【突破课堂】专题4 硫与环境保护--26版高中同步达标检测卷苏教版化学必修第一册

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密 封 线 内 不 要 答 题
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高中同步达标检测卷
专题4　硫与环境保护
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.化学与生产、生活及环境密切相关,下列说法不正确的是(　　)
A.纳米铁粉可以去除被污染水体中的Cu2+、Hg2+等重金属离子
B.将加碘盐加入淀粉溶液中,淀粉溶液可变蓝
C.葡萄酒中含有微量SO2,既可以杀菌又可以防止营养成分被氧化
D.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成
2.硫(S)元素广泛分布并循环于大气圈、水圈、生物圈、岩石圈以及地球内部各圈层,硫的单质有S2、S4、S8等多种分子形态。下列说法不正确的是(　　)
A.硫元素是地壳中含量最多的非金属元素
B.S2、S4、S8互为同素异形体
C.过量煅烧含硫矿石会引起酸雨等环境问题
D.硫单质在氧气中剧烈燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰
3.下列说法正确的是(　　)
A.浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中,浓度均减小,其原因相同
B.H2O2、活性炭都能使红墨水褪色,其原理相同
C.H2S溶液和氢氧化钠长期暴露在空气中变质,反应原理均为氧化还原反应
D.能使品红溶液褪色的气体不一定是SO2
4.在下列稀溶液中通入过量SO2,相关反应的离子方程式错误的是(　　)
选项 溶液 现象 离子方程式
A KMnO4(酸性) 溶液 溶液紫红色褪去 2Mn+5SO2+2H2O 2Mn2++5S+4H+　
B FeCl3溶液 溶液由棕黄色变为浅绿色 2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++S+4H+
C Na2CO3溶液 (含酚酞) 溶液由红色变为无色 SO2+C CO2+S
D 溶液中含等物质的量的BaCl2和H2O2 产生白 色沉淀 Ba2++H2O2+SO2 BaSO4↓+2H+
5.下列说法正确的是(　　)
A.常温下,Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4
B.FeS2在沸腾炉中与O2反应生成SO3
C.50 mL 18.4 mol/L的浓硫酸与足量的铜在加热条件下反应,可产生SO2的物质的量为0.46 mol
D.常温下,一定量浓硫酸中加入足量锌粒,产生的气体为SO2和H2的混合气体
6.根据下列实验操作和现象能得出相应结论的是(　　)
选项 实验操作和现象 结论
A 在试管中分别加热Na2CO3和NaHCO3固体,试管内壁均有水珠出现 两种物质均受热分解
B 向SO2水溶液中通入H2S气体,有淡黄色沉淀产生 SO2具有氧化性
C 常温下,将表面打磨过的铝丝置于浓硫酸中,无明显现象 常温下铝与浓硫酸不反应
D 向无色溶液中加硝酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀产生 原溶液中一定含S
7.某研究小组对离子方程式xR2++yH++O2 mR3++nH2O分析,下列说法中不正确的是(　　)
A.根据原子守恒,得出x和m一定相等
B.根据得失电子守恒,得出x=4
C.根据电荷守恒,得出x与y的和一定等于m
D.根据元素化合价变化,得出O2是氧化剂,R3+是氧化产物
8.用下列两种途径制取H2SO4(某些反应条件和产物已省略),下列有关说法错误的是(　　)
途径①:SH2SO4(已知S与浓HNO3在加热条件下反应生成H2SO4、NO2和H2O)
途径②:SSO2SO3H2SO4
A.途径①中的反应体现了浓硝酸的强氧化性和酸性
B.在实际工业生产中,途径②的第三步在吸收塔中进行,宜用98.3%的浓硫酸作吸收剂
C.由途径①和②分别制取1 mol H2SO4,理论上均消耗1 mol S,均共转移6 mol电子
D.途径②相对于途径①更能体现“绿色化学”的理念,因为途径②的污染相对于途径①更小
9.“以废治废”是基于“绿色化学”观念治理污染的思路。用工业废碱渣(主要成分为Na2CO3)吸收烟气中的SO2,得到亚硫酸钠(Na2SO3)粗品的流程如下:
下列说法正确的是(　　)
A.操作①、④均为过滤
B.步骤②中发生了置换反应
C.步骤③发生的反应为NaHSO3+NaOHNa2SO3+H2O
D.亚硫酸钠粗品中不可能含有Na2SO4
10.某废水中含有一定量的Na+、S,可能含有C。欲测定其中S的浓度,设计如图所示的实验方案:
100 mL废水 S 沉淀 计算
下列叙述错误的是(　　)
A.试剂X可以是H2SO4酸化的KMnO4溶液
B.加入试剂X的目的是氧化S
C.“系列操作”包含过滤、洗涤、干燥
D.若称得“沉淀”质量为2.33 g,则废水中S浓度为0.1 mol·L-1
11.硫酸钙用途非常广泛,可用于生产硫酸、漂白粉、甲醇等一系列物质,简易流程如下。下列说法正确的是(　　)
A.CO、SO2、SO3均是酸性氧化物
B.工业上利用Cl2和澄清石灰水反应来制取漂白粉
C.除去与水的两个反应,图示中其余转化反应均为氧化还原反应
D.漂白粉是纯净物,成分为Ca(ClO)2
12.实验小组探究SO2与Na2O2的反应。向盛有SO2的烧瓶中加入Na2O2固体,测得反应体系中O2含量的变化如图。
下列说法不正确的是(　　)
A.有O2生成推测可能发生了反应:2Na2O2+2SO2 2Na2SO3+O2
B.bc段O2含量下降与反应O2+2Na2SO3 2Na2SO4有关
C.可用HNO3酸化的BaCl2溶液检验b点固体中是否含有Na2SO4
D.产物Na2SO4也可能是SO2与Na2O2直接化合生成的
13.已知:①Na2SO3+H2O+I2 Na2SO4+2HI;②Cl2+2Fe2+ 2Fe3++2Cl-;③I2与Fe2+不反应。向含S、Fe2+、I-各0.1 mol的溶液中通入标准状况下的Cl2,通入Cl2的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是(　　)
ABCD
14.KMnO4是工业上常用的氧化剂,某制备过程包括如下两个反应(未配平,反应条件略):
①KClO3+MnO2+KOH K2MnO4+KCl+H2O
②K2MnO4+CO2 KMnO4+MnO2+K2CO3
下列说法错误的是(　　)
A.①中MnO2发生氧化反应
B.①中的还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶3
C.②中K2MnO4既体现氧化性又体现还原性
D.KMnO4可用于实验室制O2
15.光催化剂N-Zn/TiO2可用于工业含硫废液的氧化处理,光生电子(e-)与水电离出的H+及O2作用生成过氧羟基自由基(·OOH),空穴(h+)与水电离出的OH-作用生成羟基自由基(·OH),·OOH和·OH分别与S反应生成S,变化过程如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.通过①②过程和③④过程产生的S的物质的量之比为3∶1
B.·OH氧化S的反应为2·OH+S S+H2O
C.pH过高会影响催化剂的催化效果,过低则不影响催化剂的催化效果
D.氧化含硫废液的总反应为2S+O2 2S
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(10分)为探究SO2的性质,采用下列实验装置制足量SO2,并进行实验探究:
(1)装置A中盛放70%H2SO4溶液的仪器名称是　　　　　。
(2)若B中的试剂是品红溶液,B中溶液红色褪去,SO2表现的性质为　　　　　　　　　。
(3)若B中的试剂是酸性KMnO4溶液,则B中的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,写出反应的离子方程式(Mn被还原为Mn2+)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)装置C中倒置漏斗的作用是　　　　　,装置C中涉及反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。
17.(11分)元素化合价和物质类别是梳理元素及其化合物知识的两个线索,可表示为“价—类”二维图。硫元素的“价—类”二维图如下所示。
(1)X是　　　　(填化学式)。
(2)可选取70%的Y和Na2SO3反应来制备SO2,该反应原理是　　　　　　　　　　　　　　　　(填化学方程式);将SO2排入大气中会形成　　　　。
(3)H2SO3具有　　　　(填“氧化性”或“还原性”),在空气中易转化为H2SO4。实验室中检验S的常用方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)硫元素还有-1价,如FeS2中的硫元素。FeS2可以与Fe2(SO4)3溶液发生反应:7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O 15FeSO4+8H2SO4。
①该反应中的氧化剂是　　　　(填化学式)。
②向反应后的溶液中通入空气就能使Fe2(SO4)3溶液再生,写出再生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。
18.(10分)煤是我国重要的化石燃料,其中含有硫元素。
(1)煤液化过程中产生的H2S可生产硫酸,部分工艺流程如图所示:
SO2反应器中发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)H2S还可用于回收单质硫,转化如图所示。该转化过程中化合价保持不变的元素有　　　　　　　(填元素符号),该转化过程总反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)煤燃烧产生的废气中含有SO2。已知有V L(已换算成标准状况)含SO2的废气,通入足量H2O2溶液中,再加足量BaCl2溶液充分反应(不考虑废气中其他成分的反应),过滤、洗涤、干燥、称量得到b g沉淀。H2O2溶液吸收SO2的化学方程式是　　　　　　　　　　;废气中SO2的体积分数为　　　　(列出计算式即可)。
19.(10分)锰元素有多种价态,其化合物在生产生活中有多种用途。高锰酸盐具有强氧化性,常用于杀菌消毒。
(1)已知XeO3是一种不稳定的物质,具有强氧化性。可发生反应:XeO3+Mn2++H2O Mn+Xe↑+H+(未配平)。
①配平该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。
②上述反应中,发生还原反应的粒子是　　　　,每消耗3 mol Mn2+,反应转移电子的物质的量为　　　　mol。
(2)已知某容器中发生了一个化学反应,反应过程中存在H2O、Mn、H2O2、O2、Mn2+、H+六种粒子。在反应过程中测得Mn和O2的数目随时间变化的曲线如图所示。
①写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　。
②该反应中,氧化剂与还原剂的粒子数目之比为　　　　。
③若消耗11.9 g Mn,则生成氧气的质量为　　　　。
(3)水中的溶解氧(O2)是水生生物生存不可缺少的条件。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液混合,反应生成MnO(OH)2,实现“氧的固定”。“氧的固定”中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。
20.(14分)某化学课外兴趣小组设计实验探究铜与浓硫酸反应的情况。回答下列问题:
Ⅰ.甲组同学利用如图所示装置探究铜与浓硫酸的反应。
(1)装置C是用来收集实验中产生的气体的装置,但未将导管画出,请将装置补充完整。
(2)装置A中产生SO2气体,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
(3)装置B用于干燥气体,则其中盛装的试剂为　　　　　;装置D的作用是　　　　　;装置E中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
(4)实验中甲组同学取6.4 g铜和12 mL 18 mol·L-1的浓硫酸置于烧瓶中共热,反应结束后发现烧瓶中还有铜片剩余,乙组同学根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是　　　　(填字母)。
A.锌粉　　　　　　　B.BaCl2溶液　　　　　　　C.银粉
Ⅱ.为定量测定余酸的物质的量浓度,乙组同学设计实验方案:先测定铜与浓硫酸反应产生SO2的量,再计算余酸的物质的量浓度,实验装置如图。
乙组同学称取6.4 g铜置于烧瓶中,再向烧瓶中滴加12 mL 18 mol·L-1的浓硫酸。滴加浓H2SO4前,打开开关K,从a口先通入一段时间氮气。加热一段时间,停止加热后,再继续通入一段时间氮气。
(5)停止加热后,再继续通入一段时间氮气的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)若上述实验中测得装置C反应前后质量差为a g,反应后烧瓶中溶液体积为V mL,则余酸的物质的量浓度为　　　　　(填含a的代数式) mol·L-1。
答案全解全析
1.B　铁具有还原性,纳米铁粉可去除被污染水体中的Cu2+、Hg2+等重金属离子,A正确;加碘盐中含有KIO3,不含I2,KIO3不能使淀粉溶液变蓝,B错误;葡萄酒中含有微量SO2,既能杀菌又能防止营养成分被氧化,C正确;CaO和SO2生成CaSO3,燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成,D正确。
2.A　O元素是地壳中含量最多的非金属元素,A错误;S2、S4、S8是由硫元素形成的不同单质,互为同素异形体,B正确;过量煅烧含硫矿石生成的SO2排放到空气中,会引起酸雨等环境问题,C正确;硫单质在氧气中剧烈燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,D正确。
3.D　浓硫酸具有吸水性,长期暴露在空气中,因吸收空气中的水蒸气导致浓度减小,浓盐酸具有挥发性,长期暴露在空气中,因挥发出HCl导致浓度减小,则二者浓度减小的原因不同,A错误;H2O2是因为具有强氧化性而使红墨水褪色,活性炭是因为具有吸附性而使红墨水褪色,原理不相同,B错误;H2S溶液长期暴露在空气中变质,是因为H2S被空气中的氧气氧化,氢氧化钠长期暴露在空气中变质,是因为氢氧化钠吸收了空气中的二氧化碳(未发生氧化还原反应),C错误;氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性,可以使品红溶液褪色,则能使品红溶液褪色的气体不一定是二氧化硫,D正确。
4.C　酸性KMnO4溶液与SO2反应,溶液紫红色褪去,涉及反应的离子方程式为2Mn+5SO2+2H2O 2Mn2++5S+4H+,A正确;FeCl3、H2O与SO2发生氧化还原反应生成FeCl2,离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++S+4H+,使溶液由棕黄色变为浅绿色,B正确;含酚酞的Na2CO3溶液中通入过量SO2,反应生成CO2和NaHSO3,溶液由红色变为无色,离子方程式为2SO2+C+H2O CO2+2HS,C错误;向含等物质的量的BaCl2和H2O2溶液中通入过量SO2,发生反应的离子方程式为Ba2++H2O2+SO2 BaSO4↓+2H+,D正确。
5.D　常温下,Fe遇浓H2SO4钝化,Fe表面形成一层致密的氧化物薄膜,不能生成FeSO4,A错误;FeS2在沸腾炉中与O2反应生成SO2,B错误;n(H2SO4)=18.4 mol/L×50×10-3 L=0.92 mol,铜足量时,随着反应进行硫酸的浓度逐渐减小,稀硫酸与铜不反应,产生的n(SO2)小于0.46 mol,C错误;常温下,锌粒与浓硫酸反应产生SO2气体,随着反应进行,硫酸的浓度逐渐减小,锌粒与稀硫酸反应产生H2,D正确。
6.B　碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,碳酸钠中不含H,加热碳酸钠时试管内壁出现水珠可能是碳酸钠不干燥导致的,A项错误;向SO2水溶液中通入H2S气体,有淡黄色沉淀(S单质)产生,发生的反应为SO2+2H2S 3S↓+2H2O,二氧化硫是氧化剂,B项正确;常温下,将表面打磨过的铝丝置于浓硫酸中,无明显现象,常温下铝遇浓H2SO4钝化,C项错误;若原溶液中不含S而含Ag+,也会出现白色沉淀,D项错误。
7.C　根据R原子守恒,得出x和m一定相等,A正确;R元素化合价由+2价升高为+3价,氧元素化合价由0价降低为-2价,根据得失电子守恒,得出x=4,B正确;根据电荷守恒,得出2x+y=3m,又x=m,则x+y=2m,C错误;R元素化合价由+2价升高为+3价,氧元素化合价由0价降低为-2价,可知O2是氧化剂,R3+是氧化产物,D正确。
8.A　S与浓HNO3在加热条件下反应生成H2SO4、NO2和H2O,该反应体现了浓硝酸的强氧化性,未体现浓硝酸的酸性,A项错误;吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3,能防止产生酸雾,B项正确;途径①和②都是利用S制备H2SO4,制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,均转移6 mol e-,C项正确;途径①产生污染大气的副产物NO2,即途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念,D项正确。
9.C　操作①为溶解、过滤,操作④为隔绝空气加热浓缩、降温结晶、过滤,A项错误;步骤②中发生的反应为Na2CO3+2SO2+H2O2NaHSO3+CO2,不是置换反应,B项错误;步骤③发生的反应为NaHSO3+NaOHNa2SO3+H2O,C项正确;亚硫酸钠易被空气中的氧气氧化生成Na2SO4,因此亚硫酸钠粗品中可能含有Na2SO4,D项错误。
10.A　硫酸酸化的KMnO4溶液中含有S,会干扰实验,A项错误;利用试剂X将S氧化为S,B项正确;最终得到沉淀,则“系列操作”包含过滤、洗涤、干燥,C项正确;加入盐酸酸化排除C的干扰,加入BaCl2溶液生成BaSO4沉淀,BaSO4的质量为2.33 g,根据S原子守恒,知n(S)=n(BaSO4)==0.01 mol,则S浓度为=0.1 mol·L-1,D项正确。
11.C　CO不是酸性氧化物,A错误;工业上利用Cl2和石灰乳反应来制取漂白粉,B错误;除去与水的两个反应,图示中其余转化反应中均有元素化合价发生变化,均为氧化还原反应,C正确;漂白粉属于混合物,其有效成分是Ca(ClO)2,D错误。
12.C　解答本题首先应根据图像分析可能发生的反应:
根据分析可知,有O2生成推测可能发生了反应:2Na2O2+2SO2 2Na2SO3+O2,A正确;bc段O2含量下降,可能是发生了反应O2+2Na2SO3 2Na2SO4,B正确;HNO3具有强氧化性,能将S氧化为S,不能用HNO3酸化的BaCl2溶液检验b点固体中是否含有Na2SO4,C不正确;SO2具有还原性,Na2O2具有氧化性,所以产物Na2SO4也可能是SO2与Na2O2直接化合生成的,D正确。
13.C　由反应①②③推知,还原性:S>I->Fe2+,所以向混合溶液中通入Cl2,首先发生反应S+H2O+Cl2 S+2Cl-+2H+,再发生反应2I-+Cl2 I2+2Cl-,最后发生反应2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-,0.1 mol S完全反应需要消耗0.1 mol氯气,0.1 mol氯气在标准状况下的体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L,故A错误;0.1 mol I-完全反应消耗0.05 mol氯气,当溶液中I-完全反应时消耗氯气的体积为(0.1 mol+0.05 mol)×22.4 L·mol-1=3.36 L,故B错误;0.1 mol Fe2+完全反应消耗0.05 mol氯气,当溶液中Fe2+完全反应时消耗的氯气体积为(0.1 mol+0.05 mol+0.05 mol)×22.4 L·mol-1=4.48 L,故C正确;S、Fe2+、I-完全反应时消耗氯气的总的物质的量为0.2 mol,产生的氯离子的物质的量为0.4 mol,故D错误。
14.B　①中锰元素化合价升高,二氧化锰做还原剂,发生氧化反应,A正确;①中锰元素从+4价升高至+6价,被氧化,MnO2做还原剂,氯元素从+5价降低至-1价,被还原,KClO3做氧化剂,由得失电子守恒,可得关系式:3MnO2~KClO3,即还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶1,B错误;②中K2MnO4既体现氧化性又体现还原性,C正确;KMnO4可用于实验室制氧气,D正确。
15.C　据图可知,反应①为H++O2+e- ·OOH,反应②为2·OOH+3S 3S+H2O,反应③为h++OH- ·OH,反应④为2·OH+S S+H2O。联立①②得2H++2O2+2e-+3S 3S+H2O,联立③④得2h++2OH-+S S+H2O,水电离产生的H+和OH-的物质的量相等,所以通过①②过程和③④过程产生的S的物质的量之比为3∶1,A正确;由以上分析知·OH氧化S的反应为2·OH+S S+H2O,B正确;该变化过程中H+和OH-均参与反应,pH过低或过高均会影响催化剂的催化效果,C错误;氧化含硫废液的总反应为2S+O2 2S,D正确。
16.答案　(除标注外,每空2分)
(1)分液漏斗(1分)　(2)漂白性(1分)　(3)酸性KMnO4溶液褪色
5SO2+2Mn+2H2O 5S+2Mn2++4H+　(4)防倒吸　SO2+2OH- S+H2O
解析　(2)SO2与品红溶液中的有色物质反应,生成无色物质,该反应中SO2表现漂白性。(3)若B中的试剂是酸性KMnO4溶液,SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,SO2表现还原性,离子方程式为5SO2+2Mn+2H2O 5S+2Mn2++4H+。(4)C中倒置漏斗能防倒吸。尾气SO2被NaOH溶液吸收,防止污染空气,涉及反应的离子方程式为SO2+2OH- S+H2O。
17.答案　(除标注外,每空1分)
(1)H2S　(2)Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O(2分)　酸雨　(3)还原性　取少量样品于试管中,先加适量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,说明含有S(3分)　(4)①Fe2(SO4)3
②4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O(2分)
解析　(1)由题图可知,X中硫元素化合价为-2价,X为H2S。(2)由题图可知:Y为H2SO4,70%的H2SO4与Na2SO3反应制备SO2的化学方程式为Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O;将SO2排入大气中会形成硫酸型酸雨。(3)H2SO3中硫元素的化合价为+4价,H2SO3转变成H2SO4时S元素化合价升高,H2SO3作还原剂,具有还原性。实验室中检验S的常用方法:先滴加适量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,确定含有S。(4)①该反应中,Fe元素的化合价由+3价降到+2价,故氧化剂是Fe2(SO4)3。②Fe2(SO4)3溶液再生,即FeSO4转化为Fe2(SO4)3,通入空气,Fe2+被O2氧化为Fe3+,反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O。
18.答案　(每空2分)
(1)2SO2+O2 2SO3　(2)Cu、H、Cl　2H2S+O2 2H2O+2S↓　(3)SO2+H2O2 H2SO4　×100%
解析　(1)SO2反应器中二氧化硫被氧化为三氧化硫,反应的化学方程式是2SO2+O2 2SO3。(2)由题图可知化合价保持不变的元素有Cu、H、Cl,该转化过程总反应的化学方程式为2H2S+O2 2H2O+2S↓。(3)H2O2溶液吸收SO2生成硫酸,反应的化学方程式是SO2+H2O2 H2SO4;b g沉淀是硫酸钡,物质的量是 mol,根据硫原子守恒,n(SO2)=n(BaSO4),则废气中SO2的体积分数为×100%=×100%。
19.答案　(除标注外,每空2分)
(1)①5XeO3+6Mn2++9H2O 6Mn+5Xe↑+18H+　②XeO3(1分)
15(1分)　(2)①2Mn+5H2O2+6H+ 2Mn2++5O2↑+8H2O
②2∶5(1分)　③8 g(1分)　(3)2Mn(OH)2+O2 2MnO(OH)2
解析　(1)①Xe由+6价降低到0价,Mn由+2价升高到+7价,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,配平反应为5XeO3+6Mn2++9H2O 6Mn+5Xe↑+18H+。②XeO3中Xe化合价降低,发生还原反应;Mn由+2价升高到+7价,每消耗3 mol Mn2+,反应转移电子的物质的量为15 mol。(2)①由题图可知,随反应进行,Mn的量减少,Mn为反应物,则Mn2+为生成物;O2的量增多,O2为生成物,H2O2为反应物,根据氧化还原反应的规律,可得离子方程式为2Mn+5H2O2+6H+ 2Mn2++5O2↑+8H2O。②氧化剂为Mn,还原剂为H2O2,故氧化剂与还原剂的粒子数目之比为2∶5。③11.9 g Mn的物质的量为=0.1 mol,则生成氧气的物质的量为0.25 mol,质量为0.25 mol×32 g/mol=8 g。(3)“氧的固定”即氧气与Mn(OH)2反应生成MnO(OH)2,Mn由+2价升高到+4价,氧元素由0价降低到-2价,则发生反应的化学方程式为2Mn(OH)2+O2 2MnO(OH)2。
20.答案　(除标注外,每空2分)
(1) (1分)
(2)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)浓硫酸(1分)　作安全瓶(或防止倒吸)(1分)　SO2+2OH- S+H2O
(4)A
(5)使反应生成的SO2能被装置C中的碱石灰完全吸收
(6)(3分)
解析　(1)装置C用来收集实验中产生的二氧化硫,应采用向上排空气法进行收集,装置图为。(2)铜与浓硫酸反应制备二氧化硫,反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。(3)装置B中盛装的试剂为浓硫酸,用于干燥二氧化硫气体;装置D的作用是作安全瓶(或防止倒吸);装置E用于吸收多余的二氧化硫,反应的离子方程式为SO2+2OH- S+H2O。(4)变为稀硫酸时,反应停止,若加入锌粉,锌粉溶解,并伴有气体产生,说明有硫酸剩余。(5)停止加热后,再继续通入一段时间氮气的目的是使反应生成的SO2能被装置C中的碱石灰完全吸收。(6)装置C反应前后质量差为二氧化硫的质量,为a g,根据关系式2H2SO4~SO2,知参与反应的n(H2SO4)=×2= mol,n剩余(H2SO4)=12×10-3L×18 mol·L-1- mol=(216-31.25a)×10-3 mol,则余酸的物质的量浓度为 mol·L-1。