高考化学专题复习分类练习 硫及其化合物综合解答题.docx
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高考化学专题复习分类练习硫及其化合物综合解答题
2020-2021高考化学专题复习分类练习硫及其化合物综合解答题
一、高中化学硫及其化合物
1.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。
某研究小组进行如下实验:
实验一焦亚硫酸钠的制取
采用如图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。
装置II中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为:
Na2SO3+SO2=Na2S2O5
(1)装置I中产生气体的化学方程式为___________________________。
(2)要从装置II中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是_______________。
(3)装置III用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。
实验二焦亚硫酸钠的性质
(4)Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
证明NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是______________(填序号)。
a.测定溶液的pHb.加入Ba(OH)2溶液c.加入盐酸
d.加入品红溶液e.用蓝色石蕊试纸检测
(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是_____________________________。
实验三葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定
葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。
测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下:
(6)按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为_______________g·L-1。
(7)在上述实验过程中,若有部分HI被空气氧化,则测得结果_______________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O(或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O)过滤da、e取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成0.16偏低
【解析】
【分析】
实验一:
装置Ⅰ制取二氧化硫,亚硫酸钠与硫酸反应Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O,装置Ⅱ制取Na2S2O5晶体,Na2SO3+SO2=Na2S2O5,装置Ⅲ用于处理尾气吸收未反应的二氧化硫。
(1)由装置Ⅱ中发生的反应可知,装置Ⅰ中产生的气体为SO2,亚硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠或硫酸氢钠、二氧化硫与水;
(2)装置Ⅱ中获得已析出的晶体,分离固体与液态,应采取过滤操作;
(3)装置Ⅲ用于处理尾气,吸收为反应的二氧化硫,应防止倒吸,且不能处于完全密闭环境中;
实验二:
(4)NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,故检验溶液呈酸性即可;
(5)Na2S2O5晶体在空气中易被氧化为Na2SO4,用盐酸、氯化钡溶液检验样品中是否含有硫酸根即可。
实验三:
(6)①由消耗碘的量,结合SO2+I2+2H2O═H2SO4+2HI计算二氧化硫的质量,进而计算浓度;
②若有部分HI被空气氧化,则消耗碘的量偏小,故测定二氧化硫的量偏小。
【详解】
(1)由装置Ⅱ中发生的反应可知,装置Ⅰ中产生的气体为SO2,亚硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫与水,反应方程式为:
Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,或生成硫酸氢钠,反应方程式为:
Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O;
(2)装置Ⅱ中获得已析出的晶体,分离固体与液态,应采取过滤进行分离;
(3)a.装置应将导管伸入氨水中可以吸收二氧化硫,但为密闭环境,装置内压强增大易产生安全事故,故a错误;
b.该装置吸收二氧化硫能力较差,且为密闭环境,装置内压强增大易产生安全事故,故b错误;
c.该装置不能吸收二氧化硫,所以无法实现实验目的,故c错误;
d.该装置中氢氧化钠与二氧化硫反应,可以吸收,且防止倒吸,故d正确;
故答案为d;
(4)NaHSO3溶液中HSO3−的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,测定溶液的pH,可以确定溶液酸碱性,酸性溶液可以使湿润蓝色石蕊试纸变红,所以能用测定溶液pH值、湿润的蓝色石蕊试液检验,而加入Ba(OH)2溶液、HCl溶液、品红溶液都不能说明溶液呈酸性,故选ae;
(5)Na2S2O5中S元素的化合价为+4价,因此会被氧化为为+6价,即晶体在空气中易被氧化为Na2SO4,用盐酸、氯化钡溶液检验样品中是否含有硫酸根即可,实验方案为:
取少量Na2S2O5晶体于试管中,加入适量水溶解,滴加盐酸,振荡,再滴加氯化钡溶液,有白色沉淀生成。
(6)①令100mL葡萄酒中二氧化硫的质量为mg,则:
所以,64g:
mg=1mol:
0.025L×0.01mol/L,解得m=0.016,故该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为0.016g×0.1L=0.16g/L;
②若有部分HI被空气氧化,则消耗碘的量偏小,故测定二氧化硫的量偏小,则测定结果偏低。
2.在空气中加热S粉和Fe粉的混合物,可观察到下列现象:
(1)有淡蓝色火焰,且生成刺激性气味的气体。
(2)混合粉末变红,放出热量,最后变成黑色固体。
(3)不时有火星从混合物中射出。
请分别写出以上三种情况发生反应的化学方程式:
__________、__________、__________。
【答案】S+O2
SO2Fe+S
FeS3Fe+2O2
Fe3O4
【解析】
【分析】
【详解】
(1)S在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,生成SO2,反应方程式为:
S+O2
SO2;
(2)混合粉末变红,放出热量,最后变为黑色固体是因为Fe与S反应生成FeS,反应方程式为:
Fe+S
FeS;
(3)有火星射出是因为Fe与O2反应生成Fe3O4,反应方程式为:
3Fe+2O2
Fe3O4。
3.某小组同学用如图所示装置进行铜与浓硫酸的反应,并探究产物的性质(夹持装置已略去)。
(1)试管①中反应的化学方程式是______;
(2)若试管②中的试剂为品红溶液,实验中观察到的现象是______;
若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时,观察到溶液褪色,则说明生成的气体具有______性。
(3)试管③中的试剂为NaOH溶液,其作用是______,反应的离子方程式是______。
【答案】Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O品红溶液褪色还原吸收尾气SO2+2OH-=SO32-+H2O
【解析】
【分析】
(1)铜与浓硫酸在加热时反应生成硫酸铜和二氧化硫气体;
(2)二氧化硫能使品红溶液褪色;若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时,观察到溶液褪色,二氧化硫与高锰钾发生氧化还原反应而褪色;
(3)二氧化硫是有毒的酸性氧化物,不能直接排放空气中,所以用NaOH溶液吸收尾气。
【详解】
(1)铜与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜和二氧化硫气体和水,反应方程式为:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)SO2气体具有漂白性,能使品红溶液褪色,所以试管②品红溶液褪色;SO2气体具有强的氧化性,可以被强氧化剂氧化为硫酸,若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时,观察到溶液褪色,二氧化硫与高锰钾发生氧化还原反应而褪色,体现二氧化硫的还原性;
(3)SO2是有毒气体,不能直接排放空气中,由于SO2属于酸性氧化物,所以可用NaOH溶液进行尾气处理,反应的离子方程式为:
SO2+2OH-=SO32-+H2O。
【点睛】
本题考查性质实验方案的设计。
把握实验装置的作用、元素化合物知识、实验技能为解答的关键,注意元素化合物知识与实验的结合,题目侧重考查学生的分析能力与实验能力。
4.物质
是某新型净水剂的中间体,它可以看成由AlCl3(在180℃升华)和一种盐A按物质的量之比1:
2组成。
在密闭容器中加热X使之完全分解,发生如下转化:
请回答下列问题:
(1)X的化学式为__。
(2)将E混合晶体溶于水配成溶液,向溶液中加入过量稀NaOH溶液时发生的总反应的离子方程式为__。
(3)高温下,若在密闭容器中长时间煅烧X,产物中还有另外一种气体,请设计实验方案验证之_。
【答案】AlCl3·2FeSO4Al3++2H++6OH-=AlO2-+4H2O将气体通入足量NaOH溶液中,收集余气,把一条带火星的木条伸入其中,若复燃,则说明是O2
【解析】
【分析】
固体氧化物B溶于稀盐酸后得到的溶液C中滴加KSCN溶液,混合液变血红色,说明B中含有Fe3+,则B为Fe2O3,C为FeCl3溶液,无色D气体能使品红褪色,则D为SO2,由元素守恒可知A中含有Fe、S、O元素,A加热分解能生成氧化铁和二氧化硫,则盐A为FeSO4,氧化铁的物质的量为
=0.02mol,生成二氧化硫为
=0.02mol,由Fe、S原子为1:
1可知生成SO3为0.02mol,4.27g混合晶体E为AlCl3和SO3,AlCl3的物质的量为
=0.02mol,X的组成为AlCl3∙2FeSO4,以此解答该题。
【详解】
(1)根据上述分析,X的化学式为AlCl∙2FeSO4;
(2)将E混合晶体溶于水配成溶液,三氧化硫反应生成硫酸,则硫酸与氯化铝的物质的量相等,逐滴加入过量稀NaOH溶液,该过程的总反应的离子方程式为:
Al3++2H++6OH-=AlO2-+4H2O;
(3)若在高温下长时间煅烧X,生成的三氧化硫再分解生成二氧化硫和氧气,另一种气体分子式是O2,检验氧气的方法为:
将气体通入足量NaOH溶液中,收集余气,把一条带火星的本条伸入其中,若复燃,则说明是O2。
5.A、B是两种有刺激气味的气体。
试根据下列实验事实填空。
(1)写出A~F各物质的化学式:
A__________、B__________、C__________、D__________、E__________、F__________。
(2)写出A、B跟水反应的离子方程式:
______________________。
【答案】Cl2SO2H2SO4HClBaSO3BaSO4Cl2+SO2+2H2O===4H++SO42-+2Cl-
【解析】
【详解】
(1)由A、B是两种有刺激气味的气体。
且A、B和水反应的产物能与Ba(OH)2和AgNO3均产生沉淀,B能与Ba(OH)2产生沉淀,由此可知A为Cl2;B为SO2;
A、B与H2O反应的化学方程式为:
Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl;
B与Ba(OH)2反应的化学方程式为:
Ba(OH)2+SO2===BaSO3↓+H2O;
含C、D的无色溶液与Ba(OH)2反应的化学方程式为:
H2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2H2O;
溶液D与AgNO3溶液反应的化学方程式为:
HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3;
故C为H2SO4;D为HCl;E为BaSO3;F为BaSO4。
【点睛】
熟记物质的物理性质和化学性质是解决本题的关键,本题的突破口为:
A、B是两种有刺激气味的气体。
等物质的量与水反应。
结合后面沉淀现象,能推知由反应:
Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
6.某工厂的工业废水中含有大量的Al2(SO4)3、较多的Cu2+和少量的Na+。
从工业废水中回收金属铝和金属铜的工艺流程如下图所示(试剂X、Y、Z均过量)。
(1)试剂X为_______,加入试剂X发生的离子方程式是___________试剂Z为___________。
(2)操作②为____________(填实验分离方法)。
(3)溶液2中含有的溶质有__________(填化学式)。
(4)写出操作④的化学反应方程式____________。
(5)金属铜能与浓硫酸在加热的条件下发生反应,产生的气体为_________(填化学式)。
【答案】铝2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu氨水过滤Al2(SO4)3、H2SO4Al2(SO4)3、H2SO4SO2
【解析】
【分析】
某工厂的工业废水中含有大量的Al2(SO4)3、较多的Cu2+和少量的Na+,由流程可知加入X为金属铝,用于置换出铜,溶液1含有Al2(SO4)3、Na2SO4,不溶性物质为过量的Al和Cu的混合物,向不溶性物质中加入试剂Y用于溶解Al,反应产生Al2(SO4)3,而Cu不能发生反应,则为稀H2SO4,溶液2含有Al2(SO4)3、过量H2SO4,由于Al(OH)3是两性物质,能够与过量的强碱NaOH溶液反应产生可溶性物质,因此向①②混合后加入氨水,可生成Al(OH)3沉淀,过滤、洗涤后加热分解生成Al2O3,电解熔融的Al2O3可生成Al,以此解答该题。
【详解】
根据上述分析可知操作①是过滤,不溶性物质为Cu、Al混合物,操作②是过滤,试剂Y是H2SO4,溶液1含有Al2(SO4)3、Na2SO4,溶液2含有Al2(SO4)3、过量H2SO4,试剂Z是氨水,操作③是过滤,操作④加热分解Al(OH)3,操作⑤是电解。
(1)由以上分析可知X为Al,可用于除去溶液中的Cu2+,反应的离子方程式为:
2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu;试剂Z为氨水;
(2)操作①②③用于分离固体和液体,为过滤操作;
(3)溶液2中含有的溶质有Al2(SO4)3、H2SO4;
(4)操作④是加热Al(OH)3,Al(OH)3不稳定,受热发生分解反应,化学方程式为:
2Al(OH)3
2Al2O3+3H2O;
(5)金属Cu与浓硫酸混合加热,发生氧化还原反应,产生CuSO4、SO2、H2O,反应方程式为:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O,所以反应产生的气体为SO2。
【点睛】
本题考查了物质的推断、混合物分离提纯的综合应用,把握分离流程中的反应及混合物分离方法为解答的关键,注意实验的设计意图,把握物质的性质,侧重考查学生的分析与实验能力。
7.已知X、Y均为有刺激性气味的气体,且几种物质间有以下转化关系,部分产物未标出。
请回答下列问题。
(1)写出下列各物质的化学式:
X______、Y______、A______、B______、C______。
(2)反应①的离子方程式为____________。
【答案】Cl2SO2HClH2SO4FeCl32Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
【解析】
【分析】
A与硝酸酸化的AgNO3溶液反应产生白色沉淀,A中含Cl-;B与盐酸酸化的BaCl2溶液反应产生白色沉淀,B中含SO42-;又根据X、Y均为有刺激性气味的气体,且X能与
反应,则X为Cl2,Y为SO2,A为HCl,B为H2SO4,C为FeCl3。
【详解】
(1)分析可知,X为Cl2,Y为SO2,A为HCl,B为H2SO4,C为FeCl3。
(2)反应①为氯化铁与二氧化硫发生氧化还原反应,离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+。
8.
、
、
、
、
五种物质中含有同一种元素,其相互转化的关系如图所示。
已知
是黄色固体,回答下列问题。
(1)写出
、
的化学式:
______、
______。
(2)写出
的化学方程式:
____________。
(3)将足量的物质
通入
溶液中,下列说法正确的是______(填序号)。
a.溶液没有明显变化
b.溶液中出现白色沉淀
c.若继续通入
,则溶液中出现白色沉淀
【答案】
ac
【解析】
【分析】
A为黄色固体,A既能与O2反应,又能与H2反应,则A为S,C为SO2,B为H2S,D为SO3,E为H2SO4,据此分析;
【详解】
A为黄色固体,A既能与O2反应,又能与H2反应,则A为S,C为SO2,B为H2S,D为SO3,E为H2SO4,
(1)A为黄色固体,结合A的相关反应可判断出A是
,从而得出B、E分别是
、
;
(2)
的化学方程式为
;
(3)
与
不发生反应,若继续通入
,与
反应生成
,则溶液中出现白色沉淀。
【点睛】
无机推断题,应找准“题眼”,然后大胆猜测,突破口是A为黄色固体,高中常见的黄色有Na2O2、AgBr、AgI、S,A能与O2、H2反应,则A为S,应注意S与氧气反应,无论氧气是否过量,生成的都是SO2,然后按照流程就可以得到结果。
9.有关物质的转化关系如图所示。
A的摩尔质量为120g·mol−1且只含两种元素。
B、E是常见气体,其中B为单质,E能使品红溶液褪色。
D为红棕色固体,F为紫红色金属,C的浓溶液可干燥某些气体。
(1)A的化学式为______。
(2)H的电子式为______。
(3)写出反应③的离子方程式:
______。
(4)写出反应④的化学方程式:
______。
【答案】FeS2
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4
【解析】
【分析】
E是常见气体,且E能使品红溶液褪色,则首先考虑E为SO2;D为红棕色固体,则D为Fe2O3;A只含两种元素,B是常见气体,且B为单质,A和B煅烧生成SO2和Fe2O3,则B为O2,A含有Fe、S两种元素,而A的摩尔质量为120g·mol−1,则A为FeS2;C的浓溶液可干燥某些气体,则C为硫酸,Fe2O3与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3和水,F为紫红色金属,则F为Cu,Cu可以与Fe2(SO4)3反应生成CuSO4、FeSO4,则G为Fe2(SO4)3,H为H2O;Fe2(SO4)3、H2O、SO2反应生成FeSO4和H2SO4,则J为FeSO4,I为CuSO4,据此分析解答。
【详解】
(1)由以上分析知,A为FeS2;
故答案为:
FeS2;
(2)由以上分析知,H为H2O,其电子式为
;
故答案为:
;
(3)反应③为Cu与Fe2(SO4)3反应生成CuSO4、FeSO4,离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
故答案为:
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(4)反应④为Fe2(SO4)3、H2O、SO2反应生成FeSO4和H2SO4,化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4;
故答案为:
Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4。
10.黑色粉末A,黄色粉末B,它们都是单质,按下图进行实验:
(1)试根据上述反应现象推断以下物质的化学式:
ADEH
(2)写出C+盐酸
D+F的离子方程式:
(3)写出D
E的化学方程式:
(4)写出G
H的化学方程式:
【答案】
(1)Fe、H2S、SO2、Fe(OH)3
(2)FeS+2H+→Fe2++H2S↑
(3)
(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
【详解】
(1)E能使品红褪色,E为SO2;H为红褐色固体,H为
;黑色粉末A、黄色粉末B,它们都是单质,所以分别是铁、硫;黑色固体C为FeS;D为H2S;F为
;G为
(2)FeS与盐酸反应的离子方程式FeS+2H+→Fe2++H2S↑;
(3)硫化氢燃烧生成二氧化硫和水的方程式为
;
(4)氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
11.在下列物质转化中,A是一种正盐,D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,E是酸,当X无论是强酸还是强碱时,都有如下的转化关系:
当X是强酸时,A、B、C、D、E均含同一种元素;当X是强碱时,A、B、C、D、E均含另外同一种元素。
请回答:
(1)A是________。
(2)当X是强酸时,E是_______。
写出B生成C的化学方程式:
____________。
(3)当X是强碱时,E是_______,写出B生成C的化学方程式:
____________。
【答案】(NH4)2SH2SO42H2S+3O2
2SO2+2H2OHNO34NH3+5O2
4NO+6H2O
【解析】
【分析】
根据题目中C与Y反应产生D,且D的相对分子质量比C的大16,可知D比C多一个氧原子,符合这种转化关系的有:
SO2→SO3,NO→NO2,Na2SO3→Na2SO4等,由此可出推断Y为O2,由于E为酸,则D应为能转化为酸的某物质,很可能为SO3、NO2等,
当X是强酸时A、B、C、D、E均含同一种元素,则B为H2S,C为SO2,D为SO3,E为H2SO4,Z为H2O;
当X是强碱时,则B为NH3,C为NO,D为NO2,E为HNO3,Z为H2O,据此解答。
【详解】
(1)根据上述分析可知A为(NH4)2S,Y是O2,Z是H2O。
(1)A是(NH4)2S;
(2)当X是强酸时,E是H2SO4,B为H2S,C为SO2,B生成C的化学方程式2H2S+3O2
2SO2+2H2O;
(3)当X是强碱时,E是HNO3,B是NO,C是NO2,B生成C的化学方程式4NH3+5O2
4NO+6H2O。
【点晴】
本题考查无机物的推断。
掌握常见元素的相对原子质量、物质的性质及转化关系是本题解答的关键。
此类题目的解答步骤一般为:
思维起点的选择:
思维起点是指开始时的思维指向、思维对象或思维角度,推断题中的思维起点应是最具特征的某个条件(包括文字叙述或某个变化过程);思维过程的展开:
解题者在确定思维起点的基础上,利用题目所给信息,结合已有的化学知识和解题经验,不断地缩小问题状态与目标状态的距离;思维过程的检验:
将上述思维过程的结果代入题中,检查一下是否符合题中条件。
12.A、B、C、D均为中学所学的常见物质且均含有同一种元素,它们之间的转化关系如下图所示(反应条件及其他产物已略去):
(1)若A、D的水溶液均呈酸性,且D为强酸。
①A、D分别为A:
,D:
。
(填写化学式,下同)
②写出B→C转化的化学方程式:
。
③简述检验B物质的方法。
④写出D的浓溶液和Cu在加热条件的化学方程式。
(2)若A的水溶液能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D的稀溶液能使蓝色的湿润石蕊试纸变红。
①工业上合成A的化学方程式:
___________。
在实验室中则用加热固体混合物的方法制取气体A,其化学方程式为。
②写出C→D的化学方程式,并用双线桥标出电子转移的方向和数目。
③写出A→B的化学方程式
④1.92g铜投入一定的D浓溶液中,铜完全溶解,共收集到672mL气体(标准状况)。
将盛有此气体的容器倒扣在水中,通入标准状况下一定体积的O2,恰好使气体完全溶于水中,则通入O2的体积为mL。
【答案】
(1)①H2S;H2SO4;②2SO2+O2
2SO3(条件不写扣1分,
不写不得分);③将B通入到品红溶液中,溶液褪色,加热后,又恢复为红色;④2H2SO4(浓)+Cu
CuSO4+2H2O+SO2↑;
(2)①N2+3H2
2NH3;2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3+2H2O;
②
③4NH3+5O2
4NO+6H2O;④336mL
【解析】
试题分析:
(1)①若A、D的水溶液均呈酸性,且D为强酸,S元素化合物符合转化关系,可推知,A为H2S、B为SO2、C为SO3、D为H2SO4,故答案