1、硫及其重要化合物(45分钟100分)一、选择题(本题包括8小题,每题6分,共48分)1.下列现象或事实可用同一原理解释的是()A.浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低B.SO2和FeSO4溶液使酸性高锰酸钾的紫色褪去C.漂白粉和水玻璃长期暴露在空气中变质D.亚硫酸钠溶液和氯化铝溶液在空气中蒸干不能得到对应的溶质【解析】选B。浓硫酸具有吸水性,浓盐酸具有挥发性,二者在空气中浓度都变低,但原理不同,故A错误;SO2和FeSO4溶液都有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;漂白粉在空气中变质是因为吸收CO2和水生成HClO,然后见光分解,而水玻璃的变质是因为与空气中的CO2反应生成了硅酸的缘故
2、,两者也不能用同一原理解释,C错误;亚硫酸钠溶液在空气中氧化生成硫酸钠,氯化铝溶液蒸干得到的是氢氧化铝,D错误。2.下列解释事实的对应反应方程式正确的是()A.亚硫酸钠水溶液显碱性:S+2H2OH2SO3+2OH-B.SO2水溶液显酸性:SO2+H2OH2SO32H+SC.制黑火药“一硫二硝三木炭”反应原理为S+2KNO3+3CK2S+N2+3CO2D.浓NaOH溶液与少量二氧化硫:SO2+OH-HS【解析】选C。多元弱酸盐的阴离子分步水解,离子方程式为S+H2OHS+OH-、HS+H2OH2SO3+OH-,A错误;亚硫酸是多元弱酸,分步电离,方程式为SO2+H2OH2SO3H+HS,B错误;
3、火药反应原理为S+2KNO3+3CK2S+N2+3CO2,C正确;少量的SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO3和水,离子方程式为SO2+2OH-H2O+S,D错误。3.分别将足量下列气体通入稀Na2S溶液中,可以使溶液变浑浊的是()A.COB.SO2C.HClD.CO2【解析】选B。CO不与Na2S发生反应,A错误;SO2溶于水生成H2SO3,在酸性条件下,H2SO3可氧化S2-生成单质硫沉淀,B正确;利用强酸制取弱酸规律,即发生反应2H+S2-H2S,没有沉淀产生,C错误;D中不产生沉淀,D错误。4.将少量SO2气体通入BaCl2和FeCl3的混合溶液中,溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有
4、白色沉淀产生。针对上述变化,下列分析正确的是()A.该实验表明SO2有漂白性B.白色沉淀为BaSO3C.该实验表明FeCl3有还原性D.反应后溶液酸性增强【解析】选D。SO2的漂白性是指SO2与有色物质结合为不稳定的无色物质,此反应中二氧化硫作还原剂,A错误;SO2被氧化为硫酸,生成的沉淀为硫酸钡,B错误;反应中溶液由棕黄色变成浅绿色,该实验表明FeCl3具有氧化性,C错误;反应后生成硫酸,酸性增强,D正确。5.如图在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列有关说法正确的是()A.湿润淀粉碘化钾试纸未变蓝说明SO2不能将I-还原为I2B.品红试纸、沾有KM
5、nO4溶液的滤纸均褪色证明了SO2具有漂白性C.实验后,可把注射器中的物质推入NaOH溶液,以减少环境污染D.蓝色石蕊试纸先变红后褪色【解析】选C。I-氧化为I2,A错误;品红试纸褪色证明SO2具有漂白性,沾有KMnO4溶液的滤纸褪色证明SO2具有还原性,B错误;SO2气体有毒,所以实验后,可把注射器中的物质推入NaOH溶液进行吸收,以减少环境污染,C正确;SO2仅能使蓝色石蕊试纸变红,D错误。【方法规律】(1)因SO2造成的褪色现象分类归纳SO2(2)SO2的检验将气体通入品红溶液中,品红溶液褪色,将褪色后的品红溶液加热又恢复红色,则该气体一定为SO2气体。6.将燃煤排放的含有SO2的烟气通
6、入海水(主要含Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、S、Br-、C、HC等离子)进行脱硫的工艺流程如图所示,下列说法中正确的是()A.天然海水显酸性B.氧化过程中可能发生的离子反应为2SO2+2H2O+O24H+2SC.排入大海的溶液与天然海水相比,只有S数量发生了变化D.若将氧化后的液体进行蒸发结晶,得到的晶体中CaSO4含量最高【解析】选B。因海水中含有能水解的C、HC,故海水显弱碱性,A错误;SO2能被氧气氧化为H2SO4,B正确;由于在吸收塔中SO2能与HC、C反应导致这些离子数量减小,C错误;海水中NaCl的含量远大于其他成分,故晶体中含量最高的是NaCl,D错误。【加固训练】下
7、列试剂中可用于除去CO2中少量SO2杂质的有()饱和NaHCO3溶液;酸性KMnO4溶液;溴水;饱和Na2CO3溶液A.B.C.D.【解析】选C。SO2可与饱和NaHCO3溶液反应生成CO2,但CO2不反应,可用于除杂,正确;SO2可与酸性高锰酸钾溶液反应产生硫酸,而二氧化碳不能发生反应,可除杂,正确;SO2可与溴水反应产生硫酸,而二氧化碳不能发生反应,可除杂,正确;二者均与碳酸钠反应,不能达到除杂的目的,错误。7.下列物质的检验,其结论一定正确的是()A.向某溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入HNO3后,白色沉淀不溶解,也无其他现象,说明原溶液中一定含有SB.向某溶液中加盐酸产生无
8、色气体,该气体使澄清的石灰水变浑浊,说明该溶液中一定含有C或SC.取少量久置的Na2SO3样品于试管中加水溶解,再加足量盐酸酸化,然后加BaCl2溶液,若加HCl时有气体产生,加BaCl2时有白色沉淀产生,说明Na2SO3样品已部分被氧化D.将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色,该气体一定是SO2【解析】选C。向某溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入HNO3后,白色沉淀不溶解,也无其他现象,说明原溶液中可能含有S或Ag+,A错误;向某溶液中加盐酸产生无色气体,该气体能使澄清的石灰水变浑浊,说明该溶液中一定含有C或S或HC或HS,B错误;Na2SO3样品于试管中加水溶解,再加足量盐酸酸化
9、,排除S的干扰,C正确;使品红溶液褪色的气体不一定是SO2,D错误。【易错提醒】S的检验(1)先加稀盐酸的目的是排除Ag+、C、S的干扰。(2)再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,发生反应的离子方程式:Ba2+SBaSO4。8.(能力挑战题)碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图),下列说法正确的是 ()A.洗气瓶中产生的沉淀是BaCO3B.Z导管出来的气体中无CO2C.洗气瓶中产生的沉淀只有BaSO4D.洗气瓶中产生的沉淀可能有BaSO3【解析】选C。碳与浓硫酸共热产生的气体X为CO2和SO2的混合气体,铜与浓硝酸反应产生的气体Y是N
10、O2,在溶液中SO2被H2O与NO2反应的硝酸氧化,洗气瓶中产生的是硫酸钡沉淀,A、D错误,C正确;Z处逸出的气体中有CO2和NO,NO遇到空气中的氧气生成了红棕色的NO2,B错误。二、非选择题(本题包括3小题,共52分)9.(16分)近年来,酸雨污染较为严重,防治酸雨成了迫在眉睫的问题。(1)有人提出了一种利用氯碱工业产品处理含二氧化硫废气的方法,流程如下:将含SO2的废气通入电解饱和食盐水后所得到的溶液中,得到NaHSO3溶液。反应的化学方程式为 _;将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸。将盐酸加入NaHSO3溶液中,反应所得到的SO2气体回收,生成的NaCl循环利用。反应的离子方程式:
11、 _。(2)还有学者提出利用Fe2+、Fe3+等离子的催化作用,常温下将SO2氧化成S而实现SO2的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案,在实验室条件下测定转化器中SO2氧化成S的转化率。该小组采用下图装置在实验室测定模拟烟气中SO2的体积分数,X溶液可以是_(填写字母)。A.碘的淀粉溶液B.酸性高锰酸钾溶液C.氢氧化钠溶液D.氯化钡溶液若上述实验是在标准状况下进行的,欲测定转化器中SO2氧化成S的转化率,已知气体流速,还需测定的数据有_、_。(3)该小组为探究SO2气体还原Fe3+、I2,使用的药品和装置如图所示:写出由铜和浓硫酸制取SO2的化学方程式 _。装置A中的现象是_。根据以
12、上现象,该小组同学认为SO2与FeCl3发生氧化还原反应。写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式 _;B中蓝色溶液褪色,表明I-的还原性比SO2_(填“强”或“弱”)。【解析】(1)含SO2的废气与NaOH溶液反应的化学方程式为SO2+NaOHNaHSO3;将盐酸与NaHSO3溶液反应的离子方程式为HS+H+SO2+H2O。(2)测定模拟烟气中SO2的体积分数,需要将SO2全部吸收,但不能吸收其他气体,且能发生明显的颜色变化,以便确定反应的终点,只能选用碘的淀粉溶液和酸性高锰酸钾溶液。求解SO2在混合气中的体积分数,需要求出两个量,一个是SO2的体积,一个是混合气的总体积。利用量气装置,可
13、求出吸收SO2后剩余气的体积;求解SO2的转化率,应求出SO2气体的总量和生成S的量,因为在前一问中已求出SO2在混合气中的含量,所以只需确定混合气的总量,利用流速求总量,只需知道通入时间,求SO2的转化率,只需确定沉淀质量。(3)铜和浓硫酸在加热条件下发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4CuSO4+SO2+2H2O;装置A中SO2作还原剂,被氧化为硫酸根离子,Fe3+作氧化剂,被还原为Fe2+,则A中反应的现象为溶液颜色由黄色逐渐变为浅绿色;SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式为2Fe3+SO2+2H2OS+2Fe2+4H+;B中蓝色溶液褪色,说明SO2将I2还原为I-,可知I-的还原
14、性比SO2弱。答案:(1)SO2+NaOHNaHSO3HS+H+SO2+H2O(2)AB实验时间加入盐酸酸化的BaCl2溶液后生成沉淀的质量(3)Cu+2H2SO4CuSO4+SO2+2H2O溶液由黄色变为浅绿色2Fe3+SO2+2H2OS+2Fe2+4H+弱10.(18分)燃煤的烟气中含有SO2,为了治理雾霾天气,工厂采用多种方法实现烟气脱硫。.(1)“湿式吸收法”利用吸收剂与SO2发生反应从而脱硫。下列试剂中适合用作该法吸收剂的是_(填字母序号)。a.石灰乳b.CaCl2溶液(2)某工厂利用含SO2的烟气处理含Cr2的酸性废水,吸收塔中反应后的铬元素以Cr3+形式存在,具体流程如下:用SO
15、2处理含铬废水时,利用了SO2的_性。吸收塔中发生反应的离子方程式为_。.石灰-石膏法和烧碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收反应为SO2+Ca(OH)2CaSO3+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化,反应为2CaSO3+O2+4H2O2CaSO42H2O。其流程如图1:图2烧碱法的吸收反应为SO2+2NaOHNa2SO3+H2O。该法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如图2:已知:试剂Ca(OH)2NaOH价格(元/kg)0.362.9吸收SO2的成本(元/mol)0.0270.232(3)石灰-石膏法和烧碱法相比,石灰-石膏法的优点是_,缺点是_。(4)某学习
16、小组在石灰-石膏法和烧碱法的基础上,设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案,流程图中的甲、乙、丙各是_、_、_(填化学式)【解析】.(1)a.二氧化硫是酸性氧化物,能与石灰乳反应,a正确;b.盐酸的酸性强于亚硫酸,CaCl2溶液与二氧化硫不反应,b错误。(2)反应中铬元素化合价从+6价降低到+3价,得到3个电子,因此二氧化硫失去电子被氧化,所以用SO2处理含铬废水时,利用了SO2的还原性。二氧化硫中硫元素化合价从+4价升高到+6价,失去2个电子,根据电子得失守恒和原子守恒可知吸收塔中发生反应的离子方程式为3SO2+Cr2+2H+2Cr3+3S+H2O。.(3)利用题中已知和有关信息可知采
17、用石灰-石膏法所用原料易得、成本低等;由于吸收产物亚硫酸钙难溶于水,所以缺点为亚硫酸钙在输送中容易造成管道堵塞,导致吸收速率慢、效率低。(4)将亚硫酸钠和氢氧化钙发生复分解反应生成NaOH,然后再将亚硫酸钙氧化得到CaSO42H2O,这样NaOH能循环利用,涉及反应为SO2+2NaOHNa2SO3+H2O,Na2SO3+Ca(OH)2CaSO3+2NaOH,2CaSO3+O2 2CaSO4,则甲为NaOH、乙为Ca(OH)2、丙为Na2SO3。答案:.(1)a(2)还原3SO2+Cr2+2H+2Cr3+3S+H2O.(3)原料便宜,成本低吸收慢,效率低(4)NaOHCa(OH)2Na2SO31
18、1.(18分)(能力挑战题)某校研究性学习小组,探究一定量的浓硫酸与足量锌充分反应产生的气体产物,进行如下实验:按图组装好实验装置,在A中加入5 mL 98%的浓硫酸和足量的锌粒,微热试管A,观察到C、D、E中均有气泡产生;随后气泡量减少,品红溶液褪色,D中先出现浑浊后浑浊消失;反应较长时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加。试回答下列问题:(1)写出A中从反应开始到停止可能发生反应的化学方程式:_。(2)从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中,并进行正确连接,a接_、_接b,c接_、_接d;D、E两支试管中CCl4的作用是_ _。(3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为_;反应较长时间后气
19、泡量又会明显增加的原因是_。(4)D中浑浊消失的离子反应方程式为 _。【解析】(1)开始阶段浓硫酸与锌反应产生SO2气体:Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2+2H2O,随反应的进行,浓硫酸逐渐被消耗,浓硫酸变为稀硫酸,与Zn发生置换反应生成H2:Zn+H2SO4ZnSO4+H2。(2)从图示看,C装置应是检验SO2气体的,应选择甲装置,则B处需接一安全装置。(3)浓硫酸的强氧化性表现在S被还原,生成SO2的反应。(4)D中浑浊消失是因为过量的SO2与CaSO3反应生成Ca(HSO3)2。答案:(1)Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2+2H2O、Zn+H2SO4(稀)ZnSO4+H2(2)3(或4)4(或3)21防倒吸(3)C中品红溶液褪色 浓硫酸变成稀硫酸后,与Zn反应放出H2(4)SO2+H2O+CaSO3Ca2+2HS