高考化学硫及其化合物综合练习题及答案解析.docx
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高考化学硫及其化合物综合练习题及答案解析
高考化学硫及其化合物综合练习题及答案解析
一、高中化学硫及其化合物
1.在空气中加热S粉和Fe粉的混合物,可观察到下列现象:
(1)有淡蓝色火焰,且生成刺激性气味的气体。
(2)混合粉末变红,放出热量,最后变成黑色固体。
(3)不时有火星从混合物中射出。
请分别写出以上三种情况发生反应的化学方程式:
__________、__________、__________。
【答案】S+O2
SO2Fe+S
FeS3Fe+2O2
Fe3O4
【解析】
【分析】
【详解】
(1)S在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,生成SO2,反应方程式为:
S+O2
SO2;
(2)混合粉末变红,放出热量,最后变为黑色固体是因为Fe与S反应生成FeS,反应方程式为:
Fe+S
FeS;
(3)有火星射出是因为Fe与O2反应生成Fe3O4,反应方程式为:
3Fe+2O2
Fe3O4。
2.物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个角度。
请根据图所示回答下列问题:
(1)X与Y反应可生成淡黄色固体,反应的化学方程式____________________。
(2)欲制备Na2S2O3,从氧化还原角度分析,下列选项中合理的反应物是______(填序号)。
a.Na2SO3与Sb.Na2S与S
c.SO2与Na2SO4d.Na2SO3与Na2SO4
(3)7.7g锌镁合金与一定量浓硫酸恰好完全反应,生成SO2与H2的混合气体3.36L(标准状况),反应中转移的电子的物质的量为___________。
(4)处理SO2废气的一种工艺如图所示:
①SO2和酸性Fe2(SO4)3溶液反应的离子方程式是________________________。
②溶液B与空气发生反应生成溶液C,其中氧化剂是______________。
③推断Fe3+、O2和SO42-的氧化性由强到弱的顺序是______________。
【答案】2H2S+SO2=3S↓+2H2Oa0.3molSO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+O2O2>Fe3+>SO42-
【解析】
【分析】
(1)根据图示,X为S元素的化合价为-2的气态氢化物,则X为H2S,Y为S元素的化合价为+4的氧化物,则Y为SO2,W为S元素的化合价为+6的酸,则W为H2SO4,Z为S元素的化合价为+4的盐,则Z为Na2SO3,据此分析结合物质的性质解答;
(2)欲制备Na2S2O3,从氧化还原角度分析,反应属于归中反应;
(3)锌镁合金与浓硫酸发生:
Zn+2H2SO4═ZnSO4+SO2↑+2H2O,Mg+2H2SO4═MgSO4+SO2↑+2H2O随着反应的进行,硫酸浓度降低,发生:
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑,Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑,生成气体为SO2和H2的混合物根据反应方程式可知,不论生成氢气还是SO2,生成气体的物质的量与金属的物质的量相等,即合金中锌镁的物质的量与SO2和H2的混合气体的物质的量相等,列关系式解答;
(4)由工艺流程可知,A中的反应为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,B中的反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,C中铁离子循环利用,结合氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化物分析,
①SO2和酸性Fe2(SO4)3溶液发生氧化还原反应生成硫酸亚铁和硫酸;
②B中的反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,氧元素化合价降低做氧化剂;
③氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。
【详解】
(1)X为H2S,Y为SO2,H2S与SO2反应可生成S单质,反应的化学方程式:
2H2S+SO2=3S↓+2H2O;
(2)Na2S2O3中硫元素为+2价,若有两种含硫元素的物质制备Na2S2O3,所发生的反应属于归中反应,两种物质硫元素的化合价一个高于+2价,一个低于+2价;
a.Na2SO3中硫元素为+4价,硫单质中硫元素为0价,故a合理;
b.Na2S中硫元素的化合价为-2价,S单质中硫元素为0价,故b不合理;
c.SO2中硫元素为+4价,Na2SO4中硫元素为+6价,故c不合理;
d.Na2SO3中硫元素为+4价,Na2SO4中硫元素为+6价,故d不合理;
答案选a;
(3)锌镁合金与浓硫酸发生:
Zn+2H2SO4═ZnSO4+SO2↑+2H2O,Mg+2H2SO4═MgSO4+SO2↑+2H2O随着反应的进行,硫酸浓度降低,发生:
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑,Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑,生成气体为SO2和H2的混合物,物质的量为
=0.15mol,根据反应方程式可知,不论生成氢气还是SO2,生成气体的物质的量与金属的物质的量相等,即合金中锌镁的物质的量与SO2和H2的混合气体的物质的量相等,为0.15mol,根据氧化还原反应电子得失守恒,反应中,锌镁分别由单质0价变为+2价离子,锌镁失去的电子总量即为反应中转移的电子总量,设锌、镁的物质的量分别为x、y,则x+y=0.15mol,65x+24y=7.7g,解得:
x=0.1mol,y=0.05mol,反应中转移的电子的物质的量=0.1mol×(2-0)+0.05mol×(2-0)=0.3mol;
(4)①由上述分析可知溶液A中的反应为SO2和酸性Fe2(SO4)3溶液发生氧化还原反应生成硫酸亚铁和硫酸,反应的离子方程式为:
SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+;
②B中的反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,氧元素化合价降低,氧气做氧化剂;
③A中发生SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,溶液B中发生4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知氧化性为O2>Fe3+>SO42−。
3.A、B是两种有刺激气味的气体。
试根据下列实验事实填空。
(1)写出A~F各物质的化学式:
A__________、B__________、C__________、D__________、E__________、F__________。
(2)写出A、B跟水反应的离子方程式:
______________________。
【答案】Cl2SO2H2SO4HClBaSO3BaSO4Cl2+SO2+2H2O===4H++SO42-+2Cl-
【解析】
【详解】
(1)由A、B是两种有刺激气味的气体。
且A、B和水反应的产物能与Ba(OH)2和AgNO3均产生沉淀,B能与Ba(OH)2产生沉淀,由此可知A为Cl2;B为SO2;
A、B与H2O反应的化学方程式为:
Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl;
B与Ba(OH)2反应的化学方程式为:
Ba(OH)2+SO2===BaSO3↓+H2O;
含C、D的无色溶液与Ba(OH)2反应的化学方程式为:
H2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2H2O;
溶液D与AgNO3溶液反应的化学方程式为:
HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3;
故C为H2SO4;D为HCl;E为BaSO3;F为BaSO4。
【点睛】
熟记物质的物理性质和化学性质是解决本题的关键,本题的突破口为:
A、B是两种有刺激气味的气体。
等物质的量与水反应。
结合后面沉淀现象,能推知由反应:
Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
4.常见含硫物质A~D,在生活、生产中有着广泛应用,它们之间的转化关系如下图所示。
其中反应①、②中所需物质B溶液的浓度不同。
请按要求回答下列问题:
(1)A的化学式为_______。
(2)反应①、②中Cu、Fe所起的作用相同,即都作_______(填“氧化剂”或“还原剂”),你判断的依据是它们都是金属,在反应中都_______。
(3)反应②的离子方程式为_______。
(4)大气中因废气A引起酸雨的反应流程之一可用下图示意:
上图中由D→B的转化所需氧化剂为_______。
当将含D的雨水敞口放置一段时间后(忽略溶液体积、温度的变化),其c(H+)将_______。
(填“增大”“减小”或“不变”)。
废气A是一种重要的化工原料,常采用氨吸收法进行循环利用、变废为宝。
某工厂若将4.48×106L(标准状况下)废气A进行环保处理,完全转化为NH4HSO3时,需消耗10mol/L氨水溶液(溶质全部以NH3•H2O计)的体积为_______L。
【答案】SO2还原剂失去电子,化合价升高Fe+2H+=Fe2++H2↑O2增大20000
【解析】
【分析】
由B(含氧酸)在常温下与足量的铁反应生成C(硫酸盐),故B是H2SO4,反应方程式为Fe+2H2SO4=FeSO4+H2↑,C是FeSO4;Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O,故A是SO2,SO2+H2O
H2SO3,D是H2SO3。
【详解】
(1)由解析可知,A的化学式为SO2;
(2)反应①、②中,反应前后Cu、Fe元素的化合价都升高,故反应①、②中Cu、Fe所起的作用相同,即都作还原剂;
(3)铁与稀硫酸常温下反应,离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑;
(4)H2SO3→H2SO4过程中,S元素化合价升高,即H2SO3被空气中的O2氧化为H2SO4;2H2SO3+O2=H2SO4,H2SO3是弱酸,H2SO4是强酸,故当将含H2SO3的雨水敞口放置一段时间后(忽略溶液体积、温度的变化),其c(H+)将增大;SO2+NH3•H2O=NH4HSO3,n(SO2)=
=2.0×105mol,故n(NH3•H2O)=2.0×105mol,需消耗10mol/L氨水溶液(溶质全部以NH3•H2O计)的体积为
=20000L。
【点睛】
本题是结合图考查S元素的化合物知识,有关化学方程式书写等,难度不大。
5.有一白色粉末X,对X检验时,所做实验和现象为:
(1)写出X的化学式___。
(2)在①步反应中H2SO4的作用是___。
①在水溶液中电离,并呈强酸性②具有高沸点、难挥发性③浓硫酸具有吸水性④浓硫酸具有脱水性⑤浓硫酸具有强氧化性
(3)写出④、⑤两步反应的离子方程式:
___、___。
【答案】Na2SO3①②BaSO3+2H+=Ba2++SO2↑+H2OSO32-+Br2+H2O=2H++SO42-+2Br-
【解析】
【分析】
根据加氯化钡溶液产生白色沉淀,加入盐酸沉淀会消失和加入溴水,溴水褪色,说明具有还原性离子,且反应后加入氯化钡也会产生白色沉淀,所以X为亚硫酸钠,与硫酸反应生成二氧化硫,二氧化硫与氢氧化钠反应得到亚硫酸钠,则X为Na2SO3,据此分析。
【详解】
根据加氯化钡溶液产生白色沉淀,加入盐酸沉淀会消失和加入溴水,溴水褪色,说明具有还原性离子,且反应后加入氯化钡也会产生白色沉淀,所以X为亚硫酸钠,与硫酸反应生成二氧化硫,二氧化硫与氢氧化钠反应得到亚硫酸钠,则X为Na2SO3;
(1)X的化学式为Na2SO3;
(2)在①步反应中硫酸与亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,则H2SO4的作用是①在水溶液中电离,并呈强酸性、②具有高沸点、难挥发性;
答案为①②;
(3)二氧化硫与氢氧化钠反应的离子方程式为:
SO2+2OH=SO32-+H2O;亚硫酸钠与氯化钡反应生成与硫酸钡沉淀,离子方程式为:
Ba2++SO32-=BaSO3↓;亚硫酸钠与溴水发生氧化还原反应生成硫酸钠和氢溴酸,离子方程式为:
SO32-+Br2+H2O=2H++SO42-+2Br-。
6.雾霾严重影响人们的生活与健康,某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子:
Na+、
。
某同学收集了该地区的雾霾,经必要的预处理后配成试样溶液,设计并完成了如下的实验:
①取试样溶液100mL,向其中加入足量BaCl2溶液,得到白色沉淀2.33g,滴入足量盐酸沉淀质量不变。
②另取试样溶液100mL,向其中加入足量NaOH溶液,得到白色沉淀1.16g.再滴入足量盐酸沉淀全部溶解。
(1)实验①能确定该雾霾中肯定不含的离子为_______________________。
(2)判断Cl-是否存在,若存在求其最小浓度(若不存在说明理由)________。
(3)该雾霾中肯定含有的离子为_________________________。
(4)1.16g白色沉淀为________(写化学式)。
(5)反应中消耗的BaCl2的物质的量为________mol。
(6)操作②中加盐酸沉淀溶解的离子方程式为______________________________。
【答案】Ba2+、Fe3+、CO32-0.2mol/LMg2+、SO42-、Cl-Mg(OH)20.01mol
【解析】
【分析】
①取试样溶液100mL,向其中加入足量BaCl2溶液,得到白色沉淀2.33g,滴入足量盐酸沉淀质量不变,则试样中一定含有SO42-,一定不含有CO32-,并且SO42-的物质的量为
=0.01mol,则原溶液中与SO42-不共存的离子Ba2+一定不含;
②另取试样溶液100mL,向其中加入足量NaOH溶液,得到白色沉淀1.16g,再滴入足量盐酸沉淀全部溶解,则试样中一定含有Mg2+,并且物质的量为
=0.02mol,一定不含Fe3+;
又溶液呈电中性,所以溶液中还一定含有Cl-,Na+可能含有,结合题给选项分析解答。
【详解】
(1)根据以上分析,肯定不含的离子为Ba2+、Fe3+、CO32-;
(2)由分析知溶液中含有Mg2+0.02mol,SO42-0.01mol,根据n(Mg2+)×2≠n(SO42)×2,可知电荷不守恒,而溶液一定是电中性的,则溶液中一定含有Cl-,则n(Mg2+)×2=n(SO42)×2+n(Cl-)×1,解得:
n(Cl-)=0.02mol,因溶液中还可能含有Na+,则溶液中n(Cl-)≥0.02mol,其最小浓度为
=0.2mol/L;
(3)根据以上分析,肯定含的离子为Mg2+、SO42-、Cl-;
(4)根据以上分析,1.16g白色沉淀为Mg(OH)2;
(5)根据以上分析,取试样溶液100mL,向其中加入足量BaCl2溶液,得到白色沉淀2.33g,根据钡离子守恒,则消耗的BaCl2的物质的量为
=0.01mol;
(6)根据以上分析,1.16g白色沉淀为Mg(OH)2,加盐酸沉淀溶解的离子反应方程式为Mg (OH) 2+2H+=Mg2++2H2O。
7.黑色粉末A,黄色粉末B,它们都是单质,按下图进行实验:
(1)试根据上述反应现象推断以下物质的化学式:
ADEH
(2)写出C+盐酸
D+F的离子方程式:
(3)写出D
E的化学方程式:
(4)写出G
H的化学方程式:
【答案】
(1)Fe、H2S、SO2、Fe(OH)3
(2)FeS+2H+→Fe2++H2S↑
(3)
(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
【详解】
(1)E能使品红褪色,E为SO2;H为红褐色固体,H为
;黑色粉末A、黄色粉末B,它们都是单质,所以分别是铁、硫;黑色固体C为FeS;D为H2S;F为
;G为
(2)FeS与盐酸反应的离子方程式FeS+2H+→Fe2++H2S↑;
(3)硫化氢燃烧生成二氧化硫和水的方程式为
;
(4)氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
8.I
(1)在MgCl2溶液中滴加少量NaOH溶液,现象为______________,继续加入过量的NaOH溶液,现象为________________。
(2)在AlCl3溶液中滴加少量NaOH溶液,现象为_________________,所发生反应的离子方程式为________________________,继续加入过量的NaOH溶液,现象为___________,所发生反应的离子方程式为___________。
II将下列现象或用途中硫酸所表现出来的性质填写在空白处。
(1)把锌粒放入稀硫酸中时,有气体放出,_____________________。
(2)浓硫酸能够用于干燥某些气体,___________________________。
(3)用玻璃棒蘸浓硫酸滴在纸上时,纸变黑,_______________________。
(4)把木炭放入热的浓硫酸中时,有气体放出,_____________________。
III漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池及环境的消毒剂。
(1)在常温下,将氯气通入NaOH溶液中制取漂白液的化学方程式为:
____________。
(2)漂白粉或漂粉精的有效成分是___________,使用漂白粉或漂粉精时通常要加入少量的水并通入CO2,此操作方法的目的是:
_____________________________。
【答案】生成白色沉淀沉淀不消失生成白色沉淀Al3++3OH-=Al(OH)3↓沉淀消失Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O酸性(H+的氧化性)吸水性脱水性氧化性Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2OCa(ClO)2使Ca(ClO)2转变为HClO,具有强氧化性,从而起到杀菌、消毒或漂白的作用
【解析】
【分析】
【详解】
I、
(1)在MgCl2溶液中滴加少量NaOH溶液生成氢氧化镁沉淀,则现象为生成白色沉淀。
氢氧化镁是碱,继续加入过量的NaOH溶液,现象为沉淀不消失。
(2)在AlCl3溶液中滴加少量NaOH溶液生成氢氧化铝白色沉淀,所发生反应的离子方程式为Al3++3OH-=Al(OH)3↓。
氢氧化铝是两性氢氧化物,继续加入过量的NaOH溶液,现象为沉淀消失,所发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
II、
(1)把锌粒放入稀硫酸中时,有气体放出,表现稀硫酸的酸性和氢离子的影响。
(2)浓硫酸能够用于干燥某些气体,说明浓硫酸具有吸水性;
(3)用玻璃棒蘸浓硫酸滴在纸上时,纸变黑,说明浓硫酸具有脱水性。
(4)把木炭放入热的浓硫酸中时,有气体放出,说明浓硫酸具有强氧化性。
III、
(1)在常温下,将氯气通入NaOH溶液中制取漂白液的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。
(2)漂白粉或漂粉精的有效成分是Ca(ClO)2,使用漂白粉或漂粉精时通常要加入少量的水并通入CO2,由于碳酸的酸性强于次氯酸,根据较强酸制备较弱酸可知此操作方法的目的是使Ca(ClO)2转变为HClO,具有强氧化性,从而起到杀菌、消毒或漂白的作用。
9.钼是一种过渡金属元素,其单质通常用作合金及不锈钢的添加剂,这种金属可增强合金的强度、硬度、可焊性及韧性,还可增强其耐高温及耐腐蚀性能。
下图是化工生产中制备金属钼的主要流程:
(1)用简单氧化物形式表示
的组成:
____________________________。
(2)写出反应①的化学方程式:
______________________。
(3)反应①的尾气可以再利用,写出两种利用该尾气制得的化学药品:
______________________。
(4)工业上制备还原性气体的反应原理有:
,
。
将含甲烷体积分数为80%的aL(标准状况下)天然气与足量二氧化碳和水蒸气混合物在高温下反应,甲烷的转化率为90%,用产生的还原性气体(
和
)依据反应⑤冶炼钼,理论上生成钼的质量为___________(已知
的相对原子质量为96)
【答案】
、
(合理即可)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)该物质化学式按改写类似硅酸盐的化学式改写,可表示为
;
(2)二硫化钼与氧气在高温条件下反应生成三氧化钼和二氧化硫,反应的化学方程式为
;
(3)二氧化硫再收集利用,可制备盐类物质等,如
、
;
(4)根据反应方程式可知,1mol甲烷完全反应生成4mol还原性气体,又因
、
,所以3mol还原性气体理论上生成1mol钼。
由于
,则
,故
,
。
10.某化学兴趣小组为探究浓硫酸的氧化性,用如图所示装置进行有关实验。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为___,反应中体现了浓硫酸的___性和__性。
(2)装置D中试管口放置的棉花应用一种液体浸泡一下,这种液体是___,其作用是___。
(3)装置B的作用是贮存多余的气体。
当D处有明显的现象时,关闭弹簧夹K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中的现象是___。
B中应放置的液体是___(填字母)。
a.水b.酸性KMnO4溶液c.浓溴水d.饱和NaHSO3溶液
(4)实验中,取一定质量的铜片和一定体积的18mol•L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完毕,发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中有余酸的是___(填字母)。
a.铁粉b.BaCl2溶液c.银粉d.Na2CO3溶液
【答案】Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O强氧化酸NaOH溶液吸收多余的SO2,防止污染空气试剂瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升dad
【解析】
【分析】
A装置中,Cu与浓硫酸在加热条件下发生反应Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O,在此反应中,浓硫酸表现出强氧化性和酸性;生成的SO2进入C中,排出空气从而收集SO2;D装置用于验证SO2的漂白性,多余的氯气用蘸有NaOH或Na2CO3溶液的棉花吸收。
当反应结束时,关闭K,生成的少量SO2进入B装置,利用排液法收集SO2,此时广口瓶内有一部分液体被SO2排入长颈漏斗内,因为排液的目的是收集SO2,所以液体与SO2不发生化学反应。
【详解】
(1)由以上分析知,装置A中发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O,反应中浓硫酸将铜氧化并被还原为SO2,表现强氧化性;生成CuSO4,表现出酸性。
答案为:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O;强氧化;酸;
(2)装置D中试管口放置的棉花应用一种液体浸泡一下,这种液体应能吸收SO2,可以是NaOH溶液,其作用是吸收多余的SO2,防止污染空气。
答案为:
NaOH溶液;吸收多余的SO2,防止污染空气;
(3)由于余热的作用,A处仍有气体产生,由于SO2不溶于此液体,所以此时B中的现象是试剂瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升。
B中,SO2易溶于水,排除a;酸性KMnO4溶液和浓溴水都能将SO2氧化为硫酸,排除b、c;故应放置的液体是d。
答案为:
试剂瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升;d;
(4)余酸为稀硫酸,铁粉、Na2CO3溶液都能与稀硫酸反应,并有气泡产生;BaCl2溶液虽然能与稀硫酸反应,但不能肯定SO42-的来源;银粉与稀硫酸不反应,故选择ad。
答案为:
ad。
【点睛】
B中放置的液体,取决于B的作用,若我们不注意审题,很容易认为此装置是为了吸收余气SO2,于是错误地选择酸性KMnO4溶液和浓溴水。
11.某兴趣小组为探究铁和浓硫酸反应的产物及性质,用如图所示装置进行实验
夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验
实验开始前,先打开弹簧夹通
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- 高考 化学 及其 化合物 综合 练习题 答案 解析