高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第2节 硫的转化第1课时课时作业

第2节　硫的转化

第1课时　硫及其氧化物

基础过关练

题组一　自然界中不同价态硫元素之间的转化

1.硫在自然界的循环过程如图所示。下列说法中,不正确的是 (　　)

A.火山喷发、森林火灾会产生SO2

B.氢、氧两种元素没有参与硫的循环

C.工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放

D.硫在自然界的循环过程涉及氧化还原反应

2.下列说法错误的是 (　　)

A.雄黄和雌黄都是含硫的矿物

B.自然界中某些微生物会把部分硫酸和亚硫酸转化为硫单质或硫化氢

C.硫有多种同素异形体,斜方硫和单斜硫是常见的两种

D.S6、Na2S、Na2SO3和SO3四种物质中S元素的化合价依次升高

3.(2020山东济宁微山一中高一测试)下列关于硫的叙述中不正确的是 (　　)

A.试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去

B.硫在自然界中只能以硫化物和硫酸盐的形式存在

C.化石燃料的大量使用是空气中二氧化硫含量升高的原因之一

D.分离黑火药中的硝酸钾、木炭、硫要用到二硫化碳、水及过滤操作

题组二　硫单质的性质

4.下列有关硫的叙述中正确的是 (　　)

A.硫粉在过量纯净的氧气中燃烧生成三氧化硫

B.内壁附着硫的试管可用二硫化碳或酒精清洗

C.硫粉与铁粉混合共热生成黑色的FeS,与铜粉混合共热生成黑色的Cu2S

D.硫粉与氢气在加热的条件下剧烈反应生成H2S

5.(2020山西长治二中月考)《本草纲目》中记载:“火药乃焰消(KNO3)、硫磺、杉木炭所合,以为烽燧铳机诸药者。”黑火药爆炸时反应的化学方程式为2KNO3+S+3C K2S+N2↑+3CO2↑。下列有关说法正确的是(　　)

A.黑火药属于纯净物

B.生成2.24 L CO2时被氧化的碳元素的质量为1.2 g

C.该反应中被还原的元素只有硫元素

D.生成5.6 g氮气时转移电子的物质的量为2.4 mol

题组三　二氧化硫的性质及鉴别

6.(2020河北衡水第十三中学高一质量检测)将SO2通入BaCl2溶液至饱和的过程中,始终未观察到溶液中出现白色沉淀,若再通入另一种气体X,有白色沉淀产生。则气体X不可能是              (　　)

A.NH3 B.NO2 C.Cl2  D.CO2

7.(双选)(2021河北沧州高一月考)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时还能制得氢气,具体流程如图:

下列说法正确的是 (　　)

A.分离器中的物质分离操作为过滤

B.反应器和膜反应器中都发生了氧化还原反应

C.该工艺中I2和HI的相互转化体现了“碘循环”

D.碘循环工艺的总反应为2SO2+4H2O+I2 H2+2H2SO4+2HI

8.(2020河南郑州第四十七中学高一月考)下列实验能证明某无色气体为SO2的是              (　　)

①能使澄清石灰水变浑浊

②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红

③能使品红溶液褪色,加热后又恢复红色

④能使溴水褪色,再滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀产生

A.①②③④　　B.①③④　　C.③④　　D.②③④

题组四　三氧化硫的性质

9.下列关于三氧化硫的叙述正确的是 (　　)

A.标准状况下三氧化硫是一种无色气体

B.三氧化硫易溶于水,且与水反应生成硫酸

C.三氧化硫具有漂白性

D.三氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠

10.下列有关三氧化硫的说法中,正确的是 (　　)

A.三氧化硫易溶于水,且与水反应生成H2SO4

B.标准状况下,1 mol SO3的体积约为22.4 L

C.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3

D.SO2、SO3均具有漂白性,能使紫色石蕊溶液褪色

能力提升练

题组一　二氧化硫的性质

1.(2021河北沧州高一月考,)某研究小组利用如图装置探究SO2和FeCl3溶液的反应原理。下列说法错误的是              (　　)

A.装置B中若产生白色沉淀,说明Fe3+能将SO2氧化成S

B.实验室中用98%的浓硫酸(ρ=1.84 g/cm3)配制100 g 70%的硫酸溶液需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100 mL容量瓶

C.三颈烧瓶中通入N2的操作应在滴加70%的硫酸溶液之前,目的是排尽装置内的空气

D.装置C可能发生倒吸,可以将导管换成倒置的漏斗

2.(2020山东济宁微山一中高一测试,)物质类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。如图为硫及其化合物的“价—类”二维图。

(1)类比CO2的性质,学习SO2的性质,写出下列反应的离子方程式。

①少量的SO2通入澄清石灰水中:　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②SO2通入Na2SO3溶液中:　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)Y的化学式为　　　　。 

(3)Z的稀溶液与铁反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)除去CO2气体中混有的SO2,可以使混合气体通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶,这是利用了SO2的　　　　性。 

(5)大苏打(Na2S2O3)在照相、电影、纺织、化纤、造纸、皮革、农药等方面均有重要用途。现欲在实验室制备大苏打,从氧化还原角度分析,合理的是　　　　(填字母)。 

A.Na2S+S   B.Na2SO3+S

C.Na2SO3+Na2SO4 D.SO2+Na2SO4

(6)将X与SO2的水溶液混合后产生淡黄色沉淀,该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为　　　　。 

题组二　硫及其氧化物性质实验探究

3.(2020北京西城高一期末,)硫的含量影响钢铁性能。一种测定硫含量的方法是将钢样中硫转化为二氧化硫气体,再用测硫装置进行测定。某测定硫含量的流程如下:

(1)气体a的主要成分有CO2、　　　　、　　　　。 

(2)若钢样中硫以FeS的形式存在,煅烧装置中发生的化学反应为3FeS+5O2

 1　　　　+3　　　　 

(3)吸收装置中,H2O2氧化SO2的化学方程式是　　　　　　　　　　　　。 

(4)用NaOH溶液中和生成的溶液b,消耗z mL NaOH溶液,若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g,则该钢样中硫的质量分数为　　　　　　　　。 

4.(2021江苏华东师范大学盐城实验中学高一质量检测,)某研究性学习小组利用下列有关装置,对二氧化硫的性质及空气中二氧化硫的含量进行探究(装置的气密性已检查):

(1)装置A中反应的化学方程式是　　　                                                             　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)滴加70%的硫酸溶液之前,打开弹簧夹,通入一段时间N2,再关闭弹簧夹,此操作的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)实验过程中装置B中没有明显变化。实验结束后取下装置B,从中取少量溶液于洁净试管中,向试管中滴加适量氨水,出现白色沉淀为　　　　(填化学式)。 

(4)装置C中的溶液中出现淡黄色浑浊,该实验证明二氧化硫具有　　　　性。 

(5)装置D的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(6)另一小组利用装置E进行实验:二氧化硫性质实验结束之后,用注射器对实验室内空气进行取样,并向装置E中注入V mL(已折算为标准状况下体积)的空气,当溶液刚好褪色时,停止实验。请计算该空气中二氧化硫的体积分数(用含V的代数式表示)　　                            　　。 

答案全解全析

第2节　硫的转化

第1课时　硫及其氧化物

基础过关练

1.B　A项,由图分析可知火山喷发、森林火灾都会产生SO2,正确;B项,动、植物和微生物残体的腐败会产生H2S,H2S可转化为SO2,因此氢、氧两种元素参与了硫的循环,错误;C项,工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放,正确;D项,由图可知:H2S SO2,有元素化合价变化,属于氧化还原反应,因此硫在自然界的循环过程涉及氧化还原反应,正确。

2.D　A项,雄黄和雌黄的主要成分的化学式分别为As4S4、As2S3,都是含硫的化合物,正确;B项,一些微生物可实现硫酸、亚硫酸向硫单质或硫化氢的转化,正确;C项,斜方硫和单斜硫都是由硫元素组成的单质,但结构不同,属于同素异形体,正确;D项,S6中S化合价为0价,而Na2S中S的化合价为-2价,错误。

3.B　硫是一种不溶于水的黄色固体,易溶于二硫化碳,试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去,故A正确;在自然界中硫的存在形式有游离态和化合态,故B错误;煤和石油等化石燃料中含有大量硫元素,燃烧时会释放大量二氧化硫气体,故C正确;硝酸钾易溶于水,木炭和硫单质不溶于水,因此可以先将固体溶于水,然后过滤,再将滤渣溶于二硫化碳,然后过滤,分离硫单质和木炭,故D正确。

4.C　A项,不论氧气是否过量,硫在氧气中燃烧只生成二氧化硫,错误;B项,硫可溶于二硫化碳,但微溶于酒精,因此不能用酒精清洗,错误;C项,硫的氧化性较弱,因此与变价金属反应只能将它们氧化为低价态物质,正确;D项,两者虽然能反应生成H2S,但不能剧烈反应,错误。

5.D　A项,黑火药由多种物质组成,因此属于混合物,错误;B项,没有给出气体所处状况,因此无法进行准确计算,错误;C项,反应过程中S的化合价由0价变为-2价,N的化合价由+5价变为0价,因此被还原的元素为S和N,错误;D项,5.6 g氮气的物质的量为0.2 mol,题给反应生成0.2 mol氮气的同时生成0.6 mol二氧化碳,每生成1 mol二氧化碳转移4 mol电子,因此生成5.6 g氮气时转移2.4 mol电子,正确。

6.D　通入氨气,溶液中生成S,与Ba2+结合生成BaSO3沉淀,A选项不符合题意;NO2与水反应生成具有氧化性的HNO3,在溶液中将SO2氧化为S,与Ba2+结合生成BaSO4沉淀,B选项不符合题意;Cl2具有氧化性,在溶液中将SO2氧化为S,与Ba2+结合生成BaSO4沉淀,C选项不符合题意;碳酸和亚硫酸均比盐酸的酸性弱,所以二氧化碳和二氧化硫与氯化钡均不反应,不会产生沉淀,D选项符合题意。

7.BC　H2SO4、HI都易溶于水,分离器中的物质分离操作不可能是过滤,故A错误;反应器中硫元素、碘元素化合价改变,膜反应器中氢元素、碘元素化合价改变,所以反应器和膜反应器中都发生了氧化还原反应,故B正确;该工艺中I2和HI的相互转化,实现碘的循环利用,体现了“碘循环”,故C正确;在反应器中发生反应:SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI,在膜反应器中发生反应:2HI H2+I2,碘循环工艺的总反应为SO2+2H2O H2+H2SO4,故D错误。

8.C　①能使澄清石灰水变浑浊的气体可能为二氧化硫或二氧化碳,故不选;②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,为酸性气体,不一定为二氧化硫,故不选;③能使品红溶液褪色,加热后又恢复红色,能证明气体为二氧化硫,故选;④能使溴水褪色,再滴加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀产生,白色沉淀为硫酸钡,则与溴水发生氧化还原反应的气体为二氧化硫,故选。

9.B　三氧化硫在标准状况下为固体,故A错误;三氧化硫易溶于水,与水反应生成硫酸,故B正确;三氧化硫不具有漂白性,故C错误;三氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠,故D错误。

10.A　三氧化硫易溶于水,为酸性氧化物,与水反应生成H2SO4,故A正确;标准状况下,三氧化硫不是气体,故B错误;硫粉在过量的纯氧中燃烧生成SO2,故C错误;三氧化硫不具有漂白性,二氧化硫不能漂白指示剂,故D错误。

能力提升练

1.B　先通N2排尽装置内的空气,再打开分液漏斗的活塞使70%的硫酸溶液和Na2SO3发生反应制备SO2,SO2与B中FeCl3溶液发生氧化还原反应生成S,S和Ba2+反应生成BaSO4沉淀,用C中NaOH溶液吸收过量的SO2。由于H2SO3的酸性弱于盐酸,因此SO2不能和BaCl2溶液反应产生白色的BaSO3沉淀,装置B中若产生白色沉淀,则该白色沉淀必为BaSO4,说明Fe3+能将SO2氧化成S,A正确;容量瓶用于配制一定体积、一定物质的量浓度溶液,100 g 70%的硫酸溶液的物质的量浓度、体积无法计算,用不到100 mL容量瓶,B错误;氧气和二氧化硫水溶液能产生S,干扰实验,因此三颈烧瓶中通入N2的操作应在滴加70%的硫酸溶液之前,目的是排尽装置内的空气,C正确;二氧化硫能与NaOH反应,若剩余二氧化硫较多,在C中易引起倒吸,因此装置C可能发生倒吸,可以将导管换成倒置的漏斗,D正确。

2.答案　(1)①Ca2++2OH-+SO2 CaSO3↓+H2O　②S+SO2+H2O 2HS　(2)H2SO3　(3)Fe+2H+ Fe2++H2↑　(4)还原　(5)B　(6)2∶1

解析　X属于氢化物,且硫元素为-2价,由此确定X为H2S;Y、Z都为酸,且硫元素分别为+4、+6价,从而得出Y为H2SO3,Z为H2SO4。(1)①可先写出CO2与Ca(OH)2发生反应的离子方程式,然后再将CO2换成SO2。少量的CO2通入澄清石灰水中,离子方程式为CO2+Ca2++2OH- CaCO3↓+H2O,则少量的SO2通入澄清石灰水中,离子方程式为SO2+Ca2++2OH- CaSO3↓+H2O。②CO2通入Na2CO3溶液中,离子方程式为C+CO2+H2O 2HC,则SO2通入Na2SO3溶液中,反应的离子方程式为S+SO2+H2O 2HS。(2)Y为亚硫酸,其化学式为H2SO3。(3)Z为H2SO4,稀硫酸与铁发生置换反应,离子方程式为Fe+2H+ Fe2++H2↑。(4)除去CO2气体中混有的SO2,用酸性高锰酸钾溶液将SO2氧化为S除去,这是利用了SO2的还原性。(5)在Na2S2O3中,S的平均价态为+2价。Na2S+S若反应,产物中S的价态一定在-2价与0价之间,A不符合题意;Na2SO3+S若反应,产物中S的价态在0价和+4价之间,可能为+2价,B符合题意;Na2SO3+Na2SO4若反应,产物中S的价态一定在+4价和+6价之间,C不符合题意;SO2+Na2SO4若反应,产物中S的价态一定在+4价和+6价之间,D不符合题意。(6)淡黄色沉淀为硫,则反应的化学方程式为2H2S+SO2 3S↓+2H2O,该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为2∶1。

3.答案　(1)SO2　O2　(2)Fe3O4　SO2　(3)H2O2+SO2 H2SO4　(4)×100%

解析　(1)煅烧时,钢铁中所含的C元素和S元素转化成二氧化碳、二氧化硫,还有部分氧气剩余,所以气体a的主要成分是SO2、CO2、O2。

(2)由题意可知,FeS与O2高温条件下反应生成铁的氧化物和二氧化硫,由质量守恒定律可知,3 mol FeS与5 mol O2反应生成1 mol Fe3O4和3 mol SO2,化学方程式为3FeS+5O2 Fe3O4+3SO2。

(3)H2O2具有强氧化性,二氧化硫具有还原性,二者发生氧化还原反应生成H2SO4,化学方程式为H2O2+SO2 H2SO4。

(4)若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g,z mL NaOH溶液相当于硫的质量为yz g,硫的质量分数为×100%。

4.答案　(1)Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O　(2)排除装置中氧气对实验的干扰　(3)BaSO3　(4)氧化　(5)吸收二氧化硫尾气,防止污染空气　(6)2.8/V

解析　(1)装置A中亚硫酸钠和70%的硫酸溶液反应生成二氧化硫气体,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O。

(2)装置中的氧气影响二氧化硫的性质实验,为了排除装置中空气,应在滴加70%的硫酸溶液之前,打开弹簧夹,通入一段时间N2,再关闭弹簧夹。

(3)向试管中滴加适量氨水,氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵与氯化钡反应生成BaSO3白色沉淀。

(4)C中发生反应为2H2S+SO2 3S↓+2H2O,反应中二氧化硫得电子,硫元素化合价降低,表现了氧化性。

(5)二氧化硫是一种有毒的酸性氧化物,过量的SO2气体不能直接排放到空气中,需要用氢氧化钠溶液吸收。

(6)二氧化硫与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,二氧化硫被氧化为硫酸根离子,高锰酸根离子被还原为锰离子,则Mn得到电子的物质的量是0.05 L×0.001 mol/L×5=2.5×10-4 mol,根据得失电子守恒,设样品空气中二氧化硫的物质的量是x,则(6-4)×x=2.5×10-4 mol,x=1.25×10-4 mol,标准状况下二氧化硫的体积为1.25×10-4 mol×22.4 L/mol=2.8×10-3 L=2.8 mL,所以该空气中SO2的体积分数为2.8/V。