高考化学复习硫及其化合物专项易错题及详细答案.docx
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高考化学复习硫及其化合物专项易错题及详细答案
高考化学复习硫及其化合物专项易错题及详细答案
一、高中化学硫及其化合物
1.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。
2.按要求完成下列填空。
甲、乙、丙三种物质之间有如下图所示的转化关系,其中甲物质为氧化物:
(1)若甲是不溶于水的白色固体,是刚玉的主要成分,且既能溶于硫酸又能溶于氢氧化钠溶液;乙的酸根中含有金属元素。
写出下列物质间的转化:
甲
乙的离子方程式___;丙
甲的化学方程式____。
(2)若甲是无色气体,也是形成酸雨的物质;乙在标准状况下为无色晶体。
写出下列物质间的转化:
甲
乙的化学反应方程式____________;丙
甲的化学反应方程式_________。
【答案】Al2O3+6H+=2Al3++3H2O2Al(OH)3
Al2O3+3H2O2SO2+O2
2SO32H2SO4(浓)+Cu
CuSO4+2H2O+SO2↑
【解析】
【分析】
(1)甲为氧化物,不溶于水的白色固体,既能溶于硫酸又能溶于氢氧化钠溶液,应为两性氧化物,应是Al2O3,由转化关系可知,甲与硫酸反应生成乙为Al2(SO4)3,硫酸铝与氨水反应生成丙为Al(OH)3,氢氧化铝加热分解可以生成氧化铝,据此解答;
(2)若甲是无色气体,也是形成酸雨的物质,乙在标准状况下为无色晶体,则甲为SO2,乙为SO3,丙应为H2SO4,浓硫酸与Cu在加热条件下生成SO2。
【详解】
(1)甲为氧化物,不溶于水的白色固体,但既能溶于硫酸又能溶于氢氧化钠溶液,应为两性氧化物,应是Al2O3,由转化关系可知,甲与硫酸反应生成乙为Al2(SO4)3,硫酸铝与氨水反应生成丙为Al(OH)3,氢氧化铝加热分解可以生成氧化铝,则:
甲
乙为氧化铝溶于稀硫酸,发生反应的离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;丙
甲为氢氧化铝受热分解,发生反应的化学方程式为2Al(OH)3
Al2O3+3H2O;
(2)若甲是无色气体,也是形成酸雨的物质,乙在标准状况下为无色晶体,则甲为SO2,乙为SO3,丙应为H2SO4,浓硫酸与Cu在加热条件下生成SO2,则:
甲
乙为SO2的催化氧化生成SO3,发生反应的化学反应方程式为2SO2+O2
2SO3;丙
甲为浓硫酸与Cu在加热条件下生成SO2,发生反应的化学反应方程式为2H2SO4(浓)+Cu
CuSO4+2H2O+SO2↑。
【点睛】
解框图题的方法:
最关键的是寻找“突破口”,“突破口”就是抓“特”字,例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等,如
(1)中氧化物甲既能和稀硫酸反应,又能和NaOH溶液反应,则甲为两性氧化物,结合所学元素及其化合物,只能是氧化铝。
3.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。
(1)根据①②实验事实可推断它们的化学式为:
A____________,B___________。
(2)写出醋酸与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,写出溶液中存在的离子的物质的量之比___________;在此溶液中加入锌粒,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】BaCl2AgNO3CO32-+2CH3COOH=2CH3COO-+CO2↑+H2On(Cl-):
n(NO3-):
n(Cu2+)=1:
1:
1Zn+Cu2+═Zn2++Cu取少量C溶液于试管中,先加盐酸,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】
根据题中所给的8种离子,可以推断出这些可溶性物质分别为AgNO3、BaCl2、CuSO4、Na2CO3;C盐的溶液呈蓝色,则C为CuSO4;向这4种溶液中加入盐酸,B盐溶液生成沉淀,D盐溶液生成无色无味的气体,则B为AgNO3,D为Na2CO3,A为BaCl2。
【详解】
经分析,A为BaCl2,B为AgNO3,C为CuSO4,D为Na2CO3;
(1)A为BaCl2,B为AgNO3;
(2)D为Na2CO3,醋酸与D的离子方程式为:
CO32-+2CH3COOH=2CH3COO-+CO2↑+H2O;
(3)有相同物质的量的BaCl2、AgNO3、CuSO4的溶液,假设这三种盐都有1mol,则共有1molBa2+、1molAg+、1molCu2+、2molCl-、1molNO3-、1molSO42-,混合后1molBa2+和1molSO42-沉淀,1molAg+和1molCl-沉淀,剩1molCu2+、1molCl-、1molNO3-,则三种离子的物质的量之比为1:
1:
1;向混合后的溶液中加入锌粒,发生反应Zn+Cu2+=Cu+Zn2+;
(4)C溶液中的阴离子为SO42-,其检验方法为:
取少量C溶液于试管中,先加盐酸,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-。
4.某无色混合溶液中可能含有的离子如下表所示:
可能大量含有的阳离子
H+、Al3+、NH4+、Na+
可能大量含有的阴离子
Cl-、AlO2-、SO42-、MnO4-、Br-、I-、CO32-
为探究其成分,进行了以下探究实验。
探究一:
甲同学取一定量的混合溶液,用pH试纸检验,溶液pH<7;向其中逐液加入氢氧化钠溶液,产生沉淀的物质的量(n)与加入氢氧化钠溶液的体积(V)的关系如图所示。
探究二
乙同学取一定量的混合溶液,向溶液中加氯水,无气体产生,再加入CCl4振荡、静置,CCl4层呈橙红色,用分液漏斗分液;向分液后的水溶液中加入AgNO3和HNO3混合液,有白色沉淀产生。
探究三:
另取原溶液少量加入Ba(NO3)2和盐酸的混合液,产生白色沉淀。
(1)该溶液中一定含有的阴离子是___;其中能确定离子浓度之比的,对应离子物质的量浓度之比为___;不能肯定是否含有的离子是___。
确定其中阳离子的实验方法为___。
(2)请写出沉淀减少过程中发生反应的离子方程式___。
【答案】Br-、SO42-c(H+):
c(NH4+):
c(Al3+)=2:
3:
1Na+、Cl-焰色反应Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O
【解析】
【分析】
无色混合溶液中不能含有MnO4-;
由探究一知,溶液的pH<7,开始加入2V0NaOH无沉淀生成说明发生的反应是:
H++OH-═H2O,有H+,则无AlO2-、CO32-;再加入氢氧化钠溶液至5V0,生成沉淀增多至最大,反应为Al3++3OH-═Al(OH)3↓,有Al3+,此过程消耗氢氧化钠溶液3V0;继续加入氢氧化钠,沉淀量不变,说明氢氧化钠和溶液中的铵根离子反应:
NH4++OH-=NH3•H2O,消耗氢氧化钠溶液3V0;继续加入氢氧化钠溶液,沉淀开始溶解,到加入9V0氢氧化钠溶液,沉淀全部溶解,发生的反应为Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O,消耗氢氧化钠的体积V0;
根据探究二,向溶液中加氯水,无气体产生,说明无CO32-,再加入CCl4振荡、静置,CCl4层呈橙红色,说明有Br-,不含I-;用分液漏斗分液,向分液后的水溶液中加入AgNO3和HNO3混合液,有白色沉淀产生,说明分液后的水溶液中有Cl-,因为加入的氯水被还原成Cl-,不能确定原混合液中是否含Cl-;
根据探究三,加入少量Ba(NO3)2和盐酸的混合液,产生白色沉淀,说明原混合液中有SO42-;
综上分析,混合溶液中一定含有的离子:
H+、Al3+、NH4+、Br-、SO42-,一定不含的离子:
MnO4-、CO32-、I-、AlO2-,可能含有的离子:
Na+、Cl-。
【详解】
无色混合溶液中不能含有MnO4-;
由探究一知,溶液的pH<7,开始加入2V0NaOH无沉淀生成说明发生的反应是:
H++OH-═H2O,有H+,则无AlO2-、CO32-;再加入氢氧化钠溶液至5V0,生成沉淀增多至最大,反应为Al3++3OH-═Al(OH)3↓,有Al3+,此过程消耗氢氧化钠溶液3V0;继续加入氢氧化钠,沉淀量不变,说明氢氧化钠和溶液中的铵根离子反应:
NH4++OH-=NH3•H2O,消耗氢氧化钠溶液3V0;继续加入氢氧化钠溶液,沉淀开始溶解,到加入9V0氢氧化钠溶液,沉淀全部溶解,发生的反应为Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O,消耗氢氧化钠的体积V0;
根据探究二,向溶液中加氯水,无气体产生,说明无CO32-,再加入CCl4振荡、静置,CCl4层呈橙红色,说明有Br-,不含I-;用分液漏斗分液,向分液后的水溶液中加入AgNO3和HNO3混合液,有白色沉淀产生,说明分液后的水溶液中有Cl-,因为加入的氯水被还原成Cl-,不能确定原混合液中是否含Cl-;
根据探究三,加入少量Ba(NO3)2和盐酸的混合液,产生白色沉淀,说明原混合液中有SO42-;
(1)该溶液中一定含有的阴离子:
Br-、SO42-;其中能确定离子浓度之比的是H+、NH4+、Al3+,根据它们消耗的NaOH溶液的体积和相应的离子方程式,c(H+):
c(NH4+):
c(Al3+)=2V0:
3V0:
V0=2:
3:
1;不能肯定是否含有的离子:
Na+、Cl-;确定是否含Na+的实验方法为:
焰色反应;
(2)沉淀减少过程为Al(OH)3与NaOH的反应,反应的离子方程式:
Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O。
【点睛】
本题考查离子的推断,在推断过程中必须注意离子的共存和引入的离子对判断的干扰,如题中Cl-的判断。
5.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。
6.A、B、C、D都是中学化学常见的物质,其中A、B、C均含同一种元素。
在一定条件下相互转化关系如下图所示(部分产物已略去)。
请按要求回答下列问题:
(1)若B、C为氧化物,B转化为C时,质量增加25%,C能够与水反应生成一种强酸,则B
转化为C的化学方程式是_______________________;
(2)若D为某金属单质,向C的溶液中滴加硝酸银溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,则B的化学式是_____________;
(3)若D为强电解质溶液,A和C在溶液中反应生成白色沉淀B,则A和C反应的离子方程式是___________________符合条件的D物质可能是___________(填序号)。
①硫酸②醋酸③氢氧化钠④一水合氨⑤氯化钡
【答案】
(1)2SO2+O2
2SO3;
(2)FeCl3;(3)6H2O+Al3++3AlO2-=4Al(OH)3↓。
【解析】
试题分析:
(1)若B、C为氧化物,B转化为C时,质量增加25%,C能够与水反应生成一种强酸,则B、C分别为SO2、SO3,B转化为C的化学方程式是2SO2+O2
2SO3;
(2)向C的溶液中滴加硝酸银溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该沉淀为AgCl,说明B、C为氯化物,D为某金属单质,B、D发生化合反应,应为FeCl3和Fe反应,A是Cl2;(3)A、B、C均含同一种元素,D为强电解质溶液,A和C在溶液中反应生成白色沉淀B,A和C在溶液中反应生成白色沉淀B,沉淀B应为Al(OH)3,A是AlCl3,C是NaAlO2,由Al3+和3AlO2发生互促水解反应生成,反应的离子方程式为6H2O+Al3++3AlO2-=4Al(OH)3↓。
考点:
考查物质的性质及相互转化关系的知识。
7.A、B、C、D均为中学所学的常见物质且均含有同一种元素,它们之间的转化关系如下图所示(反应条件及其他产物已略去):
(1)若A、D的水溶液均呈酸性,且D为强酸。
①A、D分别为A:
,D:
。
(填写化学式,下同)
②写出B→C转化的化学方程式:
。
③简述检验B物质的方法。
④写出D的浓溶液和Cu在加热条件的化学方程式。
(2)若A的水溶液能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D的稀溶液能使蓝色的湿润石蕊试纸变红。
①工业上合成A的化学方程式:
___________。
在实验室中则用加热固体混合物的方法制取气体A,其化学方程式为。
②写出C→D的化学方程式,并用双线桥标出电子转移的方向和数目。
③写出A→B的化学方程式
④1.92g铜投入一定的D浓溶液中,铜完全溶解,共收集到672mL气体(标准状况)。
将盛有此气体的容器倒扣在水中,通入标准状况下一定体积的O2,恰好使气体完全溶于水中,则通入O2的体积为mL。
【答案】
(1)①H2S;H2SO4;②2SO2+O2
2SO3(条件不写扣1分,
不写不得分);③将B通入到品红溶液中,溶液褪色,加热后,又恢复为红色;④2H2SO4(浓)+Cu
CuSO4+2H2O+SO2↑;
(2)①N2+3H2
2NH3;2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3+2H2O;
②
③4NH3+5O2
4NO+6H2O;④336mL
【解析】
试题分析:
(1)①若A、D的水溶液均呈酸性,且D为强酸,S元素化合物符合转化关系,可推知,A为H2S、B为SO2、C为SO3、D为H2SO4,故答案为H2S;H2SO4;
②B→C转化的化学方程式为2SO2+O2
2SO3,故答案为2SO2+O2
2SO3;
③简述检验SO2物质的方法:
将B通入到品红溶液中,溶液褪色,加热后,又恢复为红色,
故答案为将B通入到品红溶液中,溶液褪色,加热后,又恢复为红色;
④硫酸的浓溶液和Cu在加热条件的化学方程式:
2H2SO4(浓)+Cu
CuSO4+2H2O+SO2↑,
故答案为2H2SO4(浓)+Cu
CuSO4+2H2O+SO2↑;
(2)若A的水溶液能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D的稀溶液能使蓝色的湿润石蕊试纸变红,则A为NH3,B为NO,C为NO2,D为HNO3。
①工业上合成氨的化学方程式为N2+3H2
2NH3;在实验室中则用加热固体混合物的方法制取气体氨气,其化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3+2H2O,故答案为N2+3H2
2NH3;2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3+2H2O;
②C→D的化学方程式和电子转移的方向和数目分析如下:
,故答案为
;
③A→B转化的化学方程式:
4NH3+5O2
4NO+6H2O,故答案为4NH3+5O2
4NO+6H2O;
④D浓溶液为HNO3,1.92gCu的物质的量为:
n(Cu)=
=0.03mol,反应时失去电子为:
2×0.03mol=0.06mol,反应整个过程为HNO3
NO、NO2
HNO3,反应前后HNO3的物质的量不变,而化合价变化的只有铜和氧气,则Cu失去电子数目等于O2得到电子的数目,所以消耗氧气的物质的量为:
n(O2)=
=0.015mol,标况下需要氧气的体积为:
V(O2)=0.015mol×22.4L/mol=0.336L=336mL,故答案为336。
【考点定位】考查无机推断
【名师点晴】本题考查无机物推断,涉及Na、S等元素单质及化合物的转化。
旨在考查学生对元素化合物知识熟练掌握,注意掌握中学常见的连续反应。
此类题的解答一般有以下步骤:
思维起点的选择:
思维起点是指开始时的思维指向、思维对象或思维角度,推断题中的思维起点应是最具特征的某个条件(包括文字叙述或某个变化过程);思维过程的展开:
解题者在确定思维起点的基础上,利用题目所给信息,结合已有的化学知识和解题经验,不断地缩小问题状态与目标状态的距离;思维过程的检验:
将上述思维过程的结果代入题中,检查一下是否符合题中条件。
8.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是葡萄酒中常用的抗氧化剂。
一种以硫黄为原料制取Na2S2O5的生产工艺如下:
已知:
结晶脱水发生的反应:
回答下列问题:
(1)Na2S2O5中硫元素的化合价为________。
(2)焚烧炉中反应的化学方程式为________________。
(3)反应器中发生反应的离子方程式为________________。
(4)葡萄酒酿造过程中添加Na2S2O5会放出一种有刺激性气味的气体,该气体是一种食品添加剂。
实验室中检验该气体的常用试剂是________________。
(5)废水中的硫单质(S8)能与碱反应,化学反应:
,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
【答案】+4
品红溶液2:
1
【解析】
【分析】
硫磺在空气中燃烧生成
,
在洗涤塔中溶于水得到亚硫酸,经除杂后与
反应得到
,再经题目给出的反应式结晶脱水即可得到产物。
【详解】
(1)钠为+1价,氧为-2价,则硫只能是+4价;
(2)焚烧炉里实际就是硫在空气中燃烧:
;
(3)根据分析,反应器中实际上是亚硫酸和
的反应:
;
(4)这种刺激性气味的气体就是
,实验室中可用品红溶液来检验,若能使品红褪色且加热后能复原,即可证明是
;
(5)不难看出这是一个硫的歧化反应,有16个硫的化合价从0价降低到-2价,有8个硫的化合价从0价升高到+4价,因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为16:
8,即2:
1。
9.某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1mol·L-1的Ba(NO3)2溶液中,得到了BaSO4沉淀,为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2,该小组突出了如下假设:
假设一:
溶液中的NO3-
假设二:
溶液中溶解的O2
(1)验证假设一
该小组涉及实验验证了假设一,请在下表空白处填写相关实验现象
实验步骤
实验现象
结论
实验1:
在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体
____
假设一成立
实验2:
在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBa(NO3)2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体
____
(2)为深入研究该反应,该小组还测得上述两个实验中溶液的pH随通入SO2体积的变化曲线入下图
实验1中溶液pH变小的原因是____;V1时,实验2中溶液pH小于实验1的原因是(用离子方程式表示)_________。
(3)验证假设二
请设计实验验证假设二,写出实验步骤,预期现象和结论。
实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程)____
(4)若假设二成立,请预测:
在相同条件下,分别通入足量的O2和KNO3,氧化相同的H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计),充分反映后两溶液的pH前者_______(填大于或小于)后者,理由是________
【答案】无明显现象有白色沉淀生成SO2溶于水后生成H2SO33SO2+2NO3-+2H2O=3SO42-+4H++2NO
实验步骤
实验现象
结论
实验1:
作为参考实验
假设二成立
实验3:
将纯净的SO2气体通入未经脱O2处理的25mL0.1mol/L的BaCl2溶液中
有白色沉淀生成
小于反应的离子方程式表明,足量的O2和NO3-分别氧化相同的H2SO3,生成的H+的物质的量前者多余后者
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据强酸制弱酸的原理,亚硫酸是弱酸不能制备盐酸,故实验1无现象,SO2溶于水后生成H2SO3,亚硫酸显酸性,电离出H+,和NO3-结合生成硝酸,具有强氧化性,将SO32-氧化成SO42-,故生成白色的BaSO4沉淀;
(2)SO2溶于水后生成H2SO3,亚硫酸显酸性,故pH值减小;3SO2+2NO3-+2H2O=3SO42-+4H++2NO;
(3)
实验步骤
实验现象
结论
实验
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