高中化学鲁科版专题复习 专题九氧、硫及其化合物和环境保护测试题
展开专题九 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.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 ( )
A.制取SO2 B. 验证漂白性 C.验证还原性 D. 验证氧化性
2. 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. 利用如图所示装置测定空气中SO2的含量,A溶液最好选用 ( )
- NaOH溶液(滴有2~3滴酚酞溶液)
- B.KMnO4溶液(滴有一定量硫酸溶液)
- HNO3溶液[滴有2~3滴Ba(NO3)2溶液]
- D.I2溶液(滴有2~3滴淀粉溶液)
4.[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的装置再生循环脱硫,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
5.[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)实验室中用如图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)某学习小组设计用如图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
6.下列实验操作能达到实验目的的是 ( )
| 实验目的 | 实验操作 |
A | 验证Al2O3有两性 | 将少量Al2O3分别加入盐酸和氨水中 |
B | 验证浓硫酸有脱水性 | 向蔗糖中加入浓硫酸,用玻璃棒充分搅拌 |
C | 检验S | 向某溶液中滴加少量酸化的BaCl2溶液 |
D | 检验Fe2+ | 向某溶液中滴入氯水,再滴入KSCN溶液 |
7.[16分]以硫铁矿(主要成分为FeS2,还含有少量CuS、SiO2等)为原料制备绿矾晶体(FeSO4·7H2O)的工艺流程如图1所示:
图1
(1)“酸浸”过程,矿渣中的Fe2O3与稀H2SO4反应的离子方程式为 。
(2)烟气中的SO2会污染环境,可用足量氨水吸收,写出该反应的离子方程式: 。
(3)滤液中金属阳离子的检验方法为 。
(4)在由FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量,理由 。(结合化学用语说明原因)
(5)细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌(T.f)对硫铁矿进行催化脱硫,同时得到FeSO4溶液。其过程如图2所示:
图2 图3
已知总反应为FeS2+14Fe3++8H2O2S+15Fe2++16H+。
①将过程Ⅰ的离子方程式补充完整。
FeS2+Fe3++ 7 Fe2++S2+
②过程Ⅱ反应的离子方程式为 。
③研究发现,用氧化亚铁硫杆菌(T.f)脱硫,温度过高脱硫效率降低(如图3),可能的原因是 。
(6)绿矾晶体在空气中易被氧化。取x g样品,加水完全溶解,用酸化的a mol·L-1 K2Cr2O7溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液b mL。反应原理:6Fe2++Cr2+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O。则绿矾晶体纯度的计算式为 。
考点3 臭氧和过氧化氢 环境保护
8.[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。
9.[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S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24分)
1. 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:
序号 | ① | ② | ③ |
实验操作 | |||
实验现象 | 溶液不变红,试纸不变蓝 | 溶液不变红,试纸褪色 | 生成白色沉淀 |
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S
D.实验条件下,品红溶液和SO2均被氧化
2. 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. 海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、Br-、S、HC、C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C、HC
B.吸收塔中发生的反应有SO2+H2OH2SO3
C.氧化主要是氧气将HS、S、H2SO3氧化为S
D.经稀释排放出的废水中S的浓度与海水中的相同
4. 依据下列实验现象,所得结论不正确的是 ( )
实验 | 实验现象 |
①品红溶液红色褪去,经检验溶液中含有S; ②加热褪色后的溶液至沸腾,未见颜色恢复,有气体逸出,可使湿润的蓝色石蕊试纸变红,遇湿润的淀粉-KI试纸,无明显变化 |
A.品红溶液褪色是氯水漂白所致
B.集气瓶中发生了反应:Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl
C.依据现象②可确定产生的气体为SO2
D.检验S的试剂为盐酸、BaCl2溶液
二、非选择题(共43分)
5.[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 。
【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.[15分]五水硫代硫酸钠(化学式为Na2S2O3·5H2O)不溶于乙醇,易溶于水,可用于鞣制皮革、矿石提银、水产养殖、医疗解毒等,工业上常用Na2S、Na2CO3为原料制备,其生产流程如图所示。
(1)五水硫代硫酸钠中硫元素的化合价为 。常温下,Na2S溶液的pH 7(填“>”“<”或“=”)。
(2)溶解原料的蒸馏水需加热煮沸一段时间后待用,其目的是 。
(3)Na2S和Na2CO3按物质的量之比为2∶1投料后加热,将SO2缓缓通入溶液中,即可获得Na2S2O3,反应的化学方程式为 。
(4)上述制备过程一般需在碱性环境下进行,若在酸性条件下产品会发黄,用离子方程式表示其可能的原因: 。
(5)充分反应后趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出晶体后用乙醇洗涤,即可获得纯净的无色透明晶体。趁热过滤和用乙醇洗涤的目的是 。
(6)为测定产品中Na2S2O3·5H2O的纯度,准确称取样品质量,用适量的蒸馏水溶解,加入指示剂,用已知浓度的碘的标准溶液滴定。
反应原理为:2S2+I2S4+2I-。
①加入的指示剂为 (填名称)。
②滴定至终点时,溶液颜色的变化为 。
③该实验中,滴加标准碘液的操作正确的是 (填图中对应操作的字母编号)。
a b c d
④下列操作可使产品纯度检测值偏高的是 (填编号)。
a.装标准液的滴定管水洗后未润洗
b.滴定过程中出现漏液
c.滴定结束时俯视读数
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晶体制取无水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”)。为了更加充分的回收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晶体是否完全脱水,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=
(保留一位小数),即可证明ZnCl2·xH2O晶体已完全脱水。
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。
