高中第二单元 硫及其化合物的相互转化同步达标检测题

第二单元　硫及其化合物的相互转化

基础过关练

题组一　硫及其化合物的性质

1.电视剧《老中医》在电视台播出,并且引起广泛关注,剧中陈宝国所饰演的翁泉海为我们展示了中医中药的博大精深。中医用药讲究十八反和十九畏,其中有“硫黄原是火中精,朴硝一见便相争”,硫黄即硫单质。下列说法中正确的是              (　　)

A.硫是一种淡黄色的能溶于水的固体

B.试管内壁上的硫黄可用二硫化碳清洗

C.过量的硫与铁反应生成Fe2S3,表现了硫单质的氧化性

D.硫在空气中燃烧生成二氧化硫,硫在过量氧气中燃烧生成三氧化硫

2.(2021安徽安庆怀宁中学高一期中)银耳本身为淡黄色,某地有一种雪耳,颜色洁白如雪,其制作过程如下:将银耳堆放在密封性良好的塑料棚内,在棚的一端支一口锅,锅内放硫黄,加热使硫黄熔化并燃烧,两天左右雪耳就制成了。雪耳炖不烂,且对人体有害,制作雪耳利用的是              (　　)

A.硫的还原性　　　　　B.二氧化硫的漂白性　

C.二氧化硫的还原性　　　　　D.硫的漂白性

3.下列关于单质硫的性质的说法正确的是 (　　)

A.单质硫跟金属单质的反应中硫都是氧化剂

B.单质硫跟金属单质的反应都需要加热

C.单质硫跟非金属单质的反应中硫都是还原剂

D.单质硫跟非金属单质的反应中硫都是氧化剂

4.下列关于硫的叙述中,正确的是 (　　)

A.附着在试管内壁的硫,可以用水洗涤

B.与Cu、Fe、O2等物质反应,S作氧化剂

C.硫燃烧生成SO3,可以制硫酸

D.S与Cu在加热条件下反应生成Cu2S,而不能生成CuS

5.下列关于硫的叙述正确的是 (　　)

A.硫元素主要以硫单质、硫化物、硫酸盐等形式存在于自然界中

B.SO2气体通入BaCl2溶液中会产生白色沉淀

C.硫与金属和非金属反应时均作氧化剂

D.3.2 g硫与6.4 g铜反应能得到9.6 g纯净物

题组二　含硫物质之间的相互转化

6.硫在空气中燃烧生成气体A,把A溶于水得B的溶液,向溶液中滴加溴水,溴水褪色,B变成C,在C的溶液里加Na2S产生气体D,把D通入B的溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。则A、B、C、D、E分别是(　　)

A.SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S

B.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S

C.SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3

D.SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3

7.含硫煤燃烧会产生大气污染物,为防治该污染,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到化工产品,该工艺流程如图所示,下列叙述不正确的是              (　　)

A.该过程中可得到化工产品H2SO4

B.该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2

C.该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和S

D.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O 2FeSO4+2H2SO4

题组三　氧化还原反应的相关计算

8.(2021湖北武汉华中师范大学潜江附属中学高一月考)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效的饮用水处理剂,工业上可由反应:Fe2O3+3Na2O2 2Na2FeO4+Na2O制得。下列关于该反应的说法正确的是              (　　)

A.反应中Na2O2是氧化剂

B.原料Fe2O3可以通过铁丝在氧气中燃烧制得

C.生成1 mol Na2FeO4,转移6 mol电子

D.Na2FeO4中Fe元素的化合价为+4价,具有强氧化性,能消毒杀菌

9.工业上将Na2CO3和Na2S配成溶液,再通入SO2,可制取Na2S2O3,同时放出CO2。下列说法不正确的是(　　)

A.该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是2∶1

B.该反应中的Na2CO3和Na2S的物质的量最佳比是1∶2

C.每生成1 mol Na2S2O3转移4 mol电子

D.Na2S2O3既是氧化产物又是还原产物

10.(2021重庆第二十九中高一期中)某反应的化学方程式为C+K2Cr2O7+　　　  CO2↑+K2SO4+Cr2(SO4)3+H2O。

完成并配平上述化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。该反应中氧化剂是　　　　,每生成1 mol氧化产物,转移的电子数目为　　　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 

能力提升练

题组一　含硫物质之间的相互转化

1.(2020广东汕头金山中学高一上期末,)用如图装置进行实验,将液体A逐滴加入固体B中,下列叙述正确的是              (　　)

A.若A为浓盐酸,B为Na2CO3,C中盛有Na2SiO3溶液,则C中溶液出现白色沉淀(H2SiO3),证明酸性:H2CO3>H2SiO3

B.若A为浓盐酸,B为KMnO4,C中盛有紫色石蕊试液,则C中溶液一直呈红色

C.若A为浓硫酸,B为Na2SO3固体,C中盛有Na2S溶液,则C中溶液变浑浊

D.D起干燥气体的作用

2.(2020北京昌平高一上期末,)某小组同学设计如下实验实现几种价态含硫物质间的转化。

任务Ⅰ.从以下试剂中选择合适的试剂实现S(+6)→S(+4)的转化。

试剂:①浓H2SO4　②稀H2SO4　③酸性KMnO4溶液　④Na2SO3溶液　⑤Cu　⑥品红溶液

(1)写出实现转化的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)设计实验,证明实现了该转化(写出操作和现象):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

任务Ⅱ.实现硫元素在0、+2、+4价物质之间的转化。

查阅资料:含+2价硫元素的物质在酸性条件下不稳定,自身易发生氧化还原反应。

SO2Na2SO3溶液Na2O3X

(3)①中加入的物质是　　　　　　,该转化利用的是SO2　　　　　　　的性质。 

(4)写出③的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

题组二　有关硫及其化合物的氧化还原反应的计算

3.(2021贵州兴义第一中学高一月考,)从矿物学资料查得一定条件下自然界存在反应:14CuSO4+5FeS2+12H2O 7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4。下列说法正确的是              (　　)

A.CuSO4是还原剂

B.1 mol FeS2参加反应时有2 mol电子转移

C.产物中的一部分S是氧化产物

D.FeS2只作还原剂

4.(2021河南开封高一期中,)SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,再加入K2Cr2O7溶液,该过程发生如下两个化学反应:①SO2+2Fe3++2H2O S+2Fe2++4H+;②Cr2+6Fe2++14H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O。下列有关说法正确的是              (　　)

A.氧化性:Cr2>S>Fe3+

B.S能将Cr3+氧化成Cr2

C.反应②中每0.5 mol K2Cr2O7参加反应,转移的电子数目为6NA(NA为阿伏加德罗常数的值)

D.若有6.72 L(标准状况)SO2参加反应,则最终消耗0.1 mol K2Cr2O7

5.(2020黑龙江哈尔滨第六中学高一上期末,)已知锌跟浓硫酸反应生成SO2,跟稀硫酸反应生成H2,32.5 g的锌与50 mL 18.4 mol/L浓硫酸充分反应,锌完全溶解,同时收集到标准状况下的气体V L。将反应后的溶液稀释到500 mL,测得溶液中氢离子的浓度为 0.08 mol/L。

(1)反应过程中消耗的H2SO4的物质的量是　　　　　。 

(2)气体的成分是　　　　　　,V=　　　　。 

(3)反应过程中转移的电子的物质的量是　　　　。 

6.(2020山东潍坊高一上期末,)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是葡萄酒中常用的抗氧化剂。一种以硫黄为原料制取Na2S2O5的生产工艺如下:

已知:结晶脱水时发生的反应为2NaHSO3Na2S2O5+H2O

回答下列问题:

(1)Na2S2O5中硫元素的化合价为　　　　价。 

(2)焚烧炉中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 

(3)反应器中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)葡萄酒酿造过程中添加Na2S2O5会释放出一种有刺激性气味的气体,该气体是一种食品添加剂。实验室中检验该气体的常用试剂是　　　　　　　　。 

(5)废水中的硫单质(S8)能与碱反应,化学方程式为3S8+48KOH16K2S+8K2SO3+24H2O,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　。 

答案全解全析

基础过关练

1.B　硫是一种黄色或淡黄色固体,难溶于水,A错误;硫易溶于二硫化碳,B正确;硫与铁反应时,硫得电子,作氧化剂,但反应产物为FeS,与铁和硫的用量无关,C错误;硫在空气中和氧气中燃烧都只生成二氧化硫,燃烧产物与氧气用量无关,D错误。

2.B　硫黄熔化并燃烧,产生二氧化硫,利用二氧化硫的漂白性,淡黄色的银耳被漂白之后洁白如雪,答案为B。

3.A　在金属硫化物中金属元素的化合价只有正价,硫元素的化合价一定是负价,单质硫跟金属单质的反应中硫都是氧化剂,A正确;在硫单质跟金属单质的反应中,S和Hg反应不需要加热,B错误;如果单质硫跟氧化性弱的非金属单质反应,如与H2反应,硫表现氧化性,C错误;如果单质硫跟氧化性强的非金属单质反应,如与O2反应,硫表现还原性,D错误。

4.D　硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,因此附着在试管内壁的硫,不可以用水洗涤,A项错误;与O2反应,S作还原剂,B项错误;硫燃烧生成SO2,C项错误;S的氧化性弱,S与Cu在加热条件下反应生成Cu2S,D项正确。

5.A　硫元素在自然界中主要以硫单质、硫化物和硫酸盐的形式存在,A项正确;SO2不与BaCl2反应,B项错误;硫单质与金属反应时作氧化剂,与非金属性比它强的非金属反应时作还原剂,C项错误;Cu与S反应的化学方程式为2Cu+SCu2S,3.2 g硫和6.4 g铜的物质的量之比为1∶1,说明硫过量,可知1.6 g S和6.4 g Cu恰好完全反应,还有1.6 g S未反应,得到的是S和Cu2S的混合物,D项错误。

6.B　硫在空气中燃烧生成气体A,A是SO2;把A溶于水得B的溶液,B是H2SO3;向H2SO3溶液中滴加溴水,溴水褪色,H2SO3被氧化为H2SO4,C是H2SO4;在C的溶液里加Na2S发生复分解反应产生气体D,D是H2S;把D通入B的溶液得浅黄色沉淀E,E是单质S。

7.C　根据工艺流程图可知,该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O 2FeSO4+2H2SO4,该工艺不仅吸收了二氧化硫,还得到了化工产品硫酸,A、D两项正确;根据分析可知该工艺是除去煤燃烧时产生的SO2,B项正确;该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫,C项错误。

8.A　反应中O元素化合价由Na2O2中的-1价降低到产物中的-2价,则Na2O2为氧化剂,A正确;铁和氧气在点燃条件下反应生成Fe3O4,而不是Fe2O3,B错误;反应中Fe元素化合价由+3价升高到+6价,生成1 mol Na2FeO4,有3 mol电子转移,C错误;Na2FeO4中Fe为+6价,具有强氧化性,能消毒杀菌,D错误。

9.C　由题意可知反应的化学方程式为2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO2,反应中Na2S为还原剂,SO2为氧化剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,A项正确;根据化学方程式可知,Na2CO3和Na2S的物质的量最佳比是1∶2,B项正确;2Na2S~3Na2S2O3,则每生成1 mol Na2S2O3,转移 mol电子,C项错误;由化学方程式中S元素的化合价变化可知,Na2S2O3既是氧化产物又是还原产物,D项正确。

10.答案　3C+2K2Cr2O7+8H2SO4 3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O　K2Cr2O7　4NA

解析　反应中,C→CO2,C的化合价由0价升高至+4价,K2Cr2O7→Cr2(SO4)3,Cr元素的化合价由+6价降低至+3价,根据得失电子守恒和原子守恒可配平方程式为3C+2K2Cr2O7+8H2SO4 3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O,反应中K2Cr2O7作氧化剂,CO2为氧化产物,每生成1 mol CO2,转移4 mol电子,转移的电子数目为4NA。

能力提升练

1.C　浓盐酸挥发,HCl在C中也能与Na2SiO3反应生成白色沉淀,则无法证明H2CO3的酸性一定比H2SiO3强,A项错误;A为浓盐酸,B为KMnO4,则反应生成的氯气通入C中,Cl2与水反应生成HCl和HClO,HClO有漂白性,故C中紫色石蕊试液先变红色,后褪色,B项错误;A为浓硫酸,B为Na2SO3固体,两者反应生成的SO2气体通入C中,因SO2有氧化性,则SO2与Na2S溶液反应有淡黄色固体S生成,可观察到C中溶液变浑浊,C项正确;D可以起到防止液体倒吸的作用,D项错误。

2.答案　(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O

(2)将产生的气体通入品红溶液中,溶液褪色

(3)NaOH溶液　酸性氧化物

(4)2H++S2S↓+SO2↑+H2O

解析　(1)由题意知实现该转化的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)要证明实现了该转化,只需要证明产生了二氧化硫,结合二氧化硫的漂白性,可将反应后产生的气体通入品红溶液中,若溶液褪色,则实现了该转化。(3)二氧化硫转变为亚硫酸钠的过程中硫元素化合价没有发生变化,完成该转化体现二氧化硫酸性氧化物的性质,二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和H2O。(4)根据题干信息,含+2价硫元素的物质在酸性条件下不稳定,自身易发生氧化还原反应,即发生歧化反应,+2价的硫元素化合价既升高又降低,结合步骤②中亚硫酸钠和X反应生成硫代硫酸钠分析可得X中硫元素的化合价应低于+2价,则X为硫单质,③的离子方程式为2H++S2S↓+SO2↑+H2O。

3.C　反应14CuSO4+5FeS2+12H2O 7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4中Cu元素化合价降低,被还原,CuSO4为氧化剂,FeS2中S元素化合价为-1价,反应后一部分升高为+6价、一部分降低为-2价,FeS2既是氧化剂又是还原剂。CuSO4→Cu2S,Cu元素化合价降低,被还原,CuSO4是氧化剂,A错误;5 mol FeS2参加反应时,Cu元素化合价由+2价→+1价,14 mol CuSO4得到14 mol电子,FeS2→Cu2S,S元素的化合价由-1价→-2价,生成7 mol Cu2S,得到7 mol电子,共有21 mol电子转移,因此1 mol FeS2参加反应时有 mol电子转移,B错误;由上述分析可知,产物中的S有一部分是氧化产物,FeS2既是氧化剂又是还原剂,C正确,D错误。

4.D　由反应①可知,Fe元素的化合价降低,Fe3+是氧化剂,S元素的化合价升高,SO2是还原剂,S是氧化产物,则氧化性:Fe3+>S;由反应②可知,Cr元素的化合价降低,Cr2是氧化剂,Fe元素的化合价升高,Fe3+是氧化产物,则氧化性:Cr2>Fe3+,故氧化性由强到弱的顺序为Cr2>Fe3+>S,A错误。由选项A的分析可知,氧化性由强到弱的顺序为Cr2>Fe3+>S,所以S不能将Cr3+氧化成Cr2,B错误。每有0.5 mol K2Cr2O7参加反应,转移电子的物质的量=0.5 mol×2×(6-3)=3 mol,则转移电子的数目为3NA,C错误;6.72 L(标准状况)SO2的物质的量为0.3 mol,参加反应后转移电子的物质的量为0.6 mol,根据得失电子守恒,则消耗的K2Cr2O7为0.1 mol,D正确。

5.答案　(1)0.9 mol

(2)二氧化硫和氢气　11.2

(3)1 mol

解析　(1)Zn的物质的量为=0.5 mol,原硫酸的物质的量为0.05 L×18.4 mol/L=0.92 mol;反应后,氢离子浓度为0.08 mol/L,则此时硫酸的浓度为0.04 mol/L,反应后硫酸的物质的量为0.04 mol/L×0.5 L=0.02 mol,则反应消耗的硫酸的物质的量为0.92 mol-0.02 mol=0.9 mol。

(2)假设生成二氧化硫的物质的量为x,生成氢气的物质的量为y,根据化学方程式Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4(稀)ZnSO4+H2↑可得:

,解得

则生成气体的体积为(0.4+0.1) mol×22.4 L/mol=11.2 L。

(3)反应共消耗Zn的物质的量为0.5 mol,反应中Zn被氧化为Zn2+,故反应过程中转移的电子的物质的量是1 mol。

6.答案　(1)+4

(2)S+O2SO2

(3)2H2SO3+C2HS+CO2↑+H2O

(4)品红溶液

(5)2∶1

解析　(1)钠元素化合价为+1价,氧元素化合价为-2价,则硫元素化合价是+4价。

(2)焚烧炉里实际是硫在空气中燃烧:S+O2SO2。

(3)根据分析,反应器中实际上是亚硫酸和Na2CO3的反应:2H2SO3+C2HS+CO2↑+H2O。

(4)有刺激性气味的气体是SO2,实验室中可用品红溶液来检验SO2,若该气体能使品红溶液褪色且加热后能恢复原来的颜色,则可证明是SO2。

(5)根据题给方程式可知,3个S8分子参加反应时,有16个硫原子的化合价从0价降低到-2价,有8个硫原子的化合价从0价升高到+4价,因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为16∶8=2∶1。