10：硫的氧化物和含氧酸

元素化学10：硫的氧化物和含氧酸

（时间：2.5小时满分：100分）

第一题（8分）SOCl2的结构、制备和性质

化合物SOCl2是一种液态化合物，沸点77℃，实验室中可用CaSO3和PCl5混合共热制备。在工业生产和化学实验中，SOCl2是一种重要的化学试剂。在盛有10mL水的锥形瓶中小心地滴加8～10滴SOCl2，可观察到反应剧烈发生，液面上有白雾形成，并逸出刺激性气味的气体。

1．指出SOCl2的分子构型。

2．写出CaSO3与PCl5共热制备SOCl2的化学方程式。

3．写出SOCl2与H2O完全反应的化学方程式。

4．设计一些简单实验来验证你写出的化学方程式（3）是正确的。（只需给出实验原理和现象，无须描述实验仪器和操作）。

5．工业上往往用ZnCl2·3H2O和SOCl2混合共热来制取无水ZnCl2。说明该种制法可行性的原因。

6．SOCl2在有机化学中作氯化剂。写出苯甲酸和SOCl2反应的化学方程式。

7．为了使（6）生成的有机物与混溶在其中的过量的SOCl2分离，可以采用的分离操作是什么？

第二题（8分）推断一种硫的氧化物及其性质

A与SO2属于等电子体，常温下是一种无色的气体，当冷却到77K时，变成橙红色液体。A 的一种制备方法是：在真空中，将CuO和硫一起混合加热，可生成A，同时生成一种黑色固体。

1．画出A的结构式。写出上述制备A的化学反应方程式。

2．若将S2Cl2与CuO在100～400℃加热时也能生成A。试写出该化学反应方程式。

3．A在碱性条件下能发生歧化反应：A＋OH－→S2－＋S2O42－＋SO32－＋H2O

（1）上述反应包含两个独立的歧化反应，分别写出它们的离子方程式。

（2）若参加反应的A和OH－的物质的量之比为4︰7配平该离子方程式。

4．A可以被酸性KMnO4溶液氧化，写出配平的反应方程式。

第三题（7分）硫酸工业

右图所示是现今常规的以硫为原料

生产发烟硫酸和硫酸的流程图。

1．在①处投入的原料是液态硫，在

②处发生1500℃的“不完全燃烧”（即

先混入少量干燥空气），然后再在③处于

700℃下再继续燃烧。试说明，为何这种

燃烧方式对环境保护是有利的？

2．在④处二氧化硫被催化氧化成三氧化硫。试问：为使三氧化硫的产率高，该处应采取等温过程还是绝热过程为宜？

3．为何二次催化炉⑦是必须的？

4．⑤处的气体混合物主要是氮气和三氧化硫。为什么气体混合物通过吸收塔⑥后不立即通入二次催化炉？

第四题（9分）SO2的定量分析

空气中SO2含量是目前进行常规大气监测的项目之一。

1．用KIO3－淀粉溶液可定性检验空气中的SO2，写出反应方程式。

2．高锰酸钾法可定量测定空气中的SO2含量：反应器中有25.00mL 0.0200mol/L的KMnO4（H＋）溶液，往其中持续缓缓通入5.00m3空气，结束后，用0.1000mol/L标准(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定过量KMnO4溶液至无色，消耗22.48mL。计算空气中SO2的含量（mg/m3）3．在SO2定量分析中，也可以用Br2与SO2气体的定量反应来测定。反应中的Br2是由一个装有酸性溴化钾溶液的电解槽提供，当将空气以 1.20×10－4m3/min的流速通入电解槽产生Br2的极室中，此时电流计显示为7.50×10－6A时，此极室中Br2浓度保持不变。计算该空气中SO2的含量（mg/m3）（F＝96500C/mol）

4．为了测量大气中SO2的含量，设计选用H2O2（aq）及NaOH（aq）作试剂的实验方法，并列出计算大气中SO2含量（以质量分数表示）的计算公式，写出有关反应方程式。（设NaOH 浓度为0.00250mol·dm－3）

第五题（13分）硫代硫酸的结构、性质和制备

硫代硫酸钠晶体（Na2S2O3·5H2O）俗称海波，又名大苏打。硫代硫酸钠溶液呈弱碱性，可溶解银的卤化物，但所得无色溶液长期放置后会产生黑色浑浊。硫代硫酸钠具有还原性，遇酸分解为S和SO2。由Na2SO3溶液和S粉共煮可制备硫代硫酸钠晶体。

1．根据其名称，画出S2O32－的结构；

2．中学教材中曾用Na2S2O3与酸的反应研究浓度对化学反应速

率的影响，通过溶液出现浑浊的先后顺序判断反应速率的快慢。请问

当混合溶液后为什么不立即出现浑浊？

3．S2O32－离子中，两个S原子是不等价的，请设计实验并写出其中的反应方程式（注：设计过程中不得出现S2O32－与酸的反应）。

4．在医学上，Na2S2O3可用作注射液的抗氧剂，还可以内服或静脉注射用作解毒剂。卤素、氰化物及重金属中毒时，可用Na2S2O3解毒。

（1）用化学方程式表示Na2S2O3可做脱氯剂的原因；

（2）写出S2O32－用于黑白照相术的反应；

（3）用化学方程式表示Na2S2O3把剧毒的CN－转化为低毒的SCN－；

5．Na2S和Na2CO3以2︰1的摩尔比配成溶液，然后通入足量的SO2，可制得Na2S2O3。

（1）试根据你所学的知识，推测上述反应分几步完成？按反应顺序写出各步的反应式，并写出总反应式。

（2）上述方法中，如果所得产品呈黄色，请问什么原因？

第六题（12分）浓硫酸的性质

1．储存浓H2SO4的铁罐外口出现严重的腐蚀现象

（1）这体现了浓硫酸的什么性质；

（2）写出可能发生反应的化学方程式。

2．金属铜片与浓硫酸加热能迅速反应产生大量气体，但与冷的浓硫酸的反应非常慢，且不产生气体。在经历足够长时间后，可以检测到Cu2S、CuS、Cu2O、S、CuSO4五种主要氧化还原反应产物。

（1）为什么产物中不包括CuO？

（2）如何检验产物中有S？

（3）用氨水溶解上述固体产物，可观察到什么现象，写出反应方程式。