专题4 硫与环境保护 测试
一、单选题
1.小红翻看小明笔记时,发现小明在氧化还原反应学习上存在不少问题。比如其笔记存在较多错误,以下笔记中正确的是
A.口诀“升失氧,降得还”指含元素化合价升高的物质是氧化剂
B.氧化还原反应的本质是电子的转移
C.在氧化还原反应中,有一种元素被氧化,肯定另一种元素被还原
D.有氧气参与的反应一定是氧化还原反应,但氧化还原反应不一定有氧气参与
2.下列“实验结论”与“实验操作及事实”相符的一组是
实验操作及事实 实验结论
A 向未知溶液中加入硝酸银,产生白色沉淀 该溶液中一定含有Cl-
B 依次加入BaCl2溶液和稀盐酸,产生白色沉淀 该溶液中一定含有SO
C 向某溶液中加入稀盐酸,有无色气体生成 该溶液中一定含有CO
D 向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液,生成的 Fe(OH)2白色沉淀会迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 Fe(OH)2具有还原性
A.A B.B C.C D.D
3.已知2KClO3+I2=2KIO3+Cl2,下列对此反应的说法不正确的是
A.氧化产物与还原产物的物质的量比为2︰1
B.若在标准状况下产生11.2 LCl2,转移电子的物质的量为1mol
C.上述反应说明:I2的还原性强于Cl2
D.上述反应属于置换反应
4.下列气体排放到空气中,会导致酸雨的是
A. B. C. D.
5.在处理废水时某反应体系中有6种粒子:、、、(中N和O均为各自最低价态)、、,在反应过程中部分离子浓度与反应进程关系如图所示。下列有关该反应的说法正确的是
A.在上述反应体系中,是氧化剂
B.还原产物与氧化产物的物质的量之比为3∶1
C.在标准状况下,产生4.48L时转移0.6mol电子
D.上述反应中,有3种元素化合价发生了变化
6.需要加入氧化剂才能实现的变化是
A.HClO→Cl2 B.HNO3→NO C.MnO2→MnSO4 D.KI→KIO3
7.下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A.饱和NaCl溶液NaHCO3(s)Na2CO3(s)
B.AlA1(OH)3Al2O3
C.FeS2SO2H2SO4
D.NH3NOHNO3
8.工业上常用稀硫酸清洗铁表面的锈层,这是利用硫酸的
A.强氧化性 B.不挥发性 C.吸水性 D.酸性
9.“有效氯”的含量定义:从HI中氧化出相同量的I2所需Cl2的质量与指定化合物的质量之比,常以百分数表示。请问纯的“有效氯”的含量为
A. B. C. D.
10.下列有关实验操作、发生的现象、解释或结论都正确的是
选项 实验操作 发生的现象 解释或结论
A 向亚硫酸钠溶液中,逐滴加入硝酸酸化的硝酸钡溶液 产生白色沉淀 产生的亚硫酸钡是难溶解入水的沉淀
B 将SO2通入滴有酸性高锰酸钾溶液中 溶液紫红色褪去 SO2具有漂白性
C 常温下铜片插入硝酸中 产生红棕色气体 常温下铜和硝酸一定产生NO2
D 向某溶液中加入NaHCO3 产生白色沉淀 该溶液可能原来含有氢氧化钡
A.A B.B C.C D.D
11.下列实验能达到目的的是
A.用溴水鉴别正己烷和甲苯 B.用BaCl2溶液鉴别SO和SO
C.用饱和NaHCO3中除去Cl2中的HCl D.用浓HNO3与Cu反应制备NO2
二、填空题
12.离子反应广泛用于化学研究、化工生产、医疗诊断和环境保护等各个领域。
(1)实验室中可利用Na2SO3粉末与质量分数为70%的硫酸反应制取少量SO2,反应的化学方程式为___________。
(2)酸性高锰酸钾溶液可吸收SO2,反应的化学方程式为2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4,改写成离子方程式为___________。该反应中被还原的元素是___________(填元素符号)。
(3)某硫酸厂每天排放1.12×104m3(标准状况)尾气,其中含0.2%(体积分数)的SO2,则其中所含SO2的物质的量为___________。现用含NaOH浓度为0.5mol·L-1的废碱液(假设其他成分不参与反应)进行处理,每天至少需要这种废碱液的体积为___________L。
(4)某同学向BaCl2溶液中通入SO2,未观察到白色沉淀生成,由此可知酸性强弱:H2SO3___________HCl(填“>”或“<”)。取上述所得溶液进行下列操作,能观察到白色沉淀生成的___________(填字母)。
A.通入Cl2 B.滴加H2O2溶液 C.滴加稀盐酸 D.滴加NaOH溶液
13.下面三个方法都可以用来制氯气:
①4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O
②KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O
③KMnO4+HCl(浓)→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O(未配平)
根据以上三个反应,回答下列有关问题:
(1)反应②的离子方程式为_______。
(2)反应①中,氧化产物与还原产物的质量比为_______。
(3)已知反应④:4HCl+O22Cl2+2H2O(g),该反应也能制得氯气。提示:反应条件越简单反应越容易发生,说明性质越强烈。则MnO2、O2、KMnO4三种物质氧化性由强到弱的顺序为_______。
(4)配平方程式③:_______。
14.钠与H2在一定温度下可反应生成一种叫氢化钠(NaH)的白色化合物,该化合物在熔融状态下可导电,取少量NaH放入水中,剧烈反应放出一种无色、无味的气体,并形成一种碱性溶液。
(1)Na与H2反应的化学方程式为_____________________,H2作_______剂。
(2)NaH与水反应的化学方程式为_________________,NaH作_________剂。
15.(1)下列物质能导电的是___;属于电解质的是___;属于非电解质的是___(填编号)。
①HCl气体 ②Ca(OH)2固体 ③稀硫酸 ④SO2 ⑤硫酸钡固体 ⑥氨水 ⑦KNO3溶液 ⑧石墨 ⑨蔗糖⑩Cu
(2)某化学反应的反应物和产物如下:
Al+NaNO3+H2O→Al(OH)3+N2↑+NaAlO2
①该反应的还原剂是____;
②该反应的还原产物是___;
③反应过程中转移5mol电子,生成标准状况下N2的体积为___L。
16.某一反应体系中,有反应物和生成物共五种物质,这五种物质是:Cl2、KMnO4、MnCl2、H2O、HCl(浓)、KCl,其中Cl2、H2O均为生成物。
(1)该反应中的氧化剂是______________,氧化产物为_____________。
(2)该反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为_______________。
(3)若产生的气体在标准状况下体积为2.24 L,则反应过程中转移电子的数目为______NA(NA表示阿伏伽德罗常数的值),发生反应的KMnO4的质量为___________g。
17.高锰酸钾(KMnO4)为重要的化合物,具有众多应用。
I.高锰酸钾的制备可以通过氯酸钾(KClO3)、氢氧化钾(KOH)和二氧化锰(MnO2)在加热条件下反应先生成锰酸钾(K2MnO4),再由K2MnO4通过氧化还原化学反应转化成KMnO4。
(1)配平化学反应方程式:_______。
Ⅱ.接着向K2MnO4溶液中通入CO2,可使K2MnO4发生歧化反应得到KMnO4和MnO2。具体反应为:3 K2MnO4+2CO2=2 KMnO4+ MnO2+2K2CO3。
(2)用双线桥法标出反应的电子转移:_______。
(3)歧化反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
Ⅲ.用流程Ⅱ的方法制备KMnO4,K2MnO4利用率低,仅转化为KMnO4。为使K2MnO4完全转化为KMnO4,可以通过电解法。离子方程式为_______。
(4)通过化合价升降分析,确定该反应的还原产物为_______;补全并配平电解反应的离子反应方程式_______。
18.已知反应:①;②;③。试回答下列问题:
(1)反应①中的氧化剂是_______,氧化产物为_______。
(2)当反应②中生成32g 时,消耗的质量是_______g,其中_______g 被还原。
(3)用双线桥表明③的电子转移方向和数目_______。
(4)在反应中,氧化产物和还原产物的个数之比为_______;HCl在反应中体现的性质有_______。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】A.元素化合价升高,该元素被氧化,该物质属于还原剂,A错误;
B.氧化还原反应的本质是电子的得失与偏移,即电子的转移,B正确;
C.氧化还原反应的特征是元素化合价的升降,但不一定是不同中元素,也可能是同种元素化合价有升有降,C错误;
D.氧气转化为臭氧,无元素化合价的升降,不属于氧化还原反应,D错误;
故选B。
2.D
【详解】A.白色沉淀可能为AgCl、碳酸银等,则不能确定原溶液中是否含Cl-,可能含,故A错误;
B.溶液中可能含银离子,生成白色沉淀为AgCl,则向无色溶液中加入BaCl2溶液有白色沉淀出现,则溶液中可能含银离子或硫酸根离子,但不能同时存在,故B错误;
C.向某溶液中加入稀盐酸,有无色气体生成,该气体可能为二氧化碳、二氧化硫等,原溶液中不一定含,可能含、等,故C错误;
D.氢氧化亚铁易被氧化为氢氧化铁,Fe元素的化合价升高,则Fe(OH)2有还原性,故D正确;
故选:D。
3.B
【详解】A.在反应2KClO3+I2=2KIO3+Cl2中,氧化产物为KIO3,还原产物为I2,由化学计量数可知,氧化产物与还原产物的物质的量比为2:1,故A正确;
B.n(Cl2)==0.5mol,Cl元素化合价由+5价→0价,则转移的电子的物质的量为0.5mol×5×2=5mol,故B错误;
C.在反应2KClO3+I2=2KIO3+Cl2中,还原剂为I2,还原产物为Cl2,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,则I2的还原性强于Cl2,故C正确;
D.该反应为一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,为置换反应,故D正确;
故选B。
4.D
【详解】A.NH3溶于水形成碱性溶液,不可能形成酸雨,选项A不合题意;
B.CO2与雨水反应生成碳酸,浓度不同时,其pH不同,但pH≥5.6,不属于酸雨,选项B不合题意;
C.N2难溶于水,雨水呈中性,选项C不合题意;
D.与雨水反应生成H2SO3,继续氧化生成硫酸,使雨水的pH<5.6,选项D符合题意;
答案选D。
5.B
【分析】根据图像,浓度降低,可知是反应物,浓度增大,可知是生成物,根据元素守恒,是反应物,、是生成物,是反应物。中Cl元素化合价由+1降低为-1,中N元素化合价由-3升高为0,根据得失电子守恒、原子守恒,反应方程式为3+2+=+3+2。
【详解】A.在上述反应体系中,中N元素化合价由-3升高为0,是还原剂,故A错误;
B.中Cl元素化合价降低,是还原产物;中N元素化合价升高,是氧化产物,还原产物与氧化产物的物质的量之比为3∶1,故B正确;
C.中N元素化合价由-3升高为0,在标准状况下,产生4.48L时转移电子,故C错误;
D.上述反应中,N和Cl 两种元素化合价发生了变化,故D错误;
选B。
6.D
【详解】A.次氯酸中氯元素的化合价为+1价,氯气中氯元素的化合价为0价,化合价降低,需要加入还原剂,A项错误;
B.硝酸中氮元素的化合价为+5价,一氧化氮中氮元素化合价为+2价,化合价降低,需要加入还原剂,B项错误;
C.二氧化锰中锰元素化合价为+4价,硫酸锰中锰元素化合价为+2价,化合价降低,需要加入还原剂,C项错误;
D.碘化钾中碘元素的化合价为-1价,碘酸钾中碘元素为+5价,化合价升高,需要加入氧化剂来实现,D项正确;
答案选D。
7.A
【详解】A.NaCl饱和溶液中通入NH3、CO2,发生反应NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,产生NaHCO3沉淀,将NaHCO3过滤出来,然后加热,NaHCO3发生分解反应产生Na2CO3,可以实现上述物质的转化关系,A符合题意;
B.Al与NaOH溶液反应产生NaAlO2,不能得到A1(OH)3,B不符合题意;
C.FeS2煅烧,反应产生Fe2O3、SO2,SO2与H2O反应产生H2SO3,不能直接反应产生H2SO4,C不符合题意;
D.NH3与O2在催化剂存在条件下加热,发生氧化反应产生NO,NO不能直接反应产生HNO3,因此不能在给定条件下实现上述转化,D不符合题意;
故合理选项是A。
8.D
【详解】铁锈的主要成分是氧化铁,能与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,利用的是硫酸的酸性,答案选D。
9.B
【详解】由Cl2+2HI=2HCl+I2,+2HI=NaCl+I2+H2O反应分析,均生成1mol碘时,需要氯气物质的量与次氯酸钠物质的量之比为1:1;所以纯的“有效氯”的含量为:=;
故选B。
10.D
【详解】A.亚硫酸钠能被硝酸氧化生成硫酸根离子,硫酸根离子和钡离子反应生成BaSO4沉淀,所以该白色沉淀是硫酸钡,故A错误;
B.高锰酸钾具有强氧化性,二氧化硫具有还原性,二者发生氧化还原反应而使酸性高锰酸钾溶液褪色,该实验体现二氧化硫还原性而不是漂白性,故B错误;
C.常温下,Cu和稀硝酸反应生成NO,NO遇空气反应生成红棕色气体二氧化氮,铜和浓硝酸反应生成二氧化氮、和稀硝酸反应生成NO,故C错误;
D.能和碳酸氢钠反应生成白色沉淀的还有氢氧化钙等,所以该实验现象说明该溶液可能原来含有氢氧化钡,故D正确;
故选D。
【点晴】本题考查化学实验方案评价,为高频考点,涉及物质检验、氧化还原反应等知识点,明确实验原理及物质性质是解本题关键,注意物质检验时要除去其它物质的干扰,易错选项是B。
11.D
【详解】A.两者密度都比水小,均发生萃取,溴水层褪色,不能鉴别,故A错误;
B.两者都有沉淀生成,不能鉴别,故B错误;
C.两者均能与NaHCO3溶液反应,而且引入CO2,故C错误;
D.浓硝酸具有强氧化性,可与Cu反应生成NO2,故D正确;
故答案选C。
12.(1)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
(2) 2+5SO2+2H2O=2Mn2++5+4H+ Mn
(3) 1000mol 2000
(4) < ABD
【解析】(1)
Na2SO3和70%的硫酸反应生成SO2、硫酸钠、水,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)
2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4反应的离子方程式为2+5SO2+2H2O=2Mn2++5+4H+,该反应中Mn元素化合价由+7降低为+2,被还原的元素是Mn。
(3)
尾气中所含SO2的物质的量n==1000mol。碱液吸收尾气发生反应NaOH+SO2=NaHSO3时需要的碱液最少,则每天处理尾气至少需要这种废碱液的体积V==2000L。
(4)
根据强酸制弱酸原理,向BaCl2溶液中通入SO2,未观察到白色沉淀生成,说明亚硫酸的酸性弱于盐酸;
A.通入Cl2时,SO2被氧化为硫酸,可生成BaSO4白色沉淀,故选A;
B.滴加H2O2溶液时,SO2被氧化为硫酸,可生成BaSO4白色沉淀,故选B;
C.滴加稀盐酸,溶液酸性增强,不能生成沉淀,故不选C;
D.滴加NaOH溶液时,溶液酸性减弱,可生成BaSO3白色沉淀,故选D;
选ABD。
13.(1)ClO+6H++5Cl-=3Cl2↑+3H2O
(2)71:126
(3)KMnO4>MnO2>O2
(4)2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
【详解】(1)反应②为KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O,因此反应的离子方程式为ClO+6H++5Cl-=3Cl2↑+3H2O。
(2)反应①4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O中氯元素化合价从-1价升高到0价,被氧化,氯气是氧化产物,锰元素化合价从+4价降低到+2价,得到电子,氯化锰是还原产物,所以氧化产物与还原产物的质量比为71:126。
(3)反应①中反应需要加热,反应③常温下即可进行,反应④需要加热和催化剂,由于反应条件越简单反应越容易发生,说明性质越强烈,因此MnO2、O2、KMnO4三种物质氧化性由强到弱的顺序为KMnO4>MnO2>O2;
(4)反应中锰元素化合价从+7价降低到+2价,得到5个电子,氯元素化合价从-1价升高到0价,失去1个电子,根据电子得失守恒和原子守恒可知配平后的方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
14. 2Na+H2=2NaH 氧化 NaH+H2O===NaOH+H2↑ 还原
【分析】本题考查氧化还原反应,把握反应中元素的化合价变化是解题的关键。
【详解】(1) Na与H2反应为:2Na+H2=2NaH生成的NaH中H元素显-1价,钠显+1价, Na失去电子,作还原剂, H2得到电子,作氧化剂。
(2) NaH与水反应为NaH+H2O===NaOH+H2↑, NaH中-1价的H与水中+1价的H发生归中反应,所以NaH作还原剂。
【点睛】非金属氢化物中氢显+1价,金属氢化物中氢显-1价。
15. ③⑥⑦⑧⑩ ①②⑤ ④⑨ Al N2 11.2
【详解】(1)水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物称为电解质,酸、碱、盐都是电解质。①氯化氢气体只存在分子,故不导电,溶于水,能完全自身电离出自由移动的氢离子和氯离子,能导电,属于电解质;②Ca(OH)2固体为电解质,但没有溶于水或处于熔融状态,没有电离,故不能导电。③稀硫酸有自由移动的氢离子和硫酸根离子,能导电,但由于硫酸溶液是混合物,所以既不是电解质也不是非电解质;④SO2气体常温下为气体,只有SO2分子,没有自由移动的离子,不导电,SO2在水溶液中与水反应,生成亚硫酸,亚硫酸电离出自由移动的离子,溶液能够导电,但自由移动的离子不是SO2自身电离,SO2不属于电解质;⑤硫酸钡固体没有自由移动的离子不导电,在熔融状态下能完全电离出自由移动的钡离子和硫酸根离子导电,属于电解质;⑥氨水,有自由移动的离子能导电,它是氨气的水溶液,所以既不是电解质也不是非电解质;⑦KNO3在水溶液或熔融状态下都能够导电,属于电解质,但是KNO3溶液属于混合物,既不是电解质也不是非电解质;⑧石墨含有自由电子能导电,但石墨是单质,既不是电解质也不是非电解质;⑨蔗糖只存在蔗糖分子不导电,在水溶液中和熔融状态下都不能够导电,属于非电解质;⑩铜丝是金属单质,因为具有电子能导电,但它既不是电解质也不是非电解质;
故答案为③⑥⑦⑧⑩;①②⑤;④⑨;
(2)据方程式,Al元素的化合价从0价升高到+3价,失去3个电子,作还原剂;硝酸钠中氮元素的化合价从+5价降低到0价,得到5个电子,作氧化剂,水既不是氧化剂,也不是还原剂;氮气是还原产物,氢氧化铝和偏铝酸钠是氧化产物;每生成1mol N2转移10mol电子,则转移5mol电子,可生成0.5mol N2,即标准状况下的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L。
【点睛】电解质是在熔融状态下或水溶液中能导电的化合物,所以必须是纯净物,电解质不一定能导电,导电必须满足有自由移动的离子,能导电的物质不一定是电解质。
16. KMnO4 Cl2 5:2 0.2 6.32
【详解】Cl2、H2O为生成物,根据H守恒,HCl(浓)为反应物,Cl元素的化合价升高,浓HCl为还原剂,Cl2为氧化产物,则Mn元素的化合价降低,KMnO4为氧化剂,MnCl2为还原产物,KCl为生成物,反应可写成KMnO4+HCl(浓)→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O;
(1)根据上述分析,在反应中高锰酸钾是氧化剂、氯化氢是还原剂,因此氯气是氧化产物。
(2)锰元素的化合价从+7价降低到+2价,得到5个电子;氯元素的化合价从-1价升高到0价,失去1个电子;根据电子的得失守恒可知,氧化产物(Cl2)与还原产物(MnCl2)的物质的量之比为5:2。
(3)标准状况下Cl2的体积为2.24 L,则氯气的物质的量是2.24L÷22.4L/mol=0.1mol,所以反应中转移0.2mol电子,电子的数目为0.2NA;发生反应的KMnO4的物质的量是0.2mol÷5=0.04mol,所以高锰酸钾的质量是0.04mol×158g/mol=6.32g。
17.(1)
(2)
(3)1 : 2
(4) H2 2+2H2O2+H2↑+2OH-
【详解】(1)MnO2中Mn元素由+4价升高到+6价,作还原剂,KClO3中Cl元素由+5价降低到-1价,作氧化剂,依据得失电子守恒,可确定化学计量数关系为:3MnO2——KClO3,由此可确定3K2MnO4——KCl,再利用质量守恒配平KOH和H2O的化学计量数,从而得出配平的化学方程式为:答案为:;
(2)在反应3K2MnO4+2CO2=2 KMnO4+ MnO2+2K2CO3中,K2MnO4既是氧化剂又是还原剂,KMnO4是氧化产物,MnO2是还原产物,电子转移数目为2e-,则用双线桥法标出反应的电子转移:。答案为:;
(3)歧化反应中,3K2MnO4中有2K2MnO4所含Mn元素价态升高,1K2MnO4所含Mn元素价态降低,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1 : 2。答案为:1 : 2;
(4)通过化合价升降分析,在阳极,K2MnO4失电子完全转化为KMnO4,在阴极,H2O得电子生成H2和OH-,则该反应的还原产物为H2;补全并配平电解反应的离子反应方程式为2+2H2O2+H2↑+2OH-。答案为:H2;2+2H2O2+H2↑+2OH-。
18.(1) S、KNO3 CO2
(2) 98 49
(3)
(4) 5∶1 酸性和还原性
【详解】(1)①中S的化合价由0价降到-2价,N由+5价降到0价,故氧化剂为S、KNO3;C的化合价由0价升到+4价,故氧化产物为CO2;
(2)根据关系式2H2SO4(参加反应)~ H2SO4 (还原)~SO2可知,生成32g SO2时,消耗98g H2SO4,有49 g H2SO4被还原;
(3)在反应中,只有Na2O2中O元素的化合价发生变化,分别由-1价变化为0价和-2价,用双线桥法表示电子转移方向和数目为;
(4)中,HCl中Cl元素的化合价由-1价升高为0,失去电子被氧化,5molHCl作还原剂,对应氧化产物;KClO3中Cl元素的化合价由+5价降低为0,得到电子被还原,对应还原产物,氯气既是氧化产物又是还原产物,由Cl原子守恒可知,氧化产物与还原产物的质量比为5∶1;Cl元素化合价由反应前HCI中的-1价变为反应后Cl2中的0价,化合价升高,失去电子,被氧化,同时一部分化合价不变仍然是-1价,由HCl变为氯化钾,则HCl在反应中体现的性质为酸性和还原性。
答案第1页,共2页
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