化学培优 易错 难题硫及其化合物辅导专题训练含答案.docx

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化学培优易错难题硫及其化合物辅导专题训练含答案

【化学】培优易错难题硫及其化合物辅导专题训练含答案

一、高中化学硫及其化合物

1．亚硝酰硫酸（NOSO4H）主要用于染料、医药等工业。

实验室用如图装置（夹持装置略）制备少量NOSO4H，并测定产品的纯度。

已知：

NOSO4H遇水分解，但溶于浓硫酸而不分解。

（1）装置A制取SO2

①A中反应的化学方程式为___。

②导管b的作用是___。

（2）装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H。

①该反应必须维持体系温度不得高于20℃，采取的措施除了冷水浴外，还可以是___（只写1种）。

②开始反应缓慢，待生成少量NOSO4H后，温度变化不大，但反应速度明显加快，其原因是___。

（3）装置C的主要作用是___（用离子方程式表示）。

（4）该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是___。

（5）测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度

准确称取1.380g产品放入250mL的碘量瓶中，加入0.1000mol·L-1、60.00mL的KMnO4标准溶液和10mL25%H2SO4溶液，然后摇匀。

用0.2500mol·L-1草酸钠标准溶液滴定，消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。

已知：

2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4

①配平：

__MnO4-+__C2O42-+__=__Mn2++__+__H2O

②滴定终点时的现象为___。

③亚硝酰硫酸的纯度=___。

（精确到0.1%）[M（NOSO4H）=127g·mol-1]

【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑平衡压强，使分液漏斗中的液体能顺利流下；调节分液漏斗活塞，控制浓硫酸的滴加速度生成的NOSO4H作为该反应的催化剂SO2+2OH-=SO32-+H2OC装置中的水蒸气会进入B中使NOSO4H分解2516H+210CO2↑8溶液恰好由粉红色变为无色，且半分钟内不恢复92.0%

【解析】

【分析】

（1）①装置A是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应制取SO2；

②导管b的作用平衡压强的作用；

（2）①装置B中浓硝酸与二氧化硫在浓硫酸的作用下反应制得NOSO4H，该反应必须维持体系温度不得高于20℃，采取的措施除了冷水浴外，结合反应的操作；

②开始反应缓慢，待生成少量NOSO4H后，温度变化不大，但反应速率加快，说明NOSO4H起到了催化作用；

（3）装置C主要作用是吸收二氧化硫防止污染空气；

（4）NOSO4H遇水分解；

（5）①高锰酸钾溶液在酸性条件下氧化草酸钠生成二氧化碳，结合元素化合价变化和电子守恒、原子守恒配平书写离子反应方程式；

②高锰酸钾自身在反应中的颜色变化就可作为终点判断指示剂；

③根据反应2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4，结合滴定中消耗高锰酸钾的物质的量可得到亚硝酰硫酸的物质的量，据此计算纯度。

【详解】

（1）①利用装置A，固液混合制取二氧化硫，其方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑；

②导管b的作用是：

平衡压强，使分液漏斗中的液体能顺利流下；

（2）①浓硫酸遇水放出大量热，维持体系温度不得高于20℃，还可以是调节分液漏斗活塞，控制浓硫酸的滴加速度；

②开始反应缓慢，待生成少量NOSO4H后，反应速率明显加快，温度变化不大，排除温度的影响，其原因是：

生成的NOSO4H作为该反应的催化剂，加快了反应速率；

（3）装置C利用NaOH溶液将剩余的SO2吸收，防止污染环境，方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O；

（4）NOSO4H遇水分解，C装置（或A）中的水蒸气会进入B中使NOSO4H发生分解；

（5）①发生的是MnO4－和C2O42－的氧化还原反应，MnO4－做氧化剂，被还原成生成Mn2+，C2O42－做还原剂，被氧化成二氧化碳。

结合得失电子守恒和电荷守恒可得到MnO4－和C2O42－的离子反应方程式为：

2MnO4－+5C2O42－+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；

②利用草酸钠溶液滴定酸性KMnO4溶液，滴定终点时的现象为：

溶液恰好由粉红色变为无色，且半分钟内不恢复；

③根据题意可知，酸性KMnO4溶液先与NOSO4H反应，利用草酸钠溶液滴定剩余酸性KMnO4溶液。

用0.2500mol·L－1草酸钠标准溶液滴定酸性KMnO4溶液，消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。

可知剩余的KMnO4的物质的量n1（MnO4－）=

n（C2O42－）=

×0.2500mol·L－1×20.00×10-3L=2×10-3mol，则亚硝酰硫酸消耗的KMnO4的物质的量n2（MnO4－）=0.1000mol·L－1·60.00×10-3L-2×10-3mol=4×10-3mol。

n（NOSO4H）=

n2（MnO4－）=10-2mol，亚硝酰硫酸的纯度=

×100%=

×100%=92.0%。

2．我国农业因遭受酸雨而造成的损失每年高达15亿多元，为了有效控制酸雨，目前国务院已批准了《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规。

（1）现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH所得数据如下：

测试时间/h

0

1

2

3

4

雨水的pH

4.75

4.62

4.56

4.55

4.54

分析数据，回答以下问题：

①雨水样品呈酸性的原因是________________________________（用化学方程式表示）。

②如果将刚取样的上述雨水和自来水（含有氯气）混合，pH将________（填“变大”“变小”或“不变”）。

（2）测定雨水样品时，每隔一定时间测定一次pH，发现pH逐渐变小，其原因可能是_______（用化学方程式表示）。

（3）举一例说明这种雨水将给环境中的生物或非生物造成的影响________________。

【答案】SO2＋H2O

H2SO3变小2H2SO3＋O2==2H2SO4酸雨可腐蚀金属、建筑物，破坏植物，污染湖泊导致大量鱼类及水生生物死亡（任选1例，其它合理答案均可）

【解析】

【分析】

正常雨水中，CO2+H2O

H2CO3，由于碳酸显酸性，所以正常雨水显酸性，且pH大约为5.6。

当雨水中溶入一定量SO2后，SO2与水反应生成亚硫酸，从而使雨水的酸性增强，pH减小。

当pH<5.6，雨水这就成为酸雨。

在酸雨中，H2SO3易被空气中的氧气氧化为硫酸，导致酸性增强，pH减小。

【详解】

（1）①雨水样品呈酸性，主要是SO2溶于水并与水反应，原因是SO2＋H2O

H2SO3。

答案为：

SO2＋H2O

H2SO3；

②如果将刚取样的上述雨水和自来水（含有氯气）混合，则会发生反应H2SO3+Cl2+H2O==H2SO4+2HCl，pH将变小。

答案为：

变小；

（2）测定雨水样品时，每隔一定时间测定一次pH，发现pH逐渐变小，主要是H2SO3被空气中O2氧化所致，其原因可能是2H2SO3＋O2==2H2SO4。

答案为：

2H2SO3＋O2==2H2SO4；

（3）举一例说明这种雨水将给环境中的生物或非生物造成的影响酸雨可腐蚀金属、建筑物，破坏植物，污染湖泊导致大量鱼类及水生生物死亡（任选1例，其它合理答案均可）。

答案为：

酸雨可腐蚀金属、建筑物，破坏植物，污染湖泊导致大量鱼类及水生生物死亡（任选1例，其它合理答案均可）。

【点睛】

酸雨有硫酸型酸雨和硝酸型酸雨之分，在硫酸型酸雨中，主要溶有H2SO3和H2SO4，H2SO3易被溶解的氧气缓慢氧化，最终H2SO3全部转化为H2SO4；硝酸型酸雨的主要成分为HNO3。

3．物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。

下图为硫及其部分化合物的“价类二维图”，根据图示回答下列问题：

（1）类比CO2的性质,学习SO2的性质,写出下列反应的离子方程式。

①少量的SO2通入澄清石灰水中:

__________________。

②SO2通入Na2SO3溶液中：

________________________。

（2）Y的分子式：

___________________。

（3）Z的稀溶液与铁反应的离子方程式为______________________。

（4）检验CO2是否混有SO2，可以使混合气体通过盛有品红溶液的洗气瓶，这是利用了SO2的_____________性，也可以使混合气体通过盛有酸性高锰酸钾稀溶液的洗气瓶，这是利用了SO2的_____________性。

（5）大苏打（Na2S2O3）在照相、电影、纺织、化纤、造纸、皮革、农药等方面均有重要用途。

现欲在实验室制备大苏打，从氧化还原角度分析，合理的是__________（填字母选项）

A．Na2S+SB．Na2SO3+SC．Na2SO3+Na2SO4D．SO2+Na2SO4

（6）将X与SO2的水溶液混合后产生淡黄色沉淀，该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为__________________

【答案】Ca2++2OH－+SO2=CaCO3↓+H2OSO2+SO32－+H2O=2HSO3－H2SO3Fe+2H+=Fe2++2H2↑漂白还原B2：

1

【解析】

【分析】

根据二氧化硫的性质书写相关离子方程式；根据元素化合价及物质的种类分析判断物质的化学式；根据二氧化硫的漂白性和还原性分析解答；根据氧化还原反应中元素化合价升降规律分析解答。

【详解】

（1）①SO2属于酸性氧化物，少量的SO2通入澄清石灰水中反应生成亚硫酸钙沉淀和水，离子方程式为:

Ca2++2OH－+SO2=CaCO3↓+H2O；

②SO2与Na2SO3反应生成亚硫酸氢钠，离子方程式为：

SO2+SO32－+H2O=2HSO3－；

（2）如图所示Y中S元素化合价为+4，则对应的酸为亚硫酸，分子式为：

H2SO3；

（3）如图所示Z中S元素化合价为+6，则对应的酸为硫酸，硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气，离子方程式为Fe+2H+=Fe2++2H2↑；

（4）二氧化硫具有漂白性，而二氧化碳没有，二氧化硫中S为+4价，能被高锰酸钾氧化，具有还原性，故答案为：

漂白；还原；

（5）大苏打（Na2S2O3）中S元素化合价为+2价，

A．Na2S中S为-2价，S中化合价为0，不能都升高为+2价，故A不合理；

B．Na2SO3中S为+4价，S中化合价为0，可以发生歧化反应得到+2的S，故B合理；C．Na2SO3中S为+4价，Na2SO4中S为+6价，不能都降低为+2价，故C不合理；D．SO2中S为+4价，Na2SO4中S为+6价，不能都降低为+2价，故D不合理；

故答案为：

B；

（6）将X与SO2的水溶液混合后产生淡黄色沉淀，则X为H2S，淡黄色沉淀为S，反应为2H2S+SO2=3S↓+2H2O，生成的3molS中，2mol由H2S氧化得到，1mol由SO2还原得到，所以氧化产物与还原产物的物质的量之比为：

2:

1，则质量之比为：

2:

1，故答案为：

2:

1。

4．实验室从含碘废液（除H2O外，含有CCl4、I2、I-等）中回收碘，实验过程如下：

（1）向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式为___________；该操作将I2还原为I－的目的是________。

（2）操作X的名称为__________。

（3）氧化时，在三颈瓶中将含I－的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl2，在40℃左右反应（实验装置如图所示）。

实验控制在较低温度下进行的原因是________；仪器a的名称为__________；仪器b中盛放的溶液为________。

（4）已知：

；某含碘废水（pH约为8）中一定存在I2，可能存在I－、

中的一种或两种。

请补充完整检验含碘废水中是否含有I－、IO3-的实验方案（实验中可供选择的试剂：

稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液）。

①取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在；

②______________________；

③另从水层中取少量溶液，加入1-2mL淀粉溶液，加盐酸酸化后，滴加Na2SO3溶液，若溶液变蓝说明废水中含有IO3-；否则说明废水中不含有IO3-。

（5）二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂和水处理剂。

现用氧化酸性含废液回收碘。

完成ClO2氧化I－的离子方程式：

_____ClO2+____I－+_______=_____

+_____Cl－+（_________）________。

（6）“碘量法”是一种测定S2－含量的有效方法。

立德粉ZnS·BaSO4是一种常用的白色颜料，制备过程中会加入可溶性的BaS，现用“碘量法”来测定立德粉样品中S2－的含量。

称取mg样品，置于碘量瓶中，移取25.00mL0.1000mol/L的I2-KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5min，有单质硫析出。

以淀粉为指示剂，过量的I2用0.1000mol/LNa2S2O3滴定，反应式为

。

测定消耗Na2S2O3溶液体积VmL。

立德粉样品S2－含量为__________（写出表达式）

【答案】

使CCl4中的碘进入水层分液使氯气在溶液中有较大的溶解度球形冷凝管NaOH溶液水层取少量溶液，加入1-2mL淀粉溶液，加入盐酸酸化，滴入FeCl3溶液，若溶液变蓝色，说明废水中含有I-,否则不含I-2108H+524H2O

【解析】

【详解】

（1）碘具有氧化性，能氧化亚硫酸钠生成硫酸钠，自身被还原为碘离子，离子反应方程式为SO32－+I2+H2O=2I－+SO42－+2H+；碘微溶于水，而碘离子易溶于水，为了使更多的碘元素进入水溶液中应该将碘还原为碘离子，使CCl4中的碘进入水层；

（2）四氯化碳属于有机物，水属于无机物，二者不互溶，分离互不相溶的液体，用分液的方法；

（3）碘容易升华，且氯气的溶解度随着温度的升高而减小，温度越高，氯气的溶解度越小，反应越不充分，所以应该在低温条件下进行反应，氯气和碘蒸气都有毒，不能直接排入空气，且都能与氢氧化钠溶液反应生成无毒物质；仪器a的名称为球形冷凝管；仪器b中盛放的溶液为NaOH溶液，吸收末反应的氯气；

（4）碘离子具有还原性，能被氧化剂氧化生成碘，碘酸根离子具有氧化性，能被还原剂还原生成碘，碘遇淀粉试液变蓝色，所以其检验方法为：

从水层取少量溶液，加入1-2mL淀粉溶液，加入盐酸酸化，滴加FeCl3溶液，2I-+2Fe3+=2Fe2++I2，若溶液变蓝色，说明废水中含有I-，否则不含I-；另从水层取少量溶液，加入1-2mL淀粉试液，加盐酸酸化，滴加Na2SO3溶液，5SO32-+2IO3-+2H+=I2+5SO42-+H2O，若溶液变蓝色，说明废水中含有IO3-，否则不含IO3-；

（5）①用ClO2氧化酸性含I-废液回收碘，是二氧化氯在酸溶液中氧化碘离子生成碘单质，二氧化氯被还原为氯离子，ClO2～Cl-～5e-，2I-～I2～2e-，反应的离子方程式为：

2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O；

（6）根据化合价升降相等列关系式，设硫离子物质的量为nmol，则

S2-~~~~~~~~~I2　　　　　2S2O32-~~~~~~~~~~~I2

1　　1　　　　2　　1

nmolnmol0.1V×10-3mol

×0.1V×10-3mol

n+

×0.1V×10-3mol=25×0.1V×10-3mol，得n=（25-

V）×0.1V×10-3mol；

则样品中硫离子含量为：

=

。

【点睛】

本题以物质的制备为载体考查了氧化还原反应、离子的检验、物质的分离和提纯，明确物质的性质是解本题关键，根据物质的特殊性质、混合物分离和提纯方法的选取等方面来分析解答，知道碘的检验方法。

5．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。

6．a、b、c、d、e是含有一种相同元素的五种物质，可发生如下转化：

其中：

a是单质；b是气体；c、d是氧化物；e是最高价氧化物对应的水化物。

（1）如果a是一种淡黄色粉末固体，试推断这五种物质（用化学式表示）：

a______；b______；c______；d______；e______。

（2）如果a是一种常见气体，试推断这五种物质（用化学式表示）：

a______；b______；c______；d______；e______。

【答案】SH2SSO2SO3H2SO4N2NH3NONO2HNO3

【解析】

【分析】

【详解】

（1）如果a是一种淡黄色粉末固体，则a是硫，所以b是硫化氢，c是SO2，d是三氧化硫，e是硫酸，化学式分别为S、H2S、SO2、SO3、H2SO4。

（2）如果a是一种常见气体，则符合转化关系的是氮气，则b是氨气，C是NO，d是NO2，e是硝酸，化学式分别为N2、NH3、NO、NO2、HNO3。

7．如图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系（某些产物和反应条件已略去）。

化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为4∶5，化合物D是重要的工业原料。

（1）写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式：

____。

（2）写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式：

____。

（3）写出一个由D生成B的化学方程式：

____。

【答案】H2＋S

H2SH2SO3＋2H2S=3S↓＋3H2OC＋2H2SO4（浓）

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O或Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O

【解析】

【分析】

由A是固体单质且与空气反应生成的B是气体，可知，A为非金属固态单质。

由B可与水反应生成E，则A可能为C或S，若为C，则B和C分别为CO、CO2，其相对分子质量之比不为4∶5，不符合题意；若为S，则B为SO2，C为SO3，B和C的相对分子质量之比为4∶5，符合题意。

所以D为H2SO4，E为H2SO3。

【详解】

⑴A在加热条件下与H2反应的化学方程式：

H2＋S

H2S，故答案为：

H2＋S

H2S。

⑵E与A的氢化物反应生成A的化学方程式：

H2SO3＋2H2S=3S↓＋3H2O，故答案为：

H2SO3＋2H2S=3S↓＋3H2O。

⑶写出一个由D生成B的化学方程式：

C＋2H2SO4（浓）

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O或Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O，故答案为：

C＋2H2SO4（浓）

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O或Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O。

8．在通常状况下，A为固态单质。

根据下图转化关系，回答：

（1）写出A、E的化学式：

A__________，E__________。

（2）写出下列反应的化学方程式：

①E→C：

________________________________________________________；

②C→D：

________________________________________________________。

（3）B与E的浓溶液能反应，当B、E等物质的量反应时，化学方程式为_______________________，反应现象_________________________。

（4）若A为气态单质，则写出B、D化学式：

B__________，D__________。

【答案】SH2SO4Cu+2H2SO4（浓）

CuSO4+SO2↑+2H2O2SO2+O2

2SO3H2S+H2SO4=S↓+SO2↑+2H2O产生淡黄色沉淀及无色有刺激性气味的气体NH3NO2

【解析】

【分析】

A是固态物质，连续与氧气发生反应，A是硫或碳，A和氢气反应生成B，则A为硫，B为H2S、C为SO2、D为SO3、E为H2SO4；

【详解】

（1）经上述分析，得出A、E的化学式分别是：

S、H2SO4。

答案为：

S；H2SO4；

（2）①E→C：

铜与浓硫酸在加热时生成SO2，同时生成CuSO4，反应式为：

Cu+2H2SO4（浓）

CuSO4+SO2↑+2H2O。

答案为：

Cu+2H2SO4（浓）

CuSO4+SO2↑+2H2O；

②C→D：

2SO2+O2

2SO3。

答案为：

2SO2+O2

2SO3；

（3）H2S具有还原性，H2SO4浓溶液具有强氧化性，等物质的量参加反应，说明H2S被氧化成硫单质，H2SO4被还原成SO2，则反应式为：

H2S+H2SO4=S↓+SO2↑+2H2O，现象：

产生淡黄色沉淀，且有无色刺激性气味的气体。

答案为：

H2S+H2SO4=S↓+SO2↑+2H2O；产生淡黄色沉淀，且有无色刺激性气味的气体；

（4）若A为气态单质，连续与氧气反应，则A：

N2，推出：

B：

NH3、C：

NO、D：

NO2、E：

HNO3，则B、D的化学式：

NH3、NO2。

答案为：

NH3；NO2。

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（S