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2022高三化学（全国版）一轮复习试题：专题九 氧、硫及其化合物和环境保护 2 Word版
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这是一份2022高三化学（全国版）一轮复习试题：专题九 氧、硫及其化合物和环境保护 2 Word版，共19页。
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专题九 氧、硫及其化合物和环境保护
考点1 硫及其氧化物 硫的氢化物
1.[2021江苏南京六校联考]下列制取SO2、验证其性质的装置(尾气处理装置已省略)和原理不能达到实验目的的是( )
2.[2021广东佛山南海区摸底测试]天然气是应用广泛的燃料,但含有少量H2S等气体。在酸性溶液中利用氧化亚铁硫杆菌可实现天然气的催化脱硫,其原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.过程甲中发生反应的离子方程式为2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+
B.脱硫过程中O2间接氧化H2S
C.该脱硫过程需要不断添加Fe2(SO4)3溶液
D.过程乙中发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O
3.[2020四川成都摸底测试,11分]二氧化硫在生产和生活中有着广泛的用途。
(1)SO2可用来制备定影剂Na2S2O3,反应的化学方程式为Na2CO3+2Na2S+4SO23Na2S2O3+CO2。请用单线桥表示该反应中的电子转移情况 ,还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。
(2)用足量NaOH溶液吸收尾气中的SO2,反应的离子方程式为 ;吸收后的浓溶液可用图1所示装置再生循环脱硫,并制得硫酸,电极a的电极反应为 ,乙是 。
图1
(3)可设计二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池处理尾气中的二氧化硫,原理如图2所示。其能量转化的主要形式是 ,c电极是 极,移动的离子及方向是 。
图2
4.[14分]二氧化硫是重要的工业原料,探究其制备方法和性质具有非常重要的意义。
(1)实验室中用图1所示装置测定SO2催化氧化为SO3的转化率。(已知SO3的熔点为16.8 ℃,假设气体进入装置时均被完全吸收)
图1
①装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为 。
②当停止通入SO2,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气,其目的是 。
③实验结束后,若装置D增加的质量为m g,装置E中产生白色沉淀的质量为n g,则此条件下二氧化硫的转化率是 (用含字母的代数式表示,不用化简)。
(2)某学习小组设计用图2所示装置验证二氧化硫的化学性质。
图2
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象是 。
②为验证二氧化硫的还原性,反应一段时间后,取试管b中的溶液分成三等份,分别进行如下实验。
方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成
方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去
方案Ⅲ:向第三份溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
上述方案中合理的是 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管b中发生反应的离子方程式为 。
③当通入二氧化硫至试管c中溶液呈中性时,该溶液中c(Na+)= 。
考点2 硫酸 硫酸盐
5.[2021北京顺义区测试改编]某同学设计了蔗糖与浓硫酸反应的改进装置,并对气体产物进行检验,实验装置如图所示。下列结论中正确的是( )
选项
现象
结论
A
Ⅰ中注入浓硫酸后,可观察到试管中白色固体变为黑色
体现了浓硫酸的吸水性
B
Ⅱ中观察到棉球a、b都褪色
均体现了SO2的漂白性
C
Ⅱ中无水硫酸铜变蓝
说明反应产物中有H2O
D
Ⅲ中溶液颜色变浅(未褪色),Ⅳ中澄清石灰水变浑浊
说明有CO2产生
6.[2020北京,19,12分]探究Na2SO3固体的热分解产物。
资料:①4Na2SO3Na2S+3Na2SO4。
②Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S。
③BaS易溶于水。
隔绝空气条件下,加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A,过程中未检测到气体生成。黄色固体A加水得到浊液,放置得无色溶液B。
(1)检验分解产物Na2S
取少量溶液B,向其中滴加CuSO4溶液,产生黑色沉淀,证实有S2-。反应的离子方程式是 。
(2)检验分解产物Na2SO4
取少量溶液B,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含S),同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后, (填操作和现象),可证实分解产物中含有SO42-。
(3)探究(2)中S的来源
来源1:固体A中有未分解的Na2SO3,在酸性条件下与Na2S反应生成S。
来源2:溶液B中有Na2Sx,加酸反应生成S。
针对来源1进行如下实验:
①实验可证实来源1不成立。实验证据是 。
②不能用盐酸代替硫酸的原因是 。
③写出来源2产生S的反应的离子方程式: 。
(4) 实验证明Na2SO3固体热分解有Na2S、Na2SO4和S产生。运用氧化还原反应规律分析产物中S产生的合理
(5) 性: 。
考点3 臭氧和过氧化氢 环境保护
7.[2021北京通州区检测,14分]H2O2溶液在工业生产和日常生活中应用广泛。
(1)H2O2溶液常用于伤口消毒,这一过程利用了过氧化氢的 (填过氧化氢的化学性质)。
(2)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态过氧化氢。已知0.4 mol液态肼与足量的液态过氧化氢反应,生成氮气和水蒸气,并放出256.652 kJ热量。该反应的热化学方程式为 。
(3)H2O2溶液能将碱性废水中的CN-转化成碳酸盐和一种对环境无污染的气体,CN-的电子式为 ,写出该反应的离子方程式 。
(4)如图1所示是工业上制备过氧化氢最常见的方法,写出实际发生的总反应方程式: 。
图1 图2
(5)如图2所示是一种用电解原理制备H2O2,并用产生的H2O2处理废氨水的装置。
①Ir-Ru惰性电极吸附O2生成H2O2,其电极反应式是 。
②处理的废氨水中溶质(以NH3计)的质量是34 g时,理论上电路中通过电子 mol。
8.[2020福建师范大学附属中学期中考试,10分]为更有效地处理工业废气中的SO2,减少大气污染,科学家不断对相关反应进行研究尝试。
(1)按每年全国发电燃煤8亿吨,煤中硫的质量分数以2%计,若不经过脱硫处理,则会有 亿吨SO2排放到大气中(假设S全部转化为SO2)。
(2)下列物质中,能吸收SO2的有 (填标号)。
a.氨水 b.酸性KMnO4溶液 c.生石灰 d.Na2CO3溶液
(3)某工厂采用(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合溶液A吸收废气中的SO2并制备(NH4)2SO3·H2O,过程如图所示:
①“吸收”过程中,溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物质的量之比变 (填“大”或“小”)。
②“制备”过程中,溶液B中发生反应的化学方程式是 。
③检验产品(NH4)2SO3·H2O中含有少量SO42-的方法如下:取少量产品加水溶解, (将实验操作和现象补充完整)。
一、选择题(每小题6分,共18分)
1.[2021贵州贵阳名校质检]某同学将SO2和Cl2的混合气体通入品红溶液,振荡,溶液褪色,将此无色溶液分成三等份,依次进行实验,实验操作和实验现象记录如下:
下列分析不正确的是( )
A.①说明Cl2被完全消耗
B.②中试纸褪色的原因是SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI
C.③中若将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,也能说明SO2被Cl2氧化为SO42-
D.实验条件下,品红溶液和SO2均被氧化
2.[2021河北石家庄五校联考]将SO2通入BaCl2溶液中并不产生沉淀,而通入另一种气体后可以产生白色沉淀。则图中右侧Y形管中放置的药品组合不符合要求的是(必要时可以加热)( )
A.Cu和浓硝酸 B.CaO和浓氨水
C.大理石和稀盐酸 D.高锰酸钾溶液和浓盐酸
3.[新情境][2021四川成都龙泉中学模拟]海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、Br-、SO42-、HCO3-、CO32-等,火力发电时排放的烟气可用海水脱硫,其工艺流程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.海水pH约为8的原因主要是海水中含有CO32-、HCO3-
B.吸收塔中发生的反应有SO2+H2OH2SO3
C.氧化主要是氧气将HSO3-、SO32-氧化为SO42-
D.经稀释排放出的废水中SO42-的浓度与海水中的相同
二、非选择题(共56分)
4.[2021广东七校联考,14分]某学习小组开展下列实验探究活动。
(1)装置A中反应的化学方程式为 。
(2)选用下面的装置和药品探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱。
装置连接顺序为A、C、 、 、D、F,其中装置C的作用是 ,通过 现象即可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。
利用G装置可测定装置A中残留的SO2的含量,量取1.00 mL残液于圆底烧瓶中,加适量的水稀释,加热使SO2全部逸出并与锥形瓶中H2O2完全反应:H2O2+SO2H2SO4,然后用0.100 0 mol·L-1 NaOH标准溶液进行滴定,至终点时消耗NaOH溶液20.00 mL。
(3)G中球形冷凝管的进水口为 (填“a”或“b”)。
(4)残液中SO2含量为 g·L-1。
(5)经过多次测定发现,测定值始终高于实际值,则其原因是 。
5.[原创][14分]某同学在做浓硫酸与铜反应的实验过程中,观察到铜片表面变黑,于是对黑色物质的组成进行实验探究。
(1)用如图所示装置进行实验1。(加热和夹持仪器已略去)
实验1.铜片与浓硫酸反应
操作
现象
加热到120~250 ℃
铜片表面变黑,有大量气体产生,形成墨绿色浊液
继续加热至338 ℃
铜片上黑色消失,瓶中出现“白雾”,溶液略带蓝色,瓶底部有较多灰白色沉淀
①装置B的作用是 ;装置C中盛放的试剂是 。
②为证明装置A中灰白色沉淀的主要成分为硫酸铜,实验操作及现象是 。
(2)探究实验1中加热到120~250 ℃时所得黑色固体的成分。
【提出猜想】黑色固体可能含有CuO、CuS、Cu2S中的一种或几种。
【查阅资料】
资料1:亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6]是Cu2+的灵敏检测剂,向含有Cu2+的溶液中滴加亚铁氰化钾溶液,生成红棕色沉淀。
资料2:
CuS
Cu2S
黑色晶体
黑色晶体
难溶于稀硫酸;可溶于硝酸;微溶于浓氨水或热的浓盐酸
难溶于稀硫酸和浓盐酸;可溶于硝酸;微溶于浓氨水
【设计并实施实验】
实验2.探究黑色固体中是否含CuO
操作
现象
i.取表面附着黑色固体的铜片5片,用清水洗干净,放入盛有10 mL试剂A的小烧杯中,搅拌
黑色表层脱落,露出光亮的铜片
ii.取出铜片,待黑色沉淀沉降
上层溶液澄清、无色
①试剂A是 。
②甲认为ii中溶液无色有可能是Cu2+浓度太小,于是补充实验确认了溶液中不含Cu2+,补充的实验操作及现象是 。
实验3.探究黑色固体中是否含CuS、Cu2S
操作
现象
i.取实验2中黑色固体少许,加入适量浓氨水,振荡后静置
有固体剩余,固液分界线附近的溶液呈浅蓝色
ii.另取实验2中黑色固体少许,加入适量浓盐酸,微热后静置
有固体剩余,溶液变成浅绿色
【获得结论】由实验2和实验3可得到结论:实验1中,加热至120~250 ℃时所得黑色固体中
(填黑色固体的组成情况)。
【实验反思】
分析实验1中加热至338 ℃时产生的现象的原因,同学们认为是在较低温度时产生的黑色固体与热的浓硫酸进一步反应造成的。已知反应的含硫产物除无水硫酸铜外还有二氧化硫,则黑色固体消失时可能发生的所有反应的化学方程式为 。
6.[2021北京海淀区期中,14分]某课外小组探究硫化钠晶体(Na2S·9H2O)在空气中放置后的氧化产物。取少量在空气中放置一段时间的硫化钠晶体样品,溶于水得到溶液A,测得溶液A的pH为13。
查阅资料:
ⅰ.硫化钠晶体在空气中放置后,可能会有Na2Sx、Na2SO3、Na2S2O3等物质生成。
ⅱ.S2-、Sx2-、S2O32-都不能使品红褪色,SO32-或高浓度OH-能使品红褪色。
ⅲ.Na2Sx能与H+反应生成H2S(臭鸡蛋气味气体)和S;Na2Sx能与Cu2+反应生成CuS(黑色固体)和S;Na2S2O3可与Cu2+形成可溶性络合物,该络合物对稀盐酸稳定,受热易分解生成棕黑色沉淀。
(1)取未在空气中放置的硫化钠晶体,溶于水后测得溶液显碱性,用离子方程式解释其原因为 。
(2)进行实验一。
编号
试剂
现象
1
溶液A
立即褪色
2
pH=13的NaOH溶液
无明显变化
①实验一证明氧化产物中有Na2SO3,其中编号2实验的目的是 。
②某同学由实验结果进一步推测硫化钠晶体的氧化产物中可能还含有Na2SO4,这是因为Na2SO3有 性。
(3)进行实验二。
取溶液A于试管中,加入足量的稀盐酸,立即出现淡黄色浑浊,同时产生大量臭鸡蛋气味的气体,离心沉降(固液分离),得到无色溶液B和淡黄色固体。
①取无色溶液B, (填操作和现象),证明溶液A中存在SO42-。
②该实验现象不能证明样品中存在Na2Sx,因为 。
(4)进行实验三。
①证明氧化产物中存在Na2S2O3的证据是 。
②溶液A中加入CuCl2溶液生成黑色沉淀,可能发生的反应是 (用离子方程式表示)。
结论:硫化钠晶体在空气中放置后的氧化产物有Na2SO3、Na2SO4、Na2Sx和Na2S2O3。
7.[新素材][14分]亚硫酰氯(SOCl2)又名氯化亚砜,熔点为-105 ℃,沸点为79 ℃,140 ℃以上时易分解,是一种淡黄色至红色液体,遇水剧烈水解生成两种酸性气体,常用作脱水剂,广泛应用于医药、农药、染料工业及有机合成工业。
(1)氯化亚砜应储存于阴凉、干燥、通风良好的库房,但久置后微显黄色,其原因是 。用硫黄、液氯和三氧化硫为原料在一定条件下合成氯化亚砜,如果想达到原子利用率最大化,则三者的物质的量之比为 。
(2)甲同学设计如图所示装置用ZnCl2·xH2O制取无水ZnCl2,回收剩余的SOCl2并验证生成物中含有SO2(夹持及加热装置略):
①装置的连接顺序为A→B→ → → → (填标号)。
②向装置A中缓慢滴加SOCl2,需打开活塞 (填“a”“b”或“a和b”)。为了更加充分地回收SOCl2,写出可对装置B采取的有效措施: 。
③实验结束后,为检测ZnCl2·xH2O是否完全脱水,称取蒸干后的固体a g溶于水中,加入足量稀硝酸和硝酸银溶液,过滤,洗涤,干燥,称得固体为b g。若ba= (保留一位小数),即可证明ZnCl2·xH2O已完全脱水。
④装置A中发生反应的化学方程式是 。
(3)乙同学认为SOCl2还可用作由 FeCl3·6H2O制取无水FeCl3的脱水剂,但丙同学认为该实验会发生氧化还原反应,并设计如下实验方案进行验证:
取少量FeCl3·6H2O于试管中,加入过量SOCl2,振荡使两种物质充分反应;再往试管中加水溶解,滴加KSCN溶液,若 ,则证明脱水过程中发生了氧化还原反应,按照丙同学的思路,还可以通过检验 或 (填离子符号)是否存在来证明该过程是否发生了氧化还原反应。
答案
专题九 氧、硫及其化合物和环境保护
1.B 浓硫酸具有强氧化性,与铜在加热条件下反应可生成二氧化硫气体,A项正确;二氧化硫具有还原性,可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,B项错误;溶液的颜色变浅或褪去,则铁离子被还原,可说明二氧化硫具有还原性,C项正确;二氧化硫中硫元素的化合价为+4,Na2S中硫元素的化合价为-2,二者可发生归中反应生成单质S,SO2表现氧化性,D项正确。
2.C 根据题图可知,过程甲中硫酸铁与硫化氢反应可生成硫酸亚铁、单质硫,则反应的离子方程式为2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+,A项正确;过程乙中氧气将亚铁离子氧化为铁离子,过程甲中铁离子氧化硫化氢,则脱硫过程中O2间接氧化H2S,B项正确;该脱硫过程中Fe3+、Fe2+相互转化,不需要不断添加Fe2(SO4)3溶液,C项错误;过程乙中氧气将亚铁离子氧化为铁离子,发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,D项正确。
3.(1) 1∶2(1分) (2)SO2+2OH-SO32-+H2O(2分) 2H2O+2e-H2↑+2OH-(2分) 浓H2SO4溶液(1分) (3)化学能转化成电能(1分) 负(1分) H+由c电极通过质子交换膜向d电极移动(1分)
【解析】 (1)根据化学方程式可知Na2S中-2价的S和SO2中+4价的S发生归中反应生成Na2S2O3中+2价的S,其中Na2S为还原剂,SO2为氧化剂,还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2,用单线桥表示电子转移的方向和数目为。(2)SO2为酸性氧化物,与足量NaOH溶液反应生成Na2SO3和水,离子方程式为SO2+2OH-SO32-+H2O;题图1为电解池装置,装置分析如下:
电极
溶液中离子移动方向
电极反应
阴极(a)
Na+通过阳离子交换膜移向此电极
2H2O+2e-H2↑+
2OH-
阳极(b)
SO32-通过阴离子交换膜移向此电极
H2O+SO32--2e-SO42-+2H+
由电极反应可知乙为浓H2SO4溶液。(3)该装置为燃料电池,其能量转化形式为化学能转化为电能;燃料电池中,通入燃料的一极为负极,装置分析如下:
电极
电极反应
燃料电池
(原电池)
负极(c)
SO2+2H2O-2e-SO42-+4H+
正极(d)
O2+4H++4e-2H2O
在原电池内部,阳离子移向正极,阴离子移向负极,由于交换膜为质子交换膜,只允许H+通过,故在燃料电池内部,H+由c电极通过质子交换膜向d电极移动。
4.(每空2分)(1)①Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O ②使残留在装置中的二氧化硫被充分吸收,三氧化硫被充分收集 ③m80m80+n233×100% (2)①试管a中出现黄色沉淀 ②Ⅲ SO2+Cl2+2H2O 4H++SO42-+2Cl- ③2c(SO32-)+c(HSO3-)
【解析】 (1)①装置A利用Na2SO3与70%浓硫酸的反应制备SO2,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O。②熄灭酒精灯后,继续通一段时间O2,是为了使残留在装置中的SO2被充分吸收,SO3被充分收集。③装置D增加的质量为SO3的质量,装置E中的白色沉淀为BaSO4,根据SO2~BaSO4、SO2~SO3可确定未反应的SO2的物质的量为n233 mol,生成SO3消耗SO2的物质的量为m80 mol,则该实验中SO2的转化率为m80m80+n233×100%。(2)①SO2可与Na2S溶液发生氧化还原反应得到S单质,此时SO2表现出氧化性,试管a中出现黄色沉淀。②氯水中含Cl-,能与Ag+生成AgCl白色沉淀;氯水也能使品红溶液褪色;加入BaCl2溶液产生的白色沉淀为BaSO4,故方案Ⅲ可证明SO2具有还原性。试管b中Cl2与SO2反应的离子方程式为Cl2+SO2+2H2O4H++SO42-+2Cl-。③将SO2通入NaOH溶液中,当溶液呈中性时,溶液中的溶质是Na2SO3和NaHSO3,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-),由于c(H+)=c(OH-),故c(Na+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)。
5.D 蔗糖遇到浓硫酸变黑,是由于浓硫酸具有脱水性,A错误;a中品红褪色,体现二氧化硫的漂白性,b中溴水褪色,体现二氧化硫的还原性,B错误;无水硫酸铜变蓝,可以用来检验水,但是品红溶液和溴水中都含有水,不确定使硫酸铜变蓝的水是否由反应产生,C错误;Ⅲ中溶液颜色变浅,是因为高锰酸钾和二氧化硫发生反应,不褪色说明二氧化硫反应完全了,Ⅳ中澄清石灰水变浑浊,说明产生了二氧化碳气体,D正确。
6.(每空2分)(1)Cu2++S2-CuS↓
(2)滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀
(3)①向溶液2中加入少量KMnO4溶液,溶液没有褪色 ②HCl具有还原性,会使KMnO4溶液褪色,干扰实验现象和实验结论 ③Sx2-+2H+H2S↑+(x-1)S↓ (4)根据4Na2SO3Na2S+3Na2SO4知Na2SO3可发生歧化反应,其中S元素化合价既可升高也可降低,能从+4价降为-2价,也应该可以降到0价生成硫单质
【解析】 (1)产生的黑色沉淀为CuS,反应的离子方程式为Cu2++S2-CuS↓。(2)根据资料②及加入盐酸后,沉淀增多,同时产生H2S知,溶液B中含有Na2Sx,为排除沉淀增多对检验造成的干扰,应先使溶液中的Na2Sx与酸完全反应,故先加入足量盐酸,离心沉降除去S,再向滤液中滴加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则可证实分解产物中有SO42-。(3)①若来源1成立,则溶液2中含H2SO3,H2SO3具有还原性,可使KMnO4溶液褪色,但得到的溶液仍为紫色,说明来源1不成立。②不能用盐酸代替硫酸的原因是盐酸中Cl元素为-1价,是Cl元素的最低价,具有还原性,会与KMnO4溶液发生氧化还原反应,使KMnO4溶液褪色,干扰实验现象和实验结论。③来源2认为溶液B中有Na2Sx,加酸反应生成S,则反应的离子方程式为Sx2-+2H+H2S↑+(x-1)S↓。(4)4Na2SO3Na2S+3Na2SO4为歧化反应,Na2SO3中的S元素化合价有升高也有降低,能从+4价降为-2价生成Na2S,也应该可以降到0价生成硫单质。
7.(每空2分)(1)强氧化性 (2)N2H4(l)+2H2O2(l) N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJ·mol-1 (3)[∶C︙︙N∶]- 5H2O2+2CN-+2OH-N2↑+2CO32-+6H2O (4)H2+O2H2O2 (5)①O2+2H++2e-H2O2 ②6
【解析】 (1)H2O2具有强氧化性,可杀菌消毒。(2)由0.4 mol液态肼与足量液态过氧化氢反应放出的热量可计算出1 mol液态肼完全反应放出的热量,从而写出该反应的热化学方程式:N2H4(l)+2H2O2(l) N2(g)+4H2O(g) ΔH= -641.63 kJ·mol-1。(3)根据原子的成键规律可写出CN-的电子式,即[∶C︙︙N∶]-;H2O2溶液能将碱性废水中的CN-转化为碳酸盐和一种对环境无污染的气体,则该气体为N2,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出该反应的离子方程式:5H2O2+2CN-+2OH-N2↑+2CO32-+6H2O。(4)由题图1可知总反应为氢气与氧气在催化剂作用下反应生成过氧化氢:H2+O2H2O2。(5)①结合题图2和Ir-Ru惰性电极吸附O2生成H2O2进行分析:
电极
电极反应
阳极(活性炭)
2H2O-4e-O2↑+4H+
阴极(Ir-Ru电极)
O2+2H++2e-H2O2
②阴极产生的H2O2与废氨水中的NH3发生反应:3H2O2+2NH3N2↑+6H2O,则处理34 g(2 mol) NH3时,消耗3 mol H2O2,理论上电路中通过6 mol电子。
8.(每空2分)(1)0.32 (2)abcd (3)①小 ②NH4HCO3+NH4HSO3(NH4)2SO3·H2O↓+CO2↑ ③加过量盐酸,充分振荡,再加氯化钡溶液,有白色沉淀产生
【解析】 (1)燃煤8亿吨,煤中硫的质量分数以2%计,则硫元素的质量为0.16亿吨,产生的SO2中硫元素也为0.16亿吨,则m(SO2)=0.32亿吨。(2)SO2为酸性氧化物,能与碱溶液和碱性氧化物反应,酸性H2SO3>H2CO3,SO2可与Na2CO3溶液反应,氨水、Na2CO3溶液、生石灰均可吸收SO2,SO2具有还原性,能被强氧化剂酸性KMnO4溶液吸收。(3)①“吸收”过程中的反应为SO2+H2O+(NH4)2SO32NH4HSO3,随着吸收,(NH4)2SO3减少,NH4HSO3增多,溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3的物质的量之比变小。②“制备”过程中,溶液B中发生反应的化学方程式是NH4HCO3+NH4HSO3(NH4)2SO3·H2O↓+CO2↑。③检验产品(NH4)2SO3·H2O中含有少量SO42-,应先加酸排除亚硫酸根离子的干扰,再用氯化钡溶液检验,故方法为取少量产品加水溶解,加过量盐酸,充分振荡,再加氯化钡溶液,有白色沉淀产生。
1.C ①中湿润的淀粉-KI试纸不变蓝,说明溶液中不含氯气,则Cl2被完全消耗,A正确;②中蘸有碘水的试纸褪色,说明二氧化硫过量,加热后二氧化硫与碘发生氧化还原反应SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI,B正确;酸性环境中,硝酸根离子能氧化亚硫酸根离子,故③中若将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,不能说明SO2被Cl2氧化为SO42-,C错误;加热后溶液均未恢复至红色,证明品红溶液被氧化,加入BaCl2溶液有白色沉淀生成,即生成BaSO4,证明SO2被氧化,D正确。
2.C Cu与浓硝酸反应可产生二氧化氮气体,二氧化氮与水反应可产生硝酸,所以氯化钡溶液中存在硝酸,可将H2SO3氧化为H2SO4,H2SO4与BaCl2反应可生成硫酸钡白色沉淀,A项正确;CaO与浓氨水混合可产生氨气,氨气溶于氯化钡溶液,溶液的碱性增强,亚硫酸根离子与钡离子反应可生成亚硫酸钡白色沉淀,B项正确;大理石与稀盐酸反应可生成二氧化碳气体,二氧化碳气体不能与氯化钡溶液反应产生白色沉淀,也不会使H2SO3与BaCl2反应产生白色沉淀,所以最终无白色沉淀产生,C项错误;高锰酸钾与浓盐酸混合可产生氯气,氯气可将H2SO3氧化为H2SO4,H2SO4与BaCl2反应可生成硫酸钡白色沉淀,D项正确。
3.D 海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO42-、Br-、CO32-、HCO3-等,CO32-、HCO3-发生水解,CO32-+H2OHCO3-+OH-,HCO3-+H2OH2CO3+OH-,所以海水的pH≈8,A项正确;吸收塔中海水吸收烟气中的SO2,发生的反应有SO2+H2OH2SO3,B项正确;海水吸收SO2后,要用O2进行氧化处理,氧气将HSO3-、SO32-氧化为SO42-,C项正确;由分析可知,海水吸收SO2再经O2氧化后,SO42-浓度增大,再加海水稀释,SO42-浓度减小,但仍比原来海水中的SO42-浓度大, D项错误。
4.(除标明外,每空2分)(1)CaSO3+2HClCaCl2+SO2↑+H2O
(2)B(1分) E(1分) 除去HCl气体 D中品红溶液不褪色,F中出现白色沉淀
(3)b(1分) (4)64(3分) (5)残液中有剩余的盐酸
【解析】 (1)盐酸与CaSO3发生复分解反应,生成CaCl2、SO2和H2O,据此写出对应的化学方程式。(2)装置A用于制备SO2,可用装置C中饱和NaHSO3溶液除去SO2中混有的HCl,再通过SO2与装置B中NaHCO3溶液的反应验证酸性H2SO3>H2CO3。同时生成的CO2中混有SO2,先用装置E中的酸性KMnO4溶液除去SO2,再通过装置D中的品红溶液检验SO2是否除尽,最后利用装置F中的漂白粉溶液验证酸性H2CO3>HClO。结合上述分析可知,要证明酸性:H2SO3>H2CO3>HClO,则装置的连接顺序为:A、C、B、E、D、F。当装置D中品红溶液不褪色,F中出现白色沉淀即可证明酸性H2SO3>HClO。(3)冷凝管采用逆流冷却,即冷却水下进上出,故G中球形冷凝管的进水口为b。(4)根据题中信息可找出关系式:SO2~H2SO4~2NaOH,n(NaOH)=0.100 0 mol·L-1×20.00×10-3L=0.002 mol,则n(SO2)=0.001 mol,m(SO2)=0.001 mol×64 g·mol-1=0.064 g,则残液中SO2的含量为0.064 g÷10-3 L=64 g·L-1。(5)残液中含有未反应的HCl,加热随SO2逸出,会消耗部分NaOH,导致测量值高于实际值。
5.(1)①防止装置C中溶液倒吸入装置A中(或作安全瓶)(1分) NaOH溶液(1分) ②冷却后,取灰白色沉淀放入盛水的小烧杯中,得到蓝色溶液(或冷却后,将上层溶液倒出,向三颈烧瓶中加入少量水,得到蓝色溶液)(2分) (2)【设计并实施实验】①稀硫酸(2分) ②取少许上层清液于试管中,滴加2滴亚铁氰化钾溶液,没有明显现象(或无红棕色沉淀生成)(2分) 【获得结论】不含CuO,一定含有CuS,可能含有Cu2S(2分) 【实验反思】CuS+4H2SO4(浓)CuSO4+4SO2↑+4H2O,Cu2S+6H2SO4(浓)2CuSO4+5SO2↑+6H2O(4分)
【解析】 (1)①二氧化硫有毒会污染空气,二氧化硫属于酸性氧化物,装置C中可以盛放氢氧化钠溶液来吸收二氧化硫;反应生成的二氧化硫与NaOH溶液反应,容易造成倒吸,装置B可以防止装置C中溶液倒吸入装置A中。②硫酸铜溶液显蓝色,为证明装置A中灰白色沉淀的主要成分为硫酸铜,可以取冷却后的灰白色沉淀放入盛水的小烧杯中,得到蓝色溶液。(2)【设计并实施实验】①根据CuS、Cu2S的性质可知,二者均难溶于稀硫酸,可溶于硝酸,故试剂A应该为稀硫酸。②根据题意,亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6]是Cu2+的灵敏检测剂,取少许上层清液于试管中,滴加2滴亚铁氰化钾溶液,没有明显现象或无红棕色沉淀生成,可证明溶液中无铜离子,说明黑色固体中无氧化铜。【获得结论】CuS微溶于浓氨水或热的浓盐酸,Cu2S微溶于浓氨水,难溶于浓盐酸,根据实验3,加入适量浓氨水,固液分界线附近的溶液呈浅蓝色,则至少含有CuS和Cu2S中的一种;加入适量浓盐酸,微热后静置,溶液变成浅绿色,说明一定含有CuS,故黑色固体中含有CuS、可能含有Cu2S。【实验反思】黑色固体与浓硫酸反应的含硫产物除无水硫酸铜外还有二氧化硫,则CuS、Cu2S与浓硫酸反应的化学方程式分别为CuS+4H2SO4(浓)CuSO4+4SO2↑+4H2O,Cu2S+6H2SO4(浓)2CuSO4+5SO2↑+6H2O。
6.(除标明外,每空2分)(1)S2-+H2OHS-+OH-(1分)
(2)①排除高浓度OH-使品红褪色的可能,证明溶液中存在SO32- ②还原(1分)
(3)①滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀 ②样品中可能有未被氧化的Na2S,酸性条件下S2-与SO32-可以反应生成S,S2-还可以与H+反应产生H2S,从而产生相同实验现象
(4)①浅绿色溶液滴加稀盐酸无现象,加热产生棕黑色沉淀 ②Cu2+ + Sx2-CuS↓+(x-1)S↓、Cu2+ + S2- CuS↓(4分)
【解析】 (1)硫化钠为强碱弱酸盐,溶于水所得溶液由于S2-水解而呈碱性,水解的离子方程式为:S2-+H2OHS-+OH-。(2)①根据提供资料ⅱ,SO32-或高浓度OH-能使品红溶液褪色,由于Na2SO3溶液呈碱性,故编号2实验需排除高浓度OH-使品红褪色的可能,从而说明品红溶液褪色是SO32-所致,进而证明溶液中存在SO32-。②硫化钠晶体的氧化产物有Na2SO3,Na2SO3具有还原性,易被氧气氧化为Na2SO4。(3)①欲检验溶液A中含有SO42-,由于溶液B是溶液A中加入足量的稀盐酸所得,因此只需向溶液B中滴加BaCl2溶液即可,若产生白色沉淀,则可证明溶液A中存在SO42-。②当溶液中含有未被氧化的Na2S时,S2-与SO32-在酸性条件下可发生反应:2S2-+SO2- 3+6H+3S+3H2O,S2-还可以与H+反应产生H2S,因此根据产生臭鸡蛋气味气体和S,不能证明样品中存在Na2Sx。(4)①根据提供资料ⅲ,Na2S2O3可与Cu2+形成可溶性络合物,该络合物对稀盐酸稳定,受热易分解生成棕黑色沉淀,故由实验三中浅绿色溶液滴加盐酸无现象,加热产生棕黑色沉淀可以证明氧化产物中存在Na2S2O3。②产生的黑色沉淀为CuS,根据提供资料ⅲ,Na2Sx能与Cu2+反应生成CuS和S,结合实验现象知,溶液A中存在Na2Sx,而Na2S也能与Cu2+反应产生黑色CuS沉淀,故发生反应的离子方程式为:Cu2+ + Sx2-CuS↓+(x-1)S↓、Cu2+ + S2-CuS↓。
7.(1)氯化亚砜久置后分解生成的氯气溶解在氯化亚砜中(1分) 2∶3∶1(2分) (2)①D F E C(2分) ②b(1分) 将装置B中的锥形瓶置于冰水浴中(其他合理答案也可)(1分) ③2.1(2分) ④ZnCl2·xH2O+xSOCl2ZnCl2+2xHCl↑+xSO2↑(2分) (3)没有明显现象(1分) Fe2+(1分) SO42-(1分)
【解析】 (1)由题给信息知,氯化亚砜不稳定,易分解,再根据元素组成分析可知,能使氯化亚砜久置后微显黄色的产物只能是Cl2;用硫黄(用S表示)、液氯和三氧化硫为原料合成氯化亚砜,如果想达到原子利用率最大化,则可知三者发生了化合反应2S+3Cl2+SO33SOCl2,故三者的物质的量之比为2∶3∶1。(2)①用SOCl2与ZnCl2·xH2O制取无水ZnCl2,由题给信息知,SOCl2与水反应生成两种酸性气体,则两种酸性气体为SO2和HCl。题目要求回收剩余的 SOCl2并验证生成物中含有SO2,根据题给信息可知,A→B是冷凝汽化的SOCl2并进行回收,由于SOCl2易与水反应,故应防止装置B后的装置中的水蒸气进入装置B中,因此装置B后的装置中应盛浓硫酸;检验SO2应该用品红溶液,尾气应用NaOH溶液吸收,防止污染环境;为防止倒吸,应该在尾气吸收装置之前加防倒吸装置,故装置的连接顺序为A→B→D→F→E→C。②盛装SOCl2的漏斗是恒压分液漏斗,放出液体时不需要打开活塞a,只要打开活塞b即可。由题给信息可知,SOCl2在-105~79 ℃时为液态,反应时SOCl2变成气态,要回收SOCl2,将其冷凝为液体即可,理论上温度越低冷凝效果越好,但还要考虑可操作性,因而用冰水浴最好。③若ZnCl2·xH2O已完全脱水,则a g固体应为ZnCl2,与足量硝酸银溶液反应后得到的b g固体应为AgCl,由关系式ZnCl2~2AgCl可得,136∶287=a∶b,故ba≈2.1。④装置A中的反应物为ZnCl2·xH2O和SOCl2,SOCl2遇水剧烈反应生成两种酸性气体,两种酸性气体应为SO2和HCl,故装置A中发生反应的化学方程式是ZnCl2·xH2O+xSOCl2ZnCl2+2xHCl↑+xSO2↑。(3)若FeCl3·6H2O与过量SOCl2发生了氧化还原反应,则Fe3+被还原为Fe2+,此时加入KSCN溶液,不会出现明显现象。若发生了氧化还原反应,除生成Fe2+外,SOCl2应被氧化为SO42-,故还可以通过检验Fe2+或SO42-是否存在来证明该过程是否发生了氧化还原反应。
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专题九 氧、硫及其化合物和环境保护
考点1 硫及其氧化物 硫的氢化物
1.[2021江苏南京六校联考]下列制取SO2、验证其性质的装置(尾气处理装置已省略)和原理不能达到实验目的的是( )
2.[2021广东佛山南海区摸底测试]天然气是应用广泛的燃料,但含有少量H2S等气体。在酸性溶液中利用氧化亚铁硫杆菌可实现天然气的催化脱硫,其原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.过程甲中发生反应的离子方程式为2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+
B.脱硫过程中O2间接氧化H2S
C.该脱硫过程需要不断添加Fe2(SO4)3溶液
D.过程乙中发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O
3.[2020四川成都摸底测试,11分]二氧化硫在生产和生活中有着广泛的用途。
(1)SO2可用来制备定影剂Na2S2O3,反应的化学方程式为Na2CO3+2Na2S+4SO23Na2S2O3+CO2。请用单线桥表示该反应中的电子转移情况 ,还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。
(2)用足量NaOH溶液吸收尾气中的SO2,反应的离子方程式为 ;吸收后的浓溶液可用图1所示装置再生循环脱硫,并制得硫酸,电极a的电极反应为 ,乙是 。
图1
(3)可设计二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池处理尾气中的二氧化硫,原理如图2所示。其能量转化的主要形式是 ,c电极是 极,移动的离子及方向是 。
图2
4.[14分]二氧化硫是重要的工业原料,探究其制备方法和性质具有非常重要的意义。
(1)实验室中用图1所示装置测定SO2催化氧化为SO3的转化率。(已知SO3的熔点为16.8 ℃,假设气体进入装置时均被完全吸收)
图1
①装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为 。
②当停止通入SO2,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气,其目的是 。
③实验结束后,若装置D增加的质量为m g,装置E中产生白色沉淀的质量为n g,则此条件下二氧化硫的转化率是 (用含字母的代数式表示,不用化简)。
(2)某学习小组设计用图2所示装置验证二氧化硫的化学性质。
图2
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象是 。
②为验证二氧化硫的还原性,反应一段时间后,取试管b中的溶液分成三等份,分别进行如下实验。
方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成
方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去
方案Ⅲ:向第三份溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
上述方案中合理的是 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管b中发生反应的离子方程式为 。
③当通入二氧化硫至试管c中溶液呈中性时,该溶液中c(Na+)= 。
考点2 硫酸 硫酸盐
5.[2021北京顺义区测试改编]某同学设计了蔗糖与浓硫酸反应的改进装置,并对气体产物进行检验,实验装置如图所示。下列结论中正确的是( )
选项
现象
结论
A
Ⅰ中注入浓硫酸后,可观察到试管中白色固体变为黑色
体现了浓硫酸的吸水性
B
Ⅱ中观察到棉球a、b都褪色
均体现了SO2的漂白性
C
Ⅱ中无水硫酸铜变蓝
说明反应产物中有H2O
D
Ⅲ中溶液颜色变浅(未褪色),Ⅳ中澄清石灰水变浑浊
说明有CO2产生
6.[2020北京,19,12分]探究Na2SO3固体的热分解产物。
资料:①4Na2SO3Na2S+3Na2SO4。
②Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S。
③BaS易溶于水。
隔绝空气条件下,加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A,过程中未检测到气体生成。黄色固体A加水得到浊液,放置得无色溶液B。
(1)检验分解产物Na2S
取少量溶液B,向其中滴加CuSO4溶液,产生黑色沉淀,证实有S2-。反应的离子方程式是 。
(2)检验分解产物Na2SO4
取少量溶液B,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含S),同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后, (填操作和现象),可证实分解产物中含有SO42-。
(3)探究(2)中S的来源
来源1:固体A中有未分解的Na2SO3,在酸性条件下与Na2S反应生成S。
来源2:溶液B中有Na2Sx,加酸反应生成S。
针对来源1进行如下实验:
①实验可证实来源1不成立。实验证据是 。
②不能用盐酸代替硫酸的原因是 。
③写出来源2产生S的反应的离子方程式: 。
(4) 实验证明Na2SO3固体热分解有Na2S、Na2SO4和S产生。运用氧化还原反应规律分析产物中S产生的合理
(5) 性: 。
考点3 臭氧和过氧化氢 环境保护
7.[2021北京通州区检测,14分]H2O2溶液在工业生产和日常生活中应用广泛。
(1)H2O2溶液常用于伤口消毒,这一过程利用了过氧化氢的 (填过氧化氢的化学性质)。
(2)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态过氧化氢。已知0.4 mol液态肼与足量的液态过氧化氢反应,生成氮气和水蒸气,并放出256.652 kJ热量。该反应的热化学方程式为 。
(3)H2O2溶液能将碱性废水中的CN-转化成碳酸盐和一种对环境无污染的气体,CN-的电子式为 ,写出该反应的离子方程式 。
(4)如图1所示是工业上制备过氧化氢最常见的方法,写出实际发生的总反应方程式: 。
图1 图2
(5)如图2所示是一种用电解原理制备H2O2,并用产生的H2O2处理废氨水的装置。
①Ir-Ru惰性电极吸附O2生成H2O2,其电极反应式是 。
②处理的废氨水中溶质(以NH3计)的质量是34 g时,理论上电路中通过电子 mol。
8.[2020福建师范大学附属中学期中考试,10分]为更有效地处理工业废气中的SO2,减少大气污染,科学家不断对相关反应进行研究尝试。
(1)按每年全国发电燃煤8亿吨,煤中硫的质量分数以2%计,若不经过脱硫处理,则会有 亿吨SO2排放到大气中(假设S全部转化为SO2)。
(2)下列物质中,能吸收SO2的有 (填标号)。
a.氨水 b.酸性KMnO4溶液 c.生石灰 d.Na2CO3溶液
(3)某工厂采用(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合溶液A吸收废气中的SO2并制备(NH4)2SO3·H2O,过程如图所示:
①“吸收”过程中,溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物质的量之比变 (填“大”或“小”)。
②“制备”过程中,溶液B中发生反应的化学方程式是 。
③检验产品(NH4)2SO3·H2O中含有少量SO42-的方法如下:取少量产品加水溶解, (将实验操作和现象补充完整)。
一、选择题(每小题6分,共18分)
1.[2021贵州贵阳名校质检]某同学将SO2和Cl2的混合气体通入品红溶液,振荡,溶液褪色,将此无色溶液分成三等份,依次进行实验,实验操作和实验现象记录如下:
下列分析不正确的是( )
A.①说明Cl2被完全消耗
B.②中试纸褪色的原因是SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI
C.③中若将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,也能说明SO2被Cl2氧化为SO42-
D.实验条件下,品红溶液和SO2均被氧化
2.[2021河北石家庄五校联考]将SO2通入BaCl2溶液中并不产生沉淀,而通入另一种气体后可以产生白色沉淀。则图中右侧Y形管中放置的药品组合不符合要求的是(必要时可以加热)( )
A.Cu和浓硝酸 B.CaO和浓氨水
C.大理石和稀盐酸 D.高锰酸钾溶液和浓盐酸
3.[新情境][2021四川成都龙泉中学模拟]海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、Br-、SO42-、HCO3-、CO32-等,火力发电时排放的烟气可用海水脱硫,其工艺流程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.海水pH约为8的原因主要是海水中含有CO32-、HCO3-
B.吸收塔中发生的反应有SO2+H2OH2SO3
C.氧化主要是氧气将HSO3-、SO32-氧化为SO42-
D.经稀释排放出的废水中SO42-的浓度与海水中的相同
二、非选择题(共56分)
4.[2021广东七校联考,14分]某学习小组开展下列实验探究活动。
(1)装置A中反应的化学方程式为 。
(2)选用下面的装置和药品探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱。
装置连接顺序为A、C、 、 、D、F,其中装置C的作用是 ,通过 现象即可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。
利用G装置可测定装置A中残留的SO2的含量,量取1.00 mL残液于圆底烧瓶中,加适量的水稀释,加热使SO2全部逸出并与锥形瓶中H2O2完全反应:H2O2+SO2H2SO4,然后用0.100 0 mol·L-1 NaOH标准溶液进行滴定,至终点时消耗NaOH溶液20.00 mL。
(3)G中球形冷凝管的进水口为 (填“a”或“b”)。
(4)残液中SO2含量为 g·L-1。
(5)经过多次测定发现,测定值始终高于实际值,则其原因是 。
5.[原创][14分]某同学在做浓硫酸与铜反应的实验过程中,观察到铜片表面变黑,于是对黑色物质的组成进行实验探究。
(1)用如图所示装置进行实验1。(加热和夹持仪器已略去)
实验1.铜片与浓硫酸反应
操作
现象
加热到120~250 ℃
铜片表面变黑,有大量气体产生,形成墨绿色浊液
继续加热至338 ℃
铜片上黑色消失,瓶中出现“白雾”,溶液略带蓝色,瓶底部有较多灰白色沉淀
①装置B的作用是 ;装置C中盛放的试剂是 。
②为证明装置A中灰白色沉淀的主要成分为硫酸铜,实验操作及现象是 。
(2)探究实验1中加热到120~250 ℃时所得黑色固体的成分。
【提出猜想】黑色固体可能含有CuO、CuS、Cu2S中的一种或几种。
【查阅资料】
资料1:亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6]是Cu2+的灵敏检测剂,向含有Cu2+的溶液中滴加亚铁氰化钾溶液,生成红棕色沉淀。
资料2:
CuS
Cu2S
黑色晶体
黑色晶体
难溶于稀硫酸;可溶于硝酸;微溶于浓氨水或热的浓盐酸
难溶于稀硫酸和浓盐酸;可溶于硝酸;微溶于浓氨水
【设计并实施实验】
实验2.探究黑色固体中是否含CuO
操作
现象
i.取表面附着黑色固体的铜片5片,用清水洗干净,放入盛有10 mL试剂A的小烧杯中,搅拌
黑色表层脱落,露出光亮的铜片
ii.取出铜片,待黑色沉淀沉降
上层溶液澄清、无色
①试剂A是 。
②甲认为ii中溶液无色有可能是Cu2+浓度太小,于是补充实验确认了溶液中不含Cu2+,补充的实验操作及现象是 。
实验3.探究黑色固体中是否含CuS、Cu2S
操作
现象
i.取实验2中黑色固体少许,加入适量浓氨水,振荡后静置
有固体剩余,固液分界线附近的溶液呈浅蓝色
ii.另取实验2中黑色固体少许,加入适量浓盐酸,微热后静置
有固体剩余,溶液变成浅绿色
【获得结论】由实验2和实验3可得到结论:实验1中,加热至120~250 ℃时所得黑色固体中
(填黑色固体的组成情况)。
【实验反思】
分析实验1中加热至338 ℃时产生的现象的原因,同学们认为是在较低温度时产生的黑色固体与热的浓硫酸进一步反应造成的。已知反应的含硫产物除无水硫酸铜外还有二氧化硫,则黑色固体消失时可能发生的所有反应的化学方程式为 。
6.[2021北京海淀区期中,14分]某课外小组探究硫化钠晶体(Na2S·9H2O)在空气中放置后的氧化产物。取少量在空气中放置一段时间的硫化钠晶体样品,溶于水得到溶液A,测得溶液A的pH为13。
查阅资料:
ⅰ.硫化钠晶体在空气中放置后,可能会有Na2Sx、Na2SO3、Na2S2O3等物质生成。
ⅱ.S2-、Sx2-、S2O32-都不能使品红褪色,SO32-或高浓度OH-能使品红褪色。
ⅲ.Na2Sx能与H+反应生成H2S(臭鸡蛋气味气体)和S;Na2Sx能与Cu2+反应生成CuS(黑色固体)和S;Na2S2O3可与Cu2+形成可溶性络合物,该络合物对稀盐酸稳定,受热易分解生成棕黑色沉淀。
(1)取未在空气中放置的硫化钠晶体,溶于水后测得溶液显碱性,用离子方程式解释其原因为 。
(2)进行实验一。
编号
试剂
现象
1
溶液A
立即褪色
2
pH=13的NaOH溶液
无明显变化
①实验一证明氧化产物中有Na2SO3,其中编号2实验的目的是 。
②某同学由实验结果进一步推测硫化钠晶体的氧化产物中可能还含有Na2SO4,这是因为Na2SO3有 性。
(3)进行实验二。
取溶液A于试管中,加入足量的稀盐酸,立即出现淡黄色浑浊,同时产生大量臭鸡蛋气味的气体,离心沉降(固液分离),得到无色溶液B和淡黄色固体。
①取无色溶液B, (填操作和现象),证明溶液A中存在SO42-。
②该实验现象不能证明样品中存在Na2Sx,因为 。
(4)进行实验三。
①证明氧化产物中存在Na2S2O3的证据是 。
②溶液A中加入CuCl2溶液生成黑色沉淀,可能发生的反应是 (用离子方程式表示)。
结论:硫化钠晶体在空气中放置后的氧化产物有Na2SO3、Na2SO4、Na2Sx和Na2S2O3。
7.[新素材][14分]亚硫酰氯(SOCl2)又名氯化亚砜,熔点为-105 ℃,沸点为79 ℃,140 ℃以上时易分解,是一种淡黄色至红色液体,遇水剧烈水解生成两种酸性气体,常用作脱水剂,广泛应用于医药、农药、染料工业及有机合成工业。
(1)氯化亚砜应储存于阴凉、干燥、通风良好的库房,但久置后微显黄色,其原因是 。用硫黄、液氯和三氧化硫为原料在一定条件下合成氯化亚砜,如果想达到原子利用率最大化,则三者的物质的量之比为 。
(2)甲同学设计如图所示装置用ZnCl2·xH2O制取无水ZnCl2,回收剩余的SOCl2并验证生成物中含有SO2(夹持及加热装置略):
①装置的连接顺序为A→B→ → → → (填标号)。
②向装置A中缓慢滴加SOCl2,需打开活塞 (填“a”“b”或“a和b”)。为了更加充分地回收SOCl2,写出可对装置B采取的有效措施: 。
③实验结束后,为检测ZnCl2·xH2O是否完全脱水,称取蒸干后的固体a g溶于水中,加入足量稀硝酸和硝酸银溶液,过滤,洗涤,干燥,称得固体为b g。若ba= (保留一位小数),即可证明ZnCl2·xH2O已完全脱水。
④装置A中发生反应的化学方程式是 。
(3)乙同学认为SOCl2还可用作由 FeCl3·6H2O制取无水FeCl3的脱水剂,但丙同学认为该实验会发生氧化还原反应,并设计如下实验方案进行验证:
取少量FeCl3·6H2O于试管中,加入过量SOCl2,振荡使两种物质充分反应;再往试管中加水溶解,滴加KSCN溶液,若 ,则证明脱水过程中发生了氧化还原反应,按照丙同学的思路,还可以通过检验 或 (填离子符号)是否存在来证明该过程是否发生了氧化还原反应。
答案
专题九 氧、硫及其化合物和环境保护
1.B 浓硫酸具有强氧化性,与铜在加热条件下反应可生成二氧化硫气体,A项正确;二氧化硫具有还原性,可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,B项错误;溶液的颜色变浅或褪去,则铁离子被还原,可说明二氧化硫具有还原性,C项正确;二氧化硫中硫元素的化合价为+4,Na2S中硫元素的化合价为-2,二者可发生归中反应生成单质S,SO2表现氧化性,D项正确。
2.C 根据题图可知,过程甲中硫酸铁与硫化氢反应可生成硫酸亚铁、单质硫,则反应的离子方程式为2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+,A项正确;过程乙中氧气将亚铁离子氧化为铁离子,过程甲中铁离子氧化硫化氢,则脱硫过程中O2间接氧化H2S,B项正确;该脱硫过程中Fe3+、Fe2+相互转化,不需要不断添加Fe2(SO4)3溶液,C项错误;过程乙中氧气将亚铁离子氧化为铁离子,发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,D项正确。
3.(1) 1∶2(1分) (2)SO2+2OH-SO32-+H2O(2分) 2H2O+2e-H2↑+2OH-(2分) 浓H2SO4溶液(1分) (3)化学能转化成电能(1分) 负(1分) H+由c电极通过质子交换膜向d电极移动(1分)
【解析】 (1)根据化学方程式可知Na2S中-2价的S和SO2中+4价的S发生归中反应生成Na2S2O3中+2价的S,其中Na2S为还原剂,SO2为氧化剂,还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2,用单线桥表示电子转移的方向和数目为。(2)SO2为酸性氧化物,与足量NaOH溶液反应生成Na2SO3和水,离子方程式为SO2+2OH-SO32-+H2O;题图1为电解池装置,装置分析如下:
电极
溶液中离子移动方向
电极反应
阴极(a)
Na+通过阳离子交换膜移向此电极
2H2O+2e-H2↑+
2OH-
阳极(b)
SO32-通过阴离子交换膜移向此电极
H2O+SO32--2e-SO42-+2H+
由电极反应可知乙为浓H2SO4溶液。(3)该装置为燃料电池,其能量转化形式为化学能转化为电能;燃料电池中,通入燃料的一极为负极,装置分析如下:
电极
电极反应
燃料电池
(原电池)
负极(c)
SO2+2H2O-2e-SO42-+4H+
正极(d)
O2+4H++4e-2H2O
在原电池内部,阳离子移向正极,阴离子移向负极,由于交换膜为质子交换膜,只允许H+通过,故在燃料电池内部,H+由c电极通过质子交换膜向d电极移动。
4.(每空2分)(1)①Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O ②使残留在装置中的二氧化硫被充分吸收,三氧化硫被充分收集 ③m80m80+n233×100% (2)①试管a中出现黄色沉淀 ②Ⅲ SO2+Cl2+2H2O 4H++SO42-+2Cl- ③2c(SO32-)+c(HSO3-)
【解析】 (1)①装置A利用Na2SO3与70%浓硫酸的反应制备SO2,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O。②熄灭酒精灯后,继续通一段时间O2,是为了使残留在装置中的SO2被充分吸收,SO3被充分收集。③装置D增加的质量为SO3的质量,装置E中的白色沉淀为BaSO4,根据SO2~BaSO4、SO2~SO3可确定未反应的SO2的物质的量为n233 mol,生成SO3消耗SO2的物质的量为m80 mol,则该实验中SO2的转化率为m80m80+n233×100%。(2)①SO2可与Na2S溶液发生氧化还原反应得到S单质,此时SO2表现出氧化性,试管a中出现黄色沉淀。②氯水中含Cl-,能与Ag+生成AgCl白色沉淀;氯水也能使品红溶液褪色;加入BaCl2溶液产生的白色沉淀为BaSO4,故方案Ⅲ可证明SO2具有还原性。试管b中Cl2与SO2反应的离子方程式为Cl2+SO2+2H2O4H++SO42-+2Cl-。③将SO2通入NaOH溶液中,当溶液呈中性时,溶液中的溶质是Na2SO3和NaHSO3,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-),由于c(H+)=c(OH-),故c(Na+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)。
5.D 蔗糖遇到浓硫酸变黑,是由于浓硫酸具有脱水性,A错误;a中品红褪色,体现二氧化硫的漂白性,b中溴水褪色,体现二氧化硫的还原性,B错误;无水硫酸铜变蓝,可以用来检验水,但是品红溶液和溴水中都含有水,不确定使硫酸铜变蓝的水是否由反应产生,C错误;Ⅲ中溶液颜色变浅,是因为高锰酸钾和二氧化硫发生反应,不褪色说明二氧化硫反应完全了,Ⅳ中澄清石灰水变浑浊,说明产生了二氧化碳气体,D正确。
6.(每空2分)(1)Cu2++S2-CuS↓
(2)滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀
(3)①向溶液2中加入少量KMnO4溶液,溶液没有褪色 ②HCl具有还原性,会使KMnO4溶液褪色,干扰实验现象和实验结论 ③Sx2-+2H+H2S↑+(x-1)S↓ (4)根据4Na2SO3Na2S+3Na2SO4知Na2SO3可发生歧化反应,其中S元素化合价既可升高也可降低,能从+4价降为-2价,也应该可以降到0价生成硫单质
【解析】 (1)产生的黑色沉淀为CuS,反应的离子方程式为Cu2++S2-CuS↓。(2)根据资料②及加入盐酸后,沉淀增多,同时产生H2S知,溶液B中含有Na2Sx,为排除沉淀增多对检验造成的干扰,应先使溶液中的Na2Sx与酸完全反应,故先加入足量盐酸,离心沉降除去S,再向滤液中滴加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则可证实分解产物中有SO42-。(3)①若来源1成立,则溶液2中含H2SO3,H2SO3具有还原性,可使KMnO4溶液褪色,但得到的溶液仍为紫色,说明来源1不成立。②不能用盐酸代替硫酸的原因是盐酸中Cl元素为-1价,是Cl元素的最低价,具有还原性,会与KMnO4溶液发生氧化还原反应,使KMnO4溶液褪色,干扰实验现象和实验结论。③来源2认为溶液B中有Na2Sx,加酸反应生成S,则反应的离子方程式为Sx2-+2H+H2S↑+(x-1)S↓。(4)4Na2SO3Na2S+3Na2SO4为歧化反应,Na2SO3中的S元素化合价有升高也有降低,能从+4价降为-2价生成Na2S,也应该可以降到0价生成硫单质。
7.(每空2分)(1)强氧化性 (2)N2H4(l)+2H2O2(l) N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJ·mol-1 (3)[∶C︙︙N∶]- 5H2O2+2CN-+2OH-N2↑+2CO32-+6H2O (4)H2+O2H2O2 (5)①O2+2H++2e-H2O2 ②6
【解析】 (1)H2O2具有强氧化性,可杀菌消毒。(2)由0.4 mol液态肼与足量液态过氧化氢反应放出的热量可计算出1 mol液态肼完全反应放出的热量,从而写出该反应的热化学方程式:N2H4(l)+2H2O2(l) N2(g)+4H2O(g) ΔH= -641.63 kJ·mol-1。(3)根据原子的成键规律可写出CN-的电子式,即[∶C︙︙N∶]-;H2O2溶液能将碱性废水中的CN-转化为碳酸盐和一种对环境无污染的气体,则该气体为N2,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出该反应的离子方程式:5H2O2+2CN-+2OH-N2↑+2CO32-+6H2O。(4)由题图1可知总反应为氢气与氧气在催化剂作用下反应生成过氧化氢:H2+O2H2O2。(5)①结合题图2和Ir-Ru惰性电极吸附O2生成H2O2进行分析:
电极
电极反应
阳极(活性炭)
2H2O-4e-O2↑+4H+
阴极(Ir-Ru电极)
O2+2H++2e-H2O2
②阴极产生的H2O2与废氨水中的NH3发生反应:3H2O2+2NH3N2↑+6H2O,则处理34 g(2 mol) NH3时,消耗3 mol H2O2,理论上电路中通过6 mol电子。
8.(每空2分)(1)0.32 (2)abcd (3)①小 ②NH4HCO3+NH4HSO3(NH4)2SO3·H2O↓+CO2↑ ③加过量盐酸,充分振荡,再加氯化钡溶液,有白色沉淀产生
【解析】 (1)燃煤8亿吨,煤中硫的质量分数以2%计,则硫元素的质量为0.16亿吨,产生的SO2中硫元素也为0.16亿吨,则m(SO2)=0.32亿吨。(2)SO2为酸性氧化物,能与碱溶液和碱性氧化物反应,酸性H2SO3>H2CO3,SO2可与Na2CO3溶液反应,氨水、Na2CO3溶液、生石灰均可吸收SO2,SO2具有还原性,能被强氧化剂酸性KMnO4溶液吸收。(3)①“吸收”过程中的反应为SO2+H2O+(NH4)2SO32NH4HSO3,随着吸收,(NH4)2SO3减少,NH4HSO3增多,溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3的物质的量之比变小。②“制备”过程中,溶液B中发生反应的化学方程式是NH4HCO3+NH4HSO3(NH4)2SO3·H2O↓+CO2↑。③检验产品(NH4)2SO3·H2O中含有少量SO42-,应先加酸排除亚硫酸根离子的干扰,再用氯化钡溶液检验,故方法为取少量产品加水溶解,加过量盐酸,充分振荡,再加氯化钡溶液,有白色沉淀产生。
1.C ①中湿润的淀粉-KI试纸不变蓝,说明溶液中不含氯气,则Cl2被完全消耗,A正确;②中蘸有碘水的试纸褪色,说明二氧化硫过量,加热后二氧化硫与碘发生氧化还原反应SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI,B正确;酸性环境中,硝酸根离子能氧化亚硫酸根离子,故③中若将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,不能说明SO2被Cl2氧化为SO42-,C错误;加热后溶液均未恢复至红色,证明品红溶液被氧化,加入BaCl2溶液有白色沉淀生成,即生成BaSO4,证明SO2被氧化,D正确。
2.C Cu与浓硝酸反应可产生二氧化氮气体,二氧化氮与水反应可产生硝酸,所以氯化钡溶液中存在硝酸,可将H2SO3氧化为H2SO4,H2SO4与BaCl2反应可生成硫酸钡白色沉淀,A项正确;CaO与浓氨水混合可产生氨气,氨气溶于氯化钡溶液,溶液的碱性增强,亚硫酸根离子与钡离子反应可生成亚硫酸钡白色沉淀,B项正确;大理石与稀盐酸反应可生成二氧化碳气体,二氧化碳气体不能与氯化钡溶液反应产生白色沉淀,也不会使H2SO3与BaCl2反应产生白色沉淀,所以最终无白色沉淀产生,C项错误;高锰酸钾与浓盐酸混合可产生氯气,氯气可将H2SO3氧化为H2SO4,H2SO4与BaCl2反应可生成硫酸钡白色沉淀,D项正确。
3.D 海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO42-、Br-、CO32-、HCO3-等,CO32-、HCO3-发生水解,CO32-+H2OHCO3-+OH-,HCO3-+H2OH2CO3+OH-,所以海水的pH≈8,A项正确;吸收塔中海水吸收烟气中的SO2,发生的反应有SO2+H2OH2SO3,B项正确;海水吸收SO2后,要用O2进行氧化处理,氧气将HSO3-、SO32-氧化为SO42-,C项正确;由分析可知,海水吸收SO2再经O2氧化后,SO42-浓度增大,再加海水稀释,SO42-浓度减小,但仍比原来海水中的SO42-浓度大, D项错误。
4.(除标明外,每空2分)(1)CaSO3+2HClCaCl2+SO2↑+H2O
(2)B(1分) E(1分) 除去HCl气体 D中品红溶液不褪色,F中出现白色沉淀
(3)b(1分) (4)64(3分) (5)残液中有剩余的盐酸
【解析】 (1)盐酸与CaSO3发生复分解反应,生成CaCl2、SO2和H2O,据此写出对应的化学方程式。(2)装置A用于制备SO2,可用装置C中饱和NaHSO3溶液除去SO2中混有的HCl,再通过SO2与装置B中NaHCO3溶液的反应验证酸性H2SO3>H2CO3。同时生成的CO2中混有SO2,先用装置E中的酸性KMnO4溶液除去SO2,再通过装置D中的品红溶液检验SO2是否除尽,最后利用装置F中的漂白粉溶液验证酸性H2CO3>HClO。结合上述分析可知,要证明酸性:H2SO3>H2CO3>HClO,则装置的连接顺序为:A、C、B、E、D、F。当装置D中品红溶液不褪色,F中出现白色沉淀即可证明酸性H2SO3>HClO。(3)冷凝管采用逆流冷却,即冷却水下进上出,故G中球形冷凝管的进水口为b。(4)根据题中信息可找出关系式:SO2~H2SO4~2NaOH,n(NaOH)=0.100 0 mol·L-1×20.00×10-3L=0.002 mol,则n(SO2)=0.001 mol,m(SO2)=0.001 mol×64 g·mol-1=0.064 g,则残液中SO2的含量为0.064 g÷10-3 L=64 g·L-1。(5)残液中含有未反应的HCl,加热随SO2逸出,会消耗部分NaOH,导致测量值高于实际值。
5.(1)①防止装置C中溶液倒吸入装置A中(或作安全瓶)(1分) NaOH溶液(1分) ②冷却后,取灰白色沉淀放入盛水的小烧杯中,得到蓝色溶液(或冷却后,将上层溶液倒出,向三颈烧瓶中加入少量水,得到蓝色溶液)(2分) (2)【设计并实施实验】①稀硫酸(2分) ②取少许上层清液于试管中,滴加2滴亚铁氰化钾溶液,没有明显现象(或无红棕色沉淀生成)(2分) 【获得结论】不含CuO,一定含有CuS,可能含有Cu2S(2分) 【实验反思】CuS+4H2SO4(浓)CuSO4+4SO2↑+4H2O,Cu2S+6H2SO4(浓)2CuSO4+5SO2↑+6H2O(4分)
【解析】 (1)①二氧化硫有毒会污染空气,二氧化硫属于酸性氧化物,装置C中可以盛放氢氧化钠溶液来吸收二氧化硫;反应生成的二氧化硫与NaOH溶液反应,容易造成倒吸,装置B可以防止装置C中溶液倒吸入装置A中。②硫酸铜溶液显蓝色,为证明装置A中灰白色沉淀的主要成分为硫酸铜,可以取冷却后的灰白色沉淀放入盛水的小烧杯中,得到蓝色溶液。(2)【设计并实施实验】①根据CuS、Cu2S的性质可知,二者均难溶于稀硫酸,可溶于硝酸,故试剂A应该为稀硫酸。②根据题意,亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6]是Cu2+的灵敏检测剂,取少许上层清液于试管中,滴加2滴亚铁氰化钾溶液,没有明显现象或无红棕色沉淀生成,可证明溶液中无铜离子,说明黑色固体中无氧化铜。【获得结论】CuS微溶于浓氨水或热的浓盐酸,Cu2S微溶于浓氨水,难溶于浓盐酸,根据实验3,加入适量浓氨水,固液分界线附近的溶液呈浅蓝色,则至少含有CuS和Cu2S中的一种;加入适量浓盐酸,微热后静置,溶液变成浅绿色,说明一定含有CuS,故黑色固体中含有CuS、可能含有Cu2S。【实验反思】黑色固体与浓硫酸反应的含硫产物除无水硫酸铜外还有二氧化硫,则CuS、Cu2S与浓硫酸反应的化学方程式分别为CuS+4H2SO4(浓)CuSO4+4SO2↑+4H2O,Cu2S+6H2SO4(浓)2CuSO4+5SO2↑+6H2O。
6.(除标明外,每空2分)(1)S2-+H2OHS-+OH-(1分)
(2)①排除高浓度OH-使品红褪色的可能,证明溶液中存在SO32- ②还原(1分)
(3)①滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀 ②样品中可能有未被氧化的Na2S,酸性条件下S2-与SO32-可以反应生成S,S2-还可以与H+反应产生H2S,从而产生相同实验现象
(4)①浅绿色溶液滴加稀盐酸无现象,加热产生棕黑色沉淀 ②Cu2+ + Sx2-CuS↓+(x-1)S↓、Cu2+ + S2- CuS↓(4分)
【解析】 (1)硫化钠为强碱弱酸盐,溶于水所得溶液由于S2-水解而呈碱性,水解的离子方程式为:S2-+H2OHS-+OH-。(2)①根据提供资料ⅱ,SO32-或高浓度OH-能使品红溶液褪色,由于Na2SO3溶液呈碱性,故编号2实验需排除高浓度OH-使品红褪色的可能,从而说明品红溶液褪色是SO32-所致,进而证明溶液中存在SO32-。②硫化钠晶体的氧化产物有Na2SO3,Na2SO3具有还原性,易被氧气氧化为Na2SO4。(3)①欲检验溶液A中含有SO42-,由于溶液B是溶液A中加入足量的稀盐酸所得,因此只需向溶液B中滴加BaCl2溶液即可,若产生白色沉淀,则可证明溶液A中存在SO42-。②当溶液中含有未被氧化的Na2S时,S2-与SO32-在酸性条件下可发生反应:2S2-+SO2- 3+6H+3S+3H2O,S2-还可以与H+反应产生H2S,因此根据产生臭鸡蛋气味气体和S,不能证明样品中存在Na2Sx。(4)①根据提供资料ⅲ,Na2S2O3可与Cu2+形成可溶性络合物,该络合物对稀盐酸稳定,受热易分解生成棕黑色沉淀,故由实验三中浅绿色溶液滴加盐酸无现象,加热产生棕黑色沉淀可以证明氧化产物中存在Na2S2O3。②产生的黑色沉淀为CuS,根据提供资料ⅲ,Na2Sx能与Cu2+反应生成CuS和S,结合实验现象知,溶液A中存在Na2Sx,而Na2S也能与Cu2+反应产生黑色CuS沉淀,故发生反应的离子方程式为:Cu2+ + Sx2-CuS↓+(x-1)S↓、Cu2+ + S2-CuS↓。
7.(1)氯化亚砜久置后分解生成的氯气溶解在氯化亚砜中(1分) 2∶3∶1(2分) (2)①D F E C(2分) ②b(1分) 将装置B中的锥形瓶置于冰水浴中(其他合理答案也可)(1分) ③2.1(2分) ④ZnCl2·xH2O+xSOCl2ZnCl2+2xHCl↑+xSO2↑(2分) (3)没有明显现象(1分) Fe2+(1分) SO42-(1分)
【解析】 (1)由题给信息知,氯化亚砜不稳定,易分解,再根据元素组成分析可知,能使氯化亚砜久置后微显黄色的产物只能是Cl2;用硫黄(用S表示)、液氯和三氧化硫为原料合成氯化亚砜,如果想达到原子利用率最大化,则可知三者发生了化合反应2S+3Cl2+SO33SOCl2,故三者的物质的量之比为2∶3∶1。(2)①用SOCl2与ZnCl2·xH2O制取无水ZnCl2,由题给信息知,SOCl2与水反应生成两种酸性气体,则两种酸性气体为SO2和HCl。题目要求回收剩余的 SOCl2并验证生成物中含有SO2,根据题给信息可知,A→B是冷凝汽化的SOCl2并进行回收,由于SOCl2易与水反应,故应防止装置B后的装置中的水蒸气进入装置B中,因此装置B后的装置中应盛浓硫酸;检验SO2应该用品红溶液,尾气应用NaOH溶液吸收,防止污染环境;为防止倒吸,应该在尾气吸收装置之前加防倒吸装置,故装置的连接顺序为A→B→D→F→E→C。②盛装SOCl2的漏斗是恒压分液漏斗,放出液体时不需要打开活塞a,只要打开活塞b即可。由题给信息可知,SOCl2在-105~79 ℃时为液态,反应时SOCl2变成气态,要回收SOCl2,将其冷凝为液体即可,理论上温度越低冷凝效果越好,但还要考虑可操作性,因而用冰水浴最好。③若ZnCl2·xH2O已完全脱水,则a g固体应为ZnCl2,与足量硝酸银溶液反应后得到的b g固体应为AgCl,由关系式ZnCl2~2AgCl可得,136∶287=a∶b,故ba≈2.1。④装置A中的反应物为ZnCl2·xH2O和SOCl2,SOCl2遇水剧烈反应生成两种酸性气体,两种酸性气体应为SO2和HCl,故装置A中发生反应的化学方程式是ZnCl2·xH2O+xSOCl2ZnCl2+2xHCl↑+xSO2↑。(3)若FeCl3·6H2O与过量SOCl2发生了氧化还原反应,则Fe3+被还原为Fe2+,此时加入KSCN溶液,不会出现明显现象。若发生了氧化还原反应,除生成Fe2+外,SOCl2应被氧化为SO42-,故还可以通过检验Fe2+或SO42-是否存在来证明该过程是否发生了氧化还原反应。
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