云南民族大学附属中学高中化学硫及其化合物 练习题
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云南民族大学附属中学高中化学硫及其化合物练习题
一、选择题
1.下列物质的检验与结论正确的是()
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】
A. 焰色反应呈黄色说明待测液含Na+,同时K的焰色反应为紫色,容易被黄色掩蔽。
所以不确定是否含K+,A项错误;
B. 待测液加入过量盐酸无现象说明不含Ag+,加入BaCl2生成不溶于盐酸的沉淀,则待测液肯定含有SO42-,B项正确;
C. 如果待测液只含HCO3-,加入过量盐酸也能产生CO2气体,C项错误;
D. 原溶液可能只含Fe3+,先加氯水再加KSCN,溶液也呈红色,D项错误;
故答案选B。
【点睛】
本题易错点为A项。
Na的焰色反应颜色可能影响观察到K的焰色反应颜色,所以不能断定不含K,实际上可透过蓝色钴玻璃观察焰色反应排除Na的焰色反应影响。
2.下图是一检验气体性质的实验装置。
向装置中缓慢通入气体X,若关闭活塞K,则品红溶液无变化,而澄清石灰水变浑浊;若打开活塞K,则品红溶液褪色。
据此判断气体X和洗气瓶内液体Y(足量)可能是()
选项A B C D
X CO SO2CO2Cl2
Y浓H2SO4NaHCO3饱和溶液Na2SO3溶液NaHSO3饱和溶液
A .A
B .B
C .C
D .D
【答案】B 【详解】
A .CO 不能使品红褪色,A 错误;
B .若关闭活塞K ,SO 2与NaHCO 3溶液反应生成CO 2气体,品红溶液无变化,澄清石灰水变浑浊;若打开活塞K ,SO 2使品红褪色,B 正确;
C .CO 2与Na 2SO 3溶液不反应,且不能是品红褪色,C 错误;
D .Cl 2与饱和NaHSO 3溶液发生氧化还原反应,Cl 2不能使澄清石灰水变浑浊,D 错误。
3.下列变化中,不属于化学变化的是( ) A .SO 2使品红溶液褪色 B .氯水使有色布条褪色 C .活性炭使红墨水褪色 D .漂白粉使某些染料褪色
【答案】C 【分析】
产生新物质的变化是化学变化。
【详解】
A. SO 2具有漂白性,与品红结合生成不稳定的无色物质,发生了化学变化而使品红溶液褪色,A 项错误;
B. 氯水中存在HClO ,HClO 具有强氧化性,能使有色布条褪色,发生了化学变化,B 项错误;
C. 活性炭使红墨水褪色是因为活性炭具有吸附性,没有产生新物质,没有发生化学变化,C 项正确;
D. 漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,与CO 2等物质结合生成HClO ,HClO 具有强氧化性,能使有色物质褪色,过程中发生了化学变化,D 项错误; 答案选C 。
4.下列有关硫及其化合物的说法中正确的是( )
A .浓硫酸与灼热的炭反应,体现了浓硫酸的强氧化性和酸性
B .浓硫酸具有吸水性,可做干燥剂,不能干燥 NH 3、 H 2S 等气体
C .SO 2 和 Cl 2 均可使品红溶液褪色,但将溶有 SO 2 的品红溶液加热后又恢复红色,说明 SO 2 的氧化性没有 Cl 2 强
D .以 FeS 和稀硫酸反应制H 2S 气体为氧化还原反应 【答案】B 【详解】
A.浓硫酸与灼热的炭反应,炭被氧化成2CO ,浓硫酸被还原成SO 2,体现了硫酸的强氧化性,但是反应产物中没有硫酸盐,因此无法体现硫酸的酸性,A 项错误;
B.由于浓硫酸具有酸性和强氧化性,浓硫酸不能干燥碱性气体(如NH 3)和还原性气体(如H 2S 、HI 等),B 项正确;
C.二氧化硫的漂白原理与氯气的漂白原理不一样,二氧化硫漂白的原理是二氧化硫与有色物质化合成不稳定的无色物质,因此不能根据二氧化硫的漂白是可逆的这一点来判断二者的氧化性强弱,C 项错误;
D.FeS 中硫的化合价为-2价,2H S 中硫的化合价也是-2价,则FeS 与稀硫酸发生复分解反应制备H 2S ,没有元素化合价的变化,因此不是氧化还原反应,D 项错误; 答案选B 。
5.一定量的SO 2与NaOH 溶液反应,所得产物中含有Na 2SO 3和NaHSO 3,物质的量之比为2∶3,则参加反应的SO 2与NaOH 的物质的量之比为( ) A .1∶2 B .3∶5
C .5∶7
D .8∶11
【答案】C 【详解】
假设Na 2SO 3和NaHSO 3的物质的量分别为x 、y ,由原子守恒可知,则SO 2的物质的量为x+y ,NaOH 的物质的量为2x+y ;由于x :y=2:3,则参加反应的SO 2与与NaOH 的物质的
量之比为2x y x y
++=
23223
x x x x
+
+=5:7,故答案选C 。
6.下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是( )
A .A
B .B
C .C
D .D
【答案】A 【详解】
A. 由于Fe 3+有氧化性,可以与铜反应,故FeCl 3溶液可用于回收废旧电路板中的铜,A 正确;
B. 二氧化硅没有导电性,其可作光导纤维是由于其对光的创导,B 错误;
C. SO 2可使溴水褪色是因为其还原性,C 错误;
D. 浓硫酸具有吸水性,故浓硫酸可用于干燥H 2和CO ,D 错误; 故答案选A 。
7.下列四种有色溶液与SO2气体作用,其实质相同的是()
①酸性高锰酸钾溶液;②品红溶液;③溴水;④滴有酚酞的氢氧化钠溶液;
A.②③B.①③C.①④D.②④
【答案】B
【详解】
①酸性高锰酸钾溶液与二氧化硫反应发生氧化还原反应,体现二氧化硫的还原性;
②品红溶液与二氧化硫发生非氧化还原反应生成无色的物质,体现二氧化硫的漂白性;
③溴水与二氧化硫反应发生氧化还原反应,体现二氧化硫的还原性;
④滴有酚酞的氢氧化钠溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水,体现二氧化硫的酸性;
综上所述,①③反应原理相同,答案为B。
8.为了确定某物质是否变质,所选试剂(括号内物质)达不到实验要求的是( )
A.K2SO3是否被氧化(BaCl2溶液) B.新制氯水已经完全变质(紫色石蕊试液) C.KI是否被氧化(淀粉溶液) D.FeSO4是否被氧化(KSCN溶液)
【答案】A
【详解】
A、K2SO3在空气中会被氧化为K2SO4,K2SO3、K2SO4和BaCl2反应都会生成白色沉淀,故BaCl2溶液不能达到实验要求,A错误;
B、新制氯水中存在Cl 2+H2O HClO+HCl,HClO不稳定、易分解,随着HClO的分解,平衡不断右移,最终新制氯水会变质为盐酸溶液,失去漂白性,故使用紫色石蕊试液,若溶液变红后,不褪色,可以说明氯水完全变质,即紫色石蕊试液能达到实验要求,B正确;
C、KI会被空气氧化生成I2,I2遇到淀粉溶液,溶液会显蓝色,故淀粉溶液能达到实验要求,C正确;
D、FeSO4会被空气氧化为Fe2(SO4)3,加入KSCN溶液,若溶液变红,则说明FeSO4已被氧化,故KSCN溶液能达到实验要求,D正确;
故选A。
9.把70 mL硫化氢和90 mL氧气(标准状况)混合,在一定条件下点燃,使之反应。
当反应完全后恢复到原来状况时,可得到SO2的体积是(不考虑二氧化硫在水中溶解)() A.50 mL B.55 mL C.60 mL D.70 mL
【答案】B
【详解】
H2S完全燃烧的化学方程式为:2H2S+3O22SO2+2H2O,根据方程式可知90mLO2完全反应消耗60mLH2S,同时产生60mLSO2,剩余10mL H2S,剩余H2S与反应产生的SO2会进一步发生反应:SO2+2H2S=3S+2H2O,10mLH2S反应消耗5mL SO2,因此充分反应后,剩余SO2气体的体积是60mL-5mL=55mL,故合理选项是B。
10.有一瓶可能部分被氧化的Na2SO3溶液,某同学取少量此溶液,滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,仍有白色沉淀。
下述有关此实验的结论正确的是()
A.Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化
B.加入 Ba(NO3)2溶液后,生成的沉淀中一定含有BaSO4
C.加足量硝酸后的白色沉淀一定是BaSO4
D.此实验能确定Na2SO3是否部分被氧化
【答案】C
【分析】
根据题意可知,本题考查物质的检验和鉴别,运用硫酸根的鉴别方法分析。
【详解】
A. 取少量溶液,滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,仍有白色沉淀,硝酸根离子在酸溶液中具有氧化性,原溶液中可以是硫酸根离子或亚硫酸根离子,故A错误;
B.原溶液中可以是硫酸根离子或亚硫酸根离子,加入Ba(NO3)2溶液后,生成的沉淀中不一定含有BaSO4,可能是BaSO3,故B错误;
C. 取少量溶液,滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,仍有白色沉淀,硝酸根离子在酸溶液中具有氧化性,生成的BaSO3也会被氧化为BaSO4,所以加硝酸后生成沉淀一定是BaSO4,故C正确;
D. 硝酸根离子在酸溶液中具有氧化性,原溶液中可以是硫酸根离子或亚硫酸根离子,此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化,故D错误;
答案选C。
11.A是一种正盐,D相对分子质量比C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图转化关系。
当X是强酸时,A、B、C、D、E均含有同一种元素;当X是强碱时,A、B、C、D、E均含有另一种元素;下列说法不正确的是
A.D生成E的反应可能是氧化还原反应
B.当X是强碱时,C在常温下是气态单质
C.当X是强酸时,E是H2SO4
D.当X是强碱时,E是HNO2
【答案】B
【分析】
D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,且观察C是由B+Y→C,D是由C+Y→D,可知C和D含有的元素相同,且相对分子质量相差一个O的相对原子质量;在中学化学中很
容易想到是NO,NO2或者是SO2和SO3等,推知Y一定是O2,E是酸,当X无论是强酸还是强碱时都有以下转换关系:;且A是正盐,很容易想到NH4+的正盐。
再根据当X是强酸时,A、B、C、D、E中均含有同一种元素;强酸则要想到是HCl、H2SO4、HNO3,再根据当X是强碱时,A、B、C、D、E均含有另一种元素。
由NH4+的性质与碱反应生产NH3,则可推出;当X是强碱时E是HNO3;当X是强酸时,E 是H2SO4,综上推出A的离子中含有NH4+离子,且含有S元素,可推出A为(NH4)2S。
【详解】
A.当D为SO3 时,E为H2SO4,SO3与水化合成H2SO4,没有发生氧化还原反应,当D为NO2时,E为HNO3,NO2与水发生氧化还原反应,A正确;
B.当X是强碱时,B为NH3,C为NO,D为NO2,E为HNO3;当X是强酸时,B为
H2S,C为SO2,D为SO3,E是H2SO4,B不正确;
C.当X是强酸时,B为H2S,C为SO2,D为SO3,E是H2SO4,C正确;
D.当X是强碱时,B为NH3,C为NO,D为NO2,E为HNO3,D正确;
故选C。
12.下列说法不正确的是
A.氯水、氨水、漂白粉都是混合物
B.C60、金刚石、石墨都是碳元素的同素异形体
C.HClO、H2SO4(浓)、HNO3都是强氧化性酸
D.Na2O2、Cl2、SO2都能使紫色石蕊溶液褪色
【答案】D
【详解】
A.氯水是氯气的水溶液,氨水是氨气的水溶液,漂白粉是氯化钙和次氯酸钙的混合物,都属于混合物,选项A正确;
B.C60、石墨和金刚石都是碳元素形成的不同单质,属于同素异形体,选项B正确;C.HClO、H2SO4(浓)、HNO3都具有强氧化性,是强氧化性酸,选项C正确;
D.Na2O2、Cl2都能使紫色石蕊溶液褪色,SO2只能使紫色石蕊溶液变红而不能褪色,选项D不正确;
答案选D。
13.将气体a通入溶液b中(装置如图所示),始终无明显变化的是
选项气体a溶液b
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】
A.由于酸性HCl>H2CO3,所以将CO2通入CaCl2溶液中不会产生碳酸钙沉淀,始终无任何明显现象反应,选项A符合题意;
B.氯气通入碘化钾溶液中,发生反应: 2 KI +Cl2=2KCl+I2,导致溶液呈紫红色,选项B与题意不符;
C.将SO2通入Ba(NO3)2溶液中,由于SO2有还原性,在酸性条件下,H+、NO3-起硝酸的作用表现强的氧化性,二者会发生氧化还原反应:3SO2+2H2O+3Ba2++2NO3-=3BaSO4↓
+2NO↑+4H+,会观察到产生白色沉淀,同时产生一种无色气体,该气体遇空气变为红棕色,选项C与题意不符;
D.将NO2通入FeSO4溶液中,发生反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO;4H++NO3-
+3Fe2+=3Fe3++2H2O+NO↑,因此会看到溶液变为黄色,同时产生无色气体,选项D与题意不符;
答案选A。
14.根据下列实验操作和现象,所得结论错误的是
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】
A.向某溶液中加入稀盐酸,无明显现象,排除了干扰离子,如碳酸根离子、亚硫酸根离子等,再加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该白色沉淀为硫酸钡,说明原溶液中一定含有SO42-,选项A正确;
B.某溶液中滴加稀盐酸,产生大量的气泡,另取一份滴加CaCl2溶液,产生白色沉淀,原溶液中可能含有SO32-,不一定含有CO32-,选项B错误;
C.向某溶液中加入NaOH溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体一定为氨气,则证明原溶液中一定含有NH4+,选项C正确;
D.溶液中加入KSCN溶液无明显现象,说明溶液中无Fe3+;再加少量氯水,溶液变红,说明加入氯水生成了Fe3+,原溶液中存在Fe2+,选项D正确;
答案选B。
15.下列实验得出的推理或结论正确的是:
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】
A.向某溶液中加入稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,气体可能为二氧化硫或二氧化碳,则溶液中可能存在HCO3-、SO32-、HSO3-、CO32-,A错误;
B. 某溶液中加入氯化钡溶液,有白色沉淀生成,该溶液中可能含有SO42-、SO32-、CO32-或Ag+,B错误;
C. 钠熔成小球,说明钠和水放出的热量使钠熔化,同时说明钠的熔点较低,C正确;
D. 因为该检验方法是先通入氯气,再滴加KSCN溶液,在通氯气前滤液A中就可能含有
Fe3+,无法确定溶液中是否含有Fe2+,D错误;
故选C。
【点睛】
钠的密度小于水,钠的熔点较低,钠和水反应生成氢氧化钠和氢气且放出热量,钠熔成小球,说明钠和水放出的热量使钠熔化。
16.能正确表示下列反应的离子方程式是( )
CO-+2H+=CO2↑+H2O
A.在稀盐酸中投入大理石粉末:2
3
B.1mol氯气通入含1molFeBr2的溶液中:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
C.金属钠投入硫酸铜溶液中:2Na+Cu2+=2Na++Cu
HSO-
D.过量SO2通入NaClO溶液中:SO2+ClO-+H2O=HClO+
3
【答案】B
【详解】
CO-的形式,A不正确;
A.大理石的主要成分为CaCO3,难溶于水,不能改写成2
3
B.0.5molCl2先与1molFe2+反应,另外0.5molCl2再与1molBr-反应,离子方程式为:
2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-,B正确;
C.金属钠投入硫酸铜溶液中,钠先与水反应,产物再与硫酸铜反应,而钠不能与Cu2+发生置换反应,C不正确;
HSO-还会发生氧化还原反应,二者不能D.过量SO2通入NaClO溶液中,产物中HClO与
3
共存,D不正确;
故选B。
17.运输化学药品浓硫酸的车辆,应该张贴的标志为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】
A.浓硫酸不是易燃液体,不能张贴,故A错误;
B.浓硫酸有强氧化性,可作氧化剂,但不张贴,故B错误;
C.浓硫酸不是剧毒品,不能张贴,故C错误;
D.浓硫酸具有强腐蚀性,应该张贴,故D正确;
故答案为D。
18.无机物X、Y、Z、M的相互转化关系如图所示(部分反应条件、部分反应中的H、O 已略去)。
X、Y、Z均含有同一种元素。
下列说法正确的是
A.若X是氢氧化钠,则M不一定为CO2
B.若Y具有两性,则M的溶液只可能显碱性
C.若Z是导致酸雨的主要气体,则X一定是H2S
D.若M是用途最广的金属,加热蒸干Y的溶液一定能得到Y
【答案】A
【解析】
【详解】
A、若X是氢氧化钠,则M不一定为CO2,M为能形成多元酸的酸性氧化物,如:SO2,故A正确;
B. 若Y具有两性,则M的溶液可能显碱性,也可能显酸性,故B错误;
C. 若Z是导致酸雨的主要气体,则X也可以是Na2SO3,Y为NaHSO3,Z为SO2,M为HCl,故C错误;
D. 若M是用途最广的金属,Y为亚铁盐,因为亚铁离子水解,所以加热蒸干Y的溶液不能得到Y,故D错误;
故答案选A。
19.用图所示实验装置探究铜丝与过量浓硫酸的反应。
下列描述不合理的是()
A.该反应中浓硫酸表现了强氧化性和酸性
B.②中选用品红溶液验证SO2的生成
C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D.为确认CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
【答案】D
【解析】
【详解】
A.铜与浓硫酸反应中,硫元素部分化合价降低,部分化合价不变,浓硫酸既表现酸性又表现强氧化性,故A正确;
B.SO2具有漂白性,可用品红溶液验证SO2的生成,故B正确;
C.SO2有毒,对环境有污染,但能溶于NaOH溶液,则③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2,防污染环境,故C正确;
D.①中反应后为浓硫酸和硫酸铜的混合液,应将①中混合物加入水中,观察溶液显蓝色,确认有CuSO4生成,故D错误;
故答案为D。
20.下列“实验结论”与“实验操作及现象”相符的一组是
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】
A. 向某溶液中加入 AgNO3溶液,有白色沉淀生成,溶液中可能含有Cl-或SO42-,实验结论不符,A错误;
B. 向某溶液中加入 BaCl2溶液再滴加 HCl 溶液,有白色沉淀生成,溶液中可能含有Ag+或SO42-,实验结论不符,B错误;
C. 切开金属钠,钠表面的银白色会逐渐变暗,钠在空气中会生成氧化钠,实验结论不符,C 错误;
D. 某溶液做焰色反应时,现象为黄色,未透过蓝色的钴玻璃观察,溶液的一定含有 Na+,不能确定是否含有 K+,符合事实,D正确;
答案为D。
二、非选择题
21.研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验。
(1)根据反应Na2SO3(固)+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2-+H2O,制备SO2气体。
①用下列简图,在答题卡的方框中画出制备并收集SO2的实验装置(含试剂)示意图
_________。
②实验过程中,使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作是____________________________。
(2)将SO2气体分别通入下列溶液中:
①品红溶液,现象是_____________________________________________;
②溴水溶液,现象是_____________________________________________;
③硫化钠溶液,现象是___________________________________________。
(3)有一小组在实验中发现,SO2气体产生缓慢,以致后续实验现象很不明显,但又不存在气密性问题。
请你推测可能的原因并说明相应的验证方法(可以不填满)。
①原因_________________________,验证方法_________________________。
②原因_________________________,验证方法_________________________。
③原因_________________________,验证方法_________________________。
【答案】打开分液漏斗上口的活塞,旋开分液漏斗的旋
塞,慢慢滴加溶液褪色溶液褪色有浅黄色溶液(或溶液变浑浊) Na2CO3变质取待测试样于试管中,加适量蒸馏水配成溶液,先滴入足量稀盐酸,再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成,则证明该Na2CO3固体变质不是浓硫酸用洁净玻璃棒蘸取待测试样,涂白纸不变黑,则证明该溶液不是浓硫酸(不用填)(不用填)
【解析】
【详解】
(1)①根据反应原理:Na2SO3(固)+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2-+H2O,反应类型为“固+液→气”,以锥形瓶(盛固体)和分液漏斗(盛液体)为发生装置,由于二氧化硫的相对分子质量比空气大,故用向上排空气法收集气体,因为二氧化硫有毒,需要对尾气进行吸收处理,可将碱液置于锥形瓶中吸收多余的二氧化硫气体,据此画出的制备并收集SO2的实
验装置(含试剂)示意图为:;
②实验过程中,使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作方法为:打开分液漏斗上口的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,慢慢滴加,
故答案为:打开分液漏斗上口的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,慢慢滴加;
(2)①二氧化硫的漂白性,品红溶液中通入二氧化硫后品红溶液褪色,
故答案为:溶液褪色;
②二氧化硫具有还原性,溴水中通入二氧化硫后二者发生氧化还原反应:
SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,所以溴水褪色,
故答案为:溶液褪色;
③二氧化硫具有氧化性,二氧化硫与氯化钠溶液发生反应生成了单质硫,所以能观察到溶液变混浊或产生浅黄色沉淀,
故答案为:有浅黄色溶液(或溶液变浑浊);
(3)因为已知不存在气密性问题,则只能从试剂上去寻找可能存在的原因,两种反应物中至少有一种存在问题,①可能是Na2SO3变质,Na2SO3部分被氧化成了Na2SO4,可以通过检验Na2SO3固体中是否含有SO42-,
故答案为:Na2SO3变质;取待测试样于试管中,加适量蒸馏水配成溶液,先滴入足量稀盐酸,再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成,则证明该Na2SO3固体变质;
②也可能是H2SO4的浓度比较小造成二氧化硫产生缓慢,验证是否是浓硫酸,简单的方法是取少许硫酸样品涂在白纸上看是否变黑,
故答案为:不是浓硫酸;用洁净玻璃棒蘸取待测试样,涂白纸不变黑,则证明该溶液不是浓硫酸。
22.实验室中需要22.4L(标准状况)SO2气体。
化学小组同学依据化学方程式Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O计算后,取65.0g锌粒与98%的浓H2SO4(ρ=1.84g/mL)110mL充分反应锌全部溶解,对于制得的气体,有同学认为可能混有杂质。
(1)化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是____________(填分子式)。
产生这种结果的主要原因是______________________________(用化学方程式和必要的文字加以说明)
(2)为证实相关分析,化学小组的同学设计了实验,组装了如下装置,对所制取的气体进行探究。
①装置B中加入的试剂_________,作用是_____________________。
②装置D加入的试剂_________,装置F加入的试剂_____________________。
③可证实一定量的锌粒和一定量的浓硫酸反应后生成的气体中混有某杂质气体的实验现象是______________________________________。
④U型管G的作用为_______________________________________。
【答案】H2随着反应的进行,硫酸浓度降低,致使锌与稀硫酸反应生成H2:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ NaOH溶液(或KMnO4,其它合理答案也给分)除去混合气体中的SO2浓硫酸无水硫酸铜装置E中玻璃管中黑色CuO粉末变红色,干燥管F中无水硫酸铜变蓝色防止空气中H2O进入干燥管而影响杂质气体的检验
【详解】
(1)随着反应Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O的进行,硫酸消耗同时水增加会导致浓硫酸变成稀硫酸,此时就会发生副反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,因此会产生杂质气体
H2,故答案为H2;随着反应的进行,硫酸浓度降低,致使锌与稀硫酸反应生成H2:
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(2)①由于二氧化硫会干扰实验,则装置B中加入的试剂主要是为了除去产生混合气体中的SO2,再利用品红溶液检验是否除尽,最后验证有氢气产生,因此B装置试剂可选用NaOH溶液或KMnO4溶液;
②装置D加入的试剂目的是除去水,以避免水蒸气对后续反应检验的干扰,可选用浓硫酸;装置F加入的试剂的目的为检验E处反应是否产生水,所以用无水硫酸铜来检验产生的水蒸气;
③氢气与氧化铜反应产生铜和水蒸气,则可证实混有氢气的实验现象是装置E中玻璃管中黑色CuO粉末变红色,干燥管F中无水硫酸铜变蓝色;
④因为F中检测到水才能确定混合气体中有氢气,因此要防止空气中防止空气中H2O进入干燥管而影响杂质气体的检验,故U型管G的作用为防止空气中H2O进入干燥管而影响杂质气体的检验。
23.下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物。
填写下列空白。
(1)如果将装置中①、②、③三部分仪器的连接顺序变为②、①、③,则可以检出的物质是_______,不能检出的物质是________。
(2)如果将仪器的连接顺序变为①、③、②,则可以检出的物质是_____,不能检出的物质是_________。
(3)如果将仪器的连接顺序变为②、③、①,则可以检出的物质是______,不能检出的物质是_________。
(4)写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式___________________。
【答案】SO2和CO2 H2O H2O SO2和CO2 SO2和CO2 H2O
C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O
【解析】
【分析】
木炭粉与浓硫酸反应生成SO2和CO2,方程式为:C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O,SO2能使品红溶液褪色,SO2也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,通过酸性高锰酸钾溶液除去SO2,CO2不能使品红溶液褪色,CO2也不能酸性高锰酸钾溶液褪色。
无水硫酸铜遇水变蓝,二氧化硫、二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊。
据此即可解答。
【详解】
(1)①中装有无水硫酸铜,无水硫酸铜遇水由白色变成蓝色的五水合硫酸铜,②中SO2能使品红溶液褪色,SO2也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,③SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊。
如果装置中①、②、③三部分仪器的连接顺序改为②、①、③,通过②中品红溶液褪色,说明有SO2,通过酸性高锰酸钾溶液除去SO2,再通过品红溶液,品红不褪色,说明二氧化硫已经除尽,通过①中装有无水硫酸铜,无水硫酸铜遇水由白色变成蓝色的五水合硫酸铜,但不能说明是生成的水,可能是溶液中的引入的水,通过③澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成,故可以检验出的物质是SO2和CO2;不能检验出的物质是
H2O;
(2)如果将仪器的连接顺序变为①、③、②,通过①中装有无水硫酸铜,无水硫酸铜遇水由白色变成蓝色的五水合硫酸铜,能说明生成物有H2O,通过③澄清石灰水,石灰水变浑浊,由于SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊,不可以检出SO2、CO2,故能够检验出的物质是H2O;不能检验出的物质是SO2和CO2;
(3)如果将仪器的连接顺序变为②、③、①,通过②中品红溶液褪色,说明有SO2,通过酸性高锰酸钾溶液除去SO2,再通过品红溶液,品红不褪色,说明SO2已经除尽,通过③澄
清石灰水,石灰水变浑浊,说明有CO2生成,通过①中装有无水硫酸铜,无水硫酸铜遇水由白色变成蓝色的五水合硫酸铜,但不能说明该水是反应生成的H2O,可能是溶液中的引入的H2O,故能够检验出的物质是SO2和CO2;不能检验出的物质是H2O;
(4)浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式为:
C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O。
【点评】
本题考查了碳与浓硫酸反应产物的检验。
注意二氧化硫、二氧化碳的化学性质的异同是解答本题的关键。
为防止用溶液检验SO2、CO2从溶液中带入水,要先检验水的产生,当气体中同时存在二氧化硫、二氧化碳需要检验两种物质时,要先根据品红溶液褪色检验二氧化硫的存在,并经验证完全除去二氧化硫后再用澄清石灰水检验二氧化碳的存在。
24.现有某铁碳合金,某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数,并探究浓硫酸的某些性质,设计了下图所示的实验装置和实验方案(夹持仪器已省略),请你参与此项活动并回答相应问题(由实验装置引起的实验误差忽略不计)。
I、探究浓硫酸的某些性质
(1)按图示连接装置,检查装置___________,称量E的质量。
(2)将aɡ铁碳合金样品放入A中,再加入适量的浓硫酸,仪器A的名称为______,未点燃酒精灯前,A、B 均无明显现象,其原因是______________________。
(3)点燃酒精灯一段时间后,A、B中可观察到明显的现象,如A中2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O,写出A中C和浓硫酸发生反应的化学方程式:
__________________________,B中的现象是_________________,因此可得到浓硫酸具有_____________性。
(4)随着反应的进行,浓硫酸浓度逐渐减小变为稀硫酸,A中还可能发生某些离子反应,写出相应的离子方程式:_________________、____________________。
II、测定铁的质量分数
(5)待A中固体完全消失并不再逸出气体时,停止加热,拆下E并称重,E增重bg。
铁碳合金中铁的质量分数为___________________(写表达式)。
(6)某同学认为上述方法较复杂,使用如图所示的装置和其他常用的实验仪器测定某些数据即可。
为了快速和准确地计算出铁的质量分数,最简便的实验操作是___________(填写。