4.1 含硫化合物的性质 课后练习(含解析) 2023-2024学年高一上学期化学苏教版(2019)必修第一册

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名称 4.1 含硫化合物的性质 课后练习(含解析) 2023-2024学年高一上学期化学苏教版(2019)必修第一册
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-12-26 10:52:05

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4.1 含硫化合物的性质 课后练习
一、单选题
1.SO2有毒,但葡萄酒里都含有SO2,起保鲜、杀菌和抗氧化作用.下列说法不正确的是(  )
A.葡萄酒中的SO2对人体无害,是因为它的含量很少
B.葡萄酒中的SO2具有抗氧化作用,是因为它具有较强的还原性
C.从红葡萄酒的颜色判断,其中的SO2没有漂白性
D.葡萄酒倒入酒杯摇一摇,可以减少其中SO2的含量
2.浓硫酸滴在滤纸上,滤纸变黑,表明浓硫酸具有(  )
A.脱水性 B.吸水性 C.酸性 D.不挥发性
3.运输浓硫酸的车上,贴有的危险化学品标志是(  )
A. B.
C. D.
4.下列实验操作、现象和结论均正确且存在因果关系的是(  )
选项 操作 现象 结论
A 将SO2气体通入FeCl3溶液中 黄色褪去 SO2具有漂白性
B 将SO2气体通入H2S溶液中 出现淡黄色沉淀 SO2具有氧化性
C 将SO2气体通入溶有淀粉的碘水中 溶液变蓝 SO2还原性
D 向久置于空气中的SO2水溶液中滴加石蕊 变红 SO2酸性
A.A B.B C.C D.D
5.硫酸是重要的化工原料,可用于生产化肥、农药、染料等。对于下列事实,括号中所写浓硫酸性质错误的是(  )
A.蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象(脱水性)
B.空气中敞口放置的浓硫酸质量分数变小(挥发性)
C.浓硫酸在加热条件下与木炭反应(氧化性)
D.浓硫酸可用来干燥某些气体(吸水性)
6.如图装置可用于收集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 滴有酚酞的NaOH溶液 溶液褪色 SO2有漂白性
D 硫化氢水溶液 溶液变浑浊 SO2有还原性
A.A B.B C.C D.D
7.下列物质长期暴露在空气中质量增加且变质的是(  )
①浓硫酸②浓盐酸③粗盐④生石灰⑤氢氢化钠⑥酒精.
A.①②③ B.④⑤ C.①②⑤ D.全部
8.下列各种溶液中通入足量的SO2后,既无沉淀又无气体产生的有(  )
①Ba(OH)2② Ba(NO3)2③Na2S ④BaCl2⑤Ca(ClO)2⑥Fe(NO3)3⑦H2O2⑧NaClO
A.4种 B.3种 C.6种 D.5种
9.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
10.下列叙述中,正确的是(  )
A.浓硫酸能将炽热的木炭氧化为二氧化碳
B.稀硫酸能按水的组成比脱去蔗糖中的氢、氧元素
C.硫酸和硝酸分别与金属反应时,S和N元素的化合价一定发生变化
D.因为浓硫酸或浓硝酸能与铝反应,所以常温下二者都不能用铝制容器盛装
11.下列现象或事实的原因相同的是(  )
A.浓盐酸和浓硫酸暴露在空气中浓度降低
B.氯化铵和碘都可以用加热法进行提纯
C.氯水和二氧化硫气体均能使品红溶液褪色
D.硫酸亚铁和亚硫酸钠在空气中久置后均会变质
12.对下列事实的解释正确的是(  )
A.二氧化硫气体能用浓硫酸干燥,是因为二氧化硫无还原性
B.医疗上可用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药,是因为硫酸钡不溶于盐酸
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H2SO4可以用铝制容器贮存,说明铝与浓H2SO4不反应
13.如图,在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列有关说法正确的是(  )
A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色
B.品红试纸、沾有酸性KMnO4溶液的滤纸均褪色,证明SO2具有漂白性
C.湿润淀粉-KI试纸未变蓝说明SO2的氧化性弱于I2
D.NaCl溶液可用于除去实验中多余的SO2
14.如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.下列说法中错误的是(  )
A.紫色石蕊溶液变蓝色 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
15.下列不能与浓H2SO4反应的物质是(  )
A.Cu B.C C.Na2CO3 D.SiO2
16.二氧化硫能使溴水褪色,说明二氧化硫具有(  )
A.还原性
B.氧化性
C.漂白性
D.酸性
二、综合题
17.木炭与浓硫酸反应可表示为:C+2H2SO4(浓)═CO2↑+2SO2↑+2H2O.
(1)该反应的反应物和生成物中,属于氧化物的是   .
(2)木炭作   (填“氧化剂”或“还原剂”),硫酸   (填“被氧化”或“被还原”).
(3)若消耗了1mol H2SO4,则生成    mol SO2.
18.利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段.如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系:
(1)从硫元素化合价变化的角度分析,图中既有氧化性又有还原性的化合物有   (填化学式).
(2)将X与Y混合,可生成淡黄色固体.该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为   .
(3)Z的浓溶液与铜单质在一定条件下可以发生化学反应,该反应的化学方程式为   .
(4)Na2S2O3是重要的化工原料.从氧化还原反应的角度分析,下列制备Na2S2O3的方案理论上可行的是   (填代号).
a.Na2S+S b.Na2SO3+S
c.SO2+Na2SO4 d.Na2SO3+Na2SO4
(5)已知Na2SO3能被K2Cr2O7氧化为Na2SO4则24mL 0.05mol L﹣1的Na2SO3溶液与 20mL 0.02mol L﹣1的K2Cr2O7溶液恰好反应时,Cr元素在还原产物中的化合价为   .
19.阅读短文,回答问题。
(Ⅰ)二氧化硫()是大气污染物中的一种,但合理使用可为人类造福。在葡萄酒酿制中适量添加,可防止葡萄酒在陈酿和贮藏过程中被氧化,抑制葡萄汁中微生物的活动。食糖加工过程中可使用进行脱色。按照我国《食品添加剂使用标准(GB2760-2014)》,合理使用不会对人体健康造成危害。的获取和转化是工业制硫酸的关键步骤。工业利用硫制硫酸的主要过程如下:。硫酸工业的尾气中含有少量,若直接排放会污染空气,并导致硫酸型酸雨。工业上可先用氨水(一种碱)吸收,再用硫酸处理,将重新生成的循环利用。
(1)葡萄酒酿制过程中的作用是作   剂。
(2)用硫制硫酸的主要过程中,属于氧化还原反应的是   (填序号)。
(3)硫酸工业尾气中的用氨水吸收,写出反应的化学方程式   。
(4)足量通入溴水中的现象是   ;写出相关化学方程式   。
20.根据问题填空:
(1)用过量铜片与0.2mol浓H2SO4共热足够长时间(只考虑铜与浓H2SO4反应,忽略其他副反应),甲认为产生的SO2少于0.1mol,理由是   ;
而乙同学认为产生的SO2为0.1mol,理由是   .
(2)实验证明铜不能在低温下与O2反应,也不能与稀H2SO4共热发生反应,但工业上却是将废铜屑倒入热的稀H2SO4中并通入空气来制备CuSO4溶液的.铜屑在此状态下被溶解的化学方程式为   .
利用铜制备CuSO4的另一种方法可用化学方程式表示为   .
以上两种方法   (填“前”或“后”)者好,原因是   .耗H2SO4少.
21.硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题,根据下面工业生产硫酸的工艺流程图回答有关问题:
(1)硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO与SO2在沸腾炉中化合而成),CuFeS2是黄铁矿的另一成分,写出煅烧CuFeS2的化学方程式为   .
(2)流程图中设备A是   (填设备名称),其中该设备上部迅婚使用的气体为   .
(3)吸收塔采用98.3%浓硫酸吸收SO2的原因是   .
(4)根据工艺流程图及环保角度判断下列说法正确的是 (填序号)
A.为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎
B.沸腾炉中排出的炉渣可供炼铁
C.使用催化剂可提高SO2的反应速率和转化率
D.尾气中SO2可用NaOH浓溶液来吸收
E.硫酸厂的厂址宜选在消耗硫酸甚多的工业城市的郊区
(5)沸腾炉排出的炉渣中的硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化(见下表)
沸腾炉温度/℃ 600 620 640 660
炉渣中CuSO4的质量分数/% 9.3 9.2 9.0 8.4
请用平衡移动原理解释上表中CuSO4的质量分数随温度升高而降低的原因   .
(6)某硫酸厂为测定设备A中所得气体中SO2的体积分数,取280mL(已折算成标准状况)气体样品与足量Fe(SO4)3溶液完全反应后(不考虑氧气的影响),用浓度为0.02mol/L的K2Cr2O7标准溶液滴定至中点,消耗K2Cr2O7溶液25.00mL,则接触室所得气体中SO2的体积分数为   .
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.SO2有毒,但是含量在国家规定范围内对人体无害,通常用作葡萄酒杀菌,故A不符合题意;
B.二氧化硫具有还原性,具有抗氧化作用,故B不符合题意;
C.二氧化硫漂白具有专一性,不能漂白红葡萄酒,故C符合题意;
D.葡萄酒倒入酒杯摇一摇,压强减小,气体溶解度减小,故D不符合题意;故选C
【分析】根据二氧化硫的化学性质和漂白性等进行分析即可.
2.【答案】A
【解析】【解答】将浓硫酸滴在滤纸上,滤纸很快变黑,是因为浓硫酸能将木材中的氢原子和氧原子按2∶1的比例脱去,体现了浓硫酸的脱水性,
故答案为:A。
【分析】本题的易错点为B,要注意吸水性中吸的水是本来就存在的水分子,脱水性中脱的水是本来不存在的水,但物质中存在氢、氧两种元素。
3.【答案】A
【解析】【解答】浓硫酸具有很强的腐蚀性,不易燃烧,但在加热时才具有强的氧化性,所以在常温下运输浓硫酸时应贴腐蚀品标志。故正确答案为A。
【分析】浓硫酸具有腐蚀性,因此应该贴腐蚀品标志。
4.【答案】B
【解析】【解答】A.二氧化硫与FeCl3发生氧化还原反应,体现了二氧化硫的还原性,故A不符合题意;
B.将SO2气体通入H2S溶液中,发生氧化还原反应,生成硫,二氧化硫表现氧化性,故B符合题意;
C.二氧化硫通入溶有淀粉的碘水中,溶液变蓝,是碘遇淀粉发生的显色反应,说明二氧化硫与碘不发生氧化还原反应,故C不符合题意;
D.二氧化硫与水反应生成的亚硫酸被空气中的氧气氧化生成了硫酸,向久置于空气中的SO2水溶液中滴加石蕊,溶液变红,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】二氧化硫(化学式SO2)是最常见、最简单、有刺激性的硫氧化物。二氧化硫具有氧化性、还原性和漂白性。
5.【答案】B
【解析】【解答】A.浓硫酸利用自身的脱水性将蔗糖脱水碳化,出现发黑现象,故A不符合题意;
B.浓硫酸有吸水性,敞口放置于空气中吸收空气中的水蒸气,质量变大,浓硫酸质量分数变小,故B符合题意;
C.浓硫酸有强氧化性,和木炭发生下列反应:,体现了浓硫酸的强氧化性,故C不符合题意;
D.浓硫酸有吸水性,可用来干燥某些气体,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.浓硫酸能将蔗糖中的H、O元素以水的比例脱去,剩下黑色的炭;
C.浓硫酸与木炭反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,该反应体现了浓硫酸的氧化性;
D.浓硫酸具有吸水性,能用来干燥某些气体。
6.【答案】B
【解析】【解答】A、酸性高锰酸钾溶液能将二氧化硫氧化成硫酸,二氧化硫体现还原性,A不符合题意;
B、二氧化硫使品红褪色,体现漂白性,B符合题意;
C、二氧化硫使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,体现二氧化硫酸性氧化物的性质,不是漂白性,C不符合题意;
D、黄色沉淀为S单质,SO2与H2S反应生成S单质,SO2中的+4价S元素被还原生成0价的单质S,二氧化硫被还原,说明SO2有氧化性,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】此题是对SO2性质的考查,结合SO2的漂白性、氧化性、还原性进行分析。
7.【答案】B
【解析】【解答】解:(1)浓硫酸具有吸水性,质量增加,但没有新物质生成,故没有变质;(2)浓盐酸具有挥发性,质量减少,属于物理变化,没有变质; (3)粗盐与空气中的成分不发生化学反应,所以不变质;(4)生石灰吸收空气中的水生成氢氧化钙,而变质;(5)氢氧化钠易与空气中二氧化碳反应生成碳酸钠,质量增加且变质;(6)酒精易挥发质量减少,属于物理变化,没有变质;
故选B.
【分析】根据各种物质的特性和暴露在空气中质量变化的原因进行分析判断,要注意质量增加且变质,符合条件的物质要具有两个特点①在空气中会发生化学变化;②质量增大,由此分析解答.
8.【答案】B
【解析】【解答】①SO2能与Ba(OH)2溶液反应: SO2+ Ba(OH)2=BaSO3↓+H2O,产生了沉淀,不生成气体,故不选;
②二氧化硫具有还原性,与Ba(NO3)2发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀和NO气体,故不选;
③二氧化硫具有还原性,与Na2S反应生成S沉淀,产生了沉淀,故不选;
④盐酸酸性大于亚硫酸,二氧化硫与氯化钡不反应,
故答案为:;
⑤二氧化硫具有还原性,与Ca(ClO)2发生氧化还原反应,生成硫酸钙沉淀和HClO,故不选;
⑥二氧化硫具有还原性,与Fe(NO3)3发生氧化还原反应NO气体,故不选;
⑦二氧化硫具有还原性,与H2O2发生氧化还原反应生成硫酸,无沉淀和气体,
故答案为:;
⑧二氧化硫具有还原性,与NaClO发生氧化还原反应生成硫酸钠、盐酸,无沉淀和气体,
故答案为:B。
【分析】此题要注意,二氧化硫气体溶于水后,溶液呈酸性,硝酸根在酸性条件下具有极强的氧化性,可以将二氧化硫氧化成硫酸根,并有气体放出。
9.【答案】C
【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。
10.【答案】A
【解析】【解答】A.浓硫酸能将炽热的木炭氧化为二氧化碳,A符合题意;
B.应该是浓硫酸能按水的组成比脱去蔗糖中的氢、氧元素,B不符合题意;
C.稀硫酸与金属反应时,S元素的化合价不发生变化,C不符合题意;
D.虽然浓硫酸或浓硝酸能与铝反应,但是反应生成了致密的氧化物薄膜,可以阻止反应的进行,所以在常温下可以用铝制容器盛装浓硫酸或浓硝酸,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.浓硫酸具有氧化性,能与木炭反应产生CO2;
B.浓硫酸具有脱水性,稀硫酸没有;
C.若为稀硫酸与金属反应,硫元素化合价不变;
D.常温下,浓硫酸、浓硝酸能使铝钝化;
11.【答案】D
【解析】【解答】A、浓盐酸易挥发,所以置露在空气中因溶质减小而浓度降低,而浓硫酸具有吸水性,置露在空气中因吸收空气中的水蒸气导致浓度降低,二者的原因不同,故A不符合题意;
B、氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢气体释放出来后,再相遇又生成氯化铵得以提纯,是化学变化过程,而碘受热易升华,转化为碘蒸气后再冷凝为碘单质,是物理变化过程,二者的原因不相同,故B不符合题意;
C、氯水中含有的次氯酸具有漂白性,将品红溶液氧化而褪色,而SO2是与品红发生化合反应生成无色不稳定物质而使品红溶液褪色,二者原理不同,故C不符合题意;
D、硫酸亚铁中的亚铁离子易被空气氧化成Fe3+而变质,亚硫酸钠中的SO32-也易被空气氧化成SO42-而变质,故二者变质的原因是相同的,故D正确。故答案为:D。
【分析】A、浓盐酸是挥发降低浓度,浓硫酸是吸水降低浓度
B、氯化铵是加热分解,然后氯化氢和氨气又能冷凝成氯化铵,是化学变化过程;而碘是升华,冷凝是物理变化
C、氯水的漂白性是氧化漂白,二氧化硫的漂白性是化合漂白
12.【答案】B
【解析】【解答】解:A.同种元素的不同价态之间若发生氧化还原反应,遵循价态归中不交叉,SO2中S显+4价,浓硫酸硫酸中S显+6价,无中间价态,所以SO2虽具有还原性气体,但不能被浓硫酸浓硫酸氧化,故A错误;
B.难溶于水也难溶于酸的BaSO4没有毒,还由于它具有不易被X射线透过的特点,在医疗上被用做X射线透视胃肠的内服药剂﹣﹣“钡餐”,故B正确;
C.浓硫酸随反应进行,浓度变稀后稀硫酸和铜不反应,向50mL18mol 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的物质的量小于0.45mol,故C错误;
D.常温下铝、铁在浓硫酸,浓硝酸中发生钝化,发生的是氧化还原反应生成一薄层致密的氧化物薄膜阻止反应进行,故D错误;
故选B.
【分析】A.二氧化硫气体能用浓硫酸干燥,但二氧化硫有还原性;
B.BaSO4难溶于水和酸,具有不易被X射线透过的特点;
C.浓硫酸随反应进行,浓度变稀后稀硫酸和铜不反应;
D.常温下铝、铁在浓硫酸,浓硝酸中发生钝化现象.
13.【答案】C
【解析】【解答】A. SO2溶解在湿润试纸的水溶液里生成H2SO3,H2SO3属于中强酸使石蕊变红,但SO2不能漂白指示剂,所以试纸变红后不会褪色,A不符合题意;
B.SO2使品红试纸褪色能证明SO2具有漂白性;SO2与酸性KMnO4能发生氧化还原反应:5SO2+2MnO4-+ 2H2O=5SO42-+2Mn2++ 4H+,SO2将紫色的MnO4-还原为几乎为无色的Mn2+而使滤纸褪色,所以SO2使沾有酸性KMnO4溶液的滤纸褪色不能证明SO2具有漂白性,B不符合题意;
C.湿润淀粉 KI试纸未变蓝,说明SO2不能将I-氧化为I2,弱氧化剂不能制取强氧化剂所以SO2的氧化性弱于I2,C符合题意;
D.SO2是一种大气污染物,多余的SO2通常用NaOH溶液吸收,NaCl不跟SO2反应且SO2不能完全被水吸收,所以不能用NaCl溶液吸收多余的SO2,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】浓硫酸具有强酸性、吸水性,亚硫酸钠是一种弱酸盐,亚硫酸钠能与浓硫酸发生反应:Na2SO4+H2SO4=Na2SO4+SO2 +H2O,吸入少量浓硫酸后,注射器中充满了干燥的SO2气体。据此结合选项分析。
14.【答案】A
【解析】【解答】解:A、二氧化硫能与水反应生成亚硫酸,亚硫酸显酸性,紫色石蕊溶液变红色,故A错误;
B、因为二氧化硫有漂白性,所以品红褪色,故B正确;
C、因二氧化硫具有还原性,能与溴水发生反应:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,所以溴水褪色,故C正确;
D、因二氧化硫能与NaOH反应生成亚硫酸钠和水,溶液碱性减弱,所以溶液红色变浅,故D正确;
故选:A.
【分析】A、根据二氧化硫能与水反应生成亚硫酸,使得溶液呈酸性;
B、根据二氧化硫的漂白性,能使品红溶液褪色;
C、根据二氧化硫的还原性,能使溴水、高锰酸钾溶液褪色;
D、根据二氧化硫能与碱反应,溶液碱性减弱,溶液红色变浅;
15.【答案】D
【解析】【解答】A、铜与浓硫酸在加热的条件下生成硫酸铜和二氧化硫,能反应,不符合条件,故A不选;
B、碳与浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫,能反应,不符合条件,故B不选;
C、碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠和二氧化碳气体,能反应,不符合条件,故C不选;
D、二氧化硅是酸性氧化物与浓硫酸不反应,不能反应,符合条件,故D选;
故选D.
【分析】A、铜与浓硫酸在加热的条件下生成硫酸铜和二氧化硫;
B、碳与浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫;
C、碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠和二氧化碳气体;
D、二氧化硅是酸性氧化物与浓硫酸不反应.
16.【答案】A
【解析】【解答】二氧化硫能使溴水褪色,是由于发生反应:Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr。在该反应在二氧化硫中的S元素的化合价升高,失去电子,表现还原性。故答案的A。
【分析】二氧化硫是学生非常熟悉的一种气态物质,其因为会造成大气污染、形成酸雨而具名昭著。只有对其性质充分认识和了解,才可以合理利用,对污染进行治理,对环境进行保护,才可以变废为宝,达到物尽其用的目的。二氧化硫是酸性氧化物,检验酸性氧化物的通性,还具有漂白性、氧化性、
还原性,主要表现还原性。掌握SO2的化学性质是了解各种溶液褪色原理的关键所在。
17.【答案】(1)CO2、SO2、H2O
(2)还原剂;被还原
(3)1
【解析】【解答】解:(1)由氧化物的定义可知,CO2、SO2、H2O都由两种元素组成,且含有氧元素,为氧化物,故答案为:CO2、SO2、H2O;(2)C元素化合价升高,被氧化,C为还原剂,S元素化合价降低,被还原,H2SO4为氧化剂,故答案为:还原剂;被还原;(3)由方程式可知,若消耗了1mol H2SO4,则生成1molSO2,故答案为:1.
【分析】反应C+2H2SO4(浓)═CO2↑+2SO2↑+2H2O中,C元素化合价升高,被氧化,C为还原剂,S元素化合价降低,被还原,H2SO4为氧化剂,结合元素化合价的变化解答该题.
18.【答案】(1)SO2、H2SO3、Na2SO3
(2)1:2
(3)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+2H2O+SO2↑
(4)b
(5)+3
【解析】【解答】(1)硫元素的化合价有-2价、0价、+2价、+4价、+6价,当元素的化合价处于中间价态时,既有氧化性,又有还原性,故图中物质既有氧化性,又有还原性的为:SO2、H2SO3、Na2SO3;
(2)X为H2S,具有还原性,Y为SO2,具有氧化性,二者可发生氧化还原反应:2H2S+SO2=3S+2H2O,故氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2;
(3)Z为H2SO4,其浓溶液具有氧化性,能与Cu发生反应,该反应的化学方程式为:;
(4)Na2S2O3中硫元素的化合价为+2价,其由氧化还原反应制得,说明反应物中同时存在元素化合价的升高和降低,则要求一种物质中硫元素的化合价高于+2价,另一种物质中硫元素的化合价低于+2价,b符合题意;
(5)Na2SO3与K2Cr2O7发生氧化还原反应,可根据得失电子守恒进行计算;Na2SO3被氧化成Na2SO4时失去的电子数为:24×10-3L×0.05mol/L×2=2.4×10-3mol;设K2Cr2O7的还原产物中Cr元素的化合价为a,则其被还原过程中得到的电子数为:20×10-3L×0.02mol/L×2×(6-a)=2.4×10-3mol,解得a=3,故其还原产物中Cr元素的化合价为+3价;
【分析】(1)当元素化合价处于中间价态时,既有氧化性又有还原性;
(2)X为H2S,Y为SO2,根据二者发生的反应,确定氧化剂和还原剂的物质的量之比;
(3)Z为H2SO4,浓硫酸具有氧化性,能与铜发生反应;
(4)Na2S2O3中硫元素的化合价为+2价,根据氧化还原反应的特点进行分析;
(5)根据得失电子守恒进行计算;
19.【答案】(1)还原
(2)①②
(3)
(4)溴水褪色;
【解析】【解答】(1)在葡萄酒酿制中适量添加,可防止葡萄酒在陈酿和贮藏过程中被氧化,故的作用是作还原剂;
(2)根据所给物质转化,①②中硫元素化合价发生了变化,是氧化还原反应;
(3)二氧化硫为酸性氧化物,可用碱性溶液吸收,与氨水反应的化学方程式为:;
(4)二氧化硫具有还原性,与溴水反应生成硫酸和溴化氢,故能使溴水褪色,发生的反应方程式为:。
【分析】(1) 葡萄酒酿制过程中作抗氧化剂;
(2)氧化还原反应过程中一定有元素的化合价发生变化;
(3)二氧化硫和氨水发生反应 ;
(4)二氧化硫与溴水发生氧化还原反应生成硫酸和溴化氢。
20.【答案】(1)由反应Cu+H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O知,当0.2mol浓H2SO4全部反应时才生成0.1molSO2,随着反应进行,浓H2SO4变稀,不能与Cu反应,故甲认为少于0.1molSO2;乙同学认为稀H2SO4与铜反应由于加热时间足够长,水比H2SO4易挥发,因此,H2SO4始终保持较高浓度,直至与铜完全反应为止
(2)2Cu+2H2SO4(稀)+O2 2CuSO4+2H2O;Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O;前;两种方法前者好因为不产生有污染的SO2气体,且生成等量的CuSO4
【解析】【解答】解:(1)过量铜片与0.2mol H2SO4(浓)反应,理论上生成0.1mol SO2,但当浓H2SO4变稀时与Cu不反应,故甲认为少于0.1mol SO2;乙同学认为加热足够长时间,水挥发后,稀H2SO4又变成浓H2SO4,直至与Cu反应完全.
故答案为:由反应Cu+H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O知,当0.2mol浓H2SO4全部反应时才生成0.1mol SO2,随着反应进行,浓H2SO4变稀,不能与Cu反应,故甲认为少于0.1mol SO2;
乙同学认为稀H2SO4与铜反应由于加热时间足够长,水比H2SO4易挥发,因此,H2SO4始终保持较高浓度,直至与铜完全反应为止;(2)2Cu+2H2SO4(稀)+O2 2CuSO4+2H2O Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,若制得1mol CuSO4,第一种方法只需1mol H2SO4,而第二种方法则要用2mol H2SO4,而且生成的SO2会造成大气污染
故答案为:2Cu+2H2SO4(稀)+O2 2CuSO4+2H2O Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O;前;两种方法前者好因为不产生有污染的SO2气体,且生成等量的CuSO4
【分析】(1)依据浓硫酸具有强的氧化性,能够与铜反应生成二氧化硫,稀硫酸不具有强的氧化性,不能与铜反应解答;(2)铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,铜与稀硫酸、氧气反应生成硫酸铜和水,依据生成物性质及消耗硫酸的量解得.
21.【答案】(1)4CuFeS2+13O2 4CuO+2Fe2O3+8SO2
(2)接触室;SO2和O2
(3)可以防止形成酸雾,使三氧化硫吸收完全
(4)A;B;D;E
(5)SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应,随温度升高,平衡左移,SO3物质的量减少,所以CuSO4的量减少(或温度升高,SO3物质的量减少,故CuSO4的量减少)
(6)12.00%
【解析】【解答】解:(1)反应物和生成物已知,结合质量守恒来书写化学方程式为:4CuFeS2+13O2 4CuO+2Fe2O3+8SO2,故答案为:4CuFeS2+13O2 4CuO+2Fe2O3+8SO2;(2)SO2和O2的反应在接触室中进行;由图可知:该设备上部循环使用的气体是SO2和O2,下部是产物SO3;
故答案为:接触室;SO2和O2;(3)SO3与H2O化合时放出大量的热,用水或稀硫酸吸收易形成酸雾,反而不利于成分吸收SO3,所以在吸收塔吸收SO3不用水或稀硫酸,用浓硫酸吸收,
故答案为:可以防止形成酸雾,使三氧化硫吸收完全;(4)A.在沸腾炉中,原料黄铁矿是固体、空气是气体,为了加快反应速率,所以要将黄铁矿粉碎,增大接触面,提高反应速率,故A正确;
B.沸腾炉排出的矿渣有F2O3,F2O3可供炼铁,故B正确;
C.催化剂只能改变反应速率,不能影响转化率,故C错误;
D.因为SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O,所以尾气中SO2可用NaOH浓溶液来吸收,故D正确;
E.硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题,同时要考虑当地的需求量情况,硫酸厂是一座具有一定污染性的工厂,所以硫酸厂的厂址宜选在消耗硫酸甚多的工业城市的郊区
故E正确;
故答案为:ABDE;(5)硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO与SO3 在沸腾炉中化合而成),根据题意由表中数据可知,硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度升高而降低,是因为反应CuO+SO3 CuSO4中SO3的质量减少导致的,根据2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H=﹣98.3kJ mol﹣1 反应制备SO3,该反应为可逆反应,正方向为放热,随着温度升高,平衡逆向移动,导致SO3的量减少,由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成CuSO4的量也减少,
故答案为:SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应,随温度升高,平衡左移,SO3物质的量减少,所以CuSO4的量减少(或温度升高,SO3物质的量减少,故CuSO4的量减少);(6)根据14H++Cr2O72﹣+6Fe2+═2Cr3++6Fe3++7H2O、SO2+2Fe3++2H2O=SO42﹣+2Fe2++4H+可得关系式:
3SO2~ Cr2O72﹣
3 1
x 0.02mol/L×0.025L
解得:x= =0.0015mol,
则接触室中所得气体中SO2的体积分数为:0.0015mol÷ ×100%=12.00%,
故答案为:12.00%.
【分析】(1)根据反应物和生成物结合质量守恒来书写化学方程式;(2)SO2和O2的反应在接触室中进行;由图可知:该设备上部循环使用的气体是SO2和O2,下部是产物SO3;(3)SO3与H2O化合时放出大量的热,能形成酸雾,不利于三氧化硫的吸收;(4)第一步:SO2的制取.主要原料是黄铁矿和空气,在高温下煅烧,使硫元素转变成SO2气体,设备为沸腾炉.黄铁矿需要粉碎,以增大和空气的接触面;第二步:SO3的制取,从沸腾炉中出来的气体需经过净化、除尘,进入接触室在催化剂作用下SO2和O2反应生成SO3,设备为接触室,同时涉及热量的交换、催化剂的作用、平衡的移动等问题;第三步:硫酸的生成,从接触室中出来的气体进入吸收塔,为避免酸雾形成需用浓H2SO4吸收;硫酸工业尾气中含二氧化硫,根据二氧化硫的性质可用碱液吸收;硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题,同时要考虑当地的需求量情况,硫酸厂是一座具有一定污染性的工厂;(5)由表中数据分析出温度和CuSO4的质量分数之间的关系,而CuSO4的质量取决于SO3 的质量,再由反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),△H=﹣98.3kJ mol﹣1分析SO3 的质量和温度之间的关系;(6)二氧化硫与硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸,据此写出反应的离子方程式;利用14H++Cr2O72﹣+6Fe2+═2Cr3++6Fe3++7H2O、SO2+2Fe3++2H2O=SO42﹣+2Fe2++4H+可知,3SO2~Cr2O72﹣,结合题中数据进行计算.