高考化学硫及其化合物提高练习题压轴题训练及答案.docx
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高考化学硫及其化合物提高练习题压轴题训练及答案
高考化学硫及其化合物提高练习题压轴题训练及答案
一、高中化学硫及其化合物
1.亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、医药等工业。
实验室用如图装置(夹持装置略)制备少量NOSO4H,并测定产品的纯度。
已知:
NOSO4H遇水分解,但溶于浓硫酸而不分解。
(1)装置A制取SO2
①A中反应的化学方程式为___。
②导管b的作用是___。
(2)装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H。
①该反应必须维持体系温度不得高于20℃,采取的措施除了冷水浴外,还可以是___(只写1种)。
②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速度明显加快,其原因是___。
(3)装置C的主要作用是___(用离子方程式表示)。
(4)该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是___。
(5)测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度
准确称取1.380g产品放入250mL的碘量瓶中,加入0.1000mol·L-1、60.00mL的KMnO4标准溶液和10mL25%H2SO4溶液,然后摇匀。
用0.2500mol·L-1草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。
已知:
2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4
①配平:
__MnO4-+__C2O42-+__=__Mn2++__+__H2O
②滴定终点时的现象为___。
③亚硝酰硫酸的纯度=___。
(精确到0.1%)[M(NOSO4H)=127g·mol-1]
【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑平衡压强,使分液漏斗中的液体能顺利流下;调节分液漏斗活塞,控制浓硫酸的滴加速度生成的NOSO4H作为该反应的催化剂SO2+2OH-=SO32-+H2OC装置中的水蒸气会进入B中使NOSO4H分解2516H+210CO2↑8溶液恰好由粉红色变为无色,且半分钟内不恢复92.0%
【解析】
【分析】
(1)①装置A是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应制取SO2;
②导管b的作用平衡压强的作用;
(2)①装置B中浓硝酸与二氧化硫在浓硫酸的作用下反应制得NOSO4H,该反应必须维持体系温度不得高于20℃,采取的措施除了冷水浴外,结合反应的操作;
②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速率加快,说明NOSO4H起到了催化作用;
(3)装置C主要作用是吸收二氧化硫防止污染空气;
(4)NOSO4H遇水分解;
(5)①高锰酸钾溶液在酸性条件下氧化草酸钠生成二氧化碳,结合元素化合价变化和电子守恒、原子守恒配平书写离子反应方程式;
②高锰酸钾自身在反应中的颜色变化就可作为终点判断指示剂;
③根据反应2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4,结合滴定中消耗高锰酸钾的物质的量可得到亚硝酰硫酸的物质的量,据此计算纯度。
【详解】
(1)①利用装置A,固液混合制取二氧化硫,其方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;
②导管b的作用是:
平衡压强,使分液漏斗中的液体能顺利流下;
(2)①浓硫酸遇水放出大量热,维持体系温度不得高于20℃,还可以是调节分液漏斗活塞,控制浓硫酸的滴加速度;
②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,反应速率明显加快,温度变化不大,排除温度的影响,其原因是:
生成的NOSO4H作为该反应的催化剂,加快了反应速率;
(3)装置C利用NaOH溶液将剩余的SO2吸收,防止污染环境,方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O;
(4)NOSO4H遇水分解,C装置(或A)中的水蒸气会进入B中使NOSO4H发生分解;
(5)①发生的是MnO4-和C2O42-的氧化还原反应,MnO4-做氧化剂,被还原成生成Mn2+,C2O42-做还原剂,被氧化成二氧化碳。
结合得失电子守恒和电荷守恒可得到MnO4-和C2O42-的离子反应方程式为:
2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
②利用草酸钠溶液滴定酸性KMnO4溶液,滴定终点时的现象为:
溶液恰好由粉红色变为无色,且半分钟内不恢复;
③根据题意可知,酸性KMnO4溶液先与NOSO4H反应,利用草酸钠溶液滴定剩余酸性KMnO4溶液。
用0.2500mol·L-1草酸钠标准溶液滴定酸性KMnO4溶液,消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。
可知剩余的KMnO4的物质的量n1(MnO4-)=
n(C2O42-)=
×0.2500mol·L-1×20.00×10-3L=2×10-3mol,则亚硝酰硫酸消耗的KMnO4的物质的量n2(MnO4-)=0.1000mol·L-1·60.00×10-3L-2×10-3mol=4×10-3mol。
n(NOSO4H)=
n2(MnO4-)=10-2mol,亚硝酰硫酸的纯度=
×100%=
×100%=92.0%。
2.
(1)古代锻造刀剑时,将炽热的刀剑快速投入水中“淬火”,反应为:
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2。
该反应中H2O作__________(填“氧化剂”或“还原剂”);
(2)检验某溶液中是否含有SO42-,先加盐酸,再加______(填“BaCl2”或“NaCl;
(3)海水提镁的重要步骤之一是用沉淀剂将海水中的Mg2+沉淀。
该沉淀剂是__________(填“生石灰”或“盐酸”)。
(4)过氧化钠可用于呼吸面具中作为氧气的来源。
完成下列化学方程式:
2Na2O2+2______=2Na2CO3+O2↑;
(5)某同学炒菜时发现,汤汁溅到液化气的火焰上时,火焰呈黄色。
据此他判断汤汁中含有________(填“钠”或“钾”)元素;
【答案】氧化剂BaCl2生石灰CO2钠
【解析】
【详解】
(1)在3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2中氢元素的化合价从+1价降为0价,则H2O作氧化剂;
(2)检验某溶液中是否含有SO42-,先加稀盐酸,可以排除银离子与碳酸根离子等离子的干扰,再加入BaCl2溶液,产生的沉淀是硫酸钡;
(3)海水中的Mg2+沉淀是生成Mg(OH)2,沉淀剂是利用生石灰与水反应生成氢氧化钙,从而将Mg2+沉淀;
(4)过氧化钠可用于呼吸面具中作为氧气的来源,是利用Na2O2与CO2或水蒸气反应生成氧气,则2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑;
(5)钠元素的焰色反应呈黄色,即可判断汤汁中含有钠元素。
3..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图所示(反应条件及他物质已经略去);
Ⅰ.若A是一种黄色固体单质;B为酸雨的成因之一,且可使品红溶液褪色,回答以下问题:
(1)将B通入KMnO4溶液的现象为__________________________,体现B的_____________(选填“氧化性”“还原性”“漂白性”)
(2)98%的浓硫酸改为氧化物形式SO3·nH2O,则n值为_________(可写成分数形式)
Ⅱ.若A气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则回答下列问题
(1)写出写出A→B的化学方程式_____________________________________________。
(2)实验室常用右图所示装置制取并收集A气体,请在框中画出实验室收集A气体的装置图________。
(3)尾气处理装置中使用倒扣漏斗的作用是________________________。
【答案】紫色溶液褪色还原性
4NH3+5O2
4NO+6H2O
防止倒吸
【解析】
【分析】
Ⅰ.常温下A为淡黄色固体单质,即说明A是S,则B是二氧化硫,C是三氧化硫,D是硫酸。
Ⅱ.若A气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,应为NH3,则B为NO,C为NO2,D为HNO3。
【详解】
Ⅰ.
(1)SO2有还原性会被高锰酸钾氧化,将SO2通入KMnO4溶液的现象为:
紫色溶液褪色;体现SO2的还原性;
(2)设98%的浓硫酸质量为100g,则m(H2SO4)=100g×98%=98g,m(H2O)=100g-98g=2g,则n(H2SO4)=
=1mol,n(H2O)=
=
mol,100g98%的浓硫酸中1mol硫酸分子等价1molSO3和1molH2O,水的总物质的量为
mol+1mol=
,改写为氧化物形式SO3·nH2O,则n=
;
Ⅱ.
(1)由分析可知A为NH3,B为NO,氨气的催化氧化可以生成NO,方程式为:
4NH3+5O2
4NO+6H2O;
(2)氨气密度比空气小,极易溶于水,不能用排水法收集,可以用向下排空气法收集,装置为
(3)尾气处理装置中使用倒扣漏斗的作用是:
防止倒吸。
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。
5.一无色透明的溶液做如下实验:
①取少量溶液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成。
②另取部分溶液加入Na2O2,有无色无味气体放出且有白色沉淀生成,加入Na2O2的量与生成沉淀的量的关系如图所示,试问:
(1)Cu2+、NH4+、Al3+、Mg2+、Na+、Fe3+、K+、SO42-等离子中一定存在的离子是__;可能存在的离子是__;一定不存在的离子是___。
(2)上述溶液至少由___等物质混合成。
【答案】SO42-、Al3+、Mg2+Na+、K+Cu2+、Fe3+、NH4+Al2(SO4)3、MgSO4
【解析】
【分析】
因是“无色透明溶液”,该溶液中不能含有有色的Cu2+、Fe3+,根据“取少量溶液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成”可知溶液中含有SO42-;向溶液中加入过氧化钠,产生无色无味气体,说明该溶液中不含NH4+,因为若有 NH4+,会与过氧化钠与水反应生成的氢氧化钠反应生成氨气,氨气具有刺激性气味;当向溶液中加入过氧化钠时,会生成白色沉淀,且沉淀量先增加后减少,但不会完全消失,说明溶液中含有Al3+、Mg2+;由于沉淀达到最大量后,加入过量的过氧化钠后沉淀立刻溶解,则溶液中一定不存在NH4+;因此该溶液中一定存在的离子为:
SO42-、Al3+、Mg2+,可能含有Na+、K+,一定不存在的离子为:
Cu2+、Fe3+、NH4+,据此进行解答。
【详解】
(1)因是“无色透明溶液”,该溶液中不能含有有色的Cu2+、Fe3+,根据“取少量溶液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成”可知溶液中含有SO42-;向溶液中加入过氧化钠,产生无色无味气体,说明该溶液中不含NH4+,因为若有 NH4+,会与过氧化钠与水反应生成的氢氧化钠反应生成氨气,氨气具有刺激性气味.当向溶液中加入过氧化钠时,会生成白色沉淀,且沉淀量先增加后减少,但不会完全消失,说明溶液中含有Al3+、Mg2+;由于沉淀达到最大量后,加入过量的过氧化钠后沉淀立刻溶解,则溶液中一定不存在NH4+,因此该溶液中一定存在的离子为:
SO42-、Al3+、Mg2+,可能含有Na+、K+,一定不存在的离子为:
Cu2+、Fe3+、NH4+;
(2)溶液中一定含有的离子为SO42-、Al3+、Mg2+,所以至少存在的物质为:
Al2(SO4)3、MgSO4。
6.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。
7.常温下某淡黄色固体单质A,与它的气态氢化物B和氧化物C之间,有如右图的转变关系,试回答:
(1)A是_______、B是_______、C是_______。
(2)B的物质的量为x,氧气的物质的量为y,则当B跟氧气恰好反应,完全转化为A时,x与y的数值关系为_______;若当B转化为C时,反应后,常温下体系中只有C一种气体,x与y的数值关系是_______________。
【答案】SH2SSO2
【解析】 【详解】 (1)常温下某淡黄色固体单质A为S,S与O2在点燃时发生反应产生C是SO2,它的气态氢化物B是H2S,H2S不完全燃烧产生S和H2O,完全燃烧产生SO2和H2O,因此A、B、C三种物质分别是: A为S,B为H2S,C为SO2; (2)H2S物质的量是x,氧气的物质的量为y,当H2S跟氧气恰好反应,完全转化为S时,发生反应: 2H2S+O2 2S+2H2O,根据方程式可知x与y的数值关系是: y: x= ; 当H2S部分转化为S单质,部分转化为SO2气体,2H2S+O2 2S+2H2O反应后,在常温下体系中只有SO2这一种气体,此时 <y: x,根据方程式2H2S+3O2 2SO2+2H2O可知,当y: x=3: 2时,只有SO2一种气体剩余,若y: x> 时,O2过量,H2S完全转化为SO2,O2还有剩余,2H2S+3O2 2SO2+2H2O反应后,常温下体系中除了有SO2气体外,还有剩余的O2,所以符合要求的x与y的数值关系是 。 8.已知化合物A、B、C、D、E、F、G和单质甲、乙所含元素均为短周期元素,A的浓溶液与甲能发生如下图所示的反应,甲是常见的黑色固体单质,可为生产生活提供热能,乙是常见的无色气体单质,B是无色有刺激性气味的气体,是主要的大气污染物之一,常温下,C是一种无色液体. 请回答下列问题 (1)C的化学式_________; (2)D的电子式_________; (3)写出C+E→F+乙的离子方程式_________; (4)写出B+C+乙→A的化学方程式并用单线桥表示电子转移的方向和数目_________; 【答案】H2O 2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑ 【解析】 【分析】 甲是常见的黑色固体单质,可为生产生活提供热能,可知甲是C,B是无色有刺激性气味的气体,是主要的大气污染物之一,B为SO2气体,因此A为浓硫酸溶液,常温下,C是一种无色液体是水,D为CO2,二氧化硫和氧气和水反应生成硫酸,故乙为O2,水、二氧化碳均与E反应生成氧气,说明E为Na2O2,则F为NaOH,G为Na2CO3,以此分析解答。 【详解】 (1)由上述分析可知,C为H2O,故答案: H2O; (2)由上述分析可知,D为CO2,其电子式为 ,故答案: ; (3)由上述分析可知,C为H2O,E为Na2O2,则F为NaOH,所以C+E→F+乙的离子方程式为2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑,故答案: 2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑; (4)由上述分析可知,B为SO2,C为H2O,乙为氧气,A为浓硫酸溶液,所以B+C+乙→A的化学方程式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,转移4e-,则单线桥表示电子转移的方向和数目为 ,故答案: 【点晴】 无机推断为高频考点,把握习题中物质的颜色、气味、与生活环境的关系及相互转化来推断各物质为解答的关键,侧重S及其化合物和Na及其化合物性质的进行分析。 9.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
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