清单01 硫及其化合物的性质
01硫单质
1.硫元素的存在形态
(1)游离态:在火山口附近或地壳的岩层例存在;
(2)化合态:以硫化物和硫酸盐的形式存在
2.硫单质的物理性质
硫单质俗称硫黄,是一种淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2;有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
3.化学性质(硫可以与金属、非金属反应)
化合价角度认识:
(1)与非金属反应
(2)与金属反应
(3)与热的强碱溶液反应(如NaOH溶液):
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O,既表现氧化性,又表现还原性。
应用:汞洒落在地面,一般会用硫粉来处理,原理是S+Hg=HgS
【例1】
1.下列说法正确的是
A.硫质脆,微溶于酒精和二硫化碳
B.硫与氢气反应,体现了硫的还原性
C.硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物
D.从硫的化合价角度分析,硫单质既可作氧化剂又可作还原剂
02二氧化硫
1.物理性质
颜色 气味 毒性 密度 溶解性
无色 刺激性 有毒 比空气的大 易溶于水,通常情况下1体积水可溶解约40体积二氧化硫
2.二氧化硫与水
(1)二氧化硫与水的反应,水溶液的酸碱性,二氧化硫或亚硫酸的漂白性实验:
实验操作 现象 结论
①把盛有SO2的试管倒立于水中,打开胶塞 试管内液面上升。 SO2易溶于水。
②用pH试纸测定溶液的酸碱度 试纸变红色 二氧化硫水溶液呈酸性。
③滴入2滴品红溶液,振荡;加热试管,再观察 品红褪色;加热恢复红色。 二氧化硫能使品红褪色,具有漂白性。
SO2与水的反应方程式为SO2+H2O H2SO3。
(2)SO2或亚硫酸的漂白性:
①二氧化硫或亚硫酸有漂白作用,与有色物质发生化合反应,生成不稳定的无色物质,加热又恢复为原来的颜色。利用品红溶液可检验二氧化硫气体。
②SO2有漂白性,能使品红褪色。
③SO2的漂白作用与次氯酸的漂白作用相不相同?不相同;
SO2的漂白作用稳不稳定?不稳定;
④次氯酸的漂白过程是发生了氧化还原反应,其漂白作用是永久性的。
【归纳总结】
常见的能用于漂白的物质的比较
类型 吸附型 氧化型 化合型
物质 活性炭 氯气、漂白粉(液)、次氯酸 二氧化硫
漂白原理 吸附漂白 利用次氯酸的强氧化性进行漂白 与有色物质化合生成不稳定的无色物质
变化类别 物理变化 氧化还原反应 化学变化
漂白特点 不可逆 加热恢复原色
能漂白的物质 一般用于溶液漂白 可漂白所有有机色质 具有选择性,如品红、棉、麻、草等
【注意】
(1)漂白是指使有机色质褪色,漂白剂不一定使无机色质(如KMnO4、CuSO4·5H2O等)褪色,即使能使无机色质褪色,也不称漂白作用(如SO2使KMnO4溶液褪色)。
(2)活性炭的吸附是物理变化,而化合型、氧化型漂白均为化学变化。
(3)Na2O2具有漂白性,但通常不用它作漂白剂,因为Na2O2具有较强的腐蚀性。
3.二氧化硫的化学性质
分别从化合价的角度,作为酸性氧化物的角度,二氧化硫的化学性质:
(1)酸性氧化物的通性
①能使紫色石蕊溶液变红色
②与H2O反应:SO2+NaOH H2SO3
③与碱反应
NaOH足量:SO2+2OH-=+H2O
NaOH少量:SO2+OH-=
④与碱性氧化物反应:CaO+SO2=CaSO3
(2)氧化性(如与H2S溶液反应):SO2+2H2S=3S↓+2H2O(生成黄色物质)。
(3)还原性
①与O2反应:2SO2+O22SO3
②使溴水褐色:SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr
③使酸性KMnO4溶液褐色:5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+
④与EeCl3溶液反应:SO2+2Fe3++2H2O=+2Fe2++4H+
⑤与H2O2溶液反应:SO2+2H2O=H2SO4
(4)漂白性:SO2可使品红溶液褪色,加热后,溶液由无色变为红色。
【归纳总结】
SO2和CO2性质的比较
SO2 CO2
物理性质 色、味 无色、刺激性气味 无色、无味
毒性 有毒 无毒
溶解性 易溶(1∶40) 可溶(1∶1)
物理 性 质 与水反应 H2O+SO2 H2SO3 H2O+CO2 H2CO3
与碱反应 SO2+OH-(少量)=,SO2+2OH-(足量)=+H2O CO2+OH-(少量)=,CO2+2OH-(足量)=+H2O
氧化性 SO2+2H2S=3S↓+2H2O CO2+C2CO
还原性 2SO2+O22SO3,也能被酸性KMnO4溶液、氯水、溴水等氧化 无还原性
漂白性 有,但不稳定 无
对环境的影响 过量排放形成酸雨 过量排放引起温室效应
SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程为
流程设计 检验SO2 除去SO2 检验SO2是否除尽 检验CO2
选用试剂 品红溶液 酸性KMnO4溶液 品红溶液 澄清石灰水
预期现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊
【注意】有时为简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,试剂选用较浓的酸性KMnO4溶液,现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅,但不褪成无色。
4.SO2的实验室制法
原理 Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
装置
收集方法 瓶口向上排空气法
尾气处理 NaOH溶液吸收
【例2】
2.根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是
选项 溶液 现象 结论
A 溴水 溶液橙黄色褪去 SO2有还原性
B H2S溶液 产生黄色沉淀 SO2有氧化性
C 酸性KMnO4溶液 溶液紫色褪去 SO2有还原性
D 含NaOH的酚酞溶液 溶液红色褪去 SO2有漂白性
A.A B.B C.C D.D
【例3】
3.某化学兴趣小组在实验室用除去表面氧化物的铁钉(碳素钢)与浓硫酸共热制取SO2并完成相关性质探究(不考虑水蒸气)。
(1)有同学认为制得的SO2中可能混有杂质,其化学式为 和 ,原因是 。
(2)为验证气体成分,兴趣小组同学设计了如图所示装置进行了实验探究。
①为验证并吸收SO2,装置B中加入的试剂为 ;装置C中品红溶液的作用是 。
②装置D中加入的试剂为 。
③装置G中可能出现的现象为 。
④装置H的作用为 。
(3)兴趣小组设计如图装置验证二氧化硫的化学性质。
①能验证SO2具有氧化性的实验现象为 ;
②为验证SO2的还原性,取试管b中充分反应后的溶液分成三份,分别进行如下实验:
方案I:向第一份溶液加入品红溶液,红色褪去;
方案II:向第二份溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀;
方案III:向第三份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
上述方案中合理的是 (填I、II或III);试管b中发生反应的离子方程式为 。
03三氧化硫
1.物理性质:熔点为16.8℃,沸点为44.8℃,标准状况下为固态。
2.化学性质:具有酸性氧化物的通性:
(1)与水反应:SO3+H2O=H2SO4
(2)与碱性氧化物反应:SO3+CaO=CaSO4
(3)与碱反应:SO3+2NaOH=Na2SO4+H2O
(4)与某些盐溶液反应(如:BaCl2):SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
3.硫的氧化物的污染与治理
(1)来源:含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。
(2)危害:危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)。
(3)治理:燃煤脱硫,改进燃烧技术。
(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个:
途径1:空气中飘尘的催化作用,使2SO2+O22SO3、SO3+H2O=H2SO4。
途径2:SO2+H2O H2SO3、2H2SO3+O2=2H2SO4。
【例4】
4.已知SO3的熔点为16.8℃,沸点为44.8℃,下列关于SO3性质的描述不正确的是
A.是酸性氧化物,可与氢氧化钠溶液反应
B.标况下,1molSO3的体积约为22.4L
C.是工业制取硫酸的原料
D.可以与氯化钡溶液反应生成白色沉淀
04硫化氢
1.物理性质:无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体,常温常压下,1体积水约能溶解2.6体积的硫化氢气体。
2.化学性质
(1)酸性:H2S H++HS-,HS- H++S2-
(2)还原性(易被Cl2、O2、SO2等氧化):
2H2S+SO2=3S↓+2H2O;2H2S+O2=2S↓+2H2O;2H2S+3O2(足量)2SO2+2H2O
【例5】
5.H2S是无色有恶臭味的有毒气体,空气中含0.1%的H2S就会迅速引起头痛、晕眩等症状,吸入大量H2S会造成昏迷或死亡。是一种神经毒剂。亦为窒息性和刺激性气体。其毒作用的主要靶器是中枢神经系统和呼吸系统,亦可伴有心脏等多器官损害,下列有关H2S的性质和用途说法不正确的是
A.硫化氢能被氧气、氯气、碘、溴等单质氧化成硫单质
B.将H2S通入Pb(NO3)2溶液得到黑色沉淀,再加双氧水,沉淀会转化为白色
C.将H2S气体通入CuSO4溶液中得到CuS沉淀,通入FeSO4溶液会产生FeS沉淀
D.H2S通入到FeCl3 溶液中,溶液酸性增强
05硫酸
1.稀硫酸
具有酸的通性:
写出下列反应的离子方程式:
(1)稀硫酸与活泼金属反应,如Zn:Zn+2H+=Zn2++H2↑。
(2)稀硫酸与金属氧化物反应,如CuO:CuO+2H+=Cu2++H2O。
(3)稀硫酸与碱反应,如NaOH:OH-+H+=H2O。
(4)稀硫酸与部分盐反应,如Na2CO3:+2H+=CO2↑+H2O。
2.硫酸的物理性质
硫酸是一种无色、黏稠的油状液体,密度比水的大。浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
3.浓H2SO4的特性
三大特性:吸水性、脱水性、强氧化性
(1)吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,以及混在气体中的水分子,故常用作干燥剂。
(2)脱水性:浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。
【实验探究】
实验操作
实验现象 a.蔗糖逐渐变黑;b.蔗糖体积膨胀,形成黑色、疏松多孔的海绵状的炭,并放出有刺激性气味的气体
实验结论 a.浓硫酸具有脱水性;b.浓硫酸具有强氧化性,能将蔗糖炭化生成的碳单质氧化为CO2,自身被还原为SO2
【归纳总结】
区分浓硫酸的吸水性和脱水性
吸水性 常用作干燥剂,但不能干燥NH3、H2S、HI等 分清浓硫酸的脱水性和吸水性的区别:①吸水性:浓硫酸能吸收物质中游离的水,可用作干燥剂。可以是物理变化,也可以是化学变化,如浓硫酸脱去CuSO4·5H2O晶体中的结晶水; ②脱水性:浓硫酸可将有机物中的H、O原子以2∶1比例脱去
脱水性 将有机物中的H、O以原子数2∶1的比例脱去,如使蔗糖变黑
(3)强氧化性:能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。
a.与金属单质的反应
实验操作
实验现象 试管a中的铜丝表面有气泡逸出;试管b中的品红溶液逐渐变为无色; 试管c中的石蕊溶液逐渐变为红色; 将试管a中的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色
化学方程式 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
b.与非金属单质的反应
在加热时,浓硫酸与木炭发生反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(4)常温下,铁、铝遇浓H2SO4发生钝化,可用铝槽车运输浓H2SO4;体现了浓硫酸的强氧化性。
(5)可利用浓H2SO4的高沸点难挥发性制备易挥发性酸(HF、HCl等),如2NaCl(固)+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑。
4.硫酸的用途
(1)制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。
(2)消除金属表面的氧化物。
(3)用于精炼石油,制造炸药、农药、染料等,是实验室里常用的试剂。
5.硫酸的工业制备
三步骤 三反应
黄铁矿煅烧 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
SO2的催化氧化 2SO2+O22SO3
SO3吸收 SO3+H2O=H2SO4
【例6】
6.下列现象或用途与浓硫酸的吸水性和脱水性无关的是
A.浓硫酸可作氯气的干燥剂
B.浓硫酸滴加到蔗糖中,蔗糖变黑
C.浓硫酸滴加到胆矾上,蓝色晶体变成白色粉末
D.浓硫酸在加热条件下可与铜等不活泼金属反应
【例7】
7.将下端卷成螺旋状的铜丝插入足量热的浓硫酸中进行如下图所示实验(a~d均为浸有相应试液的棉花)。下列分析正确的是
A.a处现象:先变红后褪色
B.b和c处褪色原理相同
C.铜与浓硫酸反应,硫酸只体现酸性
D.试管底部出现白色固体,体现浓硫酸的吸水性
06 的检验
1.原理:利用Ba2++=BaSO4↓(白色),BaSO4不溶于稀盐酸、稀硝酸的特性来检验硫酸根离子。
2.试剂:可溶性钡盐(BaCl2)、稀盐酸。
3.操作方法:待检验溶液取清液有无白色沉淀产生(判断有无)
4.排除干扰
①Ag+干扰:用盐酸酸化可排除Ag+的干扰。
②、、干扰:BaCO3,、BaSO3、Ba3(PO4)2都是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀不同的是,这些沉淀可溶于强酸中,因此检验时,必须先用稀盐酸酸化。不能用稀硝酸酸化,因在酸性条件下,、等会被溶液中的氧化为,从而干扰检验结果。整个过程中可能发生反应的离子方程式:+2H+=CO2↑+H2O、+2H+=SO2↑+H2O、Ag++Cl-=AgCl↓、Ba2++=BaSO4↓。
【例8】
8.下列物质的检验中,其结论一定正确的是
A.向某溶液中加入溶液,产生白色沉淀,加入稀后,白色沉淀不溶解,也无其他现象,说明原溶液中一定含有
B.向某溶液中加入盐酸产生无色气体,该气体能使澄清的石灰水变浑浊,说明该溶液中一定含有或
C.取少量久置的样品于试管中加水溶解,再加足量盐酸酸化,然后加溶液,若加盐酸时有气体产生,加溶液时有白色沉淀产生,说明样品已部分被氧化
D.将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色,该气体一定是
07 除去粗盐中的可溶性杂质(可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质)
杂质 加入的试剂 离子方程式
可溶性硫酸盐 过量BaCl2溶液 +Ba2+=BaSO4↓
CaCl2 过量Na2CO3溶液 Ca2++=CaCO3↓、Ba2++=BaCO3↓
MgCl2 过量NaOH溶液 Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
多余的NaOH、Na2CO3 适量稀盐酸 OH-+H+=H2O、+2H+=H2O+CO2↑
【例9】
9.从海水所得的粗盐中含有杂质、、,除去粗盐中的杂质加入药品顺序正确的是
A.溶液溶液溶液过滤后加盐酸
B.溶液溶液溶液过滤后加盐酸
C.溶液溶液溶液过滤后加硫酸
D.溶液溶液溶液过滤后加盐酸
08硫及其化合物的相互转化及应用
1.硫化氢
物理性质 具有臭鸡蛋味的无色有毒气体
化学性质 从化合价看 强还原性:与O2、SO2、X2(Cl2、Br2、I2)、Fe3+、ClO-、H2O2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4/H+等反应,如2H2S+O2(少量)2S↓+2H2O、2H2S+3O2(过量)2SO2+2H2O H2S+X2=2HX+S↓(X2—Cl2、Br2、I2)
从物质的类别看 氢硫酸(H2S水溶液)有酸性:H2S+OH-(少量)=Na2S+H2OH2S+2OH-(过量)=NaHS+H2O
不稳定性 H2SH2+S↓
2.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
3.构建硫及其化合物转化网络
4.掌握硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的
如:
写出②、③、④反应的化学方程式:
②H2SO3+2NaOH=Na2SO3+2H2O;
③Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;
④SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3。
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,可用下图表示
注意:(1)同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2Na2S+Na2SO3+3H2SO4=3Na2SO4+3S↓+3H2O。
【例10】
10.硫元素的几种化合物及其单质存在下列转化关系(反应条件省略)。
浓H2SO4SO2Na2SO3Na2S2O3S
下列判断不正确的是
A.反应①中氧化剂与还原剂物质的量之比为1:1
B.反应②表明SO2具有酸性氧化物的性质
C.反应③的原子利用率是100%
D.反应④中稀H2SO4作氧化剂
【例11】
11.在化工生产中,硫资源应用广泛,利用含硫物质之间的转化有利于实现硫资源的综合利用。下图为硫及其化合物的“价一类”二维图。
请回答以下问题。
(1)单斜硫和正交硫两种单质叫作硫元素的 。
(2)Y和H2S发生反应的化学方程式为 。写出Cu和Z的浓溶液发生反应的化学方程式 。
(3)工业上处理废气时,通过步骤Ⅰ和步骤Ⅱ将Y转化为CaSO4再利用。
①实现步骤Ⅰ的转化所加试剂的物质类别为 (写出一种即可)。
②实现步骤Ⅱ的转化可选择 ,试剂(填序号),选择的依据为 。
a.O2 b.KI c.H2O2 d.Na2S
12.下列化合物中,能用相应的单质直接化合得到的是
①CuS②FeS③HCl④SO2⑤SO3⑥FeCl2⑦CuCl2
A.全部 B.①②③④⑤⑦ C.②④⑤⑦ D.②③④⑦
13.下列实验中能证明某气体为SO2的是
①使澄清石灰水变浑浊
②使湿润的蓝色石蕊试纸变红
③使品红溶液褪色
④通入足量NaOH溶液中,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀盐酸
⑤通入溴水中,能使溴水褪色,再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生
A.都能证明 B.都不能证明
C.③④⑤均能证明 D.只有⑤能证明
14.下列关于硫及其化合物的说法正确的有
①Na、O、S三种元素形成的一种盐溶于水后加入稀盐酸,有黄色沉淀生成,同时产生有刺激性气味的气体
②SO2和SO3分别通入Ba(NO3)2溶液中,得到的沉淀相同
③SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,体现了SO2的漂白性
④洗涤附着在试管内壁上的硫可以用CS2、酒精、热的NaOH溶液
⑤硫和氯气分别与铁反应后铁元素的价态相同
⑥SO2通入品红溶液中褪色的原理与SO2通入溴水中褪色的原理相同
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
15.将分别通入下列4种溶液中,其中体现氧化性的是
A B C D
紫色石蕊溶液 溶液 酸性溶液 品红溶液
变红 析出淡黄色固体 褪色 褪色
A.A B.B C.C D.D
16.气体M可能由H2S、SO2、CO2、N2中的一种或几种组成,已知M通入品红溶液中,品红褪色,若将M通入澄清石灰水中,则出现白色沉淀,现要求对气体M的成分判断,下列说法正确的是
A.一定含有SO2、CO2 B.一定含有SO2,可能含有CO2、N2
C.一定不含H2S、CO2 D.可能含有CO2、H2S、N2
17.将少量气体通入和的混合溶液中,溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色沉淀产生。针对上述变化,下列分析正确的是
A.该过程表明有漂白性 B.白色沉淀为
C.该实验表明具有还原性 D.反应后溶液酸性增强
18.浓硫酸与稀硫酸性质差异较大,具有吸水性,脱水性和强氧化性三大特性,下列有关浓硫酸的叙述正确的是
A.浓硫酸可做干燥剂,能够干燥氢气、氧气、氨气等气体
B.↑,浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性
C.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,是因为浓硫酸不与铁、铝反应
D.取少量蔗糖于烧杯中,加入浓硫酸,蔗糖变黑,体现浓硫酸具有吸水性
19.下列说法正确的是
A.浓硫酸具有吸水性,可用来干燥
B.水溶液具有漂白性,可使溴水褪色
C.浓硫酸与铁不反应,可用铁罐储运浓硫酸
D.过氧化钠与、均能反应,可用作呼吸面具中的供氧剂
20.下列实验所得结论不正确的是( )
实验 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
装置
现象 产生大量无色气体 铁片表面迅速变暗,之后无明显变化 加热后产生大量无色有刺激性气味气体
A.实验Ⅰ中气体是氢气
B.实验Ⅱ中没有发生化学变化
C.实验Ⅲ中气体是二氧化硫
D.浓度、温度影响实验现象
21.下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是
A.Fe(NO3)2溶液白色沉淀
B.Ba(NO3)2溶液白色沉淀
C.无色溶液白色沉淀
D.无色溶液无色溶液白色沉淀
22.图为含硫物质之间的转化关系,其中属于氧化还原反应的有
A.1 个 B.2 个 C.3 个 D.4 个
23.下图装置可用于检验木炭与浓硫酸反应的产物,下列说法正确的是
A.①③④②可以检出,检不出、
B.①④③②可以检出、、
C.①④②③可以检出、,检不出
D.①②③④可以检出,检不出、
24.硫是生物必需的营养元素之一,下列关于自然界中硫循环(如图所示)说法正确的是
A.含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环
B.硫循环中硫的化合物均为无机物
C.上述硫循环中硫元素均被氧化
D.烧煤时加石灰石,可减少酸雨及温室气体的排放
25.一定条件下,硫的某种含氧酸H2SOx(x≤4)与H2S可发生如下反应:H2S+H2SOx→S+(x-3)SO2+H2O(未配平),则下列有关的推断合理的是( )
A.该反应中,一定有SO2生成
B.该反应中,H2S作还原剂,H2SOx作氧化剂
C.若x=3,则还原剂与氧化剂的粒子个数之比为1:1
D.若x=4,则每生成1个S原子,此时转移的电子为6个
26.某化学研究性学习小组对某无色水样的成分进行检验,已知该水样中只可能含有、、、、、、、、中的若干种离子。该小组同学取部分水样进行实验,向水样中先滴加足量硝酸钡溶液,产生白色沉淀;再滴加足量稀盐酸,沉淀部分溶解;最后滴加硝酸银溶液,又产生白色沉淀。下列说法正确的是
A.观察水样可以确定一定不存在的离子只有
B.经过实验可以确定一定存在的离子是、、、
C.水样中可能存在
D.水样中可能存在
27.下图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是
A.操作Ⅱ发生反应的离子方程式为:2Fe2++4H++O2=2Fe3++2H2O
B.溶液b中阳离子只有Fe2+
C.溶液a转化为溶液b的反应中,SO2被氧化
D.加入FeO可以使溶液c转化为溶液a
(2023秋·山东济南·高一校考期末)
28.回答下列问题:
(1)甲同学利用下列装置来进行铜跟浓硫酸反应实验。
①写出甲装置中发生的主要反应的化学方程式 。
②乙同学认为,若要用铜制取硫酸铜,可以先用铜和氧气反应生成氧化铜,然后利用氧化铜和稀硫酸反应可以得到硫酸铜。若要制取硫酸铜,请你从环境保护和节约资源的角度分析,比较甲同学和乙同学制取硫酸铜的方法中更合理的是 ,原因是 。
(2)丙同学利用下图的方法实验室制取并验证某些性质,并将实验情况记录在表中,请完成以下表格:
装置序号 实验现象或作用 实验结论或化学方程式
① 有气泡产生 化学方程式为:
② 紫色石蕊试液变 色 证明溶于水显酸性
③ 品红溶液褪色 证明具有 性
④ 溶液变浑浊 证明具有 性
⑤ 溴水褪色 证明具有 性
⑥ 吸收尾气 证明属于 性氧化物
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】A.硫质脆,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,A错误;
B.硫与氢气反应生成硫化氢,其中硫的化合价降低,表现氧化性,B错误;
C.硫与铁粉和铜粉反应分别生成FeS和Cu2S,C错误;
D.硫单质中S为0价,在反应中既可以作氧化剂,化合价降低到价,也可以作还原剂,化合价升高到、价,D正确;
答案选D。
2.D
【详解】A.SO2与溴水反应生成硫酸和氢溴酸,该反应中SO2中+4价S元素被氧化生成+6价的硫酸,二氧化硫被氧化,表现了还原性,A正确;
B.SO2与H2S反应生成S单质,该反应中SO2中+4价S元素被还原生成0价的单质S,二氧化硫被还原,表现了氧化性,B正确;
C.酸性高锰酸钾能将二氧化硫在水溶液中氧化成硫酸,自身还原为无色的二价锰离子,是酸性高锰酸钾的氧化性的体现,体现二氧化硫的还原性,C正确;
D.二氧化硫为酸性氧化物,能够与碱反应,使溶液的碱性减弱,所以SO2通入NaOH和酚酞的混合溶液,溶液褪色,这与其漂白性无关,D错误。
答案选D。
3. CO2 H2 铁钉中含C加热条件下会和浓硫酸反应生成CO2;随着反应进行,浓硫酸变稀,铁与稀硫酸反应产生氢气 酸性KMnO4溶液 验证SO2是否吸收完全 澄清石灰水 无水硫酸铜变蓝色 防止空气中H2O进入干燥管而影响杂质气体的检验 a试管中有淡黄色沉淀生成 II Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-
【分析】(1)铁钉为碳素钢,除铁外还含有C,C也能与浓硫酸反应据此分析;
(2)A装置为发生装置,产生的气体有SO2、CO2、H2,混有水蒸气,根据实验目的逐步进行分析;
(3)实验目的是验证SO2的化学性质,从SO2具有还原性、氧化性、酸性氧化物的角度进行分析。
【详解】碳素钢中含有铁和C等元素,随着反应的进行浓硫酸变稀,会和铁反应生成,铁钉中有C加热条件下会和浓硫酸反应生成;故答案为: ;铁钉中含C加热条件下会和浓硫酸反应生成;随着反应进行,浓硫酸变稀,铁与稀硫酸反应产生氢气;
根据(1)的分析,可能含有的气体是CO2、SO2、H2等,实验目的是验证气体成分,
①B装置验证并吸收SO2,装置B的作用是验证并吸收SO2,即试剂为KMnO4溶液,装置C中品红溶液的作用是验证SO2是否完全被吸收;若被吸收完全,装置C中品红溶液不褪色;
②装置D中加入澄清石灰水,可检验气体中是否有;
③装置E中浓硫酸可干燥气体,装置F中CuO与反应生成,G中无水硫酸铜吸收水后变蓝;
④空气中含有水蒸气,对H2还原CuO产物的验证产生干扰,装置H的作用是防止空气中进入干燥管而影响杂质气体的检验;
故答案为: 酸性溶液;验证是否吸收完全;澄清石灰水;无水硫酸铜变蓝色;防止空气中进入干燥管而影响杂质气体的检验;
(3)和发生氧化还原反应生成S,故a试管中有淡黄色沉淀生成。
故答案为:a试管中有淡黄色沉淀生成;
Ⅱ合理,被氧化生成,和反应生成白色沉淀,据此能证明的还原性。
故答案为:II;。
4.B
【详解】A. SO3是酸性氧化物,可与氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠和水,A正确;
B. 标况下SO3是固体,1molSO3的体积不是22.4L,B错误;
C. SO3和水反应生成硫酸,是工业制取硫酸的原料,C正确;
D. SO3和水反应生成硫酸,因此SO3可以与氯化钡溶液反应生成白色沉淀硫酸钡,D正确;答案选B。
5.C
【详解】A.硫化氢中的硫处于最低价态,能被氧气、氯气、碘、溴等单质氧化成硫单质,故A正确;
B.将H2S通入Pb(NO3)2溶液中,发生反应Pb(NO3)2+H2S=PbS↓+2HNO3,生成黑色沉淀PbS ,PbS 经过过氧化氢处理发生反应PbS+4H2O2=PbSO4↓+4H2O,生成白色沉淀PbSO4,故B正确;
C.FeS相对于CuS溶解度较大,会溶于稀硫酸,所以将H2S气体通入FeSO4溶液中得不FeS沉淀,故C错误;
D.H2S通入到FeCl3 溶液中,Fe3+将S2-氧化,发生反应:H2S+2Fe3+=S↓+2Fe2++2H+,氢离子浓度增大,酸性增强,故D正确;
故选C。
6.D
【详解】A.浓硫酸做干燥剂与其具有吸水性有关,故A不选;
B.浓硫酸使蔗糖变黑与其具有脱水性有关,故B不选;
C.浓硫酸能将胆矾从蓝色晶体变成白色粉末,与其吸水性有关,故C不选;
D.浓硫酸在加热条件下可与铜等不活泼金属反应是因为浓硫酸具有强氧化性,与吸水性和脱水性无关,故D选;
故选:D。
7.D
【分析】铜丝插入足量热的浓硫酸反应生成二氧化硫,气体从具支试管支管口进入硬质玻璃管,分别与紫色石蕊、品红、酸性KMnO4、NaOH反应,尾气储存在安全气球,防止污染空气。
【详解】A.二氧化硫为酸性氧化物,能与水反应生成亚硫酸,亚硫酸电离出氢离子,紫色石蕊试液变红,故A错误;
B.二氧化硫具有漂白性,能漂白品红,使品红溶液褪色,二氧化硫具有还原性,能被高锰酸钾氧化,使高锰酸钾溶液褪色,故B错误;
C.Cu与浓硫酸反应,生成硫酸铜,体现浓硫酸的酸性,同时浓硫酸得电子价态降低生成二氧化硫,体现浓硫酸的氧化性,故C错误;
D.浓硫酸具有吸水性,能吸收反应生成的水,故底部只能产生白色的无水硫酸铜,故D正确;
故选:D。
8.C
【详解】A.某溶液中加入氯化钡溶液,生成白色沉淀,若该沉淀为氯化银,加入稀硝酸后生成硫酸钡沉淀,沉淀不溶解也无其他现象,但是原溶液中只有氯离子而不是硫酸根离子,A错误;
B.某溶液中加入盐酸产生无色气体,该气体使澄清石灰水变浑浊,则该气体为CO2或SO2,溶液中的离子可能为碳酸氢根离子或者亚硫酸氢根离子,不一定含有碳酸根或者亚硫酸根离子,B错误;
C.少量久置的亚硫酸样品加水溶解后,加入足量盐酸酸化,产生气泡,再加入氯化钡有白色沉淀生成,说明部分亚硫酸根离子被氧化为了硫酸根离子,否则加入氯化钡不会有白色沉淀生成,C正确;
D.某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色,则该气体可能为Cl2,不一定为SO2,D错误;
故答案选C。
9.B
【详解】粗盐中含有杂质常用溶液除掉,常用溶液除掉、常用溶液除掉,除杂时要将杂质离子尽量除尽,则加入的试剂要过量,由于过量会引入新的杂质,因此后面加入的试剂要将前面的过量杂质也要除尽即钡离子要用碳酸根除掉,因此溶液要加在溶液前面,碳酸钠不仅除掉钙离子,还除掉多余的钡离子,沉淀完离子后先过滤,多余的碳酸钠、氢氧化钠加入盐酸来除掉,因此加入顺序为溶液溶液溶液过滤后加盐酸,故B正确。
综上所述,答案为B。
10.D
【详解】A.反应①为浓硫酸氧化铜单质的反应,浓硫酸作氧化剂被还原成SO2,化合价降低2价,Cu作还原剂被氧化成Cu2+,化合价升高2价,所以氧化剂与还原剂物质的量之比为1:1,故A正确;
B.二氧化硫与NaOH反应生成盐和水,表明二氧化硫为酸性氧化物,故B正确;
C.反应③为Na2SO3+S=Na2S2O3,生成物只有一种,原子利用率是100%,故C正确;
D.反应④的化学方程式:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,稀硫酸既不是氧化剂也不是还原剂,故D错误;
故选D。
11.(1)同素异形体
(2) SO2+2H2S=3S+2H2O Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(3) 碱、碱性氧化物、盐(写出一种即可) ac CaSO3转化为CaSO4硫元素化合价升高被氧化,需加入氧化剂
【分析】根据硫及其化合物的“价一类”二维图可知X是S单质,Y是SO2,Z是H2SO4,然后根据物质的性质及转化关系分析解答。
【详解】(1)单斜硫和正交硫是硫元素的两种不同性质的单质,二者互为同素异形体;
(2)Y是SO2,SO2具有还原性,H2S具有还原性,二者会发生氧化还原反应产生S单质及H2O,该反应的化学方程式为:SO2+2H2S=3S+2H2O;
Z是H2SO4,浓硫酸与Cu在加热条件下会发生氧化还原反应产生CuSO4、SO2、H2O,该反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
(3)①根据图示可知:步骤Ⅰ可以是SO2被Ca(OH)2溶液吸收反应产生CaSO3沉淀和H2O,Ca(OH)2属于碱;SO2也可以与CaO反应产生CaSO3,CaO属于碱性氧化物;SO2可以与CaO反应产生CaSO3,CaO属于碱性氧化物;
②根据图示可知:步骤Ⅱ是CaSO3转化为CaSO4,在该转化过程中S元素化合价升高,失去电子被氧化,因此在转化过程中需要加入氧化剂。
a.CaSO3与O2反应产生CaSO4,a符合题意;
b.KI具有还原性,不能使CaSO3转化为CaSO4,b不符合题意;
c.CaSO3具有还原性,H2O2具有强氧化性,可以使CaSO3与H2O2反应产生CaSO4、H2O,c符合题意;
d.CaSO3、Na2S都具有还原性,二者不能反应产生CaSO4,d不符合题意;
故合理选项是ac;
选择的依据为CaSO3转化为CaSO4硫元素化合价升高被氧化,需加入氧化剂,加入的物质应该具有强氧化性,可以将CaSO3氧化为CaSO4。
12.D
【详解】氯气有强氧化性,与变价金属反应生成最高价态的化合物,与铁反应生成FeCl3,与铜反应生成CuCl2;硫的氧化性较弱,与变价金属反应生成低价态的化合物,与铜反应生成Cu2S,与铁反应生成FeS;氯气和氢气可以反应生成氯化氢,硫和氧气反应可以生成二氧化硫。综上所述,②③④⑦正确,故选:D。
13.D
【分析】根据二氧化硫就有酸性氧化物的特性,也具有还原性的特性进行检验。
【详解】①CO2也能使澄清石灰水变浑浊;
②酸性气体均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红;
③Cl2也能使品红溶液褪色;④CO2也有此现象;
⑤二氧化硫具有还原性,能与溴单质发生氧化还原反应而使其褪色,滴加硝酸钡,被硝酸根离子氧化成硫酸根,硫酸根离子与钡离子反应生产硫酸钡沉淀;
因此只有⑤能证明某气体为二氧化硫,D符合题意;
故选答案D。
14.A
【详解】①Na、O、S三种元素形成的一种盐溶于水后加入稀盐酸,有黄色沉淀生成即S,同时产生有刺激性气味的气体即SO2,盐为Na2S2O3,正确;
②SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液,硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,则生成的白色沉淀只有BaSO4,故正确;
③SO2与NaOH溶液反应生成亚硫酸钠,碱性减弱则酚酞溶液褪色,体现了SO2的酸性,故错误;
④洗涤附着在试管内壁上的硫可以用CS2、热的NaOH溶液,硫可溶于CS2,S能与热的NaOH溶液反应,均可洗涤附着在试管内壁上的硫,但是硫微溶于酒精,因此不能用酒精洗涤,故错误;
⑤硫的氧化性较弱,与铁反应生成FeS2,氯气的氧化性较强,氯气与铁反应生成FeCl3,,铁元素的价态不相同,故错误;
⑥SO2通入品红溶液中褪色是漂白性,SO2通入溴水中褪色的原理是发生氧化还原反应生成HBr和硫酸,故错误;
正确的有2个,故选:A。
15.B
【详解】A.使紫色石蕊溶液变红,体现其酸性,故A不符合题意;
B. 与溶液反应生成S和水,反应过程中中S元素的化合价降低,体现氧化性,故B符合题意;
C. 可被酸性溶液氧化,溶液褪色,体现的还原性,故C不符合题意;
D. 使品红溶液褪色,体现其漂白性,故D不符合题意;
答案选B。
16.B
【详解】气体M通入品红溶液中品红褪色,说明含有SO2,SO2和H2S不能共存,则一定不含H2S,气体M通入澄清石灰水中出现白色沉淀,白色沉淀可能是CaSO3或CaCO3,无法确定是否含有CO2,N2也无法确定是否存在,综上所述,一定含有SO2,可能含有CO2、N2,一定不含H2S。
故正确答案为B 。
17.D
【详解】A. 该过程中,二氧化硫先被氧化为硫酸,再与反应,生成硫酸钡沉淀,从而表明具有还原性,A错误;
B.易溶于水,不会生成沉淀,B错误;
C.反应中溶液由棕黄色变成浅绿色,铁元素由+3价变为+2价,该实验表明具有氧化性,C错误;
D.反应后最终生成盐酸,溶液酸性增强,D正确;
故选D。
18.B
【详解】A.浓硫酸能吸收氨气,不能用浓硫酸干燥NH3,故A错误;
B.由反应可知,部分浓硫酸转变成二氧化硫,硫元素价态降低,表现其强氧化性,部分转化成硫酸铜,硫元素价态不变,表现其酸性,故B正确;
C.常温下铁或铝与浓H2SO4反应剧烈反应,表面形成一层致密的氧化膜,阻止了后续反应的发生,即“钝化”现象,不是不反应,故C错误;
D.浓硫酸使蔗糖分子中的氢、氧原子以2:1的比例形成水而脱出,剩余了碳,蔗糖变黑,体现脱水性,故D错误;
故选:B。
19.D
【详解】A.浓硫酸具有吸水性,但能与氨气反应,不能用来干燥氨气,A错误;
B.水溶液具有漂白性,但不能漂白溴水,二氧化硫具有还原性,可使溴水褪色,B错误;
C.常温下浓硫酸与铁发生钝化,可用铁罐储运浓硫酸,但钝化是化学变化,C错误;
D.过氧化钠与、均能反应产生氧气,所以可用作呼吸面具中的供氧剂,D正确;
答案选D。
20.B
【详解】A.铁属于较活泼的金属,稀硫酸和铁反应生成氢气,故A正确,不符合题意;
B.常温下,铁片遇到浓硫酸发生钝化,浓硫酸将铁片表面氧化,生成一层致密的氧化物膜,阻止反应的进行,该过程中发生的化学反应,故B错误,符合题意;
C.加热条件下,铁片可以溶解于浓硫酸中,浓硫酸做氧化剂,生成的无色有刺激性气味的气体是二氧化硫,故C正确,不符合题意;
D.实验Ⅰ、Ⅱ硫酸的浓度不同,说明浓度影响实验,实验Ⅱ、Ⅲ实验温度不同,说明温度影响实验,故D正确,不符合题意。
故选B。
21.C
【详解】A.Fe(NO3)2溶液中加入过量盐酸,发生反应生成Fe3+等,通入过量SO2,Fe3+将其氧化生成H2SO4等,加入BaCl2溶液,生成BaSO4白色沉淀,A不符合题意;
B.Ba(NO3)2溶液中加入过量盐酸,后加入的少量Na2SO3会被氧化为Na2SO4,与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀,B不符合题意;
C.无色溶液可能为AgNO3溶液,加入HNO3和BaCl2溶液,生成AgCl白色沉淀,C符合题意;
D.无色溶液中加入过量盐酸,得到无色溶液,则原溶液中不含有AgNO3、Na2SO3等,加入BaCl2溶液,产生的白色沉淀一定是BaSO4,D不符合题意;
故选C。
22.B
【分析】H2S转化为S单质,S元素化合价由-2价变为0价;S单质转化为SO2,S元素化合价由0价变为+4价;SO2转化为H2SO3及Na2SO3,S元素化合价始终为+4价;
【详解】综上,本题选B。
23.B
【分析】木炭与浓硫酸反应:,对其产物的检验,先用无水硫酸铜检验H2O,再用品红溶液检验SO2,用溴水或高锰酸钾溶液除去SO2后,用澄清石灰水检验CO2,故正确的装置顺序是①④③②。
【详解】A.据分析,①③④②可以检出,可以检出,检验出的来源无法确定,A错误;
B.据分析,①④③②可以检出、、,B正确;
C.据分析,①④②③可以检出,检不出、,二者均能使澄清石灰水变浑浊,C错误;
D.据分析,①②③④检不出、、,、均被澄清石灰水吸收,D错误;
故选B。
24.A
【详解】A.硫酸盐和亚硫酸盐等在含硫杆菌及好氧/厌氧菌作用下缓慢转化成植物,含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环,A正确;
B.硫循环中硫的化合物有含硫有机物,不全是无机物,B错误;
C.含硫杆菌及好氧/厌氧菌将硫酸盐、亚硫酸盐中硫还原成,硫循环中硫元素有的被氧化,有的被还原,C错误;
D.烧煤时加石灰石,发生反应:,可减少排放抑制酸雨的形成,但生成二氧化碳,增加温室气体的排放,D错误。
故选:A。
25.B
【详解】若x=3,反应为2H2S+H2SO3=3S↓+3H2O;若x=4,反应为H2S+H2SO4=S↓+SO2+2H2O;
A.根据分析,当x=3时,反应为2H2S+H2SO3=3S↓+3H2O,不会生成SO2,故A错误;
B.无论x=3还是x=4,在反应中H2S中-2价的硫都被氧化成0价的S,H2S作还原剂,x=3时H2SOx作氧化剂被还原成S,x=4时H2SOx作氧化剂被还原成SO2,故B正确;
C.若x=3,H2SOx为H2SO3,H2SO3与H2S发生归中反应生成S和H2O,还原剂H2S与氧化剂H2SO3物质的量之比为2:1,故C错误;
D.若x=4,若为H2SO4,应是浓H2SO4将H2S氧化成S,而浓硫酸自身被还原成SO2,则每生成1molS,转移2mol电子,故D错误;
答案选B。
26.C
【分析】某无色水样,则不含有、,向水样中先滴加足量硝酸钡溶液,产生白色沉淀,则含有、中的一种或两种;再滴加足量稀盐酸,沉淀部分溶解,则、均存在;故不存在、、,根据溶液电中性,则一定含有一种阳离子,最后滴加硝酸银溶液,又产生白色沉淀,该白色沉淀为氯化银,则氯离子可能来自于前面所加盐酸而不一定是原溶液的,故不能确定原溶液中是否含有。
【详解】A.因水样无色,则观察水样可以确定一定不存在的离子有、,选项A错误;
B.经过实验可以确定一定存在的离子是、、,不能确定是否有,选项B错误;
C.滴加硝酸银溶液之前加了盐酸,引入了,所以无法确定水样中是否含有,选项C正确;
D.水样中一定存在,选项D错误。
答案选C。
27.C
【分析】硫酸铁的酸性溶液中通入含二氧化硫的尾气,铁离子与二氧化硫反应生成亚铁离子和硫酸根离子,溶液b中含有亚铁离子和硫酸根离子,若二氧化硫过量,则还含有SO2、亚硫酸,若SO2少量,则溶液中还含有铁离子,随后通入空气将亚铁离子重新氧化为铁离子,溶液c中含有硫酸铁,同时根据SO2量的多少,还可能存在硫酸等物质。
【详解】A.操作Ⅱ中亚铁离子被氧气氧化为铁离子,离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,A错误;
B,溶液b中含有的阳离子为Fe2+、H+,若SO2量不足,还含有铁离子,B错误;
C.溶液a转化为溶液b的反应中,铁离子与SO2反应生成亚铁离子和硫酸根离子,SO2失电子被氧化,C正确;
D.加入FeO,溶液c中氢离子与FeO反应生成亚铁离子,不能转化为溶液a,D错误;
故答案选C。
28.(1) Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4 +SO2 +2H2O 乙同学 乙同学的方案中硫酸的利用率高,且产物没有污染
(2) H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+H2O+SO2 红 漂白性 氧化性 还原性 酸
【分析】浓硫酸具有强氧化性,可以和铜在加热的条件下反应,亚硫酸钠可以和硫酸反应生成二氧化硫,随后二氧化硫以此通过石蕊,品红,氢硫酸,溴水和氢氧化钠来依次验证二氧化硫的各种化学性质,以此解题。
【详解】(1)①铜和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜,二氧化硫和水,方程式为:Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4 +SO2 +2H2O;
②甲同学方案中生成的二氧化硫有毒,污染环境,硫元素没有全部转化为CuSO4,原料利用率低,乙同学的方案中无污染物生成,原料利用率高,更合理,故答案为:乙同学;原因是:乙同学的方案中硫酸的利用率高,且产物没有污染;
(2)①硫酸是强酸,和亚硫酸钠反应可以生成二氧化硫,方程式为:H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+H2O+SO2;
②石蕊遇酸变红色,故答案为:红;
③二氧化硫具有漂白性,可以漂白品红等有机色素,故答案为:漂白性;
④二氧化硫中的硫为+4价,具有弱氧化性,可以将硫化氢中的-2价硫氧化为单质硫,故答案为:氧化性;
⑤二氧化硫具有还原性,可以被单质溴氧化为硫酸,从而导致溴水褪色,故答案为:还原性;
⑥二氧化硫是酸性氧化物,可以和碱反应,生成盐和水,故答案为:酸。
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