氧化物,不能直接排放空气中,所以用NaOH溶液吸收尾气。
20.【答案】(1)圆底烧瓶;防止倒吸
(2)2:1
(3)稀盐酸;沉淀部分溶解,并有刺激性气味的气体产生
(4)胶头滴管;500 mL容量瓶;90.2%
【知识点】氧化还原反应;硫酸根离子的检验;配制一定物质的量浓度的溶液
【解析】【解答】(1)图示仪器a为圆底烧瓶;装置B为安全瓶,可以起到防倒吸的作用;
(2)装置C中通入SO2,反应生成Na2S2O3,该反应的化学方程式为:2Na2S+4SO2+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2;该反应中,Na2S发生氧化反应,为还原剂,SO2发生还原反应,为氧化剂,因此氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1;
(3)加入足量BaCl2溶液后,反应生成的沉淀中可能含有BaSO3或BaSO4,可向沉淀中滴加足量的稀盐酸,若沉淀部分溶解,且产生有刺激性气味的气体,则说明沉淀为BaSO3和BaSO4的混合物,说明产品中含有Na2SO3和Na2SO4;
(4)配制该溶液所需的仪器为:天平、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和500mL容量瓶;
充分反应后所得1.6g沉淀为S,其物质的量,由反应的离子方程式可知,样品中n(Na2S2O3)=0.05mol,因此样品中Na2S2O3的百分含量为。
【分析】(1)根据图示仪器确定其名称;装置B作为安全瓶;
(2)根据装置C中发生反应的化学方程式确定氧化剂和还原剂的物质的量之比;
(3)根据SO32-、SO42-的检验进行分析;
(4)结合一定物质的量浓度溶液的配制分析实验过程中所需的仪器;根据反应的化学方程式计算样品中硫代硫酸钠晶体的百分含量;
21.【答案】(1)沸腾炉
(2)72.00%
【知识点】含硫物质的性质及综合应用
【解析】【解答】(1)煅烧黄铁矿是在沸腾炉中进行;(2)取0.1000g样品在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,用浓度为0.02000mol/L的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液25.00mL,依据反应过程得到定量关系为:3FeS2~6SO2~12Fe2+~2Cr2O72-,
n(FeS2)= n( )= ×0.02mol/L×0.02L=0.0006mol,
所以样品中FeS2的质量分数= 。
【分析】在本题中解题思路是:通过滴定关系确定K2Cr2O7标准溶与FeS2的物质的量的对应关系,计算出其物质的量,继而计算出质量,就能得到样品中FeS2的质量分数。
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