十年高考化学分类全解氧族元素 环境保护.docx
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十年高考化学分类全解氧族元素环境保护
十年高考化学分类全解（十七）——氧族元素环境保护
●考点阐释
1.了解单质硫及硫的氧化物、氢化物的性质，掌握硫酸的化学性质。
2.以硫酸为例，了解化工生产化学反应原理的确定。
初步了解原料与能源的合理利用、“三废处理”与环境保护以及生产过程中的综合经济效益问题。
●试题类编
（一）选择题
1.（2002年上海，10）水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。
它是由液态水急速冷却到165K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是
A.水由液态变为玻璃态，体积缩小
B.水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C.玻璃态是水的一种特殊状态
D.玻璃态水是分子晶体
2.（2002年江苏大综合，22）高温下硫酸亚铁发生如下反应：
2FeSO4
Fe2O3+
SO2↑+SO3↑,若将生成的气体通入氯化钡溶液中，得到的沉淀物是
A.BaSO3和BaSO4B.BaS
C.BaSO3D.BaSO4
3.（2001年全国，4）为了保护臭氧层，可采取的有效措施是
A.减少二氧化硫的排放量B.减少含铅废气的排放量
C.减少氟氯代烃的排放量D.减少二氧化碳的排放量
4.（2001年上海，3）下列物质不属于“城市空气质量日报”报道的是
A.二氧化硫B.氮氧化物
C.二氧化碳D.悬浮颗粒
5.（2001年上海，10）标准状况下H2S和O2的混合气体100mL，经点燃后反应至完全，所得气体经干燥后，恢复到原来状况时体积为10mL，该10mL气体可能是
A.H2S、SO2B.O2C.H2SD.SO3
6.（2000年全国，1）导致下列现象的主要原因与排放SO2有关的是
A.酸雨B.光化学烟雾
C.臭氧空洞D.温室效应
7.（2000年广东，2）下列气体不能用浓H2SO4干燥的是
A.CO2B.H2S
C.SO2D.HCl
8.（2000年广东，13）下列说法不正确的是
A.硫是一种淡黄色的能溶于水的晶体
B.硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里
C.硫与氧属于同一主族
D.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫，在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
9.（1999年上海，11）在硫酸工业生产中，为了有利于SO2的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室（见图），按此密闭体系中气流的流向则A处流出的气体为
A.SO2B.SO3、O2C.SO2、O2D.SO2、SO3
10.（1998年全国，3）按下述实验方法制备气体，合理又实用的是
A.锌粒与稀HNO3反应制备H2
B.向饱和NaCl溶液中滴加浓H2SO4制备HCl
C.亚硫酸钠与浓H2SO4反应制备SO2
D.大理石与浓H2SO4反应制备CO2
11.（1998年上海，5）0.05mol某单质与0.8g硫在一定条件下完全反应，该单质可能是
A.H2B.O2C.KD.Zn
12.（1998年上海，6）下列反应中，调节反应物用量或浓度不会改变反应产物的是
A.H2S在氧气中燃烧B.铁在硫蒸气中燃烧
C.SO2通入石灰水D.H2SO4中加入锌粉
13.（1998年上海，13）冰箱致冷剂氟氯甲烷在高空中受紫外线辐射产生Cl原子，并进行下列反应：
Cl+O3
ClO+O2，ClO+O
Cl+O2
下列说法不正确的是
A.反应后将O3转变为O2
B.Cl原子是总反应的催化剂
C.氟氯甲烷是总反应的催化剂
D.Cl原子反复起分解O3的作用
14.（1997年全国，13）向50mL18mol·L－1H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热。
充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量
A.小于0.45mol
B.等于0.45mol
C.在0.45mol和0.90mol之间
D.大于0.90mol
15.（1997年上海，12）你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是
①用煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源
A.①②③B.②③④⑤
C.③⑤D.①③④⑤
16.（1996年上海，16）将下列物质分别加入溴水中，溴水颜色不变浅的是
A.KCl晶体B.H2S气体
C.CCl4D.Mg
17.（1996年上海，1）下列物质中，不含结晶水的是
A.芒硝B.大理石C.明矾D.石膏
18.（1995年全国，25）常温时，向20L真空容器内通入amol硫化氢和bmol二氧化硫（a和b都是正整数，且a≤5,b≤5）,反应完全后，容器内可能达到的最大密度约是
A.24.5g·L－1B.14.4g·L－1
C.8g·L－1D.5.1g·L－1
19.（1995年全国，26）某温度下，在100g水中加入mgCuSO4或加入ngCuSO4·5H2O，均可使溶液恰好达到饱和，则m与n的关系符合
A.m=
nB.m=
C.m=
D.m=
20.（1995年上海，24）为方便某些化学计算，有人将98％浓硫酸表示成下列形式，其中合理的是
A.H2SO4·1/9H2OB.H2SO4·H2O
C.H2SO4·SO3D.SO3·10/9H2O
（二）笔答题
21.（2002年上海，31）硫铁矿高温下空气氧化产物二氧化硫，4FeS2+11O2===8SO2+2Fe2O3设空气中N2、O2的含量分别为0.800和0.200（体积分数，以下气体含量均用体积分数表示），试完成下列各题：
（1）1.00molFeS2完全氧化，需要空气的体积（标准状况）为________L。
（2）55L空气和足量FeS2完全反应后，气体体积（同温同压）变为________L。
（3）用空气氧化FeS2产生的气体混合物中，O2含量为0.0800，计算SO2的含量。
（4）设FeS2氧化产物的气体混合物为100L，其中O2为aL，SO2为bL。
①写出a和b的关系式
②在图中画出a和b的关系曲线（FeS2氧化时，空气过量20%）
说明：
为方便作图，纵坐标用13b表示。
22.（2000年全国，23）某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验：
（1）在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是_________溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是：
。
（2）在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是_________溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是：
。
23.（1998年上海，28）汽车尾气（含有烃类、CO、SO2与NO等物质）是城市空气的污染源，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化剂转换器”（用铂、钯合金作催化剂）。
它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。
（1）写出CO与NO反应的化学方程式。
（2）“催化剂转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度。
其原因是。
（3）控制城市污染源的方法可以有（多选扣分）。
a.开发氢能源b.使用电动车
c.植树造林d.戴上呼吸面具
24.（1997年全国，31）某无色溶液可能含有下列钠盐中的几种：
A.氯化钠B.硫化钠C.亚硫酸钠D.硫代硫酸钠E.硫酸钠F.碳酸钠。
向此溶液中加入适量稀H2SO4，有浅黄色沉淀析出，同时有气体产生，此气体有臭鸡蛋气味，可使澄清的石灰水变浑浊，不能使品红试液褪色。
根据上述实验现象回答下列问题。
（1）不能使品红试液褪色，说明该气体不含（填分子式）。
（2）此无色溶液中至少存在哪几种钠盐?
请写出全部可能的情况（填写相应的字母）。
第一种情况，第二种情况，第三种情况，第四种情况（可不填满，也可补充）。
25.（1997年全国，35）8.8gFeS固体置于200mL2.0mol·L－1的盐酸中，以制备H2S气体。
反应完全后，若溶液中H2S的浓度为0.10mol·L－1，假定溶液体积不变，试计算：
（1）收集到的H2S气体的体积（标准状况）。
（2）溶液中Fe2＋和H＋的物质的量浓度（摩尔浓度）。
26.（1997年上海，36）接触法制硫酸排放的尾气中含少量的SO2，为防止污染大气，在排放前设法进行综合利用。
（1）某硫酸厂每天排放的10000m3尾气中含0.2％（体积分数）的SO2，问用NaOH溶液、石灰及O2处理后，假设硫元素不损失，理论上可得到多少千克石膏（CaSO4·2H2O）?
（2）如果将一定体积的尾气通入100mL2mol·L－1的NaOH溶液中使其完全反应，经测定所得溶液含16.7g溶质。
试分析该溶液的成分，并计算确定各成分的物质的量。
（3）工厂在尾气处理制石膏的过程中，中间产物是NaHSO3。
调节尾气排放的流量，以取得SO2与NaOH间物质的量的最佳比值，从而提高亚硫酸氢钠的产量。
现设n（SO2）、n（NaOH）、n（NaHSO3）分别表示SO2、NaOH和NaHSO3的物质的量，且
=x，试写出x在不同取值范围时，n（NaHSO3）的值或n（NaHSO3）与n（SO2）、n（NaOH）间的关系式。
27.（1996年全国，36）将amolH2S和1molO2置于一个容积可变的容器内进行反应。
维持容器内气体的压强不变（101kPa），在120℃下测得反应前后容器内气体的密度分别为d1和d2。
若a的取值不同，则H2S的氧化产物可能有如下三种情况：
（1）全部是SO2，此时a的取值范围是________。
（2）全部是S，此时a的取值范围是________，并且d1________d2（填“小于”“大于”或“等于”）。
（3）部分是SO2，部分是S，此时a的取值范围是________。
反应所生成的SO2的物质的量为________mol。
容器内气体的物质的量之和为________mol。
（以含a的代数式表示）
28.（1995年全国，35）取50.0mLNa2CO3和Na2SO4的混合溶液，加入过量BaCl2溶液后得到14.51g白色沉淀，用过量稀硝酸处理后沉淀量减少到4.66g，并有气体放出。
试计算：
（1）原混合液中Na2CO3和Na2SO4的物质的量浓度；
（2）产生的气体在标准状况下的体积。
29.（1995年全国，31）A、B、C是在中学化学中常见的三种化合物，它们各由两种元素组成，甲、乙是两种单质。
这些化合物和单质之间存在如下的关系：
据此判断：
（1）在A、B、C这三种化合物中，必定含有乙元素的是________（用A、B、C填写）。
（2）单质乙必定是________（“金属”或“非金属”），其理由是。
（3）单质乙的化学式可能是________，则化合物B的化学式是________。
30.（1994年上海，36）从某物质A的水溶液出发有下图所示的一系列变化：
试回答：
（1）物质的分子式：
A，B________,C________,D________,E________,F________；
（2）写出E→F的离子方程式。
（3）鉴定物质F的方法。
●答案解析
（一）选择题
1.答案：
C
解析：
因玻璃态水的密度与液态水的密度相同，所以由液态水变为玻璃态水其体积不发生变化。
固体有三种形态：
晶体、玻璃态和无定形，所以玻璃态水并不是晶体，而是水的一种存在形态。
2.答案：
D
解析：
SO3溶于水生成H2SO4，H2SO4与BaCl2反应生成BaSO4沉淀，SO2在硫酸溶液中不易溶解，另外，BaSO3能溶解在酸中，即硫酸溶液中SO2不会与BaCl2反应。
3.答案：
C
解析：
氟氯代烃为一类含氯、氟的有机物，它在日光照射下分解产生的氯原子是破坏臭氧层的“罪魁祸首”。
为了保护臭氧层，可采取减少氟氯代烃的排放量这一措施。
4.答案：
C
解析：
属于大气污染物的是：
二氧化硫、氮氧化物、悬浮颗粒。
CO2是空气的成分之一，含量的变化只能引起“温室效应”，对空气质量影响不大。
5.答案：
C
解析：
此题考查了学生思维能力的严密性。
只要仔细分析四个选项，不必计算就可找出答案，SO2与H2S不能共存，故A不可能；若只剩余O2，说明O2过量，则必有SO2生成，故B也不可能；H2S在过量O2中燃烧只能生成SO2，SO2要转化为SO3必须有催化剂的参与，故D项不可能；所以答案应为C。
6.答案：
A
解析：
环境污染与保护是当今社会普遍关注的问题，这类题目在今后的高考中也会出现，且比重会增加。
引发酸雨的主要是氮和硫的氧化物，光化学烟雾主要与NO2和NO有关；氟利昂是破坏臭氧层的最主要物质；大气中CO2含量的增加引起了温室效应。
7.答案：
B
解析：
浓硫酸可干燥酸性气体和一些中性气体，但不能干燥具有还原性的气体，如H2S、HI等。
SO2尽管有较强的还原性，但不能被浓硫酸氧化。
8.答案：
AD
解析：
此题全面考查了硫的存在和性质。
硫是一种淡黄色不溶于水的晶体，直接与氧气反应的产物是SO2，SO2被氧气氧化为SO3必须是在催化剂的条件下进行。
9.答案：
C
解析：
此题考查了工业生产H2SO4的重要设备之一——接触室中气体的流向。
SO2和O2进入热交换器的管外时，虽具备合成温度，但无V2O5催化，不会生成SO3，只有SO2和O2。
10.答案：
C
解析：
锌与稀HNO3反应，被还原的是氮元素，产生的是氮的氧化物而不是H2。
因氯化氢易溶于水，制备时用固体食盐与浓H2SO4反应。
浓H2SO4中H＋浓度小与CaCO3反应慢，且CaSO4微溶于水，反应难于进行。
11.答案：
C
解析：
n（S）=
=0.025mol,该单质与硫的物质的量之比是2∶1，所以该单质在四个选项中只能是钾。
12.答案：
B
解析：
H2S在足量O2中燃烧，方程式为2H2S＋3O2===2SO2＋2H2O。
O2不足时：
2H2S＋O2===2S＋2H2O。
SO2与Ca（OH）2反应时首先发生：
SO2＋Ca（OH）2===CaSO3↓＋H2O，当SO2过量时又发生反应：
CaSO3＋SO2＋H2O===Ca（HSO3）2。
稀H2SO4与Zn反应放出H2，浓H2SO4与Zn反应放出SO2。
13.答案：
C
14.答案：
A
解析：
n（浓H2SO4）=0.05×18=0.9mol。
由反应Cu+2H2SO4
CuSO4＋SO2↑＋2H2O，看出有2molH2SO4参加反应，被还原的H2SO4为参加反应的一半，由此有0.9mol浓H2SO4反应时就有0.45molH2SO4被还原。
但实际上由于H2SO4随反应进行浓度变稀，而变为稀H2SO4后，则不能与Cu反应。
所以实际被还原的H2SO4应小于0.45mol。
故选A。
15.答案：
C
解析：
酸雨的形成主要是煤和石油的大量使用造成的，开发新能源可以减少对煤的使用，燃料脱硫可以减少SO2的排放量，这些都是可行的。
16.答案：
A
解析：
A项KCl与Br2水不作用，故符合题意。
B项反应为H2S＋Br2===S↓＋2HBr,溴水变浅溶液浑浊。
C项CCl4可萃取溴水中的溴，溴水变浅。
D项Mg+Br2===MgBr2，溴水褪色。
17.答案：
B
解析：
此题考查的是硫酸盐的俗名和组成，芒硝的化学式是：
Na2SO4·10H2O，明矾的化学式是KAl（SO4）2·12H2O，生石膏的化学式是CaSO4·2H2O，大理石的化学式是CaCO3。
18.答案：
B
解析：
Ⅰ.容器内反应后的气体只能为SO2或H2S（因常温水为液态，S为固态），若气体密度大，则应SO2过量，设SO2为5mol，H2S为1mol，由方程式2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O知余SO2为4.5mol，所以密度为4.5×64/20=14.4g·L－1。
Ⅱ.极限法，假设无H2S，有SO25mol（因此时密度最大），则密度为5×64/20=16g·L－1，参照选项只能选B。
19.答案：
B
解析：
因在某温度下，溶解度为定值，可得方程：
解之得m=
，选B。
（也可由某温度下饱和溶液的溶质的质量分数为一定值列方程：
）
20.答案：
AD
则其物质的量之比为n（H2SO4）∶n（H2O）=
=1∶1/9。
即可判断A正确，B、C不正确。
D项略作变形：
SO3·
H2O→SO3·H2O·
H2O→H2SO4·
H2O，即与A选项相同，故也正确。
（二）笔答题
21.答案：
（1）308
（2）52
（3）设SO2为x（体积分数）则有4×（
×11+0.0800）=1－0.0800－x
x=0.0923
（4）①13b=200－10a②如下图
解析：
（1）1.00molFeS2完全氧化需O2为
mol，则需标况下的空气为：
mol×22.4L·mol－1÷0.200=308L
（2）采用体积差列式求减少的体积
4FeS2+11O2===8SO2+2Fe2O3ΔV
113
55L×0.2003
最后气体体积为55L－3L=52L
（3）设SO2为x（体积分数）
则有4×（
×11+0.0800）=1－0.0800－xx=0.0923
（4）100L气体混合物中有N2为（100－a－b）L
而生成bLSO2耗O2为
L
则：
（100－a－b）∶（
+a）=4∶1
即：
13b=200－10a
22.答案：
（1）稀氨水和酚酞稀氨水中的NH3气体逸出，所以溶液的颜色变浅
（2）溶有SO2气体的品红SO2气体逸出，品红溶液恢复红色
解析：
此题考查了学生由实验现象判断实验原理的直觉和逆向思维能力。
首先要审清实验的装置为一封闭的体系，受热时，有气体从溶液中逸出进入气球，导致溶液的颜色的变化；冷却后，逸出的气体又溶解在溶液中，得到原来溶液，恢复到原来的溶液的颜色。
另外要注意溶液颜色的变化，能使溶液在红色和无色之间变化的物质在中学阶段最常见的是酚酞和品红。
导致酚酞溶液在无色和红色之间变化的气体是碱性气体，即氨气；导致品红溶液在无色和红色之间变化的气体是SO2。
23.答案：
（1）2CO＋2NO
2CO2＋N2
（2）SO2转化为SO3，产生硫酸酸雾（3）ab
解析：
在催化剂作用下把CO和NO都转化为参与大气生态环境循环的无毒气体即NO转化为N2、CO转化为CO2，反应的方程式为2NO＋2CO
2CO2＋N2。
同时SO2也在催化剂的条件下转化为了SO3，从而提高了空气的酸度。
控制城市空气的污染源主要是减少煤和汽油的使用。
24.答案：
（1）SO2
（2）BDF，BCF
解析：
本题设置的目的有两个：
一是由于题设条件不复杂，看似很容易，易使考生产生轻视题目的心理状态，而不去深入分析而失误。
试题通过这种方式体现对考生知识、能力和心理素质的考查；二是因本题作出判断需较大的思维强度，本题的关键在于能否从量上分析H2S和SO2的关系，这就考查了学生思维的深刻性和逻辑性。
从题给条件上首先可判断出不存在的气体是SO2，溶液中Na2CO3和Na2S并存。
再由混合溶液与稀H2SO4反应有黄色沉淀的现象，对硫的来源作出两种思考：
其一：
H2SO4+Na2S2O3===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，但反应中有SO2生成，又与前面的判断相矛盾。
这就给考生造成了很大的干扰。
又因H2SO4+Na2S===H2S↑+Na2SO4。
如果能从定量的角度考虑2H2S+SO2===3S↓+2H2O，当n（H2S）=2n（SO2）时，SO2就不会放出了，因此，第一种情况为Na2S、Na2S2O3和Na2CO3。
其二：
若用Na2SO3代替Na2S2O3，按上述理由也可由硫产生而无SO2放出，因此第二种情况为：
Na2S、Na2SO3和Na2CO3。
若溶液中存在Na2S、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3也符合现象，但不符合“至少”这一条件。
25.答案：
（1）1.8L
（2）c（Fe2＋）=0.50mol·L－1c（H＋）=1.0mol·L－1
解析：
（1）由FeS+2H＋===Fe2＋＋H2S↑可知HCl过量，应以FeS的量计算。
n（FeS）=
=0.10mol
共生成H2S为0.10mol。
在溶液中溶解的H2S为：
n（H2S）=0.10mol·L－1×0.20L=0.020mol,所以收集到的H2S体积为
V（H2S）＝22.4L·mol－1×（0.10－0.020）mol=1.8L
（2）生成Fe2＋为0.10mol,浓度为
=0.50mol·L－1，消耗H＋0.20mol,反应前
n（H＋）=2.0×0.20=0.40mol,故c（H＋）=
=1.0mol·L－1。
26.答案：
（1）153.6kg
（2）Na2SO30.1molNaHSO30.05mol
（3）
解析：
本题较好地体现了《考试说明》的要求，侧重考查学生的综合应用能力，设计颇具特色。
本题的三大特色是：
计算与推断相结合；数学和化学的综合应用；化学知识与环保相互联系。
因此，反映出了高考化学计算命题的发展趋势和特点。
解题过程如下：
（1）由硫原子守恒可得关系式
SO2～CaSO4·2H2O
22.4L172g
1×104×103×0.2％Lm（CaSO4·2H2O）×10－3
解之得m（CaSO4·2H2O）=153.6kg
（2）要运用极端假设法进行推断，溶液中可能发生两个反应：
SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O①
SO2+NaOH===NaHSO3②
假设按反应①进行，产物为Na2SO3，m（Na2SO3）=12.6g
假设按反应②进行，产物为NaHSO3，m（NaHSO3）=20.8g
由于20.8＞16.7＞12.6，所以溶质成分为Na2SO3和NaHSO3的混合物。
设混合物中NaHSO3的物质的量为x,Na2SO3的物质的量为y
解之得x=0.1mol,y=0.05mol
（3）可借用数轴进行分析讨论：
根据反应
（1）和
（2）可确定
=
和
=1两个界点。
讨论结果为
27.答案：
（1）a≤2/3
（2）a≥2大于
（3）2/3＜a＜21－
1+
解析：
反应为：
2H2S＋3O2===2SO2＋2H2O（g）①
反应为：
2H2S＋O2===2S＋2H2O（g）②
可由数轴分析：
n（H2S）/n（O2）
（1）当全部为SO2时O2过量，或恰好发生反应①
即n（H2S）∶n（O2）=a∶1≤2∶3a≤2/3
（2）当全部为S时，H2S过量，或恰好发生反应②
即n（H2S）∶n（O2）=a∶1≥2∶1a≥2
又反应前后等压；密度比等于相对分子质量之比，反应前后气体相对分子质量都大于18，所以d1＞d2。
（3）当SO2、S同时有时；①、②反应都发生，a取值必为
＜a＜2。
而后两空的计算有两种方法：
方法一：
设反应过程是向aLH2S中逐渐通入O2，先发生反应②，O2未用完。
所生成物量用H2S计算：
即S=amol,H2O=amol，
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