专题3硫氮和可持续发展.docx
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专题3硫氮和可持续发展
2009~2013年高考真题备选题库
专题3硫、氮和可持续发展
考点一 氧、硫及其化合物的性质与应用
21.（2013·江苏，2分）甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如下转化关系：
甲
乙
丙。
下列有关物质的推断不正确的是（ ）
A．若甲为焦炭，则丁可能是O2
B．若甲为SO2，则丁可能是氨水
C．若甲为Fe，则丁可能是盐酸
D．若甲为NaOH溶液，则丁可能是CO2
解析：
选C 本题考查物质之间的转化关系，意在考查考生对元素化合物性质的理解和运用。
A项正确，所发生的反应为：
2C＋O2（不足）
2CO,2CO＋O2
2CO2，C＋CO2
2CO。
B项正确，所发生的反应为：
SO2（过量）＋NH3·H2O===NH4HSO3，NH4HSO3＋NH3·H2O===（NH4）2SO3＋H2O，（NH4）2SO3＋H2O＋SO2===2NH4HSO3。
C项中，若甲为Fe，丁为盐酸，则乙为FeCl2，FeCl2与盐酸不反应，故C错误。
D项正确，所发生的反应为：
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O。
22．（2012·山东理综，4分）下列由相关实验现象所推出的结论正确的是（ ）
A．Cl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性
B．向溶液中滴加酸化的Ba（NO3）2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO
C．Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应
D．分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升，说明二者均易溶于水
解析：
SO2使品红溶液褪色是由于SO2能与有色物质化合生成无色物质，不能说明其具有氧化性，选项A错误；当溶液中含有SO
时，加入酸化的Ba（NO3）2溶液也会出现白色沉淀，选项B错误；Fe与稀硝酸反应生成的气体为NO，该反应不是置换反应，选项C错误；HCl、NH3极易溶于水，分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中，气体溶解，液面迅速上升，选项D正确。
答案：
D
23．（2012·广东理综，4分）下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是（ ）
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
SO2有漂白性
SO2可使溴水褪色
B
SiO2有导电性
SiO2可用于制备光导纤维
C
浓硫酸有强氧化性
浓硫酸可用于干燥H2和CO
D
Fe3＋有氧化性
FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜
解析：
A选项，SO2有漂白性，但其使溴水褪色是因为其具有还原性，和溴水发生反应。
B选项，SiO2没有导电性。
C选项，浓硫酸有强氧化性但不能氧化H2与CO，浓硫酸可用于干燥H2和CO是利用其吸水性。
D选项，利用Fe3＋的氧化性氧化铜。
答案：
D
24．（2012·北京理综，13分）直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。
利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
（1）用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应：
________________________
________________________________________________________________________。
（2）在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是_______________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
（3）吸收液吸收SO2的过程中，pH随n（SO
）∶n（HSO
）变化关系如下表：
n（SO
）∶n（HSO
）
91∶9
1∶1
9∶91
pH
8.2
7.2
6.2
①由上表判断，NaHSO3溶液显________性，用化学平衡原理解释：
________________________________________________________________________。
②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是（选填字母）：
________。
a．c（Na＋）＝2c（SO
）＋c（HSO
）
b．c（Na＋）>c（HSO
）>c（SO
）>c（H＋）＝c（OH－）
c．c（Na＋）＋c（H＋）＝c（SO
）＋c（HSO
）＋c（OH－）
（4）当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解糟再生。
再生示意图如下：
①HSO
在阳极放电的电极反应式是________。
②当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用。
简述再生原理：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
（1）二氧化硫形成硫酸型酸雨的过程：
二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸再被氧化成硫酸。
（2）氢氧化钠溶液吸收二氧化硫生成亚硫酸钠和水，而亚硫酸钠溶液可以继续吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠。
（3）①由表格数据知，随n（HSO
）的增大，溶液酸性增强，即HSO
的电离程度大于水解程度，亚硫酸氢钠溶液呈酸性。
②由表格数据知，当溶液中亚硫酸氢钠的浓度略大于亚硫酸钠的浓度时，溶液呈中性，故离子浓度关系有c（Na＋）>c（HSO
）>c（SO
）>c（H＋）＝c（OH－），可知b正确。
由电荷守恒式c（Na＋）＋c（H＋）＝2c（SO
）＋c（HSO
）＋c（OH－），中性溶液中c（H＋）＝c（OH－）知，a正确，c错误。
（4）HSO
在阳极发生氧化反应，硫的化合价由＋4升至＋6，以硫酸根离子形式存在，由氧元素守恒知，水参与电极反应：
HSO
＋H2O－2e－===SO
＋3H＋，而H＋在阳极得电子发生还原反应生成H2∶2H＋＋2e－===H2↑，故SO
的浓度逐渐增大，HSO
的浓度逐渐减小，而Na＋进入阳极室，重新生成Na2SO3，使吸收液获得重生。
答案：
（1）SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2
2H2SO4
（2）2OH－＋SO2===H2O＋SO
（3）①酸 HSO
存在：
HSO
H＋＋SO
和HSO
＋H2OH2SO3＋OH－，HSO
的电离程度强于水解程度
②ab
（4）①HSO
＋H2O－2e－===SO
＋3H＋
②H＋在阴极得电子生成H2，溶液中c（H＋）降低，促使HSO
电离生成SO
，且Na＋进入阴极室，吸收液得以再生
25．（2012·安徽理综，15分）亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。
为检测某食品中亚硫酸盐含量（通常以1kg样品中含SO2的质量计），某研究小组设计了如下两种实验流程：
（1）气体A的主要成分是________。
为防止煮沸时发生暴沸，必须先向烧瓶中加入________；通入N2的目的是________。
（2）写出甲方案第①步反应的离子方程式：
________。
（3）甲方案第②步滴定前，滴定管需用NaOH标准溶液润洗，其操作方法是____________。
（4）若用盐酸代替稀硫酸处理样品，则按乙方案实验测定的结果________（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
（5）若取样品wg，按乙方案测得消耗0.01000mol·L－1I2溶液VmL，则1kg样品中含SO2的质量是________g（用含w、V的代数式表示）
解析：
样品中亚硫酸盐与稀硫酸作用生成SO2，通入N2可将生成的SO2全部赶出，因此气体A的主要成分为SO2、N2；为防止暴沸，可向烧瓶中加入沸石或碎瓷片。
（2）H2O2与SO2发生氧化还原反应得到H2SO4，因此反应的离子方程式为H2O2＋SO2===2H＋＋SO
。
（3）向滴定管注入少量待装液体倾斜转动滴定管，用待装液体润洗滴定管全部内壁，然后从滴定管尖嘴放出液体，重复操作2～3次。
（4）若用盐酸代替稀硫酸，不会影响SO2的吸收，对测定结果无影响。
（5）在方案乙中用I2滴定的过程中发生的反应为SO
＋I2＋H2O===SO
＋2I－＋2H＋，由“S”守恒知wg样品中，m（SO2）＝6.4×10－4Vg，故1kg样品中含有SO2的质量为6.4×10－4Vg÷wg×1000g＝
g。
答案：
（1）SO2和N2 碎瓷片（或沸石） 使产生的SO2全部逸出
（2）H2O2＋SO2===2H＋＋SO
（3）向滴定管注入少量标准液，倾斜转动滴定管润洗全部内壁后从尖嘴放出液体，重复操作2～3次
（4）无影响
（5）
26．（2011·北京理综，15分）甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀，用下图所示装置进行实验（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）．
实验操作和现象：
操 作
现 象
关闭弹簧夹，滴加一定量浓硫酸，加热
A中有白雾生成，铜片表面产生气泡
B中有气泡冒出，产生大量白色沉淀
C中产生白色沉淀，液面上方略显浅棕色并逐渐消失
打开弹簧夹，通入N2，停止加热，一段时间后关闭
从B、C中分别取少量白色沉淀，加稀盐酸
均未发现白色沉淀溶解
（1）A中反应的化学方程式是____________________________________________．
（2）C中白色沉淀是________，该沉淀的生成表明SO2具有________性．
（3）C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是____________________________
________________________________________________________________________.
（4）分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反应，乙认为是白雾参与反应．
①为证实各自的观点，在原实验基础上：
甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是________；
乙在A、B间增加洗气瓶D，D中盛放的试剂是________．
②进行实验，B中现象：
甲
大量白色沉淀
乙
少量白色沉淀
检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸．结合离子方程式解释实验现象异同的原因：
________________________________________________________________________________________________.
（5）合并（4）中两同学的方案进行实验．B中无沉淀生成，而C中产生白色沉淀，由此得出的结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
解析：
本题考查探究实验，意地考查考生的实验探究能力和创新思维能力．铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水．白色沉淀不溶于稀盐酸，说明该白色沉淀为硫酸钡沉淀，SO2溶于水生成H2SO3，硝酸在酸性条件下将SO
氧化成SO
，二氧化硫表现出还原性，将HNO3还原，生成无色的一氧化氮，一氧化氮与洗气瓶上方的氧气发生反应生成红棕色的二氧化氮气体．甲同学在实验前通入足量的氮气排出整个装置中的空气，排除空气中氧气的干扰；乙同学在装置A、B之间增加盛有饱和亚硫酸氢钠的洗气瓶D，排除白色酸雾的干扰；甲、乙两同学的实验中，B中均有不溶于稀盐酸的白色沉淀，说明有硫酸钡沉淀生成，甲是酸雾引起的，乙是氧气引起的，根据甲同学得到的沉淀多，说明酸雾的量远大于装置中氧气的量．合并甲、乙两同学的装置实验，既除去了氧气又除去了酸雾，装置B中无白色沉淀生成，说明二氧化硫与可溶性钡的强酸盐不能反应生成亚硫酸钡沉淀．
答案：
（1）Cu＋2H2SO4（浓）
CuSO4＋SO2↑＋2H2O
（2）BaSO4 还原
（3）2NO＋O2===2NO2
（4）①通N2一段时间，排出装置中的空气 饱和NaHSO3溶液
②甲：
SO
＋Ba2＋===BaSO4↓，乙：
2Ba2＋＋2SO2＋O2＋2H2O===2BaSO4↓＋4H＋ 白雾的量远多于装置中O2的量
（5）SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀
27．（2011·山东理综，14分）科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物．
（1）实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠，化学反应方程式为________________________________________________________________________．
要清洗附着在试管壁上的硫，可用的试剂是________．
（2）如图为钠硫高能电池的结构示意图．该电池的工作温度为320℃左右，电池反应为2Na＋xS===Na2Sx，正极的电极反应式为____________________．M（由Na2O和Al2O3制得）的两个作用是______________．与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的________倍．
（3）Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为________，向该溶液中加入少量固体CuSO4，溶液pH________（填“增大”“减小”或“不变”）．Na2S溶液长期放置有硫析出，原因为________________（用离子方程式表示）．
解析：
本题考查钠、硫的性质，原电池反应原理，离子浓度大小比较等，意在考查考生综合应用元素化合物和化学反应原理的能力．
（1）乙醇与金属钠发生置换反应：
2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑，硫可以溶于强碱性溶液或非极性溶剂CS2等．
（2）该电池正极为S放电，电极反应为：
xS＋2e－===S
；消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫高能电池的放电量与铅蓄电池的放电量之比为
∶（
×2）＝4.5.（3）Na2S溶液中由于S2－水解显碱性，离子浓度大小为c（Na＋）＞c（S2－）＞c（OH－）＞c（HS－）＞c（H＋）．向该溶液中加入少量固体CuSO4，生成CuS沉淀，溶液中c（S2－）减小，水解平衡向逆反应方向移动，pH减小．Na2S溶液长期放置，会被空气中的氧气氧化：
2S2－＋O2＋2H2O===2S↓＋4OH－.
答案：
（1）2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑ CS2[或（热）NaOH溶液]
（2）xS＋2e－===S
（或2Na＋＋xS＋2e－===Na2Sx） 离子导电（导电或电解质）和隔离钠与硫 4.5
（3）c（Na＋）＞c（S2－）＞c（OH－）＞c（HS－）＞c（H＋） 减小2S2－＋O2＋2H2O===2S↓＋4OH－
28．（2010·新课标理综，15分）某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按下图所示装置进行实验．
请回答下列问题：
（1）装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________，其中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
（2）实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是______________、______________，这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________；装置B中发生反应的离子方程式为______________________________________．
（3）装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象________________________________________________________________________；
（4）尾气可采用________溶液吸收．
解析：
本题考查了SO2的制备及性质、化学实验的基本操作，意在考查考生对化学实验基础知识的掌握能力以及化学实验分析能力．
（1）常见烧瓶有：
圆底烧瓶、平底烧瓶和蒸馏烧瓶，图示中带支管的为蒸馏烧瓶．
（2）SO2因有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，离子反应为：
5SO2＋2MnO
＋2H2O===5SO
＋2Mn2＋＋4H＋.SO2能与－2价的S反应生成硫沉淀，体现氧化性：
SO2＋4H＋＋2S2－===3S↓＋2H2O.（3）SO2与品红溶液作用的可逆性指：
SO2使品红溶液褪色，加热后又恢复红色，注意实验操作中品红溶液褪色后要关闭分液漏斗的旋塞．（4）SO2为酸性气体，一般用碱性溶液吸收，也可用酸性高锰酸钾等强氧化性溶液吸收．
答案：
（1）蒸馏烧瓶 Na2SO3＋H2SO4（浓）===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
（2）溶液由紫红色变为无色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性 5SO2＋2MnO
＋2H2O===2Mn2＋＋5SO
＋4H＋ （3）品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色 （4）NaOH
29．（2010·四川理综，15分）短周期元素形成的常见非金属固体单质A与常见金属单质B，在加热条件下反应生成化合物C，C与水反应生成白色沉淀D和气体E，D既能溶于强酸，也能溶于强碱．E在足量空气中燃烧产生刺激性气体G，G在大气中能导致酸雨的形成．E被足量氢氧化钠溶液吸收得到无色溶液F.溶液F在空气中长期放置发生反应，生成物之一为H.H与过氧化钠的结构和化学性质相似，其溶液显黄色．
请回答下列问题：
（1）组成单质A的元素位于周期表中第________周期，第________族．
（2）B与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：
________________________.
（3）G与氯酸钠在酸性条件下反应可生成消毒杀菌剂二氧化氯．该反应的氧化产物为__________，当生成2mol二氧化氯时，转移电子________mol.
（4）溶液F在空气中长期放置生成H的化学反应方程式为：
_____________________.
（5）H的溶液与稀硫酸反应产生的现象为_________________________________．
解析：
本题主要考查元素化合物知识，意在考查考生的分析推断能力．该题的推断突破口是D和G，易推知D为Al（OH）3；由G能导致酸雨的形成可知G为SO2，故E为H2S；可推出C为Al2S3，A、B分别为S、Al，F为Na2S，H为Na2S2.
（1）S元素位于第三周期，第ⅥA族．
（2）B为Al，铝与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2和H2.（3）G为SO2，可以被氯酸钠氧化为硫酸钠；反应中氯的化合价由＋5降低为＋4，故生成2mol二氧化氯时，转移的电子数为2mol.（4）Na2S溶液在空气中长期放置，被氧气氧化为Na2S2.（5）Na2S2中S显－1价，在稀硫酸中发生歧化反应，生成H2S和S.
答案：
（1）三 ⅥA
（2）2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
（3）硫酸钠（Na2SO4） 2
（4）4Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋2Na2S2
（或2Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋2S，Na2S＋S===Na2S2）
（5）溶液由黄色变为无色，产生浅黄色沉淀和（臭鸡蛋气味的）气体
考点二 硫酸的性质与制备
30．（2009·山东理综，4分）下列推断合理的是（ ）
A．明矾[KAl（SO4）2·12H2O]在水中能形成Al（OH）3胶体，可用作净水剂
B．金刚石是自然界中硬度最大的物质，不可能与氧气发生反应
C．浓H2SO4有强氧化性，常温下能与Cu发生剧烈反应
D．将SO2通入品红溶液，溶液褪色后加热恢复原色；将SO2通入溴水，溴水褪色后加热也能恢复原色
解析：
金刚石的组成元素是C，C与O2在点燃的情况下发生反应，故B项错误；C项中浓H2SO4与Cu在加热的条件下发生反应，C项错误；D项，SO2与溴水发生氧化还原反应，生成H2SO4和HBr，加热不能恢复原色，故D项错误．
答案：
A
31．（2009·北京理综，15分）以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：
（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整
4________＋11O2
2Fe2O3＋8SO2
（2）接触室中发生反应的化学方程式是__________________________________．
（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母）________．
a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
b．过量空气能提高SO2的转化率
c．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率
d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
（4）每160gSO3气体与H2O化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
（5）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2和铵盐．
①SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2.SO2吸收Br2的离子方程式是____________________________________________．
②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出（此温度下铵盐不分解），该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量．
部分测定结果：
铵盐质量为10.00g和20.00g时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00g时，浓硫酸增加的质量为0.68g；铵盐质量为40.00g时，浓硫酸的质量不变．计算：
该铵盐中氮元素的质量分数是________%；若铵盐质量为15.00g，浓硫酸增加的质量为________．（计算结果保留两位小数）
解析：
（3）C项催化剂只能加快反应速率，不能影响平衡移动，不会影响转化率．
（5）②依据题意可知铵盐中应含有H＋.设NaOHamol，10g该铵盐中含有NH
xmol、H＋ymol，则有SO
mol.
则：
18x＋y＋96×
＝66x＋49y＝10①
由于20g铵盐，30g铵盐与amolNaOH反应时NaOH的量均不足，则有：
a－2y＝x②
a－3y＝
＝0.04③
联立①②③得
解得
则铵盐中含氮量为：
×100%＝14.56%
若铵盐为15g时，此时晶体中含NH
为：
1.5×0.104＝0.156mol；H＋为：
1.5×0.064＝0.096mol，NaOH的物质的量仍比NH
和H＋的物质的量之和小，故此时产生的氨气为0.232－0.096＝0.136mol，其质量为0.136×17＝2.31g.
答案：
（1）FeS2
（2）2SO2＋O2
2
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