高考化学综合题专题复习硫及其化合物专题解析附详细答案.docx
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高考化学综合题专题复习硫及其化合物专题解析附详细答案
高考化学综合题专题复习【硫及其化合物】专题解析附详细答案
一、高中化学硫及其化合物
1.我国云南东川铜矿富含辉铜矿(主要成分Cu2S),因含铜成分高而成为重要的炼铜原料。
资料表明,当蓝矾溶液渗入地下遇硫铁矿(主要成分:
二硫化亚铁FeS2)时,可生成辉铜矿Cu2S,其化学方程式为:
14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4。
硫铁矿也是一种重要化工原料,其主要成分可在沸腾炉中鼓入空气高温煅烧生成Fe2O3和一种对环境有污染的有毒气体,回答下列问题:
(1)在化合物FeS2和Cu2S中,硫元素的化合价分别为__、__。
(2)在上述生成辉铜矿的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为__。
由题中信息可推知Cu2S的溶解情况是:
__溶于水(填“不”或“能”,下同),__溶于稀硫酸。
(3)写出硫铁矿的主要成分鼓入空气高温煅烧的化学方程式:
__,若反应中有2.2mol电子发生转移时,可生成标准状况下的有毒气体的体积为__L。
【答案】-1-235:
3不不4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO28.96
【解析】
【分析】
该反应中铜和7个负一价硫的化合价降低,3个负一价硫的化合价升高。
【详解】
(1)
(二硫化亚铁)中铁为+2价,硫为-1价;
(硫化亚铜)中铜为+1价,硫为-2价,
故答案为:
-1;-2;
(2)
该反应中铜和7个负一价硫的化合价降低,即14个硫酸铜和3.5个
做氧化剂,3个负一价硫的化合价升高,即1.5个
做还原剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为35:
3;根据反应
及题目信息,可知
不溶于水,也不溶于稀硫酸,
故答案为:
35:
3;不;不;
(3)根据题目信息‘硫铁矿可在沸腾炉中鼓入空气高温煅烧生成
和一种对环境有污染的有毒气体’,可推知
和氧气反应生成
和二氧化硫,方程式为:
,该反应转移电子数为44,即转移44个电子生成8个二氧化硫,故当转移2.2mol电子时,生成0.4mol二氧化硫,标况下体积为:
8.96L,
故答案为:
;8.96。
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重要维度。
下图为硫及其部分化合物的“价类二维图”,根据图示回答下列问题:
(1)类比CO2的性质,学习SO2的性质,写出下列反应的离子方程式。
①少量的SO2通入澄清石灰水中:
__________________。
②SO2通入Na2SO3溶液中:
________________________。
(2)Y的分子式:
___________________。
(3)Z的稀溶液与铁反应的离子方程式为______________________。
(4)检验CO2是否混有SO2,可以使混合气体通过盛有品红溶液的洗气瓶,这是利用了SO2的_____________性,也可以使混合气体通过盛有酸性高锰酸钾稀溶液的洗气瓶,这是利用了SO2的_____________性。
(5)大苏打(Na2S2O3)在照相、电影、纺织、化纤、造纸、皮革、农药等方面均有重要用途。
现欲在实验室制备大苏打,从氧化还原角度分析,合理的是__________(填字母选项)
A.Na2S+SB.Na2SO3+SC.Na2SO3+Na2SO4D.SO2+Na2SO4
(6)将X与SO2的水溶液混合后产生淡黄色沉淀,该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为__________________
【答案】Ca2++2OH-+SO2=CaCO3↓+H2OSO2+SO32-+H2O=2HSO3-H2SO3Fe+2H+=Fe2++2H2↑漂白还原B2:
1
【解析】
【分析】
根据二氧化硫的性质书写相关离子方程式;根据元素化合价及物质的种类分析判断物质的化学式;根据二氧化硫的漂白性和还原性分析解答;根据氧化还原反应中元素化合价升降规律分析解答。
【详解】
(1)①SO2属于酸性氧化物,少量的SO2通入澄清石灰水中反应生成亚硫酸钙沉淀和水,离子方程式为:
Ca2++2OH-+SO2=CaCO3↓+H2O;
②SO2与Na2SO3反应生成亚硫酸氢钠,离子方程式为:
SO2+SO32-+H2O=2HSO3-;
(2)如图所示Y中S元素化合价为+4,则对应的酸为亚硫酸,分子式为:
H2SO3;
(3)如图所示Z中S元素化合价为+6,则对应的酸为硫酸,硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气,离子方程式为Fe+2H+=Fe2++2H2↑;
(4)二氧化硫具有漂白性,而二氧化碳没有,二氧化硫中S为+4价,能被高锰酸钾氧化,具有还原性,故答案为:
漂白;还原;
(5)大苏打(Na2S2O3)中S元素化合价为+2价,
A.Na2S中S为-2价,S中化合价为0,不能都升高为+2价,故A不合理;
B.Na2SO3中S为+4价,S中化合价为0,可以发生歧化反应得到+2的S,故B合理;C.Na2SO3中S为+4价,Na2SO4中S为+6价,不能都降低为+2价,故C不合理;D.SO2中S为+4价,Na2SO4中S为+6价,不能都降低为+2价,故D不合理;
故答案为:
B;
(6)将X与SO2的水溶液混合后产生淡黄色沉淀,则X为H2S,淡黄色沉淀为S,反应为2H2S+SO2=3S↓+2H2O,生成的3molS中,2mol由H2S氧化得到,1mol由SO2还原得到,所以氧化产物与还原产物的物质的量之比为:
2:
1,则质量之比为:
2:
1,故答案为:
2:
1。
3.某工厂的工业废水中含有大量的Al2(SO4)3、较多的Cu2+和少量的Na+。
从工业废水中回收金属铝和金属铜的工艺流程如下图所示(试剂X、Y、Z均过量)。
(1)试剂X为_______,加入试剂X发生的离子方程式是___________试剂Z为___________。
(2)操作②为____________(填实验分离方法)。
(3)溶液2中含有的溶质有__________(填化学式)。
(4)写出操作④的化学反应方程式____________。
(5)金属铜能与浓硫酸在加热的条件下发生反应,产生的气体为_________(填化学式)。
【答案】铝2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu氨水过滤Al2(SO4)3、H2SO4Al2(SO4)3、H2SO4SO2
【解析】
【分析】
某工厂的工业废水中含有大量的Al2(SO4)3、较多的Cu2+和少量的Na+,由流程可知加入X为金属铝,用于置换出铜,溶液1含有Al2(SO4)3、Na2SO4,不溶性物质为过量的Al和Cu的混合物,向不溶性物质中加入试剂Y用于溶解Al,反应产生Al2(SO4)3,而Cu不能发生反应,则为稀H2SO4,溶液2含有Al2(SO4)3、过量H2SO4,由于Al(OH)3是两性物质,能够与过量的强碱NaOH溶液反应产生可溶性物质,因此向①②混合后加入氨水,可生成Al(OH)3沉淀,过滤、洗涤后加热分解生成Al2O3,电解熔融的Al2O3可生成Al,以此解答该题。
【详解】
根据上述分析可知操作①是过滤,不溶性物质为Cu、Al混合物,操作②是过滤,试剂Y是H2SO4,溶液1含有Al2(SO4)3、Na2SO4,溶液2含有Al2(SO4)3、过量H2SO4,试剂Z是氨水,操作③是过滤,操作④加热分解Al(OH)3,操作⑤是电解。
(1)由以上分析可知X为Al,可用于除去溶液中的Cu2+,反应的离子方程式为:
2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu;试剂Z为氨水;
(2)操作①②③用于分离固体和液体,为过滤操作;
(3)溶液2中含有的溶质有Al2(SO4)3、H2SO4;
(4)操作④是加热Al(OH)3,Al(OH)3不稳定,受热发生分解反应,化学方程式为:
2Al(OH)3
2Al2O3+3H2O;
(5)金属Cu与浓硫酸混合加热,发生氧化还原反应,产生CuSO4、SO2、H2O,反应方程式为:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O,所以反应产生的气体为SO2。
【点睛】
本题考查了物质的推断、混合物分离提纯的综合应用,把握分离流程中的反应及混合物分离方法为解答的关键,注意实验的设计意图,把握物质的性质,侧重考查学生的分析与实验能力。
4.A、B、C、D为四种可溶性的盐,它们包含的阳离子和阴离子分别为Ba2+、Ag+、Na+、Cu2+和NO3-、SO42﹣、Cl-、CO32-(离子在物质中不能重复出现)。
①若把四种盐分别溶于盛有蒸馏水的四支试管中,只有C盐的溶液呈蓝色;
②若向①的四支试管中分别加入盐酸,B盐的溶液有沉淀生成,D盐的溶液有无色无味的气体逸出。
根据①②实验事实可推断它们的化学式为:
(1)B_____________D______________;
(2)写出少量盐酸与D反应的离子方程式:
______________________________________;
(3)将含相同物质的量A、B、C的溶液混合后,混合后溶液中存在的离子为_______;在此溶液中加入铁粉,写出发生反应的离子方程式____;
(4)C溶液中阴离子的检验方法:
____。
【答案】AgNO3Na2CO3CO32-+2H+=CO2↑+H2OCu2+、NO3-、Cl-Cu2++Fe=Cu+Fe 2+取少量C溶液于试管中,先加足量盐酸酸化,无现象,再加氯化钡溶液,有白色沉淀生成,则证明C中阴离子为SO42-
【解析】
【分析】
给出八种离子,形成四种可溶性物质,这个可以通过一一组合的形式确定可能存在的物质,之后结合进行实验和颜色限制进行继续排除,从而最终确定.如Ba2+不能和SO42-、CO32-结合,而只能和NO3-、Cl-;Ag+不能和SO42-、Cl-、CO32-三种离子结合,而只能和NO3-结合,则一定是BaCl2、AgNO3.Cu2+不能和CO32-结合,所以为CuSO4;Na+对应CO32-为Na2CO3.即四种物质为BaCl2、AgNO3、CuSO4、Na2CO3。
①中由于C盐是蓝色的,所以C为CuSO4;②四支试管加入盐酸,B有沉淀,则B溶液为AgNO3;而D生成无色气体,则为二氧化碳,即D为Na2CO3,以此来解答。
【详解】
由于是可溶性盐,所以溶液中存在的盐离子和阴离子对应物质一定是可溶性,根据盐类物质溶解性情况可知:
Ba2+不能和SO42-、CO32-结合,而只能和NO3-、Cl-;Ag+不能和SO42-、Cl-、CO32-三种离子结合,而只能和NO3-结合,则一定是BaCl2、AgNO3.Cu2+不能和CO32-结合,所以为CuSO4,Na+对应CO32-为Na2CO3.即四种物质为BaCl2、AgNO3、CuSO4、Na2CO3。
由于C盐是蓝色的,所以C为CuSO4;。
②四支试管加入盐酸,B有沉淀,则B溶液AgNO3;而D生成无色气体,则为二氧化碳,即D为Na2CO3。
综上所述:
A为BaCl2;B为AgNO3;C为CuSO4;D为Na2CO3;
(1)由上述分析可知B为AgNO3;D为Na2CO3,故答案为:
AgNO3;Na2CO3;
(2)盐酸与D(Na2CO3)反应的离子反应方程式为:
CO32-+2H+=CO2↑+H2O,故答案为:
CO32-+2H+=CO2↑+H2O;
(3)A为BaCl2;B为AgNO3;C为CuSO4,将含相同物质的量A、B、C的溶液混合后,溶液中存在的离子及物质的量之比为:
Cl-、NO3-、Cu2+,在此溶液中加入铁粉,可以将其中的铜置换出来,发生反应的离子方程式Cu2++Fe=Cu+Fe2;故答案为:
Cu2+、NO3-、Cl-;Cu2++Fe=Cu+Fe 2+;
(4)C为CuSO4,检验硫酸根离子,可取少量C溶液于试管中,先加足量盐酸酸化,无现象,再加氯化钡溶液,有白色沉淀生成,则证明C中阴离子为SO42-,故答案为:
取少量C溶液于试管中,先加足量盐酸酸化,无现象,再加氯化钡溶液,有白色沉淀生成,则证明C中阴离子为SO42-。
【点睛】
无机物的推断,把握离子之间的反应、离子的颜色为解答的关键,注意C为硫酸铜为推断的突破口,在分析A、B、C的溶液混合后离子组成时,要考虑混合时离子间的相互反应。
5.如图中A~H都是中学化学中常见的物质,其中,常温下A能使铁或铝钝化,B是固体非金属单质,C为水,D是一种能使品红溶液褪色的无色气体,F是金属单质,G可以用作耐火材料,它们之间有如下转化关系:
(1)写出下列物质的化学式:
E____________,H____________;
(2)写出A溶液与B反应的化学方程式:
____________;
试写出E与F的反应方程式:
_______________。
【答案】CO2SO3C+2H2SO4(浓)
2SO2↑+CO2↑+2H2O2Mg+CO2
2MgO+C
【解析】
【分析】
常温下A能使铁或铝钝化,A可能为浓硝酸或浓硫酸,B是固体非金属单质,C为水,D是一种能使品红溶液褪色的无色气体,则A为浓硫酸,B为碳,D为SO2,E为CO2,SO2被氧气氧化产生SO3,所以H为SO3,SO3与H2O反应产生H2SO4,F是金属单质,能够在CO2发生燃烧反应,则F是Mg,Mg在CO2中燃烧产生C、MgO,G可以用作耐火材料,则G为MgO,据此解答。
【详解】
根据上述分析可知:
A为浓H2SO4,B为C,C为H2O,D为SO2,E为CO2,F是Mg,G为MgO,H为SO3。
(1)E为CO2,H为SO3;
(2)C与浓硫酸混合加热发生氧化还原反应,产生CO2、SO2、H2O,反应的化学方程式:
C+2H2SO4(浓)
2SO2↑+CO2↑+2H2O;Mg在CO2中在点燃时反应产生MgO和C,反应方程式为:
2Mg+CO2
2MgO+C。
【点睛】
本题考查了无机物的推断。
常温下A能使铁或铝钝化,D是一种能使品红溶液褪色的无色气体是本题的突破口,要掌握各种物质的性质及转化关系,注意镁可以在二氧化碳气体中燃烧。
6.有关物质的转化关系如图所示(部分物质与条件已略去).X、Y、Z是三种常见金属单质,Z为紫红色,A是一种常见的酸,B的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃),D为红褐色固体,F可用作净水剂.
请回答下列问题:
(1)F、Z的化学式分别为、.
(2)检验F中阴离子的操作方法是.
(3)写出溶液Ⅰ转化为溶液Ⅱ的离子方程式.
(4)写出反应①的化学方程式,该反应中每消耗2.24L(标准状况)O2,转移的电子的物质的量为mol.
【答案】
(1)KAl(SO4)2.12H2O;Cu;
(2)取少量F于试管中配成溶液,再向其中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀,则证明含有SO42﹣;
(3)Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O;
(4)4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3;0.4.
【解析】
X、Y、Z是三种常见金属单质,Z为紫红色,则Z为Cu;B的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃),B中含有K元素,C在空气中放置生成D为红褐色固体,则C为Fe(OH)2、D为Fe(OH)3,D加热生成E为Fe2O3,金属X与氧化铁反应得到Fe,为铝热反应,则X为Al,Y为Fe,溶液1中含有铝盐、亚铁盐,与B反应生成氢氧化铁与溶液Ⅱ,则B为KOH,溶液Ⅱ中含有KAlO2,溶液Ⅱ中加入常见的酸A得到溶液Ⅲ,再经过浓缩、降温得到F,F可用作净水剂,可知A为硫酸、F为KAl(SO4)2.12H2O.
(1)F、Z的化学式分别为KAl(SO4)2.12H2O、Cu,故答案为KAl(SO4)2.12H2O;Cu;
(2)F中阴离子为硫酸根离子,检验硫酸根离子方法是:
取少量F于试管中配成溶液,再向其中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀,则证明含有SO42﹣,
(3)溶液Ⅰ转化为溶液Ⅱ的离子方程式:
Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O,
(4)反应①的化学方程式:
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,该反应中每消耗2.24L(标准状况)O2,其物质的量为
=0.1mol,转移的电子的物质的量为0.1mol×4=0.4mol
【点评】本题考查无机物推断,涉及Al、Fe等元素单质化合物性质,物质的颜色、反应现象及转化中特殊反应等是推断突破口,需要学生熟练掌握元素化合物性质,涉及电子式,是对学生综合能力的考查,难度中等.
7.已知甲、乙、丙为常见的单质,A、B、C、D、X、Y、Z为常见化合物,且丙在常温常压下为气体,B为淡黄色固体,Y的摩尔质量数值比Z小16,乙、丙的摩尔质量相同,B的摩尔质量比D小2,B、X的摩尔质量相同。
各物质之间的转化关系如图所示(各反应条件略)。
请回答:
(1)在B与二氧化碳的反应中,每有1mol电子转移,生成气体L(标准状况)。
(2)X与Y的溶液混合后,再加入适量盐酸,会有乙生成,反应的离子方程式是。
(3)将C通入溴水中,所发生反应的离子方程式是。
D中含的化学键类型为。
(4)在101KPa时,4.0g乙在一定条件下与丙完全反应生成C,放出37KJ的热量,该反应的热化学方程式是
(5)比甲元素的原子序数少4的M元素,在一定条件下能与氢元素组成化合物MH5。
已知MH5的结构与氯化铵相似,MH5与水作用有氢气生成,则MH5的电子式为(M要用元素符号表示)。
写出MH5与AlCl3溶液反应的化学方程式
【答案】
(1)11.2(2分)
(2)2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O(2分)
(3)SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4共价键;(各2分)
(4)S(s)+O2(g)=SO2(g);△H="-296kJ/mol"(2分)
(5)
(2分);AlCl3+3NH5+3H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl+3H2↑(3分)
【解析】
试题分析:
甲、乙、丙为常见的单质,A、B、C、D、X、Y、Z为常见化合物,且丙在常温常压下为气体,B为淡黄色固体,则B为Na2O2,甲为Na,丙为O2,B、X的摩尔质量相同,则X为Na2S,乙为S单质,C为SO2,D为SO3,Y为Na2SO3,Z为Na2SO4。
故
(1)在B与二氧化碳的反应中,每有1mol电子转移,生成气体体积为11.2L;
(2)X与Y的溶液混合后,再加入适量盐酸,会有乙生成,反应的离子方程式是2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O;(3)将C通入溴水中,所发生反应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4;D中含的化学键类型为共价键;(4)在101KPa时,4.0g乙在一定条件下与丙完全反应生成C,放出37KJ的热量,该反应的热化学方程式S(s)+O2(g)=SO2(g);△H=-(32÷4.0×37)=-296kJ/mol;(5)比甲元素的原子序数少4的M元素,则M为N元素;NH5的结构与氯化铵相似,故化学式为:
NH4H,与水作用有氢气生成,则MH5的电子式为
,写出NH4H与AlCl3溶液反应,则为NH4H与H2O反应后生成的NH3·H2O与AlCl3反应,故化学方程式:
AlCl3+3NH4H+3H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl+3H2↑。
考点:
无机框图推断。
8.甲、乙、丙为常见单质,乙、丙两元素在周期表中位于同一主族。
X、A、B、C、D、E、F、G均为常见的化合物,其中A和X的摩尔质量相同,A、G的焰色反应为黄色。
在一定条件下,各物质相互转化关系如下图。
请回答:
(1)写化学式:
丙_________,E________。
(2) X的电子式为____________________。
(3)写出A与H2O反应的化学反应方程式:
_______________________________,反应中氧化剂是__________,1molA参加反应转移电子_____mol。
(4)写出反应⑨的离子方程式:
________________________。
(5)物质F的俗名是__________或_________,其溶液显_____性,原因是_______________________________(用一个离子方程式表示)
【答案】【答题空1-1】O2
【答题空1-2】SO3
【答题空1-3】
【答题空1-4】2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
【答题空1-5】Na2O2
【答题空1-6】1
【答题空1-7】HCO3-+H+=CO32-+H2O
【答题空1-8】纯碱
【答题空1-9】苏打
【答题空1-10】碱
【答题空1-11】CO32-+H2O
HCO3-+OH-
【解析】
【分析】
【详解】
甲、乙、丙为常见单质,结合转化关系和反应条件可知丙为O2,甲和丙反应生成的A焰色反应为黄色证明甲为金属钠Na,A为Na2O2,F为Na2CO3;B为NaOH,G的焰色反应为黄色,判断G为NaHCO3;乙、丙两元素在周期表中位于同一主族,判断乙为S,所以X为Na2S,A和X的摩尔质量相同为78g/mol;依据转化关系可知D为SO2,E为SO3;E(SO3)+B(NaOH)=C(Na2SO4)
(1)依据判断可知丙为:
O2;E为 SO3;故答案为:
O2;SO3;
(2)X为Na2S,是离子化合物,化合物的电子式为:
故答案为:
(3)A(Na2O2)与H2O反应的化学反应方程式为:
2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑;氧化剂还原剂都是过氧化钠,所以氧化剂为:
Na2O2;1mol过氧化钠自身氧化还原反应,参加反应转移电子为1mol;
故答案为:
2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑;Na2O2;1;
(4)应⑨是氢氧化钠和碳酸氢钠溶液的反应,反应的离子方程式为:
HCO3-+H+=CO32-+H2O;
故答案为:
HCO3-+H+=CO32-+H2O;
(5)物质F是碳酸钠,它的俗名是纯碱,或苏打;其溶液呈碱性,是因为碳酸根离子水解的结果,反应的离子方程式为:
CO32-+H2O≒HCO3-+OH-;
故答案为:
纯碱; 苏打; 碱; CO32-+H2O≒HCO3-+OH-;
9.按要求回答下列问题:
(1)氯气的制取方法有很多,写出实验室用MnO2来制取氯气的离子方程式__________。
(2)工业炼铁通常在___________设备中进行,需要用到铁矿石、焦炭、__________和空气。
(3)氯化铁溶液通常应用于印刷电路板制作,写出其反应的离子方程式___________。
(4)请写出红热的炭与浓硫酸反应的化学方程式__________。
【答案】MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O高炉石灰石Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+C+2H2SO4
2SO2↑+CO2↑+2H2O
【解析】
【分析】
(1)实验室用MnO2来制取氯气的反应方程式为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)根据高炉炼铁的主要设备是高炉进行分析;工业炼铁高炉中发生的主要反应有:
在高温下,焦炭跟氧气反应生成二氧化碳;二氧化碳被焦炭还原成一氧化碳;一氧化碳再跟铁矿石中的氧化物反应,生成铁,石灰石作用是除渣;
(3)Cu与氯化铁反应生成氯化亚铁、氯化铜;
(4)红热的炭与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水。
【详解】
(1)实验室用MnO2来制取氯气的反应方程式为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,故反应离子方程式为:
MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)工业炼铁
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