高考化学综合题专题复习硫及其化合物专题解析含详细答案.docx
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高考化学综合题专题复习硫及其化合物专题解析含详细答案
2020-2021高考化学综合题专题复习【硫及其化合物】专题解析含详细答案
一、高中化学硫及其化合物
1.实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。
(1)如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,并希望能控制反应速度,图中可选用的发生装置是______(填写字母)。
(2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫,如果已有40%亚硫酸钠(质量分数),被氧化成硫酸钠,则至少需称取该亚硫酸钠______ g (保留一位小数)。
(3)某热电厂上空大气中所含二氧化硫严重超标,现对该区域雨水样品进行探究。
首先用pH试纸测定雨水样品的pH,操作方法为______,测得样品pH约为3;为进一步探究由SO2所形成酸雨的性质,将一定量的SO2通入蒸馏水中,配成pH为3的溶液,然后将溶液分为A、B两份,将溶液B久置于空气中,与密闭保存的A相比,久置后的溶液B中水的电离程度将______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】ae31.5取一条试纸放在干燥洁净的表面皿(或玻璃片)上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取雨水样品滴在试纸中央,半分钟后待变色,再与对照标准比色卡读数。
减小
【解析】
【分析】
(1)用硫酸和亚硫酸钠制取SO2的试剂为固态和液态,反应条件不需加热,可通过控制添加硫酸的速率来控制反应速率;
(2)由硫守恒可得:
Na2SO3~SO2,根据关系式及二氧化硫的物质的量计算出需要亚硫酸钠的质量;结合亚硫酸钠的质量分数,再计算出需要变质后的亚硫酸钠的质量;
(3)测定pH,可用玻璃棒蘸取溶液,然后与比色卡对比;将溶液B久置于空气中,亚硫酸被氧化生成硫酸,溶液酸性增强。
【详解】
(1)用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,并希望能控制反应速度,由于反应不需要加热,排除装置d;由于亚硫酸钠是细小颗粒,不可选用装置c;装置b无法可知反应速率,故可选用的发生装置为:
ae;
(2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,根据反应方程式:
Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,根据反应方程式可知:
Na2SO3~SO2,n(SO2)=
=0.15mol,则需亚硫酸钠的质量为:
m(Na2SO3)=0.15mol×126g/mol=18.9g;如果已有40%亚硫酸钠(质量分数),被氧化成硫酸钠,则含亚硫酸钠的质量分数为60%,至少需称取该亚硫酸钠的质量为
==31.5g;
(3)测定pH,可用玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,半分钟后与比色卡对比,操作方法为取一条试纸放在干燥洁净的表面皿(或玻璃片)上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取雨水样品滴在pH试纸上,半分钟后待变色,再对照标准比色卡读数;将溶液B久置于空气中,亚硫酸被氧化生成硫酸,导致溶液酸性增强,溶液中c(H+)增大,对水电离的抑制作用增强,则水的电离程度减小。
【点睛】
本题考查了二氧化硫气体的制取方法、物质含量的测定及溶液pH的测定等。
明确化学实验基本操作方法及常见气体发生装置特点为解答关键,注意掌握浓硫酸及二氧化硫的性质,试题侧重考查学生的化学实验能力和分析能力。
2.
(1)古代锻造刀剑时,将炽热的刀剑快速投入水中“淬火”,反应为:
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2。
该反应中H2O作__________(填“氧化剂”或“还原剂”);
(2)检验某溶液中是否含有SO42-,先加盐酸,再加______(填“BaCl2”或“NaCl;
(3)海水提镁的重要步骤之一是用沉淀剂将海水中的Mg2+沉淀。
该沉淀剂是__________(填“生石灰”或“盐酸”)。
(4)过氧化钠可用于呼吸面具中作为氧气的来源。
完成下列化学方程式:
2Na2O2+2______=2Na2CO3+O2↑;
(5)某同学炒菜时发现,汤汁溅到液化气的火焰上时,火焰呈黄色。
据此他判断汤汁中含有________(填“钠”或“钾”)元素;
【答案】氧化剂BaCl2生石灰CO2钠
【解析】
【详解】
(1)在3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2中氢元素的化合价从+1价降为0价,则H2O作氧化剂;
(2)检验某溶液中是否含有SO42-,先加稀盐酸,可以排除银离子与碳酸根离子等离子的干扰,再加入BaCl2溶液,产生的沉淀是硫酸钡;
(3)海水中的Mg2+沉淀是生成Mg(OH)2,沉淀剂是利用生石灰与水反应生成氢氧化钙,从而将Mg2+沉淀;
(4)过氧化钠可用于呼吸面具中作为氧气的来源,是利用Na2O2与CO2或水蒸气反应生成氧气,则2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑;
(5)钠元素的焰色反应呈黄色,即可判断汤汁中含有钠元素。
3.在50mL4mol·L-1的氢氧化钠溶液中,通入一定量的硫化氢,反应完毕,在常温减压条件下,用氮气把溶液吹干,得到白色固体7.92g,通过计算确定白色固体的组成及各组分的质量。
_________________
【答案】白色固体有两种组合。
一种可能是由Na2S(3.12g)和NaOH(4.80g)组成的混合物;另一种可能是由Na2S(7.52g)和NaHS(0.40g)组成的混合物。
【解析】
【分析】
NaOH的物质的量为n(NaOH)=c·V=4mol/L×0.05L=0.2mol,0.2mol的NaOH跟H2S反应,若全部生成Na2S时,白色固体的质量m(Na2S)=78g/mol×
=7.8g,0.2mol的NaOH跟H2S反应,若全部生成NaHS时,白色固体(NaHS)的质量为m(NaHS)=56g/mol×0.2mol=11.2g,因为7.8g<7.92g<11.2g,所以得到的白色固体有两种可能的组合:
一种是Na2S和NaOH的混合物;另一种是Na2S和NaHS的混合物,根据题意列方程式进行计算即可。
【详解】
氢氧化钠的物质的量为n(NaOH)=c·V=4mol/L×0.05L=0.2mol,0.2mol的NaOH跟H2S反应,若全部生成Na2S时,m(Na2S)=78g/mol×
=7.8g;0.2mol的NaOH跟H2S反应,若全部生成NaHS时,m(NaHS)=56g/mol×0.2mol=11.2g,因为7.8g<7.92g<11.2g,所以得到的白色固体有两种可能的组合:
①Na2S和NaOH的混合物;②Na2S和NaHS的混合物。
①设Na2S为xmol,则有(0.2-2x)molNaOH,78g/mol×xmol+40g/mol(0.2-2x)=7.92g,解得x=0.04mol;Na2S的质量m(Na2S)=0.04mol×78g/mol=3.12g,NaOH的质量m(NaOH)=7.92g-3.12g=4.80g;
②设Na2S为ymol,则有(0.2-2y)molNaHS。
78g/mol×ymol+56g·mol(0.2-2y)mol=7.92g,解得y≈0.0965mol,所以Na2S的质量m(Na2S)=78g/mol×0.0965mol=7.52g,NaHS的质量m(NaHS)=7.92g-7.52g=0.40g。
【点睛】
本题考查学生有关混合物的计算知识,注意极值法的应用,学会运用所学知识进行分析和推理能力是关键所在。
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、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图所示(反应条件及其他物质已经略去):
(1)若A是一种金属,C是淡黄色固体,写出C的一种用途____;
(2)若常温下A为淡黄色固体单质,D为强酸,则B为___,D的浓溶液能使胆矾晶体由蓝变白,体现了D的___性。
(3)若A是化合物,C是红棕色气体,则
①A的电子式为___,实验室制备A气体的化学方程式为___。
②实验室检验A气体的方法为___。
③C转化为D的过程中,氧化剂与还原剂的质量比为___。
④将盛满B气体的试管倒扣在水槽中,并通入一定量O2,最终气体全部被吸收,所得溶液充满整个试管。
若不考虑溶液扩散,计算所得溶液物质的量浓度为___mol·L-1。
(标况下计算,保留两位有效数字)
【答案】供氧剂(或杀菌剂、消毒剂、漂白剂等)SO2吸水
2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生)1:
20.045
【解析】
【分析】
(1)C是淡黄色固体,为金属氧化物,则其为Na2O2,由此可确定它的用途;
(2)若常温下A为淡黄色固体单质,则其为硫,由转化关系可确定其它物质及性质。
(3)C是红棕色气体,则C为NO2气体,由转化关系可确定其它物质及性质。
【详解】
(1)由C是淡黄色固体,可确定其为Na2O2,其用途为供氧剂(或杀菌剂、消毒剂、漂白剂等)。
答案为:
供氧剂(或杀菌剂、消毒剂、漂白剂等);
(2)若常温下A为淡黄色固体单质,则其为硫(S),D为强酸(H2SO4),则B为SO2,C为SO3,D的浓溶液能使胆矾晶体由蓝变白,体现了浓硫酸的吸水性。
答案为:
SO2;吸水;
(3)若A是化合物,C是红棕色气体,则C为NO2。
①A氧化后,产物再氧化可生成NO2,则A为NH3,电子式为
,实验室制备氨气时,药品为NH4Cl和Ca(OH)2,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O。
答案为:
;2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O;
②实验室检验氨气时,采用的方法为用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生)。
答案为:
用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生);
③C转化为D的过程中,发生反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO,从价态变化看,若3molNO2参加反应,有1molNO2中的N元素价态降低,有2molNO2中的N元素价态升高,则氧化剂与还原剂的质量比为1:
2。
答案为:
1:
2;
④假设试管的体积为VL,则c=
=0.045mol·L-1。
答案为:
0.045。
【点睛】
在平时的学习过程中,应注意区分浓硫酸的吸水性与脱水性,浓硫酸的吸水性是指气体的干燥、吸收结晶水合物中的结晶水,浓硫酸的脱水性是指将有机物分子中的氢、氧元素以水的组成形式脱去。
6.如图中A~H都是中学化学中常见的物质,其中,常温下A能使铁或铝钝化,B是固体非金属单质,C为水,D是一种能使品红溶液褪色的无色气体,F是金属单质,G可以用作耐火材料,它们之间有如下转化关系:
(1)写出下列物质的化学式:
E____________,H____________;
(2)写出A溶液与B反应的化学方程式:
____________;
试写出E与F的反应方程式:
_______________。
【答案】CO2SO3C+2H2SO4(浓)
2SO2↑+CO2↑+2H2O2Mg+CO2
2MgO+C
【解析】
【分析】
常温下A能使铁或铝钝化,A可能为浓硝酸或浓硫酸,B是固体非金属单质,C为水,D是一种能使品红溶液褪色的无色气体,则A为浓硫酸,B为碳,D为SO2,E为CO2,SO2被氧气氧化产生SO3,所以H为SO3,SO3与H2O反应产生H2SO4,F是金属单质,能够在CO2发生燃烧反应,则F是Mg,Mg在CO2中燃烧产生C、MgO,G可以用作耐火材料,则G为MgO,据此解答。
【详解】
根据上述分析可知:
A为浓H2SO4,B为C,C为H2O,D为SO2,E为CO2,F是Mg,G为MgO,H为SO3。
(1)E为CO2,H为SO3;
(2)C与浓硫酸混合加热发生氧化还原反应,产生CO2、SO2、H2O,反应的化学方程式:
C+2H2SO4(浓)
2SO2↑+CO2↑+2H2O;Mg在CO2中在点燃时反应产生MgO和C,反应方程式为:
2Mg+CO2
2MgO+C。
【点睛】
本题考查了无机物的推断。
常温下A能使铁或铝钝化,D是一种能使品红溶液褪色的无色气体是本题的突破口,要掌握各种物质的性质及转化关系,注意镁可以在二氧化碳气体中燃烧。
7.甲、乙、丙为常见单质,乙、丙两元素在周期表中位于同一主族。
X、A、B、C、D、E、F、G均为常见的化合物,其中A和X的摩尔质量相同,A、G的焰色反应为黄色。
在一定条件下,各物质相互转化关系如下图。
请回答:
(1)写化学式:
丙_________,E________。
(2) X的电子式为____________________。
(3)写出A与H2O反应的化学反应方程式:
_______________________________,反应中氧化剂是__________,1molA参加反应转移电子_____mol。
(4)写出反应⑨的离子方程式:
________________________。
(5)物质F的俗名是__________或_________,其溶液显_____性,原因是_______________________________(用一个离子方程式表示)
【答案】【答题空1-1】O2
【答题空1-2】SO3
【答题空1-3】
【答题空1-4】2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
【答题空1-5】Na2O2
【答题空1-6】1
【答题空1-7】HCO3-+H+=CO32-+H2O
【答题空1-8】纯碱
【答题空1-9】苏打
【答题空1-10】碱
【答题空1-11】CO32-+H2O
HCO3-+OH-
【解析】
【分析】
【详解】
甲、乙、丙为常见单质,结合转化关系和反应条件可知丙为O2,甲和丙反应生成的A焰色反应为黄色证明甲为金属钠Na,A为Na2O2,F为Na2CO3;B为NaOH,G的焰色反应为黄色,判断G为NaHCO3;乙、丙两元素在周期表中位于同一主族,判断乙为S,所以X为Na2S,A和X的摩尔质量相同为78g/mol;依据转化关系可知D为SO2,E为SO3;E(SO3)+B(NaOH)=C(Na2SO4)
(1)依据判断可知丙为:
O2;E为 SO3;故答案为:
O2;SO3;
(2)X为Na2S,是离子化合物,化合物的电子式为:
故答案为:
(3)A(Na2O2)与H2O反应的化学反应方程式为:
2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑;氧化剂还原剂都是过氧化钠,所以氧化剂为:
Na2O2;1mol过氧化钠自身氧化还原反应,参加反应转移电子为1mol;
故答案为:
2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑;Na2O2;1;
(4)应⑨是氢氧化钠和碳酸氢钠溶液的反应,反应的离子方程式为:
HCO3-+H+=CO32-+H2O;
故答案为:
HCO3-+H+=CO32-+H2O;
(5)物质F是碳酸钠,它的俗名是纯碱,或苏打;其溶液呈碱性,是因为碳酸根离子水解的结果,反应的离子方程式为:
CO32-+H2O≒HCO3-+OH-;
故答案为:
纯碱; 苏打; 碱; CO32-+H2O≒HCO3-+OH-;
8.某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1mol·L-1的Ba(NO3)2溶液中,得到了BaSO4沉淀,为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2,该小组突出了如下假设:
假设一:
溶液中的NO3-
假设二:
溶液中溶解的O2
(1)验证假设一
该小组涉及实验验证了假设一,请在下表空白处填写相关实验现象
实验步骤
实验现象
结论
实验1:
在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体
____
假设一成立
实验2:
在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBa(NO3)2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体
____
(2)为深入研究该反应,该小组还测得上述两个实验中溶液的pH随通入SO2体积的变化曲线入下图
实验1中溶液pH变小的原因是____;V1时,实验2中溶液pH小于实验1的原因是(用离子方程式表示)_________。
(3)验证假设二
请设计实验验证假设二,写出实验步骤,预期现象和结论。
实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程)____
(4)若假设二成立,请预测:
在相同条件下,分别通入足量的O2和KNO3,氧化相同的H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计),充分反映后两溶液的pH前者_______(填大于或小于)后者,理由是________
【答案】无明显现象有白色沉淀生成SO2溶于水后生成H2SO33SO2+2NO3-+2H2O=3SO42-+4H++2NO
实验步骤
实验现象
结论
实验1:
作为参考实验
假设二成立
实验3:
将纯净的SO2气体通入未经脱O2处理的25mL0.1mol/L的BaCl2溶液中
有白色沉淀生成
小于反应的离子方程式表明,足量的O2和NO3-分别氧化相同的H2SO3,生成的H+的物质的量前者多余后者
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据强酸制弱酸的原理,亚硫酸是弱酸不能制备盐酸,故实验1无现象,SO2溶于水后生成H2SO3,亚硫酸显酸性,电离出H+,和NO3-结合生成硝酸,具有强氧化性,将SO32-氧化成SO42-,故生成白色的BaSO4沉淀;
(2)SO2溶于水后生成H2SO3,亚硫酸显酸性,故pH值减小;3SO2+2NO3-+2H2O=3SO42-+4H++2NO;
(3)
实验步骤
实验现象
结论
实验1:
在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体
无现象
假设二成立
实验2:
在盛有富含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体
有白色沉淀生成
(4)小于,反应的离子方程式表明,足量的O2和NO3-分别氧化相同的H2SO3,生成的H+的物质的量前者多余后者。
9.某研究性学习小组设计了如下装置制取和验证SO2的性质。
请回答:
(1)写出图中仪器的名称:
a___________,b___________。
(2)棉球中NaOH 溶液的作用是______________________。
(3)为了验证SO2是酸性氧化物,洗气瓶②中可选择的试剂是_____________________。
A.紫色石蕊试液B.无色酚酞试液C.澄清石灰水D.碘水
(4)下列说法正确的是____________。
A.实验开始时,只需打开分液漏斗的旋塞,即可使液体顺利滴下
B.先向装置中加入试剂(药品),再进行气密性检查
C.实验开始后,洗气瓶①和③只溶液均褪色,两者均可证明SO2具有漂白性
D.实验开始后,洗气瓶④中可观察到白色沉淀产生,该现象可说明SO2具有还原性
(5)洗气瓶④中发生反应的离子方程式为________________________。
【答案】分液漏斗干燥管吸收尾气,防止SO2污染大气ACDSO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+或写出SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+;Ba2++SO42-=BaSO4↓
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由装置图可知仪器a的名称为分液漏斗,仪器b的名称为干燥管;
(2)干燥管在装置最后,其中棉球上蘸有NaOH 溶液,其作用是吸收有害尾气SO2,防止污染空气;
(3)A、酸性氧化物可与水反应生成相应的酸,所以要验证SO2是酸性氧化物,可验证其水溶液是否显酸性,因此可在洗气瓶②中盛放紫色石蕊试液,则A正确;B、酸与酚酞不变色,所以B错误;C、酸性氧化物能与碱反应生成盐和水,故要验证SO2是酸性氧化物,也可在洗气瓶②中盛放澄清石灰水,所以C正确;D、碘水与SO2反应而褪色,但表现的是SO2的还原性,故D错误。
因此正确答案为AC;
(3)A、实验开始时,要先打开分液漏斗上口的塞子,再打开分液漏斗的旋塞,液体才能顺利滴下,故错误;B、装置的气密性检查是在装药品之前进行的,故B错误;C、实验开始后,洗气瓶①中的品红溶液褪色,证明SO2具有漂白性,而洗气瓶③中的溴水褪色,能证明SO2具有还原性,所以C错误;D、洗气瓶④中的FeCl3具有较强的氧化性,可将SO2氧化为SO42—,再与Ba2+反应生成白色沉淀,所以该现象说明SO2具有还原性,故D正确。
因此正确答案为D;
(4)洗气瓶④中发生反应的离子方程式为SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+(或写出SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+;Ba2++SO42-=BaSO4↓)。
10.将适量的蔗糖(C12H22O11)放入烧杯中,滴入几滴水并搅拌均匀,然后再加入适量的浓硫酸,迅速搅拌,放出大量的热,同时观察到固体逐渐变黑。
片刻后,黑色物质急剧膨胀,并产生大量刺激性气味的气体(实验过程如图所示)
(1)固体变黑体现了浓硫酸的__________性。
(2)为了确定刺激性气味气体的成分,收集性所得气体,分别进行如下实验。
①将气体通入品红溶液后,溶液褪色,加热,颜色恢复。
说明该气体中一定含有_________。
②将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,_________(填“能”或“不能”)证明气体中含有CO2,其理由为______(用离子方程式表示)。
③刺激性气味气体产生的原因可用化学方程式表示为___________________________。
【答案】脱水SO2不能Ca2++2OH-+SO2=CaSO3↓+H2O2H2SO4(浓)+C
CO2↑+2H2O+2SO2↑
【