第四部分 二氧化硫与硫酸——2024届高考化学攻破实验专项训练(含解析)

第四部分 二氧化硫与硫酸——2024届高考化学攻破实验专项训练
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．实验室用如下图所示装置探究与溶液的反应（实验前先通入排除装置中的空气）。下列说法不正确的是( )
A.用装置甲产生
B.装置乙中无明显现象，则与未发生反应
C.装置丙中注入，产生红棕色气体，说明装置乙中发生了氧化反应
D.装置丁吸收尾气并防止空气进入装置丙
2．下列有关实验的操作、现象和结论有错误的是( )
操作 现象 实验结论
A 将通入酸性溶液 溶液褪色 具有还原性
B 将通入溶液 产生淡黄色沉淀 具有氧化性
C 向蔗糖中加入浓硫酸，将产生的气体通入溴水 蔗糖膨胀变黑，溴水褪色 浓硫酸具有脱水性和氧化性
D 将淀粉与稀硫酸混合加热后，加入少量新制，再加热 无砖红色沉淀生成 淀粉没有水解，或水解后没有葡萄糖生成
A.A B.B C.C D.D
3．下列制取、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取 B.用装置乙验证的漂白性
C.用装置丙收集 D.用装置丁处理实验中的尾气
4．已知将通入溶液中无明显现象。实验室利用如图装置探究与溶液反应生成白色沉淀的条件。下列判断正确的是( )
A.玻璃管的作用是连通大气，使空气中的氧气进入广口瓶并参与反应
B.乙中产生的若是氧化性气体，能将广口瓶中生成的沉淀氧化为沉淀
C.e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体
D.c、d两根导管都必须插入溶液中，保证气体与充分接触
5．某同学将和的混合气体通入品红溶液，振荡，溶液褪色，将此无色溶液分成三份，依次进行实验，实验操作和实验现象记录如下：
序号 ① ② ③
实验操作
实验现象 溶液不变红，试纸不变蓝 溶液不变红，试纸褪色 生成白色沉淀
下列实验分析不正确的是( )
A.①说明被完全消耗
B.②中试纸褪色的原因是
C.③中若将溶液换成溶液，也能说明被氧化为
D.实验条件下，品红溶液和均被氧化
6．硫及其化合物的“价 类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是( )
A.燃煤时为减少X的排放，可在煤中添加石灰石
B.X有漂白性，可使石蕊试液先变红后褪色
C.Z与铁反应时，Z的浓度越大，反应速率越快
D.N可由其相应单质直接化合生成
7．二氧化硫在食品工业中可用作漂白剂、防腐剂、抗氧化剂等。某研究小组利用如图所示装置制备并检验的部分性质。下列说法正确的是( )
A.装置甲中反应时70%的硫酸表现出氧化性
B.装置乙中溶液颜色变化：先变红后褪色
C.装置丙中发生的最终总反应为
D.装置丁中酸性溶液褪色的原理与用于食品漂白剂的原理相同
8．二氯亚砜（）是一种无色易挥发液体，沸点为79 ℃，与水剧烈反应，液面上有雾形成，并有刺激性气味气体逸出。可用作脱水剂，与混合共热得到无水。某小组同学用以下装置制取无水（加热与夹持装置略，连接顺序为A→C→D→B），并验证生成物中有。下列说法正确的是( )
A.实验装置中的冷凝管可换成球形冷凝管
B.可以直接加热得到无水
C.实验中存在的缺陷是没有尾气处理装置
D.装置D中品红溶液褪色证明反应中有生成
9．碱性品红（别名盐酸副玫瑰苯胺）是一种较为常见的染料。如图为漂白碱性品红溶液的反应机理，下列有关说法错误的是( )
A.碱性品红的化学式为
B.碱性品红与发生加成反应而褪色
C.化合物A分子中三个苯环有可能共平面
D.通入碱性品红的乙醇溶液中，溶液不褪色
10．工业制备硫酸的主要过程如下：
已知，下列说法错误的是( )
A.硫酸粘度较高，与其分子间氢键有关
B.中含有离子键、非极性共价键
C.第②步，每转移2mol电子，放出98.3kJ能量
D.氟氢化钾（）与发烟硫酸反应可生成氟磺酸（），说明硫酸的酸性大于氟磺酸
11．工业上制硫酸涉及的三个装置如图，下列有关说法错误的是( )
A.沸腾炉的进料口a通空气，进料口b加黄铁矿
B.接触室中的反应主要为
C.吸收塔中不用水吸收的原因是溶于水时放出大量的热，从而形成酸雾，降低吸收效率
D.常温下，铁粒与足量浓硫酸混合会发生化学反应，但最终铁粒仍有剩余
12．硫酸应用广泛，一种由黄铁矿制备硫酸的工艺流程如图：
已知：450°C时反应，在不同压强下的转化率如下表所示。
压强
转化率/% 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
下列说法正确的是( )
A.在沸腾炉中完全被氧化时转移了11mol电子
B.将蒸馏水加入发烟硫酸中即制得稀硫酸
C.宜用蒸馏水代替98.3%的浓硫酸作吸收液
D.工业上采用高压来提高接触室中的转化率，从而降低成本
二、实验题
13．资料显示，水溶液中与发生互促水解生成蓝色沉淀。某小组同学设计实验探究水溶液中与反应的产物。
实验记录如下：
将溶液逐滴加入盐酸酸化的溶液中，溶液蓝色变浅，有白色沉淀生成。
（1）溶液用盐酸酸化的目的是__________________________________________________。
（2）查阅资料得知，该白色沉淀是。写出产生的离子方程式：__________。
（3）甲同学认为：要证明氧化了，可检验溶液中含有。操作为：取少量上层清液于试管中，________________________________________（将操作和现象补充完整）。
（4）乙同学认为：溶液中存在不一定是氧化的，体系中存在的会干扰实验，于是设计了如下4个装置排除体系中的。其中合理的是__________（填字母），仪器a的名称是______________。
（5）丙同学认为：的还原性大，也可与盐酸酸化的溶液反应生成沉淀，你认为是否合理，如果合理，简述你的实验方案，如果不合理，说明理由：____________________________________。
（6）称取沉淀与过量氯化铁溶液反应，待样品完全溶解后，加水、邻菲啰啉溶液2滴，用硫酸铈标准溶液滴定，滴定终点时消耗标准溶液（已知：，）。邻菲啰啉溶液的作用是____________________，沉淀中的质量分数为__________。
14．磺酰氯是一种重要的有机合成试剂，实验室可利用与在活性炭作用下反应制取，装置如图所示（部分夹持装置省略）。已知：的熔点为-54.1℃，沸点为69.1℃，遇水能发生剧烈的水解反应，产生白雾。
回答下列问题：
（1）甲装置用于实验室制，则下列试剂组合中合适的是___________。
A.的硫酸和Cu
B.的硝酸和
C.70%的硫酸和
（2）仪器c的名称是___________，乙和丁可以使用同样的试剂，该试剂为___________。
（3）导管a的作用是___________，装置b的作用是___________。
（4）请从平衡移动原理的角度解释戊中选择饱和食盐水的原因___________。
（5）实验结束后关闭分液漏斗的活塞和止水夹k，此时装置戊的作用是___________。
（6）滴定法测定工业磺酰氯的纯度
取1.8g样品（杂质不参与反应），加入溶液充分水解，冷却后加蒸馏水稀释至250mL，取25mL溶液于锥形瓶中，滴加2滴酚酞，用的盐酸滴定。
①滴定前，需要将装有标准液的滴定管中的气泡排尽，应选择下图_______；
②滴定数据记录如表，计算磺酰氯的纯度为___________。
第一次 第二次 第三次 第四次
滴定前读数/mL 0.10 1.10 1.45 0.00
滴定后读数/mL 10.12 11.08 15.45 10.00
15．二硫化碳是一种重要有机溶剂，易挥发、易燃烧。利用硅酸作催化剂，甲烷和硫黄在650℃条件下发生反应可制得，根据所给信息，回答下列问题。
反应原理：
反应装置：
物质性质：S的熔点112.8℃，沸点444.6℃；的熔点-112℃，沸点46.2℃。
（1）装置A的名称是______，加热装置A之前，需要先通入一段时间的，其目的是______（写出一点即可）。
（2）装置B的用途是______，吸收尾气中的硫化氢可使用的试剂是______（填试剂名称）。
（3）反应过程中轻轻摇动装置A，使液态硫附着在装置A的内壁上，这样作的目的是______。
（4）实验结束后，将制得的产品用0.5%的高锰酸钾溶液洗涤三次，再加入永不断振荡除去硫单质，分离出利用无水氯化钙处理后，再经过操作a可获得高纯的。
利用高锰酸钾溶液洗涤是为了除去溶在中的______（写化学式），用无水氯化钙处理的目的是______，操作a是______（写操作名称）。
（5）工业利用上述原理生产时，常将副产品利用克劳斯法转化为，从而实现循环利用，该方法分两步进行：、______（写出化学方程式）。
参考答案
1．答案：B
解析：A.甲为二氧化硫的发生装置，方程式为，A正确；
B.由于生成NO为无色无味气体，故该其反应没有明显现象，B错误；
C.注入氧气，产生红棕色气体，说明装置丙中有NO，进一步证明乙中发生了反应，C正确：
D.丁做尾气处理，并且防止空气进入丙，D正确；
故选B。
2．答案：D
解析：A.将通入酸性溶液，将还原为，溶液褪色，说明具有还原性，故A正确；
B.将通入溶液，发生反应：，产生淡黄色沉淀，说明具有氧化性，故B正确；
C.向蔗糖中加入浓硫酸，浓硫酸将蔗糖脱水碳化，所以蔗糖变黑，脱水碳化过程中放出大量的热，在加热条件下浓硫酸将碳氧化为，浓硫酸被还原为，生成的气体使碳化的蔗糖膨胀，有还原性，能将溴水中的溴还原为，使溴水褪色，在这个过程中体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性，故C正确；
D.将淀粉与稀硫酸混合加热后，加入少量新制，再加热，无砖红色沉淀生成，不能说明淀粉没有水解，或水解后没有葡萄糖生成，因为含醛基的物质和新制的反应需要在碱性溶液中进行，而淀粉水解使用了稀硫酸做催化剂，所以在加入新制之前应先加入NaOH溶液中和稀硫酸，然后再加新制的，故D错误；
故选D。
3．答案：C
解析：A.Cu与浓硫酸混合加热制取气体，装置甲无加热装置，因此不能用来制取，A错误；
B.使酸性溶液褪色，表现的是还原性，而不是其漂白性，故不能用装置乙验证的漂白性，B错误；
C.气体的密度比空气大，故应该使用向上排空气的方法收集，故可以使用装置丙收集，C正确；
D.气体不能与饱和溶液反应，也不能在溶液中溶解，故不能用装置丁处理实验中的尾气，应该将饱和溶液改为NaOH溶液吸收尾气，同时要注意防止倒吸现象的发生，D错误；
故合理选项是C。
4．答案：C
解析：玻璃管的作用是连通大气，保持广口瓶内外气压平衡，以便使甲、乙两管产生的气体顺利通入溶液中，故A错误；
Y形管乙中产生的也可以是碱性气体，故B错误；
a中装有，b中装有浓硫酸，两者混合产生气体，若分别盛放浓氨水和固体，两者混合产生通入溶液中发生反应：、，故C正确；
如果乙管中产生氨气，氨气极易溶于水，为防止倒吸，则不能将导管d插入溶液中，故D错误。
5．答案：C
解析：①加热后湿润的淀粉碘化钾试纸不变蓝，说明没有氯气，则被完全消耗，A正确；当二氧化硫过量，加热后二氧化硫逸出，与磕发生氧化还原反应，②中试纸褪色，B正确；酸性条件下硝酸根离子能将亚硫酸根离子氧化，故③中若将溶液换成溶液，不能说明被氧化为，C不正确；由B项分析知过量，结合①②中溶液不变红知品红溶液被氧化，根据③中生成白色沉淀知被氧化，D正确。
6．答案：A
解析：A.在煤中添加石灰石，碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙和反应生成亚硫酸钙，可以减少的排放，故A正确；
B.不能使指示剂褪色，和水反应生成亚硫酸，能使石蕊试液变红，故B错误；
C.浓硫酸与铁反应时，铁发生钝化，故C错误；
D.Cu和S反应生成，CuS不能由其相应单质直接化合生成，故D错误；
选A。
7．答案：C
解析：由题干实验装置图可知，装置甲为的制备，原理为：，将制得的通入装置乙中的紫色石蕊试液中，观察到溶液变为红色，体现酸性氧化物的通性，装置丙中可观察到溶液变浑浊，通入过量的最终生成通入到装置丁中的酸性高锰酸钾溶液中，观察到溶液褪色，体现的还原性，据此分析解题。
A.由分析可知，装置甲中发生的反应方程式为：，该反应为非氧化还原反应，故反应时70%的硫酸不表现出氧化性，仅表现出强酸性，A错误；
B.已知不能漂白酸碱指示剂，溶于水生成使溶液呈酸性，故装置乙中溶液颜色变为红色，B错误；
C.与水先生成与反应生成S单质和，故装置丙中发生的最终总反应为，C正确；
D.具有还原性，则装置丁中酸性溶液褪色的原理是的还原性，而用于食品漂白剂的原理是具有漂白性，二者原理不相同，D错误；
故选C。
8．答案：D
解析：蒸馏过程中选择直形冷凝管，为了防止馏分残留，不能换成球形冷凝管，A错误；直接加热时会发生水解生成，B错误；根据题意，反应生成的气体中有HCl，直接通入水溶液易引起倒吸，实验中存在的缺陷是没有防倒吸装置，装置的连接顺序应为A→C→防倒吸装置→D→B，C错误；装置D中品红溶液褪色证明反应中有生成，D正确。
9．答案：C
解析：由题给碱性品红的结构可知其化学式为，A正确；由图可知二氧化硫与水生成的亚硫酸与醌式结构中的共轭双键发生了加成反应进而破坏了该结构，形成苯环，B正确；化合物A分子中连有的饱和碳原子（饱和碳原子为杂化）连有三个苯环，所以三个苯环不可能共平面，C错误；由反应机理可知不能直接与碱性品红加成，需先与水反应生成亚硫酸后才能与碱性品红加成，D正确。
10．答案：D
解析：硫酸中的氢原子与另一分子的氧原子形成分子间氢键，故硫酸流动性差，粘度较高，A正确；中含有、，中含有非极性共价键，B正确；每转移电子转移，即有转化，故放出能量，C正确；氟原子的电负性大，吸电子能力强，使氟磺酸中的羟基极性大，故酸性大于硫酸，D错误。
11．答案：A
解析：A.沸腾炉的进料口6通空气，进料口a加黄铁矿，故A错误。
12．答案：A
解析：完全被氧化，Fe升高了1价，S升高了10价，故共转移11mol电子，A正确；稀释时应将发烟硫酸加入蒸馏水中，B错误；的吸收过程若换成蒸馏水吸收将会形成酸雾腐蚀设备，C错误；由表中数据可知，常压下的转化率为97.5%，若采用高压，的转化率提高不明显，但会增加成本，故工业上一般在常压下进行该反应，D错误。
13．答案：（1）抑制水解
（2）
（3）先加足量盐酸酸化，再加溶液，若有白色沉淀生成，说明溶液中含有
（4）D；蒸馏烧瓶
（5）合理，可以用石墨为电极以盐酸酸化的溶液和溶液作电解质溶液，设计一个双液原电池［不合理，很小，与会反应生成沉淀］（2分，答案合理即可）
（6）作指示剂；
解析：（1）本实验是为了探究水溶液中与反应的产物，故加盐酸抑制水解，防止变成。
（2）由实验现象和已知信息可推出氧化产物为，利用得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平，可得。
（3）检验，在上层清液中加试剂，观察现象，得出结论。故加足量盐酸酸化的溶液，若有白色沉淀生成，说明溶液中含有。
（4）A装置分解产物会化合生成碳酸氢铵，得不到；B装置中生成，阻碍了进一步反应，不能用于制备；C装置硝酸有挥发性，而硝酸具有强氧化性，也可以氧化，此外，这个反应不需要加热；D装置生成排尽装置中的空气，故选D。仪器a为带支管口的烧瓶，即为蒸馏烧瓶。
（5）若合理，设计成一个双液原电池，两个电极为惰性电极，负极区被氧化，电解质为溶液，正极区被还原，电解质为盐酸酸化的溶液，观察电流表指针有偏转，正极区有白色沉淀生成。若不合理，很小，与会反应生成沉淀。
（6）邻菲啰啉溶液用于指示滴定终点。先算的物质的量，由方程式可知：，故，。
14．答案：（1）C
（2）球形冷凝管；浓硫酸
（3）平衡压强，使浓盐酸顺利流下；尾气处理和，防止污染空气，吸收空气中的水蒸气，防止进入到丙中与磺酰氯反应
（4），用饱和食盐水，增大了溶液中的浓度，使该反应逆向移动，以减少氯气在水中的溶解
（5）做安全瓶，平衡压强，防止压强过大引起爆炸；储存过量
（6）①b；②75%
解析：（1）实验室用70%的硫酸和固体来制，故答案为：C；
（2）仪器c的名称是球形冷凝管，由于遇水能发生剧烈的水解反应，产生白雾，乙和丁可以使用同样的试剂用于干燥氯气和二氧化硫，则该试剂为浓硫酸；
（3）导管a的作用是平衡压强，使浓盐酸顺利流下；由于、有一部分通过冷凝管逸出，故b中应使用碱性试剂，又因为遇水易水解，故碱石灰是用于吸收、并防止空气中水蒸气进入丙中，故装置b的作用是处理尾气和，防止污染空气，吸收空气中的水蒸气，防止进入到丙中与磺酰氯反应；
（4）戊中选择饱和食盐水的原因是，用饱和食盐水，增大了溶液中的浓度，使该反应逆向移动，以减少氯气在水中的溶解；
（5）实验结束后关闭分液漏斗的活塞和止水夹k，此时装置戊的作用是做安全瓶，平衡压强，防止压强过大引起爆炸；储存过量。
15．答案：（1）两颈烧瓶；排出装置中的空气，防止加热时氧气与发生反应（或排出装置中的空气，防止蒸气和氧气混合受热发生爆炸）
（2）使冷凝为液体，减少挥发便于收集；氢氧化钠溶液或硫酸铜溶液
（3）增大液态硫与甲烷的接触面积，加快反应速率
（4）；除去表面的水（或干燥）；蒸馏
（5）
解析：（1）根据装置的特征可知装置A为两颈烧瓶；与氧气在加热条件均能发生反应，且蒸气与氧气混合，受热会发生爆炸，因此在加热装置A之前需要用甲烷排出装置中的空气。
（2）在反应温度下呈气态，因此利用冷凝管冷凝可使转化为液体，减少挥发，便于收集；与NaOH溶液和溶液均能发生反应，因此可利用这两种试剂吸收。
（3）摇动两颈烧瓶的过程中，液态硫附着在两颈烧瓶的内壁，增大了甲烷和液态硫的接触面积，能够加快反应速率。
（4）该制备反应会有副产物生成，部分硫化氢溶在中，具有较强的还原性可与高锰酸钾溶液发生反应，从而被除去；用高锰酸钾溶液洗涤后其表面有水存在，因此需要用无水氯化钙干燥；利用沸点低的性质，可利用蒸馏法分离出。
（5）第一步生成，和反应会生成硫单质，因此第二步反应为。