精选高考化学易错题专题复习硫及其化合物含详细答案
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精选高考化学易错题专题复习硫及其化合物含详细答案
一、高中化学硫及其化合物
1.物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个角度。
请根据图所示回答下列问题:
(1)X与Y反应可生成淡黄色固体,反应的化学方程式____________________。
(2)欲制备Na2S2O3,从氧化还原角度分析,下列选项中合理的反应物是______(填序号)。
a.Na2SO3与S b.Na2S与S
c.SO2与Na2SO4d.Na2SO3与Na2SO4
(3)7.7g锌镁合金与一定量浓硫酸恰好完全反应,生成SO2与H2的混合气体3.36L(标准状况),反应中转移的电子的物质的量为___________。
(4)处理SO2废气的一种工艺如图所示:
①SO2和酸性Fe2(SO4)3溶液反应的离子方程式是________________________。
②溶液B与空气发生反应生成溶液C,其中氧化剂是______________。
③推断Fe3+、O2和SO42-的氧化性由强到弱的顺序是______________。
【答案】2H2S+SO2=3S↓+2H2O a 0.3mol SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+ O2 O2>Fe3+>SO42-
【解析】
【分析】
(1)根据图示,X为S元素的化合价为-2的气态氢化物,则X为H2S,Y为S元素的化合价为+4的氧化物,则Y为SO2,W为S元素的化合价为+6的酸,则W为H2SO4,Z为S元素的化合价为+4的盐,则Z为Na2SO3,据此分析结合物质的性质解答;
(2)欲制备Na2S2O3,从氧化还原角度分析,反应属于归中反应;
(3)锌镁合金与浓硫酸发生:Zn+2H2SO4═ZnSO4+SO2↑+2H2O,Mg+2H2SO4═Mg
SO4+SO2↑+2H2O随着反应的进行,硫酸浓度降低,发生:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑,Mg
+H2SO4═MgSO4+H2↑,生成气体为SO2和H2的混合物根据反应方程式可知,不论生成氢气
还是SO2,生成气体的物质的量与金属的物质的量相等,即合金中锌镁的物质的量与SO2和H2的混合气体的物质的量相等,列关系式解答;
(4)由工艺流程可知,A中的反应为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,B中的反应为
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,C中铁离子循环利用,结合氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化物分析,
①SO2和酸性Fe2(SO4)3溶液发生氧化还原反应生成硫酸亚铁和硫酸;
②B中的反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,氧元素化合价降低做氧化剂;
③氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。
【详解】
(1)X为H2S,Y为SO2,H2S与SO2反应可生成S单质,反应的化学方程式:
2H2S+SO2=3S↓+2H2O;
(2)Na2S2O3中硫元素为+2价,若有两种含硫元素的物质制备Na2S2O3,所发生的反应属于归中反应,两种物质硫元素的化合价一个高于+2价,一个低于+2价;
a.Na2SO3中硫元素为+4价,硫单质中硫元素为0价,故a合理;
b.Na2S中硫元素的化合价为-2价,S单质中硫元素为0价,故b不合理;
c.SO2中硫元素为+4价, Na2SO4中硫元素为+6价,故c不合理;
d.Na2SO3中硫元素为+4价,Na2SO4中硫元素为+6价,故d不合理;
答案选a;
(3)锌镁合金与浓硫酸发生:Zn+2H2SO4═ZnSO4+SO2↑+2H2O,Mg+2H2SO4═Mg
SO4+SO2↑+2H2O随着反应的进行,硫酸浓度降低,发生:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑,Mg
+H2SO4═MgSO4+H2↑,生成气体为SO2和H2的混合物,物质的量为
3.36L
22.4L/mol
=0.15mol,
根据反应方程式可知,不论生成氢气还是SO2,生成气体的物质的量与金属的物质的量相等,即合金中锌镁的物质的量与SO2和H2的混合气体的物质的量相等,为0.15mol,根据氧化还原反应电子得失守恒,反应中,锌镁分别由单质0价变为+2价离子,锌镁失去的电子总量即为反应中转移的电子总量,设锌、镁的物质的量分别为x、y,则x+y=0.15mol,65x+24y=7.7g,解得:x=0.1mol,y=0.05mol,反应中转移的电子的物质的量=0.1mol×(2-0)+0.05mol×(2-0)=0.3mol;
(4)①由上述分析可知溶液A中的反应为SO2和酸性Fe2(SO4)3溶液发生氧化还原反应生成硫酸亚铁和硫酸,反应的离子方程式为:SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+;
②B中的反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,氧元素化合价降低,氧气做氧化剂;
③A中发生SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,溶液B中发生4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知氧化性为O2>Fe3+>SO42−。
2.A、B是两种有刺激气味的气体。
试根据下列实验事实填空。
(1)写出A~F各物质的化学式:
A__________、B__________、C__________、D__________、E__________、F__________。
(2)写出A、B跟水反应的离子方程式:______________________。
【答案】Cl2SO2H2SO4HCl BaSO3BaSO4Cl2+SO2+2H2O===4H++SO42-+2Cl-
【解析】
【详解】
(1)由A、B是两种有刺激气味的气体。
且A、B和水反应的产物能与Ba(OH)2和AgNO3均产生沉淀, B能与Ba(OH)2产生沉淀,由此可知A为Cl2;B为SO2;
A、B与H2O反应的化学方程式为:Cl2+SO2+2H2O=== H2SO4+2HCl;
B与Ba(OH)2反应的化学方程式为:Ba(OH)2+ SO2=== BaSO3↓+H2O;
含C、D的无色溶液与Ba(OH)2反应的化学方程式为:H2SO4+ Ba(OH)2=== BaSO4↓+2H2O;溶液D与AgNO3溶液反应的化学方程式为:HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3;
故C为H2SO4;D为HCl;E为BaSO3;F为BaSO4。
【点睛】
熟记物质的物理性质和化学性质是解决本题的关键,本题的突破口为:A、B是两种有刺激气味的气体。
等物质的量与水反应。
结合后面沉淀现象,能推知由反应:Cl2+SO2+
2H2O=== H2SO4+2HCl。
3.在一定条件下,金属单质X和非金属单质Y能够反应,生成化合物Z,Z能与水发生水解反应生成气体G和白色沉淀P(如下框图所示),已知气体G与空气之密度比约为
1.17。
请填空:
(1)组成单质X和Y的元素分别属第____________族和第___________族;
(2)Z与水发生水解反应方程式_____________________;
(3)每生成1mol的化合物Z,反应中转移_________________mol的电子。
【答案】ⅢA ⅥA Al2S3 + 6H2O === 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑6
【解析】
【分析】
气体G与空气之密度比约为1.17,所以G的相对分子质量为29×1.17=34,则G应为H2S,
在一定条件下,金属单质X和非金属单质Y反应,生成化合物Z,则Z中含有X、Y两种元素,其中一种元素为S元素,Z与水作用可生成气体G(H2S)和白色沉淀P,可推知Z为
Al2S3,沉淀P为Al(OH)3,所以X为Al、Y为S,据此分析解答。
【详解】
(1)根据上述分析,X为Al、Y为S,所以组成单质X和Y的元素分别属第ⅢA族和第ⅥA 族,故答案为:ⅢA、ⅥA;
(2)根据上述分析可知,化合物Z的化学式为Al2S3,与水发生水解反应方程式为Al2S3 +
6H2O = 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑,故答案为:Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑;
(3)根据上述分析可知,化合物Z的化学式为Al2S3,Al由0价升高到+3价,每生成1mol的化合物Z,反应中转移电子6mol,故答案为:6。
4.A、B、C、D 为四种可溶性的盐,它们包含的阳离子和阴离子分别为 Ba2+、Ag+、Na+、Cu2+和 NO3-、SO42﹣、Cl-、CO32-(离子在物质中不能重复出现)。
① 若把四种盐分别溶于盛有蒸馏水的四支试管中,只有C盐的溶液呈蓝色;
② 若向①的四支试管中分别加入盐酸,B 盐的溶液有沉淀生成,D 盐的溶液有无色无味的气体逸出。
根据①②实验事实可推断它们的化学式为:
(1)B _____________ D ______________;
(2)写出少量盐酸与 D 反应的离子方程式:______________________________________;(3)将含相同物质的量 A、B、C 的溶液混合后,混合后溶液中存在的离子为_______;在此溶液中加入铁粉,写出发生反应的离子方程式____;
(4)C 溶液中阴离子的检验方法:____。
【答案】AgNO3Na2CO3CO32-+2H+=CO2↑+H2O Cu2+、NO3-、Cl-Cu2++Fe=Cu+Fe 2+取少量C溶液于试管中,先加足量盐酸酸化,无现象,再加氯化钡溶液,有白色沉淀生成,则证明C中阴离子为SO42-
【解析】
【分析】
给出八种离子,形成四种可溶性物质,这个可以通过一一组合的形式确定可能存在的物质,之后结合进行实验和颜色限制进行继续排除,从而最终确定.如Ba2+不能和SO42-、CO32-结合,而只能和NO3-、Cl-;Ag+不能和SO42-、Cl-、CO32-三种离子结合,而只能和NO3-结合,则一定是BaCl2、AgNO3.Cu2+不能和CO32-结合,所以为CuSO4;Na+对应CO32-为Na2CO3.即四种物质为BaCl2、AgNO3、CuSO4、Na2CO3。
①中由于C盐是蓝色的,所以C为CuSO4;②四支试管加入盐酸,B有沉淀,则B溶液为AgNO3;而D生成无色气体,则为二氧化碳,即D为Na2CO3,以此来解答。
【详解】
由于是可溶性盐,所以溶液中存在的盐离子和阴离子对应物质一定是可溶性,根据盐类物质溶解性情况可知:Ba2+不能和SO42-、CO32-结合,而只能和NO3-、Cl-;Ag+不能和SO42-、Cl-、CO32-三种离子结合,而只能和NO3-结合,则一定是BaCl2、AgNO3.Cu2+不能和CO32-结合,所以为CuSO4,Na+对应CO32-为Na2CO3.即四种物质为BaCl2、AgNO3、CuSO4、Na2CO3。
由于C 盐是蓝色的,所以C 为CuSO 4;。
②四支试管加入盐酸,B 有沉淀,则B 溶液AgNO 3;而D 生成无色气体,则为二氧化碳,即D 为Na 2CO 3。
综上所述:A 为BaCl 2;B 为AgNO 3;C 为CuSO 4;D 为Na 2CO 3;
(1)由上述分析可知B 为AgNO 3;D 为Na 2CO 3,故答案为: AgNO 3;Na 2CO 3; (2)盐酸与D (Na 2CO 3)反应的离子反应方程式为:CO 32-+2H +=CO 2↑+H 2O ,故答案为:CO 32-+2H +=CO 2↑+H 2O ;
(3)A 为BaCl 2;B 为AgNO 3;C 为CuSO 4,将含相同物质的量A 、B 、C 的溶液混合后,溶液中存在的离子及物质的量之比为:Cl -、NO 3-、Cu 2+,在此溶液中加入铁粉,可以将其中的铜置换出来,发生反应的离子方程式Cu 2++Fe=Cu+Fe 2;故答案为:Cu 2+、NO 3-、Cl -;Cu 2++Fe=Cu+Fe 2+;
(4)C 为CuSO 4,检验硫酸根离子,可取少量C 溶液于试管中,先加足量盐酸酸化,无现象,再加氯化钡溶液,有白色沉淀生成,则证明C 中阴离子为SO 42-,故答案为:取少量C 溶液于试管中,先加足量盐酸酸化,无现象,再加氯化钡溶液,有白色沉淀生成,则证明C 中阴离子为SO 42-。
【点睛】
无机物的推断,把握离子之间的反应、离子的颜色为解答的关键,注意C 为硫酸铜为推断的突破口,在分析A 、B 、C 的溶液混合后离子组成时,要考虑混合时离子间的相互反应。
5.黑色粉末A ,黄色粉末B,它们都是单质,按下图进行实验:
(1) 试根据上述反应现象推断以下物质的化学式: A D E H
(2)写出C+盐酸
D+F 的离子方程式: (3)写出D
E 的化学方程式: (4)写出G H 的化学方程式:
【答案】(1) Fe 、 H 2S 、 SO 2、Fe(OH)3
(2) FeS+2H +→Fe 2++H 2S↑
(3)2222
2322H S O SO H O +=+点燃
(4) 4Fe(OH)2+O 2+2H 2O→4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
【详解】
(1)E 能使品红褪色,E 为SO 2;H 为红褐色固体,H 为()3Fe OH ;黑色粉末A 、黄色粉
末B ,它们都是单质,所以分别是铁、硫;黑色固体C 为FeS ;D 为H 2S ;F 为2FeCl ;G 为()2Fe OH
(2)FeS 与盐酸反应的离子方程式FeS+2H +→Fe 2++H 2S↑;
(3)硫化氢燃烧生成二氧化硫和水的方程式为2222
2322H S O SO H O +=+点燃
; (4)氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的方程式为4Fe(OH)2+O 2+2H 2O=4Fe(OH)3。
6.有关物质的转化关系如图所示(部分物质与条件已略去).X 、Y 、Z 是三种常见金属单质,Z 为紫红色,A 是一种常见的酸,B 的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃),D 为红褐色固体,F 可用作净水剂.
请回答下列问题:
(1)F 、Z 的化学式分别为 、 .
(2)检验F 中阴离子的操作方法是 .
(3)写出溶液Ⅰ转化为溶液Ⅱ的离子方程式 .
(4)写出反应①的化学方程式 ,该反应中每消耗2.24L (标准状况)O 2,转移的电子的物质的量为 mol .
【答案】(1)KAl (SO 4)2.12H 2O ;Cu ;
(2)取少量F 于试管中配成溶液,再向其中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀,则证明含有SO 42﹣;
(3)Al 3++4OH ﹣=AlO 2﹣+2H 2O ;
(4)4Fe (OH )2+2H 2O+O 2=4Fe (OH )3;0.4.
【解析】
X 、Y 、Z 是三种常见金属单质,Z 为紫红色,则Z 为Cu ;B 的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃),B 中含有K 元素,C 在空气中放置生成D 为红褐色固体,则C 为Fe (OH )2、D 为Fe (OH )3,D 加热生成E 为Fe 2O 3,金属X 与氧化铁反应得到Fe ,为铝热反应,则X 为Al ,Y 为Fe ,溶液1中含有铝盐、亚铁盐,与B 反应生成氢氧化铁与溶液Ⅱ,则B 为KOH ,溶液Ⅱ中含有KAlO 2,溶液Ⅱ中加入常见的酸A 得到溶液Ⅲ,再经过浓缩、降温得到F ,F 可用作净水剂,可知A 为硫酸、F 为KAl (SO 4)2.12H 2O .
(1)F 、Z 的化学式分别为KAl (SO 4)2.12H 2O 、Cu ,故答案为KAl (SO 4)2.12H 2O ;Cu ; (2)F 中阴离子为硫酸根离子,检验硫酸根离子方法是:取少量F 于试管中配成溶液,再向其中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀,则证明含有SO 42﹣,
(3)溶液Ⅰ转化为溶液Ⅱ的离子方程式:Al 3++4OH ﹣=AlO 2﹣+2H 2O ,
(4)反应①的化学方程式:4Fe (OH )2+2H 2O+O 2=4Fe (OH )3,该反应中每消耗2.24L
(标准状况)O2,其物质的量为=0.1mol,转移的电子的物质的量为
0.1mol×4=0.4mol
【点评】本题考查无机物推断,涉及Al、Fe等元素单质化合物性质,物质的颜色、反应现象及转化中特殊反应等是推断突破口,需要学生熟练掌握元素化合物性质,涉及电子式,是对学生综合能力的考查,难度中等.
7.已知甲、乙、丙为常见的单质,A、B、C、D、X、Y、Z为常见化合物,且丙在常温常压下为气体,B为淡黄色固体,Y的摩尔质量数值比Z小16,乙、丙的摩尔质量相同,B的摩尔质量比D小2,B、X的摩尔质量相同。
各物质之间的转化关系如图所示(各反应条件略)。
请回答:
(1)在B与二氧化碳的反应中,每有1mol电子转移,生成气体 L(标准状况)。
(2)X与Y的溶液混合后,再加入适量盐酸,会有乙生成,反应的离子方程式是。
(3)将C通入溴水中,所发生反应的离子方程式是。
D中含的化学键类型为。
(4)在101KPa时,4.0g乙在一定条件下与丙完全反应生成C,放出37KJ的热量,该反应的热化学方程式是
(5)比甲元素的原子序数少4的M元素,在一定条件下能与氢元素组成化合物MH5。
已知MH5的结构与氯化铵相似,MH5与水作用有氢气生成,则MH5的电子式为(M要用元素符号表示)。
写出MH5与AlCl3溶液反应的化学方程式
【答案】(1)11.2 ( 2分)(2)2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O ( 2分)
(3)SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4共价键;(各 2分)
(4)S(s)+O2(g)=SO2(g);△H =" -296kJ/mol" ( 2分)
(5)(2分);AlCl3+3NH5+3H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl+3H2↑ (3分)
【解析】
试题分析:甲、乙、丙为常见的单质,A、B、C、D、X、Y、Z为常见化合物,且丙在常温常压下为气体,B为淡黄色固体,则B为Na2O2,甲为Na,丙为O2,B、X的摩尔质量相同,则X为Na2S,乙为S单质,C为SO2,D为SO3,Y为Na2SO3,Z为 Na2SO4。
故(1)在B与二氧化碳的反应中,每有1mol电子转移,生成气体体积为11.2L;(2)X与Y的溶液混合后,再加入适量盐酸,会有乙生成,反应的离子方程式是2S2-+SO32-
+6H+=3S↓+3H2O;(3)将C通入溴水中,所发生反应的离子方程式是
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4;D中含的化学键类型为共价键;(4)在101KPa时,4.0g乙在
一定条件下与丙完全反应生成C,放出37KJ的热量,该反应的热化学方程式
S(s)+O2(g)=SO2(g);△H =-(32÷4.0×37)= -296kJ/mol;(5)比甲元素的原子序数少4的M 元素,则M为N元素;NH5的结构与氯化铵相似,故化学式为:NH4H,与水作用有氢气生
成,则MH5的电子式为,写出NH4H与AlCl3溶液反应,则为NH4H与
H2O反应后生成的NH3·H2O与AlCl3反应,故化学方程式:
AlCl3+3NH4H+3H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl+3H2↑。
考点:无机框图推断。
8.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】2 Na2O2+2 H2O =4 NaOH +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垐?
噲?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-;
9.电石浆是氯碱工业中的一种废弃物,其大致组成如表所示:
成分CaO SiO2Al2O3Fe2O3MgO CaS 其它不溶性的物质
质量分
数/%
65~66 3.5~5.0 1.5~3.50.2~0.80.2~1.1 1.0~1.823~26用电石浆可生产无水CaCl2,某化工厂设计了以下工艺流程:
已知氯化钙晶体的化学式是CaCl2·6H2O;H2S是一种酸性气体,且具有还原性。
(1)反应器中加入的酸应选用______________。
(2)脱色槽中应加入的物质X是__________;设备A的作用是__________;设备B的名称为__________;设备C的作用是_______________。
(3)为了满足环保要求,需将废气H2S通入吸收池,下列物质中最适合作为吸收剂的是
_______(填序号)。
反应的化学方程式为____________________________。
A.水 B.浓硫酸 C.石灰乳 D.硝酸
(4)将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是______________________。
【答案】盐酸活性炭蒸发浓缩过滤器脱水干燥 C Ca(OH)2+H2S=CaS+2H2O 对母液回收利用,降低废弃物排放量,提高经济效益
【解析】
【分析】
电石浆加入酸,其中含有的氧化钙,氧化铝、氧化铁、氧化镁、硫化钙溶于酸,经沉降后过滤得到滤渣为二氧化硅和不溶性杂质,加入活性炭脱色过滤后,在A中蒸发浓缩得到晶体,B中过滤得到晶体,通过C脱水干燥得到产品。
【详解】
(1)因目的是生产CaCl2,在处理过程中不引入新的杂质离子,所以反应器中加入的酸应选用盐酸;
(2)活性炭具有吸附性,故脱色槽中应加入的物质X是活性炭;从A装置后面看是结晶池,则在A中可进行的操作是溶液脱水,A为蒸发浓缩;从B中有母液出来,则B为过滤器;B中得到晶体,所以需要脱水干燥,才能得到CaCl2产品,故设备C的作用是脱水干燥;
(3)H2S为酸性气体,应用碱液吸收,应该选石灰乳,该反应的化学方程式为
Ca(OH)2+H2S=CaS+2H2O,故合理选项是C;
(4)设备B中产生的母液中含有氯化物,经回收利用,不仅可以降低废弃物排放量,而且可以提高经济效益,故将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是对母液回收利用,降低废弃物排放量,提高经济效益。
【点睛】
本题以“用电石浆可生产无水CaCl2”为载体,考查实验基本操作和技能,涉及工艺流程的理解、物质分离提纯、元素化合物性质等,是对学生综合能力的考查,需要学生基本知识的基础与分析问题、解决问题的能力。
10.某兴趣小组为探究铁和浓硫酸反应的产物及性质,用如图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)
实验开始前,先打开弹簧夹通一段时间N2,关闭弹簧夹后,在A中滴加一定量的浓硫酸,观察实验现象,然后加热,观察到A中有白雾生成,铁片上有气泡产生。
已知A中白雾是硫酸与水形成的酸雾。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是___;
(2)加热一段时间后发现B装置中溶液褪色,取出A中的溶液少许,加入KSCN溶液未出现血红色,写出此时A中反应的化学方程式:___;
(3)C装置的作用是除去二氧化硫气体中硫酸蒸汽,则盛放的溶液是___;
A.水 B.NaOH溶液 C.饱和Na2SO3溶液 D.饱和NaHSO3溶液
(4)实验开始前,先通一段时间N2的目的是___;
(5)可以证明H2SO3是弱酸的实验装置是___;
(6)E中的现象是___,该现象表明SO2具有___性;
(7)装置F的作用是吸收尾气,写出该装置中反应的化学方程式___,以下各种尾气吸收装置中,适合于吸收该尾气,而且能防止倒吸的是___。
【答案】分液漏斗 Fe+2H2SO4(浓)FeSO4+SO2↑+2H2O D 除去装置中的空气 D 高锰酸钾溶液褪色还原性 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O ②、④
【解析】
【分析】
A装置为铁和浓硫酸的反应装置,B装置为检验二氧化硫的装置,二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,C装置为除去二氧化硫中的酸雾,防止对D装置中的现象产生干扰,D 装置中装的氯化钡与二氧化硫不反应,E装置中高锰酸钾具有强氧化性,而二氧化硫具有还原性,二氧化硫能还原高锰酸钾使其褪色,F装置为尾气吸收装置,吸收二氧化硫,防止其污染空气。
【详解】
(1)仪器a是分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(2)加入KSCN溶液未出现血红色,说明生成的不是硫酸铁,而是硫酸亚铁,则反应的化
学方程式为Fe+2H2SO4(浓) Δ
FeSO4+SO2↑+2H2O,故答案为:Fe+2H2SO4(浓)
Δ
FeSO4+SO2↑+2H2O;
(3)硫酸为强酸,二氧化硫溶于水生成亚硫酸为弱酸,则C装置中的试剂应为能溶解硫酸,或能与硫酸反应,而不溶解二氧化硫,也不与二氧化硫反应的试剂;
A.水能与二氧化硫反应而消耗二氧化硫,故A错误;
B.NaOH溶液能与二氧化硫反应而消耗二氧化硫,故B错误;
C.饱和Na2SO3溶液能与二氧化硫反应而消耗二氧化硫,故C错误;
D.二氧化硫几乎不溶于饱和NaHSO3溶液,而硫酸能与亚硫酸氢钠发生反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,则能用饱和NaHSO3溶液除去二氧化硫中的硫酸蒸汽,故D正确;
综上所述,故答案为:D;
(4)因为二氧化硫具有还原性,而空气中的氧气具有氧化性,对实验会造成干扰,则实验开始前,先通一段时间N2,除去装置中的空气,故答案为:除去装置中的空气;
(5)亚硫酸为弱酸,所以与氯化钡溶液不反应,则若D装置中无现象,可以证明亚硫酸为弱酸,故答案为:D;
(6)由分析知,D中强氧化性的高锰酸钾能与具有还原性的二氧化硫发生氧化还原反应而褪色,故答案为:高锰酸钾溶液褪色;还原性;
(7)因为二氧化硫是空气污染气体之一,则需要用氢氧化钠进行尾气吸收,反应的方程式为2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O;
①装置气体进入装置后会使压强增大,不安全,故①错误;
②装置中的双耳管在发生倒吸时能承接液体,能有效防止倒吸,故②正确;
③装置的漏斗应放在与液面相切的位置,故③错误;
④装置中的干燥管在发生倒吸时能承接液体,能有效防止倒吸,故④正确;
综上所述,答案为:2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O;②、④。
11.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 AC D
SO2+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↓)。
12.实验室制取SO2的反应原理为:Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。
请用下列装置设计一个实验,以测定SO2转化为SO3的转化率:
(1)这些装置的连接顺序(按气体左右的方向)是
___→____→___→___→___→___→___→_____(填各接口的编号);
(2)实验时甲仪器的作用与原理是__________________________________。
(3)从乙处均匀通入O 2,为使SO 2有较高的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是________________________;
(4)Ⅳ处观察到的现象是____________________________________________;
(5)在Ⅰ处用大火加热烧瓶时,SO 2的转化率会___________(填“增大”“不变”或“减小”);
(6)写出III 中反应的离子方程式: ___________________________。
【答案】a h i b c f g d 平衡气压,使浓硫酸顺利滴下 先加热催化剂后滴加浓硫酸 有晶体生成 减小 SO 2+2OH -=SO 32-+H 2O
【解析】
【分析】
此套装置包括制取并净化SO 2、SO 2催化氧化、收集SO 3、进行尾气处理等操作,为防浓硫酸难以滴下,将分液漏斗内外气体相连;为提高SO 2的转化率,先加热催化剂,后制取SO 2;为防尾气污染环境,应将尾气用碱液吸收。
【详解】
(1)依据以上分析,仪器连接顺序为Ⅰ、Ⅴ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅲ,这些装置的接口连接顺序是a→h→i→b→c→f→g→d 。
答案为:a ;h ;i ;b ;c ;f ;g ;d ;
(2)实验时甲仪器是一种稳压滴液装置,其作用与原理是平衡气压,使浓硫酸顺利滴下。
答案为:平衡气压,使浓硫酸顺利滴下;
(3)由于SO 2催化氧化时需要高温,而加热后温度缓慢上升,所以为使SO 2有较高的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是先加热催化剂后滴加浓硫酸。
答案为:先加热催化剂后滴加浓硫酸;
(4)Ⅳ处,SO 3冷却后由气态转化为固态,所以观察到的现象是有晶体生成。
答案为:有晶体生成;
(5)因为SO 2的催化氧化反应是一个缓慢进行的可逆反应,所以在Ⅰ处用大火加热烧瓶时,有一部分SO 2未反应就逸出,从而导致SO 2的转化率会减小。
答案为:减小;
(6)III 中SO 2与NaOH 反应生成Na 2SO 3和水,反应的离子方程式为SO 2+2OH -=SO 32-+H 2O 。
答案为:SO 2+2OH -=SO 32-+H 2O 。
【点睛】
在进行仪器使用顺序的确定时,应从整体进行分析,一般顺序为:制气、除杂与净化、收集、性质实验、尾气处理。
13.某小组探究23Na SO 溶液和3KIO 溶液的反应原理。
(实验一)将含淀粉的-1230.01mol L Na SO ⋅溶液加入-130.01mol L KIO ⋅酸性溶液(过量)
中,混合后约5秒内无明显变化,随后有少量蓝色出现并迅速变蓝。
(1)溶液变蓝,说明3KIO 具有__________性。
(2)查阅文献:。