第3章 物质的性质与转化 分层作业18 硫酸 酸雨及其防治--2025鲁科版化学必修第一册同步练习题（含答案）
文档属性
| 名称 | 第3章 物质的性质与转化 分层作业18 硫酸 酸雨及其防治--2025鲁科版化学必修第一册同步练习题（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 478.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-27 18:46:38 | ||
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文档简介
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2025鲁科版化学必修第一册
分层作业18 硫酸 酸雨及其防治
A级 必备知识基础练
题组1.浓硫酸的性质
1.下列叙述正确的是( )
A.浓硫酸可干燥H2S气体
B.在木炭与浓硫酸的反应中,浓硫酸表现了强氧化性、酸性
C.把足量铜粉投入含2 mol H2SO4的浓硫酸中,充分反应,可产生22.4 L气体(标准状况下)
D.为确认铜和浓硫酸反应有CuSO4生成,应将反应后的液体倒入水中,观察颜色
2.下列关于鉴别1 mol·L-1的稀硫酸和98%的浓硫酸的叙述正确的是( )
A.常温下测定两溶液的导电能力,导电能力强的是浓硫酸
B.常温下可以用铜片鉴别两种溶液
C.铝片不能用于鉴别两种溶液
D.溶于水放出大量热的是浓硫酸
3.已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖变黑,A与X反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物已略去,下列有关说法正确的是( )
A.X能使蔗糖变黑主要体现了X的吸水性
B.若A为铁,则足量A与X在室温下不反应
C.若A为碳单质,则将C通入足量澄清石灰水中,有白色沉淀产生
D.一定条件下,B能完全转化为D
题组2.硫酸性质的实验探究
4.某同学设想用图示装置来验证浓硫酸的某些性质,其中不能达到实验目的的是( )
选项 A B
实验 目的 吸水性 脱水性
实验 装置
选项 C D
实验 目的 稀释放热 强氧化性
实验 装置
5.某实验小组利用下图装置探究浓硫酸与葡萄糖反应生成的气体成分。下列说法正确的是( )
A.使反应发生的操作是将Y形管向右倾斜
B.装置b中出现白色沉淀,可能是BaCO3或BaSO3
C.装置d中出现浑浊,证明产生的气体中含有CO2
D.装置e中可以盛放NaOH溶液
题组3.硫酸的工业制备
6.(2024河北张家口高一期中)硫酸是重要的化工原料,我国一般以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备硫酸,硝化法制硫酸的流程示意图及生产步骤如下:
步骤一:黄铁矿石经粉碎后,进入沸腾炉焙烧,生成SO2气体;
步骤二:用N2O3做氧化剂,把SO2转化为SO3;
步骤三:转化反应后气体换热至一定温度进入硫酸冷凝器,反应后气体中SO3与H2O在此冷却直接生成H2SO4。
回答下列问题:
(1)“步骤一”中粉碎黄铁矿石的目的是 。
(2)黄铁矿的主要成分FeS2中硫元素的化合价为 价。
(3)“步骤二”中发生反应的化学方程式为 ;该步产生的NO污染大气,可将其与等物质的量的NO2在低温条件下混合得到 (填化学式)循环利用,变废为宝;也可被NH3催化还原消除污染,当NO与NH3恰好反应生成N2和H2O时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)为提高综合经济效益,增大SO3的吸收率,通常用浓硫酸吸收SO3生成焦硫酸H2S2O7(或H2SO4·SO3)。下列说法正确的是 (填字母)。
A.Na2S2O7水溶液呈中性
B.焦硫酸具有吸水性、腐蚀性和强氧化性
C.98.3%硫酸吸收SO3生成焦硫酸是化学变化
题组4.酸雨及其防治
7.我国的环境空气质量标准中对空气中SO2的浓度限值规定如表所示。
标准等级 一级标准 二级标准 三级标准
0~0.15 0.15~0.50 0.50~0.70
测定受污染空气中SO2含量的实验方法如下:用NaOH溶液吸收2 m3的空气,用稀硫酸调节pH后用I2溶液与上述溶液反应,测得恰好完全反应时消耗I2 2.54 mg。
已知:(1)SO2与NaOH反应生成Na2SO3和H2O
(2)S+I2+H2OS+2H++2I-
下列推断中,不正确的是( )
A.恰好完全反应时消耗I2的物质的量为1×10-5 mol
B.被吸收的空气中SO2的质量为0.64 mg
C.反应完后溶液中I-的物质的量为2×10-5 mol
D.被测空气样品中SO2的浓度达到了三级标准
B级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
8.实验室进行含硫化合物性质探究的装置如图所示(夹持装置省略),分液漏斗①中盛有浓硫酸,将其逐滴加入试管②中。下列说法正确的是( )
A.若②为铜单质,③中盛有氢硫酸,则③中生成淡黄色沉淀
B.若②中为Na2SO3固体,③中盛有石蕊溶液,则③中溶液先变红后褪色
C.若②中为Na2SO3固体,③中盛有氯化钡溶液,则③中生成白色沉淀
D.若②中为蔗糖,③中盛有溴水,相关实验现象无法证明浓硫酸具有酸性
9.利用如图几个装置(内含物质)组装成实验装置,以验证木炭可被浓硫酸氧化成CO2。下列说法正确的是( )
A.丁中溶液褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中生成CO2
B.丙中品红溶液褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中生成CO2
C.丁和丙中溶液都褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中有CO2生成
D.按气流从左向右流向,连接装置的正确顺序是A→F→E→C→D→B
10.(2024江苏南航苏州附中高一测试)含硫矿物是多种化工生产的原料,主要有硫黄、黄铁矿(FeS2)、辉铜矿(Cu2S)、明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、绿矾(FeSO4·7H2O)、胆矾(CuSO4·5H2O)、重晶石(BaSO4)等。硫黄、黄铁矿可作为工业制硫酸的原料,辉铜矿煅烧可制备Cu单质:Cu2S+O22Cu+SO2。SO2直接排放会造成环境污染,可将其转化,或用石灰乳、H2S等物质进行回收再利用。硫及其化合物的转化具有重要作用,下列说法不正确的是( )
A.用石灰乳吸收SO2可生成CaSO3
B.硫黄在过量氧气中燃烧生成SO2
C.辉铜矿煅烧生成2 mol Cu时,转移4 mol电子
D.用SO2水溶液吸收用热空气吹出来的溴生成两种强酸
11.(2024山东菏泽一中高一月考)用18.0 mol·L-1的浓硫酸20 mL和铜共热一段时间后,待反应混合物冷却,滤去多余的铜,将滤液加水定容到100 mL,溶液中S浓度为2.6 mol·L-1,则下列说法错误的是( )
A.反应后稀释液中c(CuSO4)为2.6 mol·L-1
B.反应中消耗的硫酸为0.3 mol
C.溶解的铜的质量为6.4 g
D.生成的SO2在标准状况下的体积为2.24 L
12.(2024江苏镇江一中高一月考)焦亚硫酸钠Na2S2O5是常用的抗氧化剂,在空气中、受热时均易分解。化学兴趣小组同学利用下图所示装置(部分夹持装置已略去,实验前已除去装置中的空气)制取Na2S2O5并探究SO2的性质。
打开K1和K2,关闭K3,制取Na2S2O5。
(1)Na2S2O5中O元素化合价为-2,其中S的化合价为 ;装置C中干燥管的作用是 。
(2)B中通入过量SO2充分反应后,经冷却结晶时发生反应2NaHSO3Na2S2O5+H2O可获得Na2S2O5晶体。B中生成NaHSO3的化学方程式为 。
(3)B中所得Na2S2O5晶体常用饱和SO2水溶液洗涤。用饱和SO2水溶液洗涤的目的除洗去产物表面的杂质离子外,还有 。
(4)已知Na2S2O5、Na2SO3分别与稀硫酸反应得到的产物相同。请设计检验Na2S2O5样品中是否含Na2SO4的实验方案: 。
C级 学科素养拔高练
13.(2024河南郑州七中高一月考)某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应,用下图所示装置进行实验:
请回答下列问题:
(1)B是用来收集实验中产生气体的装置,但未将导管画全,请将装置图补充完整。
(2)实验中他们取6.4 g铜片和12 mL 18 mol·L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应停止,最后发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组中的同学认为还有一定量的硫酸剩余。
①写出铜与浓硫酸反应的化学方程式: ;实验中若有m g铜参加了反应,则有 mol硫酸被还原,电子转移数目为 mol。
②下列试剂中,能证明反应停止后烧瓶中有硫酸剩余的是 (填字母)。
A.硫酸钠溶液
B.氯化钡溶液
C.银粉
D.碳酸钠溶液
③为什么有一定量的硫酸剩余但未能使铜片完全溶解 你认为的原因是
。
(3)为了测定剩余硫酸的物质的量浓度,该兴趣小组设计了三个实验方案:
方案一:将装置A产生的气体缓缓通过已称量过的装有碱石灰的干燥管,反应停止后再次称量,两次质量差即是吸收的二氧化硫。
方案二:将装置A产生的气体缓缓通入足量的用硫酸酸化的高锰酸钾溶液,再加入足量的氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥,称得沉淀的质量即是二氧化硫转化为硫酸钡沉淀的质量。
方案三:当铜和浓硫酸的反应结束后,在装置A中加入足量的锌粉,用排水法测得产生氢气的体积为V L(已换算为标准状况)。
实际上,以上方案一、二均不可取,请你说出原因。
方案一: ;
方案二: 。
方案三:写出剩余硫酸的物质的量浓度的计算式(假设反应后溶液的体积仍为12 mL):
。
答案：
1.D 解析 H2S能被浓硫酸氧化,浓硫酸不能干燥H2S气体,A错误;木炭与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,浓硫酸只表现强氧化性,B错误;把足量铜粉投入含2 mol H2SO4的浓硫酸中,硫酸变稀后不再反应,参加反应的硫酸小于2 mol,所以产生气体的体积小于22.4 L(标准状况下),C错误;铜和浓硫酸反应后的液体中含有浓硫酸,浓硫酸具有吸水性,溶液无色,为确认有CuSO4生成,应将反应后的液体倒入水中,观察颜色,D正确。
2.D 解析 稀硫酸中硫酸完全电离,浓硫酸中水很少,硫酸几乎没有电离,稀硫酸中离子浓度较大,因此常温下测定两溶液的导电能力,导电能力强的是稀硫酸,A错误;常温下铜与稀硫酸和浓硫酸都不反应,不能鉴别两种溶液,B错误;铝片与稀硫酸反应能够产生气泡,与浓硫酸反应发生钝化,无明显现象,可以鉴别两种溶液,C错误。
3.C 解析 X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖变黑,可知X为浓硫酸,结合图中转化可知,A为Cu或C等,B为SO2,D为SO3,A为金属时C为金属的硫酸盐溶液,A为非金属时C为非金属的氧化物。浓硫酸能使蔗糖变黑主要体现了浓硫酸的脱水性,A错误;若A为铁,足量Fe与浓硫酸在室温下发生钝化,生成致密的氧化膜,发生了化学反应,B错误;若A为碳单质,碳与浓硫酸反应生成的C为CO2,通入足量澄清石灰水中,生成CaCO3白色沉淀,C正确;B为SO2,D为SO3,B发生催化氧化转化为D是可逆反应,不能完全转化,D错误。
4.D 解析 A项,由于分子是在不断运动着的,故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收,导致左侧烧杯中的水不断挥发,最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量,能达到实验目的;B项,滤纸片接触浓硫酸后,很快会因脱水而变黑,能达到实验目的;C项,浓硫酸滴到小试管内的水中,放出的热量会使锥形瓶内压强增大,U形管内液面出现左低右高的现象,能达到实验目的;D项,因常温下铜片与浓硫酸不反应,无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性,不能达到实验目的。
5.D 解析 浓硫酸具有脱水性,使葡萄糖脱水生成C,C和浓硫酸反应生成CO2和SO2。葡萄糖为固体,浓硫酸和葡萄糖混合,应将Y形管向左倾斜,使浓硫酸流入含少量水的葡萄糖中,A项错误;CO2、SO2均与氯化钡溶液不反应,若装置b中出现白色沉淀,可能是SO2、O2和BaCl2反应生成的BaSO4,B项错误;c中的品红溶液不能吸收SO2,SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊,C项错误;尾气中含有SO2,可以用NaOH溶液吸收,D项正确。
6.答案 (1)增大反应物接触面积,加快化学反应速率,提高原料的利用率
(2)-1
(3)SO2+N2O3SO3+2NO N2O3 3∶2
(4)BC
解析 黄铁矿与空气中氧气反应生成SO2,生成的二氧化硫与三氧化二氮发生氧化还原反应,SO2+N2O3SO3+2NO,SO3+H2OH2SO4。
(2)FeS2中铁元素的化合价为+2价,因此硫元素的化合价为-1价。
(3)根据流程示意图可知,“步骤二”中的反应物为SO2和N2O3,产物为SO3和NO,根据氧化还原反应规律,发生反应的化学方程式为SO2+N2O3SO3+2NO;NO与等物质的量的NO2在低温条件下混合恰好得到N2O3,因此可以做到循环利用,变废为宝;NO与NH3恰好反应生成N2和H2O时,反应的化学方程式为6NO+4NH35N2+6H2O,因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2。
(4)依据题意,Na2S2O7可以写成Na2SO4·SO3,溶于水时生成硫酸和硫酸钠,因而其水溶液显酸性,A项错误;从组成上看,焦硫酸是由等物质的量的SO3与H2SO4化合而成的,具有浓硫酸的性质,因此焦硫酸具有吸水性、腐蚀性和强氧化性,B项正确;98.3%的硫酸吸收SO3生成焦硫酸的过程中,有H2SO4和H2SO4·SO3生成,属于化学变化,C项正确。
7.D 解析 2.54 mg I2的物质的量为=1×10-5 mol,故A正确;根据反应(2),1×10-5 mol I2消耗1×10-5 mol S,根据硫守恒,被吸收的空气中的SO2的物质的量为1×10-5 mol,质量为1×10-5 mol×64 g·mol-1=0.64 mg,故B正确;根据反应(2),1×10-5 mol I2能生成2×10-5 mol I-,则反应完后溶液中I-的物质的量为2×10-5 mol,故C正确;根据B的计算结果,2 m3的空气中SO2的质量为0.64 mg,则1 m3的空气中SO2的质量为0.32 mg,所以被测空气样品中SO2的浓度达到了二级标准,故D错误。
8.D 解析 Cu和浓硫酸在加热条件下反应生成SO2,常温下不反应,A项错误;若②中为Na2SO3固体,浓硫酸和Na2SO3反应生成SO2,SO2会使石蕊溶液变红,但SO2不能漂白指示剂,故溶液不会褪色,B项错误;若②中为Na2SO3固体,浓硫酸和Na2SO3反应生成SO2,SO2与BaCl2不反应,C项错误;浓硫酸具有脱水性,使蔗糖脱水炭化,得到的C与浓硫酸反应生成二氧化硫和二氧化碳,SO2使溴水褪色,说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性,无法证明浓硫酸具有酸性,D项正确。
9.D 解析 丁中溶液褪色,乙中溶液变浑浊,该气体可能是二氧化硫,故A错误;丙中品红溶液褪色,说明含有二氧化硫,二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,不能说明甲中生成了二氧化碳,故B错误;丁和丙中溶液都褪色,说明含有二氧化硫,二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,不能说明甲中生成了二氧化碳,故C错误;甲为浓硫酸与木炭发生反应的装置,二者反应后有SO2、H2O和CO2生成,用酸性高锰酸钾溶液除SO2,再通过品红溶液不褪色确认SO2已除干净,可通过澄清石灰水变浑浊确认木炭被浓硫酸氧化成CO2,所以装置连接顺序为A→F→E→C→D→B,故D正确。
10.C 解析 二氧化硫是酸性氧化物,石灰乳吸收SO2可生成CaSO3,故A正确;硫黄在过量氧气中燃烧的产物也是SO2,故B正确;根据Cu2S+O22Cu+SO2,Cu由+1价降低为0价,S由-2价升高为+4价,氧由0价降低为-2价,当生成2 mol Cu时,转移6 mol电子,故C错误;用SO2水溶液吸收用热空气吹出来的溴生成H2SO4和HBr两种强酸,故D正确。
11.AB 解析 用18.0 mol·L-1的浓硫酸20 mL和铜共热发生反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,按硫元素守恒,实际逸出的二氧化硫为18.0 mol·L-1×0.020 L-0.100 L×2.6 mol·L-1=0.10 mol。实际消耗铜、生成硫酸铜均为0.10 mol,则反应后稀释液中c(CuSO4)为1.0 mol·L-1,A错误;反应中消耗的硫酸为2×0.1 mol=0.2 mol,B错误;溶解的铜的质量为0.10 mol×64 g·mol-1=6.4 g,C正确;生成的SO2在标准状况下的体积为0.10 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L,D正确。
12.答案 (1)+4 防倒吸
(2)2SO2+Na2CO3+H2O2NaHSO3+CO2
(3)减少Na2S2O5在水中的溶解或减少Na2S2O5的溶解损耗
(4)取少量样品于试管中,加入过量的稀盐酸,充分振荡使之完全溶解,再滴加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则存在Na2SO4;反之则没有Na2SO4
解析 装置A是制备二氧化硫气体,将二氧化硫通入装置B和其中的碳酸钠反应生成亚硫酸氢钠,之后结晶得到亚硫酸氢钠固体,加热亚硫酸氢钠即可得到产物,在本实验中用到了气体二氧化硫,对环境有危害,需要注意尾气处理,故最后用氢氧化钠处理尾气。
(1)Na2S2O5中O元素化合价为-2价,Na为+1价,故其中S的化合价为+4价;二氧化硫会污染空气,故装置C中氢氧化钠溶液吸收尾气二氧化硫,干燥管可防倒吸。
(2)B中饱和碳酸钠溶液和二氧化硫气体生成亚硫酸氢钠,化学方程式为2SO2+Na2CO3+H2O2NaHSO3+CO2。
(3)由反应2NaHSO3Na2S2O5+H2O可知,增大HS的浓度,有利于生成Na2S2O5,用饱和SO2水溶液洗涤,可降低Na2S2O5的溶解度,减少Na2S2O5的溶解。
(4)已知Na2S2O5、Na2SO3分别与稀硫酸反应得到的产物相同,则两者也会和盐酸反应生成二氧化硫气体,故检验样品中是否含Na2SO4,首先加入过量稀盐酸酸化排除干扰,然后加入氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则存在Na2SO4;反之则没有Na2SO4。
13.答案 (1)
(2)①Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O ②D ③稀硫酸不与铜反应
(3)产生的气体中含有水蒸气,干燥管中的质量差不仅仅是SO2的质量(或烧瓶中的二氧化硫不能完全排出) 沉淀的质量一部分是高锰酸钾溶液中起酸化作用的硫酸与氯化钡反应而产生的 mol·L-1
解析 (1)铜和浓硫酸加热生成二氧化硫气体,二氧化硫比空气重,用向上排空气法收集,进气的导气管长进短出,装置图为。
(2)①铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;根据以上分析,m g铜物质的量为 mol参加了反应,被还原硫酸物质的量为 mol,电子转移物质的量为 mol×2= mol。②能证明反应停止后烧瓶中有硫酸剩余,只要证明氢离子的存在,不能证明硫酸根离子,因为浓硫酸和铜反应生成了硫酸铜;硫酸钠溶液不能证明硫酸根离子存在,也不能证明氢离子的存在,故A不符合;氯化钡溶液能证明硫酸根离子存在,但不能证明氢离子存在,故B不符合;银粉和稀硫酸不反应,不能证明氢离子的存在,故C不符合;碳酸钠溶液和氢离子反应生成二氧化碳气体,可以用来证明溶液中存在稀硫酸,故D符合。③有一定量的硫酸剩余但未能使铜片完全溶解,因为浓硫酸随反应进行浓度变稀后不与铜发生反应。
(3)方案一:铜和浓硫酸反应生成的二氧化硫气体中含有水蒸气,碱石灰吸收的质量为二氧化硫和水蒸气,称量的不全是二氧化硫质量;方案二:沉淀的质量一部分是高锰酸钾溶液中起酸化作用的硫酸与氯化钡反应而产生的;方案三:依据化学方程式Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,生成氢气物质的量= mol,剩余稀硫酸浓度为x
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
1 1
0.012 Lx mol
x= mol·L-1
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分层作业18 硫酸 酸雨及其防治
A级 必备知识基础练
题组1.浓硫酸的性质
1.下列叙述正确的是( )
A.浓硫酸可干燥H2S气体
B.在木炭与浓硫酸的反应中,浓硫酸表现了强氧化性、酸性
C.把足量铜粉投入含2 mol H2SO4的浓硫酸中,充分反应,可产生22.4 L气体(标准状况下)
D.为确认铜和浓硫酸反应有CuSO4生成,应将反应后的液体倒入水中,观察颜色
2.下列关于鉴别1 mol·L-1的稀硫酸和98%的浓硫酸的叙述正确的是( )
A.常温下测定两溶液的导电能力,导电能力强的是浓硫酸
B.常温下可以用铜片鉴别两种溶液
C.铝片不能用于鉴别两种溶液
D.溶于水放出大量热的是浓硫酸
3.已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖变黑,A与X反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物已略去,下列有关说法正确的是( )
A.X能使蔗糖变黑主要体现了X的吸水性
B.若A为铁,则足量A与X在室温下不反应
C.若A为碳单质,则将C通入足量澄清石灰水中,有白色沉淀产生
D.一定条件下,B能完全转化为D
题组2.硫酸性质的实验探究
4.某同学设想用图示装置来验证浓硫酸的某些性质,其中不能达到实验目的的是( )
选项 A B
实验 目的 吸水性 脱水性
实验 装置
选项 C D
实验 目的 稀释放热 强氧化性
实验 装置
5.某实验小组利用下图装置探究浓硫酸与葡萄糖反应生成的气体成分。下列说法正确的是( )
A.使反应发生的操作是将Y形管向右倾斜
B.装置b中出现白色沉淀,可能是BaCO3或BaSO3
C.装置d中出现浑浊,证明产生的气体中含有CO2
D.装置e中可以盛放NaOH溶液
题组3.硫酸的工业制备
6.(2024河北张家口高一期中)硫酸是重要的化工原料,我国一般以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备硫酸,硝化法制硫酸的流程示意图及生产步骤如下:
步骤一:黄铁矿石经粉碎后,进入沸腾炉焙烧,生成SO2气体;
步骤二:用N2O3做氧化剂,把SO2转化为SO3;
步骤三:转化反应后气体换热至一定温度进入硫酸冷凝器,反应后气体中SO3与H2O在此冷却直接生成H2SO4。
回答下列问题:
(1)“步骤一”中粉碎黄铁矿石的目的是 。
(2)黄铁矿的主要成分FeS2中硫元素的化合价为 价。
(3)“步骤二”中发生反应的化学方程式为 ;该步产生的NO污染大气,可将其与等物质的量的NO2在低温条件下混合得到 (填化学式)循环利用,变废为宝;也可被NH3催化还原消除污染,当NO与NH3恰好反应生成N2和H2O时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)为提高综合经济效益,增大SO3的吸收率,通常用浓硫酸吸收SO3生成焦硫酸H2S2O7(或H2SO4·SO3)。下列说法正确的是 (填字母)。
A.Na2S2O7水溶液呈中性
B.焦硫酸具有吸水性、腐蚀性和强氧化性
C.98.3%硫酸吸收SO3生成焦硫酸是化学变化
题组4.酸雨及其防治
7.我国的环境空气质量标准中对空气中SO2的浓度限值规定如表所示。
标准等级 一级标准 二级标准 三级标准
0~0.15 0.15~0.50 0.50~0.70
测定受污染空气中SO2含量的实验方法如下:用NaOH溶液吸收2 m3的空气,用稀硫酸调节pH后用I2溶液与上述溶液反应,测得恰好完全反应时消耗I2 2.54 mg。
已知:(1)SO2与NaOH反应生成Na2SO3和H2O
(2)S+I2+H2OS+2H++2I-
下列推断中,不正确的是( )
A.恰好完全反应时消耗I2的物质的量为1×10-5 mol
B.被吸收的空气中SO2的质量为0.64 mg
C.反应完后溶液中I-的物质的量为2×10-5 mol
D.被测空气样品中SO2的浓度达到了三级标准
B级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
8.实验室进行含硫化合物性质探究的装置如图所示(夹持装置省略),分液漏斗①中盛有浓硫酸,将其逐滴加入试管②中。下列说法正确的是( )
A.若②为铜单质,③中盛有氢硫酸,则③中生成淡黄色沉淀
B.若②中为Na2SO3固体,③中盛有石蕊溶液,则③中溶液先变红后褪色
C.若②中为Na2SO3固体,③中盛有氯化钡溶液,则③中生成白色沉淀
D.若②中为蔗糖,③中盛有溴水,相关实验现象无法证明浓硫酸具有酸性
9.利用如图几个装置(内含物质)组装成实验装置,以验证木炭可被浓硫酸氧化成CO2。下列说法正确的是( )
A.丁中溶液褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中生成CO2
B.丙中品红溶液褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中生成CO2
C.丁和丙中溶液都褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中有CO2生成
D.按气流从左向右流向,连接装置的正确顺序是A→F→E→C→D→B
10.(2024江苏南航苏州附中高一测试)含硫矿物是多种化工生产的原料,主要有硫黄、黄铁矿(FeS2)、辉铜矿(Cu2S)、明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、绿矾(FeSO4·7H2O)、胆矾(CuSO4·5H2O)、重晶石(BaSO4)等。硫黄、黄铁矿可作为工业制硫酸的原料,辉铜矿煅烧可制备Cu单质:Cu2S+O22Cu+SO2。SO2直接排放会造成环境污染,可将其转化,或用石灰乳、H2S等物质进行回收再利用。硫及其化合物的转化具有重要作用,下列说法不正确的是( )
A.用石灰乳吸收SO2可生成CaSO3
B.硫黄在过量氧气中燃烧生成SO2
C.辉铜矿煅烧生成2 mol Cu时,转移4 mol电子
D.用SO2水溶液吸收用热空气吹出来的溴生成两种强酸
11.(2024山东菏泽一中高一月考)用18.0 mol·L-1的浓硫酸20 mL和铜共热一段时间后,待反应混合物冷却,滤去多余的铜,将滤液加水定容到100 mL,溶液中S浓度为2.6 mol·L-1,则下列说法错误的是( )
A.反应后稀释液中c(CuSO4)为2.6 mol·L-1
B.反应中消耗的硫酸为0.3 mol
C.溶解的铜的质量为6.4 g
D.生成的SO2在标准状况下的体积为2.24 L
12.(2024江苏镇江一中高一月考)焦亚硫酸钠Na2S2O5是常用的抗氧化剂,在空气中、受热时均易分解。化学兴趣小组同学利用下图所示装置(部分夹持装置已略去,实验前已除去装置中的空气)制取Na2S2O5并探究SO2的性质。
打开K1和K2,关闭K3,制取Na2S2O5。
(1)Na2S2O5中O元素化合价为-2,其中S的化合价为 ;装置C中干燥管的作用是 。
(2)B中通入过量SO2充分反应后,经冷却结晶时发生反应2NaHSO3Na2S2O5+H2O可获得Na2S2O5晶体。B中生成NaHSO3的化学方程式为 。
(3)B中所得Na2S2O5晶体常用饱和SO2水溶液洗涤。用饱和SO2水溶液洗涤的目的除洗去产物表面的杂质离子外,还有 。
(4)已知Na2S2O5、Na2SO3分别与稀硫酸反应得到的产物相同。请设计检验Na2S2O5样品中是否含Na2SO4的实验方案: 。
C级 学科素养拔高练
13.(2024河南郑州七中高一月考)某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应,用下图所示装置进行实验:
请回答下列问题:
(1)B是用来收集实验中产生气体的装置,但未将导管画全,请将装置图补充完整。
(2)实验中他们取6.4 g铜片和12 mL 18 mol·L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应停止,最后发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组中的同学认为还有一定量的硫酸剩余。
①写出铜与浓硫酸反应的化学方程式: ;实验中若有m g铜参加了反应,则有 mol硫酸被还原,电子转移数目为 mol。
②下列试剂中,能证明反应停止后烧瓶中有硫酸剩余的是 (填字母)。
A.硫酸钠溶液
B.氯化钡溶液
C.银粉
D.碳酸钠溶液
③为什么有一定量的硫酸剩余但未能使铜片完全溶解 你认为的原因是
。
(3)为了测定剩余硫酸的物质的量浓度,该兴趣小组设计了三个实验方案:
方案一:将装置A产生的气体缓缓通过已称量过的装有碱石灰的干燥管,反应停止后再次称量,两次质量差即是吸收的二氧化硫。
方案二:将装置A产生的气体缓缓通入足量的用硫酸酸化的高锰酸钾溶液,再加入足量的氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥,称得沉淀的质量即是二氧化硫转化为硫酸钡沉淀的质量。
方案三:当铜和浓硫酸的反应结束后,在装置A中加入足量的锌粉,用排水法测得产生氢气的体积为V L(已换算为标准状况)。
实际上,以上方案一、二均不可取,请你说出原因。
方案一: ;
方案二: 。
方案三:写出剩余硫酸的物质的量浓度的计算式(假设反应后溶液的体积仍为12 mL):
。
答案：
1.D 解析 H2S能被浓硫酸氧化,浓硫酸不能干燥H2S气体,A错误;木炭与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,浓硫酸只表现强氧化性,B错误;把足量铜粉投入含2 mol H2SO4的浓硫酸中,硫酸变稀后不再反应,参加反应的硫酸小于2 mol,所以产生气体的体积小于22.4 L(标准状况下),C错误;铜和浓硫酸反应后的液体中含有浓硫酸,浓硫酸具有吸水性,溶液无色,为确认有CuSO4生成,应将反应后的液体倒入水中,观察颜色,D正确。
2.D 解析 稀硫酸中硫酸完全电离,浓硫酸中水很少,硫酸几乎没有电离,稀硫酸中离子浓度较大,因此常温下测定两溶液的导电能力,导电能力强的是稀硫酸,A错误;常温下铜与稀硫酸和浓硫酸都不反应,不能鉴别两种溶液,B错误;铝片与稀硫酸反应能够产生气泡,与浓硫酸反应发生钝化,无明显现象,可以鉴别两种溶液,C错误。
3.C 解析 X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖变黑,可知X为浓硫酸,结合图中转化可知,A为Cu或C等,B为SO2,D为SO3,A为金属时C为金属的硫酸盐溶液,A为非金属时C为非金属的氧化物。浓硫酸能使蔗糖变黑主要体现了浓硫酸的脱水性,A错误;若A为铁,足量Fe与浓硫酸在室温下发生钝化,生成致密的氧化膜,发生了化学反应,B错误;若A为碳单质,碳与浓硫酸反应生成的C为CO2,通入足量澄清石灰水中,生成CaCO3白色沉淀,C正确;B为SO2,D为SO3,B发生催化氧化转化为D是可逆反应,不能完全转化,D错误。
4.D 解析 A项,由于分子是在不断运动着的,故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收,导致左侧烧杯中的水不断挥发,最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量,能达到实验目的;B项,滤纸片接触浓硫酸后,很快会因脱水而变黑,能达到实验目的;C项,浓硫酸滴到小试管内的水中,放出的热量会使锥形瓶内压强增大,U形管内液面出现左低右高的现象,能达到实验目的;D项,因常温下铜片与浓硫酸不反应,无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性,不能达到实验目的。
5.D 解析 浓硫酸具有脱水性,使葡萄糖脱水生成C,C和浓硫酸反应生成CO2和SO2。葡萄糖为固体,浓硫酸和葡萄糖混合,应将Y形管向左倾斜,使浓硫酸流入含少量水的葡萄糖中,A项错误;CO2、SO2均与氯化钡溶液不反应,若装置b中出现白色沉淀,可能是SO2、O2和BaCl2反应生成的BaSO4,B项错误;c中的品红溶液不能吸收SO2,SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊,C项错误;尾气中含有SO2,可以用NaOH溶液吸收,D项正确。
6.答案 (1)增大反应物接触面积,加快化学反应速率,提高原料的利用率
(2)-1
(3)SO2+N2O3SO3+2NO N2O3 3∶2
(4)BC
解析 黄铁矿与空气中氧气反应生成SO2,生成的二氧化硫与三氧化二氮发生氧化还原反应,SO2+N2O3SO3+2NO,SO3+H2OH2SO4。
(2)FeS2中铁元素的化合价为+2价,因此硫元素的化合价为-1价。
(3)根据流程示意图可知,“步骤二”中的反应物为SO2和N2O3,产物为SO3和NO,根据氧化还原反应规律,发生反应的化学方程式为SO2+N2O3SO3+2NO;NO与等物质的量的NO2在低温条件下混合恰好得到N2O3,因此可以做到循环利用,变废为宝;NO与NH3恰好反应生成N2和H2O时,反应的化学方程式为6NO+4NH35N2+6H2O,因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2。
(4)依据题意,Na2S2O7可以写成Na2SO4·SO3,溶于水时生成硫酸和硫酸钠,因而其水溶液显酸性,A项错误;从组成上看,焦硫酸是由等物质的量的SO3与H2SO4化合而成的,具有浓硫酸的性质,因此焦硫酸具有吸水性、腐蚀性和强氧化性,B项正确;98.3%的硫酸吸收SO3生成焦硫酸的过程中,有H2SO4和H2SO4·SO3生成,属于化学变化,C项正确。
7.D 解析 2.54 mg I2的物质的量为=1×10-5 mol,故A正确;根据反应(2),1×10-5 mol I2消耗1×10-5 mol S,根据硫守恒,被吸收的空气中的SO2的物质的量为1×10-5 mol,质量为1×10-5 mol×64 g·mol-1=0.64 mg,故B正确;根据反应(2),1×10-5 mol I2能生成2×10-5 mol I-,则反应完后溶液中I-的物质的量为2×10-5 mol,故C正确;根据B的计算结果,2 m3的空气中SO2的质量为0.64 mg,则1 m3的空气中SO2的质量为0.32 mg,所以被测空气样品中SO2的浓度达到了二级标准,故D错误。
8.D 解析 Cu和浓硫酸在加热条件下反应生成SO2,常温下不反应,A项错误;若②中为Na2SO3固体,浓硫酸和Na2SO3反应生成SO2,SO2会使石蕊溶液变红,但SO2不能漂白指示剂,故溶液不会褪色,B项错误;若②中为Na2SO3固体,浓硫酸和Na2SO3反应生成SO2,SO2与BaCl2不反应,C项错误;浓硫酸具有脱水性,使蔗糖脱水炭化,得到的C与浓硫酸反应生成二氧化硫和二氧化碳,SO2使溴水褪色,说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性,无法证明浓硫酸具有酸性,D项正确。
9.D 解析 丁中溶液褪色,乙中溶液变浑浊,该气体可能是二氧化硫,故A错误;丙中品红溶液褪色,说明含有二氧化硫,二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,不能说明甲中生成了二氧化碳,故B错误;丁和丙中溶液都褪色,说明含有二氧化硫,二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,不能说明甲中生成了二氧化碳,故C错误;甲为浓硫酸与木炭发生反应的装置,二者反应后有SO2、H2O和CO2生成,用酸性高锰酸钾溶液除SO2,再通过品红溶液不褪色确认SO2已除干净,可通过澄清石灰水变浑浊确认木炭被浓硫酸氧化成CO2,所以装置连接顺序为A→F→E→C→D→B,故D正确。
10.C 解析 二氧化硫是酸性氧化物,石灰乳吸收SO2可生成CaSO3,故A正确;硫黄在过量氧气中燃烧的产物也是SO2,故B正确;根据Cu2S+O22Cu+SO2,Cu由+1价降低为0价,S由-2价升高为+4价,氧由0价降低为-2价,当生成2 mol Cu时,转移6 mol电子,故C错误;用SO2水溶液吸收用热空气吹出来的溴生成H2SO4和HBr两种强酸,故D正确。
11.AB 解析 用18.0 mol·L-1的浓硫酸20 mL和铜共热发生反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,按硫元素守恒,实际逸出的二氧化硫为18.0 mol·L-1×0.020 L-0.100 L×2.6 mol·L-1=0.10 mol。实际消耗铜、生成硫酸铜均为0.10 mol,则反应后稀释液中c(CuSO4)为1.0 mol·L-1,A错误;反应中消耗的硫酸为2×0.1 mol=0.2 mol,B错误;溶解的铜的质量为0.10 mol×64 g·mol-1=6.4 g,C正确;生成的SO2在标准状况下的体积为0.10 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L,D正确。
12.答案 (1)+4 防倒吸
(2)2SO2+Na2CO3+H2O2NaHSO3+CO2
(3)减少Na2S2O5在水中的溶解或减少Na2S2O5的溶解损耗
(4)取少量样品于试管中,加入过量的稀盐酸,充分振荡使之完全溶解,再滴加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则存在Na2SO4;反之则没有Na2SO4
解析 装置A是制备二氧化硫气体,将二氧化硫通入装置B和其中的碳酸钠反应生成亚硫酸氢钠,之后结晶得到亚硫酸氢钠固体,加热亚硫酸氢钠即可得到产物,在本实验中用到了气体二氧化硫,对环境有危害,需要注意尾气处理,故最后用氢氧化钠处理尾气。
(1)Na2S2O5中O元素化合价为-2价,Na为+1价,故其中S的化合价为+4价;二氧化硫会污染空气,故装置C中氢氧化钠溶液吸收尾气二氧化硫,干燥管可防倒吸。
(2)B中饱和碳酸钠溶液和二氧化硫气体生成亚硫酸氢钠,化学方程式为2SO2+Na2CO3+H2O2NaHSO3+CO2。
(3)由反应2NaHSO3Na2S2O5+H2O可知,增大HS的浓度,有利于生成Na2S2O5,用饱和SO2水溶液洗涤,可降低Na2S2O5的溶解度,减少Na2S2O5的溶解。
(4)已知Na2S2O5、Na2SO3分别与稀硫酸反应得到的产物相同,则两者也会和盐酸反应生成二氧化硫气体,故检验样品中是否含Na2SO4,首先加入过量稀盐酸酸化排除干扰,然后加入氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则存在Na2SO4;反之则没有Na2SO4。
13.答案 (1)
(2)①Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O ②D ③稀硫酸不与铜反应
(3)产生的气体中含有水蒸气,干燥管中的质量差不仅仅是SO2的质量(或烧瓶中的二氧化硫不能完全排出) 沉淀的质量一部分是高锰酸钾溶液中起酸化作用的硫酸与氯化钡反应而产生的 mol·L-1
解析 (1)铜和浓硫酸加热生成二氧化硫气体,二氧化硫比空气重,用向上排空气法收集,进气的导气管长进短出,装置图为。
(2)①铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;根据以上分析,m g铜物质的量为 mol参加了反应,被还原硫酸物质的量为 mol,电子转移物质的量为 mol×2= mol。②能证明反应停止后烧瓶中有硫酸剩余,只要证明氢离子的存在,不能证明硫酸根离子,因为浓硫酸和铜反应生成了硫酸铜;硫酸钠溶液不能证明硫酸根离子存在,也不能证明氢离子的存在,故A不符合;氯化钡溶液能证明硫酸根离子存在,但不能证明氢离子存在,故B不符合;银粉和稀硫酸不反应,不能证明氢离子的存在,故C不符合;碳酸钠溶液和氢离子反应生成二氧化碳气体,可以用来证明溶液中存在稀硫酸,故D符合。③有一定量的硫酸剩余但未能使铜片完全溶解,因为浓硫酸随反应进行浓度变稀后不与铜发生反应。
(3)方案一:铜和浓硫酸反应生成的二氧化硫气体中含有水蒸气,碱石灰吸收的质量为二氧化硫和水蒸气,称量的不全是二氧化硫质量;方案二:沉淀的质量一部分是高锰酸钾溶液中起酸化作用的硫酸与氯化钡反应而产生的;方案三:依据化学方程式Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,生成氢气物质的量= mol,剩余稀硫酸浓度为x
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
1 1
0.012 Lx mol
x= mol·L-1
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