高考化学总复习大纲版章节精练精析氧族元素环境保护

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第6章　氧族元素　环境保护 第一节氧族元素 ‎1．下列关于硫的叙述中，正确的是(　　)‎ A．硫的非金属性较强，故只能以化合态存在于自然界中 B．能与Cu、Fe、O2等物质反应，S作氧化剂 C．硫燃烧得SO3，可以制得硫酸 D．S与Cu反应生成Cu2S，而不能生成CuS 解析：选D。硫在自然界中既能以游离态存在，又能以化合态存在；S与O2反应S作还原剂；硫燃烧得SO2。‎ ‎2．(2009年高考福建卷)能实现下列物质间直接转化的元素是(　　)‎ 单质氧化物酸或碱盐 A．硅B．硫 C．铜D．铁 解析：选B。SiO2、CuO、Fe3O4均不与水反应生成对应的酸或碱，故A、C、D均错。B项，S＋O2SO2，SO2＋H2OH2SO3，H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O，可以实现转化，故选B。‎ ‎3．下列事实中不能判断氧的非金属性比硫强的是(　　)‎ A．氢硫酸敞口放置于空气中变浑浊 B．稳定性：H2O＞H2S C．Fe在氧气中燃烧生成Fe3O4，而与硫反应生成FeS D．氧的游离态大量存在于空气中；而硫的游离态主要存在于火山喷口处 解析：选D。元素非金属性强弱的具体表现：氢化物的稳定性、还原性及生成的难易程度；最高价氧化物对应水化物酸性的强弱；非金属单质间的置换反应；使同种还原剂中元素化合价升高的多少等。‎ ‎4．(2009年高考广东卷)常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：‎ ‎2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ‎2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋‎ 下列说法正确的是(双选)(　　)‎ A．H2O2的氧化性比Fe3＋强，其还原性比Fe2＋弱 B．在H2O2分解过程中，溶液的pH逐渐下降 C．在H2O2分解过程中，Fe2＋和Fe3＋的总量保持不变 D．H2O2的生产过程要严格避免混入Fe2＋‎ 解析：选CD。本题考查氧化还原反应和催化剂的概念等知识，意在考查考生分析问题解决问题的能力。由两个反应单独分析知，H2O2的氧化性比Fe3＋强，其还原性比Fe2＋强，A错；将二者联系起来看，总反应方程式为：2H2O2===2H2O＋O2↑，Fe2＋作催化剂，溶液的pH不变，B错；C、D正确。‎ ‎5．(2011年上海高三二次联考)钋是原子序数最大的氧族元素，推测钋及钋的化合物最不可能存在的性质是(　　)‎ A．钋是能导电的固体 B．钋的熔点较高 C．钋的氢化物很稳定 D．钋至少有两种氧化物的水化物 解析：选C。根据“钋是原子序数最大的氧族元素”，联系氧族元素结构和性质的共性和递变规律可知答案为C。‎ ‎6．下列物质都具有漂白性，其中漂白原理和其他几种不同的是(　　)‎ A．HClO B．Na2O2‎ C．活性炭D．O3‎ 解析：选C。HClO、Na2O2、O3的漂白是由于它们的强氧化性所致；活性炭因其能吸附有机色素而具有漂白性，所以活性炭的漂白原理与另三种物质的漂白原理不同。‎ ‎7．以下能说明氯的非金属性比硫强的事实是(　　)‎ ‎①HClO的氧化性比H2SO4的氧化性强②常温下氯气是气态而硫是固态③氯气能溶于水而硫难溶于水④HCl比H2S稳定⑤H2S能被Cl2氧化成硫单质⑥HClO4酸性比H2SO4强⑦氯气与氢气化合比硫与氢气化合要容易进行⑧氯的最高价为＋7价而硫的最高价为＋6价 A．①②③④⑤⑥⑦⑧B．①④⑤⑥⑦‎ C．④⑤⑥⑦⑧D．④⑤⑥⑦‎ 解析：选D。衡量非金属性强弱的依据主要有：①与氢气反应生成气态氢化物的难易及气态氢化物的稳定性；②单质的氧化性，氧化性越强，元素的非金属性越强；③HnROm的酸性(R为最高价)，酸性越强，元素的非金属性越强；④置换反应，非金属性强的单质能把非金属性弱的单质置换出来；⑤将同一还原剂氧化的程度，氧化的价态越高，氧化性越强，非金属性越强，由于各选项中均有④⑤⑥⑦答案，因此解题时可以只通过判断①⑧两项是否正确来得到正确答案。‎ ‎8．(2011年重庆巴蜀中学高三第一次模拟)北京大学的两位教授率先发现人体心肺血管中存在微量的硫化氢，它对调节心血管功能具有重要作用。下列叙述正确的是(　　)‎ A．硫化氢分子很稳定，受热难分解 B．硫化氢分子中所有原子的最外电子层都达到8电子结构 C．将硫化氢通入溴水中，溴水褪色 D．硫化氢是电解质，其电离方程式是H2S===2H＋＋S2－‎ 解析：选C。H2S的热稳定性较差，受热时易分解，故A不正确；H2S分子中的氢原子核外有2个电子，达到了2电子稳定结构，B不正确；H2S中的硫元素为－2价，是硫元素的最低价态，因此具有较强的还原性，可使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色，故C正确；H2S为弱电解质，在水溶液中分步电离，电离方程式为H2SH＋＋HS－，HS－H＋＋S2－。‎ ‎9．汞蒸气有剧毒，不小心洒落的汞可用硫粉与之反应，生成的硫化汞不溶于盐酸，也不溶于硝酸，但可溶于王水：3HgS＋2HNO3＋12HCl===3H2HgCl4＋3S↓＋2NO↑＋4H2O。下列说法正确的是(　　)‎ A．HgS与王水反应后汞元素被氧化了 B．生成‎96g硫的同时会产生‎44.8LNO(标准状况)‎ C．反应后溶液的pH会降低 D．汞与硫作用时，硫化汞只是氧化产物 解析：选B。根据题中化学方程式知，硫化汞中汞的化合价没有变化，A错；由题中化学方程式知，生成3mol硫必生成2molNO，B正确；反应后溶液酸性减弱，pH升高，C错；汞与硫反应生成硫化汞：Hg＋S===HgS，HgS既是氧化产物又是还原产物，D错。‎ ‎10．(2011年河北石家庄高三第一次模拟)O2和O3的混合气体‎2L，若在同温同压下，O3完全转化为O2后气体体积变为‎2.2L。则原混合气体的平均相对分子质量为(　　)‎ A．40B．36.7‎ C．35.2D．43.7‎ 解析：选C。设O3的体积为x。‎ ‎2O3===3O2ΔV ‎ 2 3 1‎ x(2.2－2) L 得x＝‎0.4 L。则原混合气体中V(O2)＝‎1.6L，同温同压下，n1∶n2＝V1∶V2，即n(O2)∶n(O3)＝V(O2)∶V(O3)＝4∶1。所以原混合气体的平均相对分子质量为：(混)＝＝35.2。‎ ‎11．如图所示装置，玻璃燃烧匙中盛有硫，金属丝用于加热(不和硫反应)，容器内盛氧气，U形管内盛汞，反应前两侧液面持平，给金属丝通电加热使硫反应，水银柱推向左管，反应完毕，静置，使容器内的温度恢复到反应前的温度，U形管两侧液面仍持平。简要回答下列问题：‎ ‎(1)水银柱推向左管说明什么？___________________。‎ ‎(2)由实验结果，水银柱又恢复到原来的位置，能得到的结论是___________________________。‎ ‎(3)根据化学方程式S＋O2SO2和上述结论又可推导出什么(或证明什么)？________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)若反应前容器内盛空气或N2O，分别如图所示进行实验并恢复到原温度时(已知二者反应后容器内所含物质种类相同，空气看作由N2和O2组成)，U形管两侧汞液面情况：‎ ‎①盛空气的汞液面__________(填“是”或“否”)持平，原因是________________________________________________________________________。‎ ‎②盛N2O的汞液面__________(填“是”或“否”)持平，原因是________________________________________________________________________。‎ 解析：因S(s)＋O2(g)SO2(g)；ΔH＜0，反应放热，气体体积膨胀，把水银柱推向左管。等温度恢复到原温度时，由于反应前后气体体积没有发生变化，水银柱又恢复到原来的位置。若将容器中O2改为空气，因N2与S不反应，S只与空气中的O2反应，故结果与容器中是纯O2时一样。若将容器中O2改为N2O，因发生反应：2N2O(g)＋S(s)2N2(g)＋SO2(g)，反应后气体的物质的量增大，会把水银柱推向左管。‎ 答案：(1)该反应是放热反应，气体受热体积膨胀 ‎(2)同温同压下，反应消耗的氧气与生成的SO2体积相等 ‎(3)同温同压下，相同体积的气体含有相同数目的分子 ‎(4)①是S＋O2SO2，反应前后气体体积不变，氮气和硫不反应②否2N2O＋S2N2＋SO2，反应前后气体体积发生改变 ‎12．亚硫酸钠中＋4价的硫，既有氧化性又有还原性。现有试剂：溴水、硫化钠溶液、亚硫酸钠溶液、稀硫酸、氢氧化钠溶液、氨水。‎ ‎(1)要证明亚硫酸钠具有还原性，应选用的试剂有 ‎________；看到的现象是____________________________________；反应的离子方程式为_________________________________________________________________________。‎ ‎(2)要证明亚硫酸钠具有氧化性，应选用的试剂有__________________；看到的现象是______________________；反应的离子方程式为____________________________________________。‎ 解析：亚硫酸钠中硫元素的化合价为＋4价，为硫元素的中间价态，既有还原性又有氧化性。若亚硫酸钠遇到氧化剂时，失去电子化合价升高，表现出还原性，如：Na2SO3＋Cl2＋H2O===Na2SO4＋2HCl；Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr。若亚硫酸钠遇到强还原剂时，得到电子化合价降低，表现出氧化性，且酸性条件下，亚硫酸钠的氧化性增强，如：Na2SO3＋2Na2S＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。‎ 答案：(1)溴水溴水颜色褪去Br2＋SO＋H2O===2H＋＋SO＋2Br－‎ ‎(2)稀硫酸、硫化钠溶液溶液变浑浊(或有黄色沉淀生成)　2S2－＋SO＋6H＋===3S↓＋3H2O ‎13．下面是某同学学习硫元素的学习方案。‎ ‎(1)硫元素的原子结构示意图是__________________________________，‎ 从结构可以知道硫元素是一种典型的非金属元素。‎ ‎(2)硫单质的物理性质：硫是一种黄色的______体(填“气”、“液”或“固”)，主要存在于火山喷发口附近或地壳的岩层里，硫以游离态形式存在于自然界中，硫元素在自然界中也能以化合态形式存在，如许多金属矿石是含硫化合物，如胆矾________(填化学式)。‎ ‎(3)设计如图所示实验探究硫和含硫化合物的相互转化：‎ ‎(Ⅰ)完成下列各个反应的化学方程式。‎ ‎①A中在加热时发生的反应：_________________________________。‎ ‎②C中的反应：_______________________________。‎ ‎(Ⅱ)记录观察到的实验现象。‎ ‎①B中品红溶液由红色变为______________，加热后又变为______________。(结论：可以用品红溶液根据该现象来证明SO2的存在与否)‎ ‎②D中没有观察到什么现象，在实验结束后往D中滴加H2O2后则可以看到________________________________________________________________________。‎ ‎③E中溶液现象是________________，而在该反应中SO2是________剂(填“氧化”或“还原”)。‎ ‎(Ⅲ)G的作用是吸收尾气，写出反应的离子方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(Ⅳ)F溶液在放置一段时间后，其pH变小的理由是 ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(3)本题的实验目的是验证SO2的性质：能使品红溶液褪色，能被溴水、双氧水、酸性KMnO4溶液氧化，具有毒性和酸性氧化物的性质。‎ 答案：(1)　(2)固CuSO4·5H2O ‎(3)(Ⅰ)①Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O ‎②SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr ‎(Ⅱ)①无色红色②白色沉淀③紫色褪去还原 ‎(Ⅲ)2OH－＋SO2===SO＋H2O ‎(Ⅳ)亚硫酸被空气中的氧气缓慢氧化，生成强酸(硫酸)，酸性增强，pH变小 ‎14．(2009年高考上海卷)臭氧层是地球生命的保护神，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O22O3‎ ‎(1)若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧，所得混合气的平均摩尔质量为________g/mol(保留一位小数)。‎ ‎(2)将‎8L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体‎6.5L，其中臭氧为________L。‎ ‎(3)实验室将氧气和臭氧的混合气体‎0.896L(标准状况)通入盛有‎20.0g铜粉的反应器中，充分加热后，粉末的质量变为‎21.6g。则原混合气中臭氧的体积分数为________。‎ 解析：(1)设有1molO2，则有 ‎3O22O3Δn ‎3mol2mol1mol ‎0.3mol0.1mol 根据＝＝＝‎35.6g/mol。‎ ‎(2)3O22O3ΔV ‎3体积2体积1体积 V(L) ‎8L－‎6.5L＝‎‎1.5L 解得V＝‎3L。‎ ‎(3)加热条件下，O3、O2都能和铜粉反应，故粉末增加的质量即为O2和O3的总质量。‎ 设混合气体中含有O2的物质的量为x，含有O3的物质的量为y 则有，‎ 解之可得，所以混合气体中臭氧的体积分数为50%。‎ 答案：(1)35.6　(2)3　(3)50%‎ 第二节二氧化硫与环境保护 ‎1．(2011年河北石家庄高三第一次模拟)下列关于环境问题的说法正确的是(　　)‎ A．pH在5.6～7.0之间的降雨通常称为酸雨 B．燃煤中加入适量的石灰石，可减少废气中的SO2‎ C．提高空气中臭氧的浓度有益于人体健康 D．硫酸厂排放的废气成分为SO3、O2、N2，需要进行尾气处理 解析：选B。pH＜5.6的雨水称为酸雨，A项错误；燃煤中加入适量的石灰石，能起到“固硫”的作用，B项正确；空气中O3含量高于10－5%(体积分数)就不利于人体健康，C项错误；硫酸厂排放的废气成分为SO2、O2、N2，D项错误。‎ ‎2．(2011年湖北八校高三第一次联考)酸雨主要是燃烧含硫燃料时释放SO2造成的，每隔一段时间测定一次酸雨的pH，随着时间的推移测得的pH将(　　)‎ A．逐渐变大B．逐渐减小至某一定值 C．不变D．无法判断是否变化 解析：选B。酸雨中含有H2SO4、H2SO3和溶于其中的一部分SO2，其中H2SO3、SO2可被空气中的氧气氧化为强酸H2SO4，酸性增强，pH减小，当其完全被氧化后，酸性不再变化，即pH不再变化。‎ ‎3．下列实验过程中产生的现象与对应的图形(下图)相符合的是(　　)‎ A．NaHSO3粉末加入HNO3溶液中 B．SO2气体通入新制氯水中 C．NaOH溶液滴入Ba(HCO3)2溶液中 D．CO2气体通入澄清石灰水中 解析：选D。A项，HNO3与NaHSO3之间发生氧化还原反应而产生氮的氧化物，反应一开始便有气体产生；B项，发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，溶液的pH降低；C项，刚一开始发生反应：Ba2＋＋HCO＋OH－===BaCO3↓＋H2O，沉淀从开始就生成；D项，刚一开始的反应为：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，后来又发生：CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，故D正确。‎ ‎4．将SO2通入BaCl2溶液至饱和，未见沉淀，继续通入另一种气体X仍无沉淀，则X可能是(　　)‎ A．NH3B．NO2‎ C．CO2D．Cl2‎ 解析：选C。SO2是还原性的酸性气体，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，硝酸、Cl2具有氧化性，可将SO2在溶液中氧化为SO，所以会有BaSO4沉淀生成；NH3的通入使溶液中发生酸碱中和反应生成(NH4)2SO3，和BaCl2发生复分解反应生成BaSO3沉淀。‎ ‎5．全社会都在倡导诚信，然而总是有一部分不法商贩在背道而驰。如有些商贩为了使银耳增白，就用硫黄(燃烧硫黄)对银耳进行熏制，用这种方法加工的洁白的银耳对人体是有害的。这些不法商贩加工银耳利用的是(　　)‎ A．S的漂白性B．S的还原性 C．SO2的漂白性D．SO2的还原性 解析：选C。S＋O2SO2，二氧化硫能和有色物质化合生成不稳定的无色物质，这说明SO2具有漂白性。‎ ‎6．下列反应中溶液中的H＋浓度显著增大的是(　　)‎ A．将SO2通入品红溶液中 B．将Cl2通入KI溶液中 C．将SO2通入溴水中 D．将H2S通入硝酸溶液中 解析：选C。A、B选项c(H＋)增大但不显著；C项生成H2SO4和HBr，所以c(H＋)显著增大；硝酸具有氧化性，和H2S反应生成S、H2O、NO，导致c(H＋)减小。‎ ‎7．(2011年广西桂林高三调研考试)向红色溶液X中通入气体Y，溶液逐渐褪色，下列对X、Y的推断正确的是(　　)‎ A．若X为品红溶液，则Y一定为Cl2或SO2‎ B．若X为含酚酞的氢氧化钠溶液，则Y可能是O3‎ C．若X为含KSCN的氯化铁溶液，则Y一定为HI D．若X为含硫酸氢钠的石蕊溶液，则Y可能为SO2‎ 解析：选B。使品红溶液褪色的物质有氯气、二氧化硫、臭氧等气体，A错；臭氧能氧化酚酞，B正确；硫化氢、二氧化硫等还原性气体都能将Fe3＋转化成Fe2＋，使溶液红色褪去，C错；二氧化硫不能使石蕊试液褪色，也不能与硫酸氢钠反应，降低溶液酸性，D错。‎ ‎8．下列离子方程式正确的是(　　)‎ A．过量的SO2通入氨水中：‎ SO2＋2NH3·H2O===2NH＋SO＋H2O B．SO2通入溴水中：‎ Br2＋SO2＋2H2O===2H＋＋SO＋2HBr C．SO2通入漂白粉溶液中：‎ SO2＋H2O＋Ca2＋＋2ClO－===CaSO3↓＋2HClO D．酸雨久置pH变小：2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO 解析：选D。选项A中由于过量SO2的通入，生成物应是HSO，故A错误；选项B中HBr是强电解质，应写成离子形式，故B错误；选项C中SO2与ClO－发生氧化还原反应，故C错误，综上所述，选项D正确。‎ ‎9．(2011年北京市海淀区高三第一学期期中练习)向含有FeCl3、BaCl2的酸性溶液中通入SO2气体会有沉淀产生，该沉淀是(　　)‎ A．BaSO4B．‎FeS C．BaSO3D．S 解析：选A。根据题意，该沉淀是在酸性溶液中产生的，所以它不溶于酸，选项B和C虽然不溶于水但溶于酸，故排除答案B和C二项。又因为SO2还具有还原性，在酸性溶液中与FeCl3发生氧化还原反应：2FeCl3＋SO2＋2H2O===2FeCl2＋H2SO4＋2HCl，使溶液中产生SO，它能与BaCl2中的Ba2＋结合形成不溶于酸的BaSO4沉淀，故正确答案为A项。由于SO2―→S，是从＋4价降为0价，需要还原剂才能实现，题给条件不能实现，D项错。‎ ‎10．有一瓶无色气体可能含有H2S、CO2、HBr、HCl、SO2中的一种或几种，将其通入稀氯水中，得到无色透明溶液，把溶液分成两份，向其中一份中加入AgNO3溶液(用稀硝酸酸化)生成白色沉淀，向另一份中加入BaCl2溶液(用盐酸酸化)也生成白色沉淀，对于以下结论：‎ ‎①原气体中肯定有SO2；②原气体中可能有SO2；③原气体中肯定没有H2S和HBr；④不能确定原气体中有无HCl；⑤原气体中肯定无CO2；⑥原气体中肯定有HCl，其中正确的是(　　)‎ A．①③④B．①④⑤‎ C．①③⑥D．③⑤⑥‎ 解析：选A。混合气体通入稀氯水中可得无色透明溶液，则原混合气体中一定不含H2S、HBr；在所得溶液中加稀硝酸酸化的AgNO3溶液有白色沉淀，无法证明原溶液中是否有HCl，因为有氯水就会有Cl－；另一份溶液中加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，说明原气体肯定含有SO2，SO2被Cl2氧化成SO，与Ba2＋产生沉淀；CO2气体不能确定是否含有。故①③④正确。‎ ‎11．(1)将等物质的量的Cl2和SO2气体通入滴有石蕊试液的BaCl2溶液中，出现的现象是________________________，写出相关的化学方程式：________________。‎ ‎(2)在CO2中混有少量的SO2、SO3、HCl杂质。请用①饱和NaHCO3溶液②饱和NaHSO3溶液③浓硫酸(可吸收SO3，可重复使用)三种试剂，设计一种一步只除去一种杂质，最后得到干燥纯净CO2的实验方案，填写下表。(试剂用编号表示)‎ 依次选用的试剂 除去的杂质 解析：(1)Cl2和SO2气体在溶液中混合，发生氧化还原反应Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。硫酸与BaCl2溶液反应生成BaSO4白色沉淀，溶液为酸性，使石蕊试液变红色。(2)除去CO2中混有的少量SO2、SO3、HCl杂质，要求一步只除去一种杂质，因为浓硫酸只吸收SO3，所以首先除去SO3，饱和亚硫酸氢钠溶液能吸收HCl而不和SO2反应，所以第二步除去HCl，第三步用饱和碳酸氢钠溶液除去SO2，由于二、三步用水溶液除去杂质，最后一步应用浓硫酸除去水蒸气。‎ 答案：(1)产生白色沉淀，溶液变成红色Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl；BaCl2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HCl ‎(2)③SO3②HCl①SO2③H2O ‎12.某课外活动小组利用如图所示装置分别做如下实验：‎ ‎(1)在试管中注入某红色溶液，加热，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是________________的溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是__________溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)解答本题首先要审清实验的装置为一封闭的体系，受热时，有气体从溶液中逸出进入气球，导致溶液颜色发生变化；冷却后，逸出的气体又溶解在溶液中，得到原来溶液，恢复到原来溶液的颜色。另外要注意溶液颜色的变化，在中学阶段最常见的红色和无色之间变化的溶液是酚酞溶液和品红溶液。导致酚酞溶液在无色和红色之间变化的气体是碱性气体，即氨气；导致品红溶液在无色和红色之间变化的气体是SO2。(2)气体的溶解度随着温度的升高而减小，温度升高，氨气逸出，酚酞溶液颜色变浅，又由于NH3极易溶于水，冷却后氨气重新溶于水，又恢复为红色。同理SO2溶于品红溶液，可使品红溶液褪色，SO2气体逸出后品红溶液恢复红色，冷却后，SO2气体重新溶解与品红化合成无色物质，溶液褪色。此外，问题(2)还充分说明了SO2气体漂白的可逆性。‎ 答案：(1)稀氨水和酚酞稀氨水中的NH3逸出，所以溶液的颜色变浅　(2)溶有SO2气体的品红SO2气体逸出，品红溶液恢复红色 ‎13．(2011年贵州遵义高三第一次模拟)X为一种黄色的单质，易溶于CS2中，A、B、C、D都是化合物，且A、B为气体，C、D为含钾的正盐，C中X元素的化合价比D中的X元素的化合价低，按下图所示关系转化：‎ ‎(1)写出X、A、B、C、D的化学式：X______，A_____，B_____，C______，D_______。‎ ‎(2)用电子式表示A的形成过程：________________________________________________________________________。‎ ‎(3)写出③的化学方程式：____________________________________________，‎ 写出⑥的离子方程式：______________________________________________。‎ 解析：“X为一种黄色的单质”是本题的题眼，中学化学中呈黄色的物质有Na2O2、AgI、硫，因X为单质，故X为硫；因为C中硫元素的化合价比D中硫元素的化合价低，且A、B为两种含硫的气体，推知A为H2S，B为SO2；由C、D为含钾的正盐可知C为K2S、D为K2SO3。各物质推出后，其他问题即可迎刃而解。‎ 答案：(1)SH2SSO2K2SK2SO3‎ ‎(2)2H＋―→HH ‎(3)2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O SO＋2S2－＋6H＋===3S↓＋3H2O ‎14．某学生为了测定部分变质的Na2SO3样品的纯度，设计了如下实验，回答下列问题：‎ ‎(1)写出A装置中玻璃仪器的名称：酒精灯、________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)实验开始后，写出B中反应的离子方程式：___________________________。‎ ‎(3)C中的现象是____________________________，‎ E装置的作用是__________________________________。‎ ‎(4)按下图所示称取一定量的Na2SO3样品放入A装置的烧瓶中，滴入足量的H2SO4完全反应。然后将B中完全反应后的溶液与足量的BaCl2溶液反应，过滤、洗涤、干燥，得白色沉淀‎23.3g，则原样品中Na2SO3的纯度为________(精确到0.1%)。‎ ‎(5)在过滤沉淀时若过滤液出现浑浊，则必须要重复操作，若该学生没有重复过滤，则测定的结果将______________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。‎ ‎(6)要使测定结果准确，第一：装置气密性必须良好；第二：应先点燃________处酒精灯(填装置字母)。‎ 解析：(1)A装置中玻璃仪器还有分液漏斗、圆底烧瓶。‎ ‎(2)将Cl2和SO2同时通入水中会发生氧化还原反应Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。‎ ‎(3)干燥的氯气能够使鲜花褪色，SO2和Cl2都有毒，剩余气体需用碱液吸收。‎ ‎(4)实验过程中有关反应如下：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O，Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl，所以有n(Na2SO3)＝n(SO2)＝‎ n(BaSO4)＝＝0.1mol。‎ 由托盘天平图示可知，物品与砝码位置放颠倒，所以 m(样品)＝‎10.0g＋‎10.0g＋‎5.0g－‎0.2g＝‎‎24.8g w(Na2SO3)＝×100%＝50.8%。‎ ‎(5)若滤液中出现浑浊，测得沉淀质量偏小，测定结果将偏低。‎ ‎(6)要保证测定结果准确，除要求装置气密性良好外，还要保证SO2全部吸收，所以应先点燃D处酒精灯，以防止SO2从B中逸出。‎ 答案：(1)圆底烧瓶、分液漏斗 ‎(2)Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO ‎(3)红色鲜花褪色吸收未反应的有毒气体，防止有毒气体对大气的污染 ‎(4)50.8%　(5)偏低　(6)D 第三节硫酸工业 ‎1．(2011年湖北黄冈中学高三调研)下列关于浓硫酸的叙述正确的是(　　)‎ A．浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化 B．浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体 C．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体 D．浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化 解析：选D。浓硫酸具有脱水性，能使蔗糖炭化；浓硫酸在加热条件下与铜片反应放出二氧化硫气体；浓硫酸是一种干燥剂，但不能干燥氨气、硫化氢等还原性气体；浓硫酸具有强氧化性，在常温下能够使铁、铝等金属钝化。‎ ‎2．为了提高硫酸工业的综合经济效益，下列做法正确的是(　　)‎ ‎①对硫酸工业生产中产生的废气、废渣、废液进行综合利用 ‎②充分利用硫酸工业生产中的“废热”‎ ‎③不把硫酸工厂建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区 A．只有①B．只有②‎ C．只有③D．①②③‎ 解析：选D。应尽可能地把“三废”变成有用的副产品，进行综合利用，既可以提高原料的利用率，降低成本，又能减少对环境的污染，保持人们的身体健康。由于硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应，可以充分利用这些反应产生的热能以降低生产成本，如能充分利用这些“废热”，则不仅不需要由外界向硫酸厂供应能量，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量的能量。硫酸厂对环境的污染是比较严重的，限于当前的技术水平，即使十分注意“三废”处理，也难达到较高的环保要求，因此硫酸厂不应建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区。‎ ‎3．将浓硫酸慢慢滴入浓盐酸中，产生的现象是(　　)‎ A．放出黄绿色气体B．冒白雾，混合物温度升高 C．液体四溅，冒白烟D．冒白雾，温度降低 解析：选B。浓盐酸具有强挥发性，产生的HCl在空气中形成白雾。浓盐酸中滴入浓硫酸时，因浓硫酸具有吸水性而使盐酸浓度增加，同时浓硫酸吸水放热，混合物的温度升高。‎ ‎4．(2011年四川绵阳中学高三第一次模拟)如图小试管中盛有几毫升水，与大试管连通的U形细玻璃管内放有少量水(已染成红色)。如沿小试管壁小心地慢慢注入3mL浓硫酸，静置片刻后，U形细玻璃管中可观察到的液面现象是(　　)‎ A．左高右低B．左低右高 C．左右一样高D．来回振动 解析：选B。浓硫酸稀释时放热，所以造成大试管中空气受热膨胀，所以选B。‎ ‎5．下列各组气体中，在通常情况下既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的有(　　)‎ A．SO2、O2、N2B．HCl、Cl2、CO2‎ C．CH4、H2、COD．N2、NO、NH3‎ 解析：选C。干燥原则是干燥剂和被干燥的气体不反应。考虑浓硫酸的酸性和强氧化性，碱石灰的碱性，只有C选项符合题意。‎ ‎6．下列反应过程中，最终所得白色沉淀不一定是BaSO4的是(　　)‎ A．Fe(NO3)3溶液白色沉淀 B．Ba(NO3)2溶液白色沉淀 C．无色溶液白色沉淀 D．无色溶液无色溶液白色沉淀 解析：选C。因A、B项中都有H＋、NO，都能把SO或SO2氧化成SO，得BaSO4沉淀；C项的白色沉淀可能是AgCl；D项中加过量盐酸得无色溶液排除Ag＋干扰，再加BaCl2溶液得到白色沉淀，故该沉淀只能是BaSO4。‎ ‎7．有一瓶Na2SO3溶液，由于可能已部分氧化，某学生进行如下实验：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀，再加入过量稀硝酸，充分振荡后仍有白色沉淀，结论正确的是(　　)‎ A．Na2SO3溶液已部分氧化 B．加入Ba(NO3)2溶液后生成的沉淀中一定含有BaSO4‎ C．加硝酸后的不溶沉淀一定为BaSO4‎ D．此实验能确定Na2SO3溶液是否部分氧化 解析：选C。硝酸将＋4价的S氧化为＋6价的S，加硝酸后的不溶沉淀一定为BaSO4，但加硝酸前的不溶沉淀可能为BaSO3或BaSO4，所以该实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化。‎ ‎8．(2011年成都市高中毕业班第二次联合考试)如图所示是一套检验气体性质的实验装置。向装置中缓慢通入气体X，若关闭活塞，则品红溶液无变化而澄清的石灰水变浑浊；若打开活塞，则品红溶液褪色。据此判断气体X和洗气瓶内溶液Y分别可能为(　　)‎ ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ X SO2‎ H2S CO2‎ Cl2‎ Y 饱和的NaHCO3溶液 浓硫酸 Na2SO3‎ 溶液 Na2CO3溶液 A.①④B．①②‎ C．②③D．③④‎ 解析：选A。SO2、Cl2均具有漂白性，且均与NaHCO3溶液、Na2CO3溶液反应生成CO2，A项正确。‎ ‎9．(2011年湖北孝感高三第一次模拟)下列有关硫酸工业制法的说法中错误的是(　　)‎ A．预热从接触室出来的混合气体，有利于被浓硫酸吸收 B．黄铁矿在加入沸腾炉前需粉碎，其目的是提高原料的利用率 C．SO2跟O2是在催化剂(如V2O5等)表面上接触时发生反应的 D．用98.3%的硫酸吸收SO3，而不用H2O或稀硫酸吸收SO3‎ 解析：选A。SO3与H2O反应是一个放热反应，若预热从接触室出来的混合气体，则容易在吸收塔内形成酸雾，不利于对SO3的吸收。‎ ‎10．接触法生产H2SO4的过程中，对废气、废水、废渣、废热的处理正确的是(　　)‎ ‎①尾气用氨水处理②污水用石灰乳处理③废渣用来制造水泥、炼铁④设置“废热”锅炉，产生蒸汽来供热或发电 A．①②B．①③④‎ C．①②③D．①②③④‎ 解析：选D。硫酸厂尾气中含有SO2，可用氨水吸收处理；废水中含有H2SO4，可用石灰乳中和；废渣中含有SiO2、Fe2O3等，可用于制造水泥、炼铁；由于硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应，可以充分利用这些反应的热能来降低生产成本。‎ ‎11．如图装置是仿照工业上制备硫酸的流程设计出来的，根据工业制H2SO4的流程，回答下列问题：‎ ‎(1)写出二硫化亚铁与氧气反应的化学方程式：____________________________。‎ ‎(2)请写出图中甲、乙、丙、丁装置的作用：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 上图甲、乙、丙、丁仪器分别相当于工业制取硫酸装置中的 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)写出在催化剂表面所发生的反应的化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)在乙反应器内要求氧气的量要比二氧化硫的量多一倍左右，你是如何控制与估计的？‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)若丁装置在反应过程中先出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直都没有任何现象，产生这种现象的原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)处理尾气的方法有______________________________。‎ 答案：(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2‎ ‎(2)甲：干燥SO2和O2，同时使气体充分混合；乙：用Cr2O3作催化剂使SO2和O2反应；丙：吸收SO3；丁：比较用H2O吸收和用浓硫酸吸收的效果 甲、乙：接触室；丙、丁：吸收塔 ‎(3)2SO2＋O22SO3‎ ‎(4)可以通过调节气阀，控制气体流量，观察甲装置中两进气管管口处的冒泡速率 ‎(5)浓硫酸对三氧化硫的吸收效果远好于水，三氧化硫被浓硫酸完全吸收了，而H2O吸收SO3不完全，部分三氧化硫气体从水中冒出来了，与水蒸气混合形成酸雾 ‎(6)用碱液吸收 ‎12．某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用如图所示装置进行有关实验。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)装置A中发生的化学反应的方程式为__________________________________。‎ ‎(2)装置B的作用是贮存多余的气体，B中广口瓶内应盛放的液体是________(填序号)。‎ ‎①水②酸性KMnO4溶液 ‎③Na2CO3溶液④饱和的NaHSO3溶液 ‎(3)装置C和D中产生的现象相同，但原因却不同。C中是由于SO2的___________________________________。‎ 反应的离子方程式为__________________________________，‎ 而D中则是由于SO2具有__________________________________。‎ ‎(4)装置D中试管口塞一团棉花，棉花中应浸有一种液体，这种液体是________，其作用是________________________________________________________________________。‎ ‎(5)实验完毕，待A中烧瓶内液体冷却后，过滤，向滤液中加入少量的蒸馏水稀释，溶液为蓝色。为了证明蓝色只与Cu2＋有关，而与其他离子无关，某同学设计了下列实验，其中对实验目的没有意义的是__________(填序号)。‎ ‎①观察稀H2SO4溶液，呈无色②观察CuSO4粉末呈白色③稀释CuSO4溶液，溶液蓝色变浅④往CuSO4溶液中加入足量NaOH溶液，生成蓝色沉淀，过滤，滤液呈无色⑤往CuSO4溶液中加入足量的BaCl2溶液，生成白色沉淀，过滤，滤液仍显蓝色 ‎(6)若实验中用‎7.2g铜片和12.5mL18.5mol·L－1的浓硫酸在加热的条件下充分反应，最终铜片仍有剩余。根据所学的知识，某同学认为溶液中一定还有硫酸剩余，其理由是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 假定反应前后溶液的体积不变，设剩余硫酸的浓度为amol·L－1，现向反应后溶液中缓慢加入硝酸钾固体，充分搅拌直到剩余铜片恰好完全反应，反应消耗硝酸钾________mol(用含a的代数式表示，要化简)。‎ 解析：(1)A中发生的反应为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(2)要贮存SO2，B中所选试剂应满足不与SO2反应，不减少SO2的量，只有饱和NaHSO3溶液合适。(3)SO2的水溶液呈酸性，使C中红色消失，而使D中红色消失是由于SO2的漂白性。(4)SO2是大气污染物，D试管口处的棉花应用碱液浸泡。(5)要证明结论应遵循以下原则：a.SO不变，Cu2＋有和没有，现象有无差别；b.Cu2＋不变，SO有和没有，现象有无差别，②③无意义。(6)因反应条件是浓H2SO4加热，Cu与稀H2SO4不反应，随着反应的进行，浓硫酸逐渐变稀，最后一定有剩余H2SO4。加入KNO3后的离子反应为：‎ ‎3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 由得失电子守恒，知：‎ ×2＝3n(NO)＋(18.5mol·L－1－amol·L－1)×12.5mL×10－‎3L·mL－1×2‎ 解得n(NO)＝mol。‎ 答案：(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O ‎(2)④‎ ‎(3)水溶液具有酸性，中和了溶液中的NaOHSO2＋2OH－===SO＋H2O或SO2＋OH－===HSO漂白性 ‎(4)碱液吸收多余的SO2，防止污染环境 ‎(5)②③‎ ‎(6)反应过程中浓H2SO4被不断消耗，生成的水逐渐增多，使浓硫酸逐渐变稀，至一定浓度就不再与铜片反应 ‎13．(2011年北京大学附属中学高三期中)黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取‎0.1000g样品在空气中充分灼烧，将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，用浓度为0.02000mol/L的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液25.00mL。‎ 已知：SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋‎ Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O ‎(1)样品中FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应)________________________________________________________________________。‎ ‎(2)若灼烧‎6gFeS2产生的SO2全部转化为SO3气体时放出9.83kJ热量，产生的SO3与水全部化合生成H2SO4，放出13.03kJ热量，写出SO3气体转化为H2SO4的热化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)煅烧10t上述黄铁矿，理论上产生SO2的体积(标准状况)为________L，制得98%的硫酸质量为________t。SO2全部转化为H2SO4时放出的热量是________kJ。‎ 解析：(1)据原子守恒及物质反应时物质的量关系可得 FeS2～2SO2～4Fe2＋～Cr2O ‎120gmol m(FeS2)0.02000mol·L－1×25.00mL ‎×10－‎3L·mL－1‎ ＝ m(FeS2)＝‎0.0900g，所以w(FeS2)＝×100%＝90.00%。‎ ‎(2)根据原子守恒关系知 n(SO2)＝n(S)＝×2＝×2＝0.1mol 所以1molSO3完全与水化合生成H2SO4放出130.3kJ热量。‎ ‎(3)据原子守恒可得 n(SO2)＝＝1.5×105mol 则V(SO2)＝1.5×105mol×‎22.4L·mol－1＝3.36×‎‎106L 制得98%的硫酸质量为： ‎＝15×‎106g＝15t。‎ 由题意：‎ ‎2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)；ΔH＝－196.6kJ·mol－1‎ SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)；ΔH＝－130.3kJ·mol－1‎ 则由1molSO2转化为1molH2SO4，ΔH＝－228.6kJ·mol－1。‎ ‎10t黄铁矿生成1.5×105molSO2，SO2全部转化为H2SO4放出的热量为：1.5×105mol×228.6kJ·mol－1＝3.43×107kJ。‎ 答案：(1)90.00%‎ ‎(2)SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)；ΔH＝－130.3kJ·mol－1‎ ‎(3)3.36×106153.43×107‎