1、硫和氮的氧化物 (40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分)1酸雨被称为“天堂的眼泪”，会造成水土酸性化、建筑物加速腐蚀等危害。下列有关说法正确的是()A酸雨是指pH小于7的雨水BNO2与SO2的过度排放是形成酸雨的主要原因C.使用新型能源不会对酸雨的防治产生效果D酸雨不会对动物的健康产生任何影响【解析】选B。酸雨主要由化石燃料燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体形成的，酸雨是pH小于5.6的降水，故A错误；NO2与SO2的过度排放是形成酸雨的主要原因，故B正确；开发使用新型清洁能源，减少化石燃料的燃烧，可以从根本上防止酸雨的产生，故C错误；酸雨使水体酸化，从而使鱼
2、类的生殖和发育受到严重影响；它会直接伤害植物的芽和叶，影响植物的生长；酸雨危及人的健康和生命，因此，严重影响各种生物的生存，故D错误。2大量病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用，NO也是重要的信使分子。下列关于一氧化氮的叙述正确的是()A一氧化氮是一种红棕色气体B常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合C一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集【解析】选C。NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集。常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。3下列离子方程式正确的是()A向NaOH溶液中通入少量的SO2SO2OH=HSOB
3、向氯水中通入少量的SO2Cl2SO22H2O=4H2ClSOC将SO2通入饱和的NaHCO3溶液中2HCO=H2OCO2D将SO2通入BaCl2溶液中SO2H2OBa2=BaSO32H【解析】选B。A项为SO22OH=SOH2O；C项中应为2HCOSO2=SO2CO2H2O；D项中不反应。4NO2可以用氢氧化钠溶液吸收，或在一定条件下用氨气与其反应使之转化为无污染的物质，发生反应的化学方程式分别是2NO22NaOH=MNaNO3H2O，8NH36NO2=7X12H2O。则M、X代表的物质的化学式分别是()ANaNO2、N2BHNO2、N2CNO、HNO3 DN2、N2【解析】选A。根据得失电子
4、守恒、原子守恒综合判断可知，A项正确。5下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是()N2NO2NO2NONO2HNO3N2NON2NH3A B CD【解析】选C。该题有两个要求：(1)必须加入氧化剂；(2)通过一步反应就能完成。反应、从化合价角度来看都是升高，但反应N2NO2不能通过一步反应完成；而反应NO2HNO3虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能完成，如3NO2H2O=2HNO3NO，在该反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂；只有反应N2NO必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成。6如图装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质，下列说法正确的是()选项试剂现象结论A酸性KMnO
5、4溶液溶液褪色SO2有氧化性B品红溶液溶液褪色SO2有漂白性CNaOH溶液无明显现象SO2与NaOH溶液不反应D紫色石蕊溶液溶液变红色后不褪色SO2有酸性，没有漂白性【解析】选B。本题主要考查SO2的相关性质。A项中，SO2使酸性KMnO4褪色说明SO2有还原性，不是氧化性；C项中SO2与NaOH反应生成产物仍为无色，现象不明显，但SO2与NaOH反应了，故C错；D项中紫色石蕊溶液变红是H2SO3的酸性，不是SO2的酸性，故D项错误。7向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2气体，有白色沉淀生成，此沉淀是()ABaSO4 BFe2(SO4)3CBaSO3 DS【解析】选A。Fe2(S
6、O4)3不是沉淀，排除B项。题中隐含的条件为该白色沉淀不溶于酸，可以排除C项。Fe3有氧化性，SO2有还原性，两者可发生氧化还原反应，硫元素化合价升高，生成的SO与Ba2结合成BaSO4，根据该题的隐含信息，可写出下列化学方程式：2FeCl3SO22H2O=2FeCl2H2SO42HCl，BaCl2H2SO4=BaSO42HCl。8某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3，他们使用的药品和装置如下图所示，下列说法不合理的是()A.能表明I的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色B装置C的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气C为了验证A中发生了氧化还原反应，加入KMnO4溶液，紫红色褪去D为了验证A中
7、发生了氧化还原反应，加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀【解析】选C。向含有淀粉的碘水中通入SO2气体，会发生反应： SO2I22H2O=H2SO42HI，由于I2反应消耗，因此B中蓝色溶液褪色，证明物质的还原性：SO2I，A正确； SO2是大气污染物，由于SO2是酸性气体，可以与NaOH发生反应：SO22NaOH=Na2SO3H2O，所以可以用NaOH溶液吸收尾气，防止污染空气，B正确；若SO2与FeCl3不发生反应，向A中加入KMnO4溶液，发生反应：2KMnO45SO2 2H2O=K2SO42MnSO42H2SO4，溶液紫红色褪去；若SO2与FeCl3发生反应：SO22H2O2
8、FeCl3=H2SO4 2HCl2FeCl2；当向该溶液中加入酸性高锰酸钾溶液时，会发生反应：MnO5Fe28H=Mn2 5Fe34H2O，溶液紫红色也褪去，因此不能验证A中是否发生了氧化还原反应，C错误；若A中发生了氧化还原反应：SO22H2O2FeCl3=H2SO42HCl2FeCl2，溶液中含有硫酸，当加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液时，会发生反应：H2SO4 BaCl2=BaSO42HCl，产生白色沉淀；若没有发生氧化还原反应，则由于酸性HClH2SO3，向溶液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液，不产生白色沉淀，D正确。9.如图所示，试管中盛装的气体呈红棕色，当倒扣在盛有水的水槽中时，
9、试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水面继续上升，经过多次重复后，试管被水充满，对原试管中盛装的气体的说法正确的是()A可能是N2与NO2的混合气体B可能是N2O气体C可能是NO与NO2的混合气体D只可能是NO2一种气体【解析】选C。试管中盛装的气体呈红棕色，那么一定有二氧化氮存在。根据题述现象可知，原试管中盛装的气体的成分情况可能为NO2、NO2和O2(少量)、NO2和NO等，本题选C。10(2020湘潭高一检测)将标准状况下3 360 mL SO2气体通入100 mL 2 molL1的NaOH溶液中充分反应，所得溶液的溶质是()ANa2SO3 BNaHSO
10、3CNa2SO3和NaHSO3 DNaOH和Na2SO3【解析】选C。，因为1，所以充分反应后所得溶液的溶质为Na2SO3和NaHSO3。二、非选择题(本题包括2小题，共30分)11(12分)氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾。因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，发生反应的化学方程式为NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O，在该反应中，氧化剂是_，还原剂是_。(2)在一定条件下氨气可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式：_，反应中氧化剂是_，还原剂是_。【解析】(1)NO2
11、中氮元素的化合价降低，NO2作氧化剂，NO中氮元素的化合价升高，NO作还原剂。(2)氨气和二氧化氮反应后生成的无污染的物质是氮气和水。答案：(1)NO2NO(2)6NO28NH37N212H2ONO2NH312(18分)SO2是一种重要的氧化物，可用于生产三氧化硫、硫酸、亚硫酸盐、硫代硫酸盐，也可用作熏蒸剂、防腐剂、消毒剂、还原剂等。(1)SO2性质多变，若将SO2气体通入氢硫酸中，能看到的现象为_，该反应中SO2表现出_性；若将SO2气体通入酸性高锰酸钾溶液中，离子反应方程式为_，该反应中SO2表现出_性。(2)SO2有毒，且能形成酸雨，是大气主要污染物之一。石灰石膏法和碱法是常用的烟气脱硫
12、法。石灰石膏法的吸收原理：SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O；2CaSO3O24H2O=2CaSO42H2O。碱法的吸收原理：将含SO2的尾气通入足量的烧碱溶液中，请写出对应的化学反应方程式_；已知：试剂Ca(OH)2NaOH价格(元/kg)0.362.9与石灰石膏法相比，碱法的优点是吸收快、效率高，缺点是_；(3)在石灰石膏法和碱法的基础上，设计了双碱法，能实现物料循环利用。上述方法中，实现循环利用的物质是_，请用化学方程式表示在Na2SO3溶液中加入CaO后的反应原理_。【解析】(1)二氧化硫具有弱氧化性，将SO2气体通入氢硫酸中，发生反应SO22H2S=3S2H2O，看到的现象为溶液
13、中生成黄色沉淀，二氧化硫中S化合价由4价0价，化合价降低的反应物作氧化剂，体现氧化性；将SO2气体通入酸性高锰酸钾溶液中，高锰酸钾具有强氧化性，将二氧化硫溶于水后生成的亚硫酸氧化为硫酸，二氧化硫遇到强氧化剂时体现还原性，将MnO还原为Mn2，S元素的化合价升高2价，锰元素的化合价降低5价，则高锰酸根系数为2，二氧化硫系数为5，根据原子守恒，硫酸根系数为5，Mn2系数为2，根据电荷守恒，右侧补4个氢原子，最终根据H原子守恒，左侧补2个水，即方程式为5SO22MnO2H2O=5SO2Mn24H，二氧化硫中S元素的化合价由4价6价，化合价升高的反应物作还原剂，体现还原性。(2)二氧化硫作为酸性氧化物
14、，可以和氢氧化钠反应生成盐和水，参照二氧化碳和氢氧化钠反应的方程式，写出二氧化硫和氢氧化钠的反应方程式为2NaOHSO2=Na2SO3H2O，由于石灰的碱性比氢氧化钠弱，吸收SO2的速率慢、效率低，但吸收成本比氢氧化钠低得多。(3)从流程图中可以看出，向Na2SO3溶液中加入CaO后，生成NaOH，生成的NaOH可以作为二氧化硫的吸收剂，故NaOH为循环利用的物质；CaO加入溶液中会先和水反应，即CaOH2O=Ca(OH)2，生成的Ca(OH)2再和Na2SO3溶液反应，根据流程图，反应物之一为NaOH，再根据复分解反应原理，另一生成物为CaSO3，故反应方程式为Ca(OH)2Na2SO3=C
15、aSO32NaOH。答案：(1)溶液中生成黄色沉淀氧化性2MnO5SO22H2O=5SO2Mn24H还原性(2)SO22NaOH=Na2SO3H2O成本较高(3)NaOHCaOH2O=Ca(OH)2，Ca(OH)2Na2SO3=CaSO32NaOH (20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题，每小题5分，共10分)13(2020长沙高一检测)常温下将盛有10 mL NO2和10 mL NO的混合气体的试管倒立于水槽中并向其中通入O2，一段时间后，试管内还剩余2 mL气体，则通入O2的体积可能为()A8 mLB8.5 mLC10 mL D10.5 mL【解析】选B。当剩下的气体为O2时，说明1
16、0 mL NO2和10 mL NO完全反应生成硝酸，则：4NO2O22H2O=4HNO34 110 mL 2.5 mL4NO 3O22H2O=4HNO34 310 mL 7.5 mL所以通入的氧气体积为2.5 mL7.5 mL2 mL12 mL；当剩余的气体为NO时，可以认为10 mL NO2完全反应生成硝酸，10 mL NO中剩余2 mL，有8 mL转化成硝酸，则：4NO2O22H2O=4HNO34 110 mL 2.5 mL4NO3O22H2O=4HNO34 38 mL 6 mL所以通入氧气的体积为2.5 mL6 mL8.5 mL，故选B。14如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生
17、成的水已略去)，其中说法正确的是()A.反应说明SO2具有漂白性，反应说明SO2具有酸性B反应中生成物n(Na2SO3)n(NaHSO3)11时，则反应物n(SO2)n(NaOH)12C.反应均属于氧化还原反应D工业上可利用反应和反应回收SO2【解析】选D。反应中先变蓝后褪色显然是因为KIO3的还原产物先是I2后是I，体现了SO2具有还原性，反应属于酸性氧化物和碱的反应，体现了SO2具有酸性氧化物的通性，A错误；根据元素守恒，当n(Na2SO3)n(NaHSO3)11时，n(SO2)n(NaOH)23，B错误；反应是非氧化还原反应，C错误；反应吸收了二氧化硫，反应放出了SO2，可以通过2个反应
18、回收二氧化硫，D正确。二、非选择题(本题包括1小题，共20分)15如图所示：在水槽B中装有500 mL水，容积为a mL的试管A充满了NO2和NO的混合气体(标准状况)，将试管A倒插入水槽B的水中。充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5a mL。(1)将A倒插入水槽B中发生的反应为_，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为_，原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为_。(2)通过导气管C向余下0.5a mL气体的试管A中持续通入氧气，A中可能观察到的现象是_。(3)当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出水槽，水槽B中溶液的物质的量浓度为_molL1(设溶液的体积仍为500 mL)。【解
19、析】(1)试管A倒插入水槽B水中后，发生反应3NO2H2O=2HNO3NO，氧化剂与还原剂均为NO2，质量比为12。根据题意有n(NO2)n(NO)n(NO2)n(NO)，n(NO2)n(NO)31。(2)试管A中剩余0.5a mL气体为NO，通入氧气后，发生反应2NOO2=2NO2，4NO2O22H2O=4HNO3，可写为4NO3O22H2O=4HNO3，无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体(O2)。(3)试管中充满气体时，根据氮原子守恒，n(HNO3)n(气体)103 mol，c(HNO3)molL1。答案：(1)3NO2H2O=2HNO3NO1231(2)无色气体变为红棕色，试管中液面不断上升至全充满。继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体(3)
