2020-2021高考化学——硫及其化合物的综合压轴题专题复习附详细答案

2020-2021高考化学——硫及其化合物的综合压轴题专题复习附详细答案
一、高中化学硫及其化合物
1．二氧化硫是污染大气的主要物质之一。

含二氧化硫的工业尾气可用如下方法来处理并制得有广泛用途的石膏。

(1)SO2造成的一种常见环境污染为___；列举二氧化硫的一种用途___。

(2)SO2使紫色KMnO4溶液褪色的离子方程式为___；(提示：KMnO4被还原为Mn2+)
(3)通空气时反应的化学方程式为___；若在实验室进行，操作A是_____。

(4)亚硫酸氢铵常用于造纸工业，若用某气体水溶液处理该工业尾气得到亚硫酸氢铵，则该气体为_______。

(5)有人提出在燃煤中加入适量的生石灰，可减少烟气中二氧化硫的排放，你认为是否合理?_______(填“合理”或“不合理”)；理由是______。

【答案】酸雨漂白草帽、纸张等2MnO4-+5SO2+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+
2CaSO3+O2+4H2O═2CaSO4•2H2O 过滤氨气合理二氧化硫与生石灰反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙与氧气反应生成硫酸钙。

【解析】
【分析】
(1)当雨水的pH<5.6时称为酸雨，酸雨产生的原因主要是因为空气中含有二氧化硫、二氧化氮等酸性氧化物引起的；二氧化硫有毒且有漂白性；
(2)SO2具有还原性，KMnO4溶液具有氧化性，二者会发生氧化还原反应而使紫色KMnO4溶液褪色，根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒，书写离子方程式；
(3)亚硫酸钙不稳定，易被氧气氧化为硫酸钙，通过操作A从液体中分离得到石膏，该操作方法为过滤；
(4)该工业尾气含有二氧化硫，二氧化硫为酸性气体，用某气体水溶液处理该工业尾气得到亚硫酸氢铵，根据元素守恒，通入的气体需含有氮元素，则为氨气；
(5)生石灰能够与二氧化硫反应生成亚硫酸钙，从而减少了烟气中二氧化硫的排放；
【详解】
(1)雨、雪、雾、霜、露、雹等在降落过程中吸收了空气中的二氧化硫、氮氧化物等致酸物质，就变成酸性的降水——酸雨，所以SO2造成的一种常见环境污染为形成酸雨；二氧化硫能和有色物质反应生成无色物质而具有漂白性，如漂白草帽，但二氧化硫有毒，不能漂白食品；
(2)SO2中S元素化合价为+4价，具有强的还原性，而KMnO4溶液具有强的氧化性，二者会发生氧化还原反应而使紫色KMnO4溶液褪色，二者反应的离子方程式为：2MnO4-
+5SO2+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+；
(3)亚硫酸钙中的S元素化合价为+4价，具有还原性，易被氧气氧化，所以通空气时反应的
化学方程式为：2CaSO3+O2+4H2O═2CaSO4•2H2O；分离固体与可溶性的液体混合物常用过滤操作，所以通过操作A从液体中分离得到石膏，该操作方法为过滤；
(4)该工业尾气含有二氧化硫，二氧化硫为酸性气体，氨气为碱性气体，两者反应：
SO2+NH3+H2O=NH4HSO3，所以若用某气体水溶液处理该工业尾气得到亚硫酸氢铵，则该气体为氨气；
(5)生石灰是碱性氧化物，能够与酸性氧化物二氧化硫反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙与氧气反应生成硫酸钙，所以在燃煤中加入生石灰可减少烟气中二氧化硫的排放。

【点睛】
本题考查了含二氧化硫的工业尾气处理及应用，明确二氧化硫的性质是解本题关键，注意运用化学知识解释化工生产操作。

2．实验室用如图所示装置模拟石灰石燃煤烟气脱硫实验：
（1）实验中为提高石灰石浆液脱硫效率可采取的一种措施是____，写出通入SO2和空气发生反应生成石膏(CaSO4·2H2O)的化学方程式____。

（2）将脱硫后的气体通入KMnO4溶液，可粗略判断烟气脱硫效率的现象是____。

（3）研究发现石灰石浆液的脱硫效率受pH和温度的影响。

烟气流速一定时，脱硫效率与石灰石浆液pH的关系如图所示，在pH为5.7时脱硫效果最佳，石灰石浆液5.7＜pH＜6.0时，烟气脱硫效果降低的可能原因是____，烟气通入石灰石浆液时的温度不宜过高，是因为____。

（4）石灰石烟气脱硫得到的物质中的主要成分是CaSO4和CaSO3，实验人员欲测定石灰石浆液脱硫后的物质中CaSO3的含量，以决定燃煤烟气脱硫时通入空气的量。

请补充完整测定CaSO3含量的实验方案：取一定量石灰石烟气脱硫后的物质，____。

[浆液中CaSO3能充分与硫酸反应。

实验中须使用的药品：75%的硫酸、标准浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液，标准浓度的酸性KMnO4溶液]
【答案】不断搅拌、制成浆液2CaCO3 + 2SO2 + O2 +4H2O＝2 CaSO4·2H2O + 2CO2高锰酸钾溶液颜色褪去的快慢石灰石的溶解度减小，减慢了与SO2的反应温度升高SO2的溶解度小加入足量的75%的硫酸，加热，将生成的SO2气体通入一定体积过量的标准浓度的酸性KMnO4溶液，记录加入KMnO4溶液的体积，充分反应后，用标准浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定（过量酸性KMnO4溶液），记录达到滴定终点时消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积，计算得出结果
【解析】
【分析】
(1)根据加快反应速率的条件分析；利用电子守恒、原子守恒写出化学方程式；
（2）用高锰酸钾溶液检测SO2的含量；
（3）根据影响化学反应速率的因素分析；
（4）利用氧化还原滴定的方法测定CaSO3含量。

【详解】
（1）实验中为提高石灰石浆液脱硫效率采取的措施是不断搅拌、制成浆液；根据电子守恒和原子守恒，写出通入SO2和空气发生反应生成石膏(CaSO4·2H2O)的化学方程式2CaCO3 + 2SO2 + O2 +4H2O＝2 CaSO4·2H2O + 2CO2。

（2）脱硫后的气体含有少量SO2气体，通入KMnO4溶液能使高锰酸钾溶液颜色，因此根据颜色褪去的快慢，可粗略判断烟气脱硫效率，本题答案为：高锰酸钾溶液颜色褪去的快慢。

（3）由脱硫效率与石灰石浆液pH的关系图知，在为5.7时脱硫效果最佳，pH增大石灰石的溶解度减小，减慢了与SO2的反应；温度升高SO2的溶解度小，因此，本题正确答案为：石灰石的溶解度减小，减慢了与SO2的反应；温度升高SO2的溶解度小。

（4）欲测定CaSO3的含量，根据所给实验药品，先向样品中加入足量的75%的硫酸，加热，将生成的SO2气体通入一定体积过量的标准浓度的酸性KMnO4溶液，记录加入KMnO4溶液的体积，充分反应后，用标准浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定（过量酸性KMnO4溶液），记录达到滴定终点时消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积，计算得出结果。

【点睛】
本题考查影响化学反应速率的因素、反应条件的选择、定量测定实验的设计，难点是（4）小题中，实验步骤的设计，要注意实验原理的分析，根据实验原理设计实验步骤。

3．形成酸雨的原理之一可表示如下：
请回答下列问题：
（1）未污染的雨水的pH一般小于7大于5.6，这是由于溶解了___的缘故；酸雨的pH小于5.6，主要含有硫酸、___和一些有机酸等。

（2）图中三个反应不属于氧化还原反应的是___(填标号)；写出反应②的化学方程式___。

（3）某研究性学习小组取来雨水做水样进行测定，随时间的推移雨水样品的pH值会变小，主要原因是为___(用化学方程式表示)。

（4）你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是____。

（选填字母编号）
①少用煤做燃料②把工厂的烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源
A．①②③ B．②③④⑤ C．①③⑤ D．①③④⑤
（5）从保护环境的角度出发，一些工厂采用“钙基固硫法”，即在含硫的煤中混入生石灰后
燃烧，大部分SO2最终将转化为_____。

（6）汽车尾气中的CO，NO排放也是城市空气的污染物，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”，使CO与NO反应，生成两种无毒气体，其中之一是N2。

写出NO与CO反应的化学方程式___，此反应的缺点是在一定程度上提高空气的酸度，其原因是___。

【答案】CO2 HNO3③ 2SO2+O22SO3 2H2SO3 +O2→2H2SO4 C CaSO4
2NO+2CO N2+2CO2 SO2经催化剂转化为SO3，溶于水产生硫酸，形成了酸雾
【解析】
【分析】
（1）二氧化碳能和水反应生成碳酸；二氧化硫、氮氧化物是形成酸雨的重要物质；
（2）依据反应过程中元素化合价变化分析判断，有元素化合价变化的反应是氧化还原反应，反应②的化学方程式为：2SO2+O22SO3 ；
（3）酸雨形成的主要原因是大量燃烧化石燃料，产生二氧化硫，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，随时间的推移亚硫酸被氧化成硫酸，由弱酸生成强酸，酸性增强；
（4）少用煤作燃料、燃料脱硫、开发新的能源等措施可以减少二氧化硫气体的排放，从而减少酸雨的形成；
（5）生石灰能吸收含硫煤在燃烧时生成的SO2生成CaSO3，后氧化生成CaSO4；
（6）在汽车的排气管上装一个“催化转化器”，使CO与NO反应，生成两种无毒气体，其中之一是N2，即CO和NO反应生成N2和CO2，由此写出方程式；SO2经催化剂转化为
SO3，溶于水产生硫酸，形成了酸雾，提高了空气的酸度。

【详解】
（1）空气中含有二氧化碳，二氧化碳能和雨水反应生成碳酸，碳酸显酸性，所以正常的雨水一般小于7大于5.6；如果空气中含有污染物二氧化硫、氮氧化物时，在空气中最终转化成硫酸、硝酸等，使酸雨的pH小于5.6，故答案为：二氧化碳；硝酸；
（2）酸雨形成是含硫物质的燃烧生成的二氧化硫形成的，依据流程分析可知含硫燃料在氧气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫催化氧化为三氧化硫，三氧化硫溶于水生成硫酸，则
①②反应过程中有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，反应③是三氧化硫和水反应生成硫酸，反应过程中无元素化合价变化，反应②的化学方程式为：
2SO2+O22SO3；
（3）酸雨形成的主要原因是大量燃烧化石燃料，产生二氧化硫，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，随时间的推移亚硫酸被氧化成硫酸，发生的反应为：2H2SO3+O2=2H2SO4，酸雨样品中的H2SO3逐渐被氧化成H2SO4，使溶液的酸性增强；
（4）①少用煤做燃料③燃料脱硫⑤开发新能源，都可减少含硫物质的排放，可减少二氧化硫的形成，②把工厂的烟囱造高，④在已酸化的土壤中加石灰不能减少二氧化硫、氮氧化物的产生，即不能减缓酸雨污染；
故选C；
（5）生石灰能吸收含硫煤在燃烧时生成的SO2，后氧化生成CaSO4，发生反应为
CaO+SO2═CaSO3，2CaSO3+O2═2CaSO4，所以大部分SO2最终将转化为CaSO4；
（6）在汽车的排气管上装一个“催化转化器”，使CO与NO反应，生成两种无毒气体，其中之一是N2，即CO和NO反应生成N2和CO2，由此写出方程式：
2NO+2CO N2+2CO2；SO2经催化剂转化为SO3，溶于水产生硫酸，形成了酸雾，提高了空气的酸度。

【点睛】
本题考查了二氧化硫性质的分析判断和应用，氧化还原反应的判断方法以及空气污染等问题，难点（6）要根据题目提供的信息分析出产物，写出方程式．
4．在50 mL 4 mol·L－1的氢氧化钠溶液中，通入一定量的硫化氢，反应完毕，在常温减压条件下，用氮气把溶液吹干，得到白色固体7.92 g，通过计算确定白色固体的组成及各组分的质量。

_________________
【答案】白色固体有两种组合。

一种可能是由Na2S(3.12g)和NaOH(4.80g)组成的混合物；另一种可能是由Na2S(7.52 g)和NaHS(0.40 g)组成的混合物。

【解析】
【分析】
NaOH的物质的量为n(NaOH)=c·V=4mol/L× 0.05L =0.2mol，0.2mol的NaOH跟H2S反应，若
全部生成Na2S时，白色固体的质量m(Na2S)=78g/mol×0.2mol
2
=7.8g，0.2mol的NaOH跟
H2S反应，若全部生成NaHS时，白色固体(NaHS)的质量为
m(NaHS)=56g/mol×0.2mol=11.2g，因为7.8g<7.92g<11.2g，所以得到的白色固体有两种可能的组合：一种是Na2S和NaOH的混合物；另一种是Na2S和NaHS的混合物，根据题意列方程式进行计算即可。

【详解】
氢氧化钠的物质的量为n(NaOH)=c·V=4mol/L× 0.05L =0.2mol，0.2mol的NaOH跟H2S反应，
若全部生成Na2S时，m(Na2S)=78g/mol×0.2mol
2
=7.8g；0.2 mol的NaOH跟H2S反应，若全
部生成NaHS时，m(NaHS)=56g/mol×0.2mol=11.2g，因为7.8 g<7.92 g<11.2 g，所以得到的白色固体有两种可能的组合：①Na2S和NaOH的混合物；②Na2S和NaHS的混合物。

①设Na2S为xmol，则有(0.2-2x) mol NaOH，78 g/mol×xmol+40g/mol(0.2-2x)=7.92g，解得
x=0.04mol；Na2S的质量m(Na2S)=0.04 mol×78 g/mol=3.12g，NaOH的质量m(NaOH)=7.92 g-
3.12g=
4.80 g；
②设Na2S为ymol，则有(0.2-2y)mol NaHS。

78 g/mol×ymol+56g·mol(0.2-2y)mol=7.92g，解得y≈0.0965 mol，所以Na2S的质量m(Na2S)=78g/mol×0.0965 mol=7.52g，NaHS的质量
m(NaHS)=7.92 g-7.52g=0.40g。

【点睛】
本题考查学生有关混合物的计算知识，注意极值法的应用，学会运用所学知识进行分析和推理能力是关键所在。

5．已知X、Y均为有刺激性气味的气体，且几种物质间有以下转化关系，部分产物未标出。

请回答下列问题。

(1)写出下列各物质的化学式：
X______、Y______、A______、B______、C______。

(2)反应①的离子方程式为____________。

【答案】Cl2 SO2HCl H2SO4FeCl3 2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42-+4H+
【解析】
【分析】
A与硝酸酸化的AgNO3溶液反应产生白色沉淀，A中含Cl-；B与盐酸酸化的BaCl2溶液反应产生白色沉淀，B中含SO42-；又根据X、Y均为有刺激性气味的气体，且X能与Fe反应，则X为Cl2，Y为SO2，A为HCl，B为H2SO4，C为FeCl3。

【详解】
(1)分析可知，X为Cl2，Y为SO2，A为HCl，B为H2SO4，C为FeCl3。

(2)反应①为氯化铁与二氧化硫发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O＝
2Fe2++SO42-+4H+。

6．研究表明不含结晶水的X（由4种短周期元素组成），可作为氧化剂和漂白剂，被广泛应用于蓄电池工业等。

为探究X的组成和性质，设计并完成了下列实验：
已知：气体单质B可使带火星的木条复燃。

（1）X中含有的元素为：____；图中被浓硫酸吸收的气体的电子式为：_____。

（2）请写出①的化学方程式：_____。

（3）已知X常用于检验Mn2+，它可将Mn2+氧化成MnO4-。

请写出X溶液和少量MnCl2溶液反应的离子方程式：_____。

【答案】N、H、S、O 2(NH4)2S2O8+8NaOH=4Na2SO4+4NH3+O2↑+6H2O 7S2O82-
+2Mn2++4Cl-+8H2O=2Cl2↑+2MnO4-+14SO42-+16H+
【解析】
【分析】
从图中可以采集以下信息：m(X)=4.56g，m(BaSO4)=9.32g，V(O2)=0.224L，V(NH3)=1.12L-
0.224L=0.896L。

n(BaSO4)=
9.32
0.04mol
233g/mol
g
=，n(O2)=
0.224L
0.01mol
22.4L/mol
=，
n(NH3)=
0.896L
0.04mol
22.4L/mol
=。

在X中，m(NH4+)=0.04mol×18g/mol=0.72g，
m(S)=0.04mol×32g/mol=1.28g，则X中所含O的质量为m(O)= 4.56g-0.72g-1.28g=2.56g，
n(O)=
2.56g
0.16mol 16g/mol
=。

X中所含NH4+、S、O的个数比为0.04:0.04:0.16=1:1:4，从而得出X的最简式为NH4SO4，显然这不是X的化学式，X可作为氧化剂和漂白剂，则其分子中应含有过氧链，化学式应为(NH4)2S2O8。

（1）从以上分析，可确定X中含有的元素；图中被浓硫酸吸收的气体为NH3。

（2）反应①中，(NH4)2S2O8与NaOH反应，生成BaSO4、NH3、O2等。

（3）已知X常用于检验Mn2+，它可将Mn2+氧化成MnO4-。

则(NH4)2S2O8与MnCl2反应生成MnO4-、Cl2、SO42-等。

【详解】
（1）从以上分析，可确定X中含有的元素为N、H、S、O；图中被浓硫酸吸收的气体为NH3，电子式为。

答案为：N、H、S、O；；
（2）反应①中，(NH4)2S2O8与NaOH反应，生成BaSO4、NH3、O2等，且三者的物质的量之比为4:4:1，化学方程式为2(NH4)2S2O8+8NaOH=4Na2SO4+4NH3+O2↑+6H2O。

答案为：
2(NH4)2S2O8+8NaOH=4Na2SO4+4NH3+O2↑+6H2O；
（3）已知X常用于检验Mn2+，它可将Mn2+氧化成MnO4-。

则(NH4)2S2O8与MnCl2反应生成MnO4-、Cl2、SO42-等。

S2O82-中有两个O从-1价降低到-2价，共得2e-；MnCl2中，Mn2+由+2价升高到+7价，Cl-由-1价升高到0价，MnCl2共失7e-，从而得到下列关系：7S2O82-
+2Mn2++4Cl-——2Cl2↑+2MnO4-+14SO42-，再依据电荷守恒、质量守恒进行配平，从而得出反应的离子方程式为7S2O82-+2Mn2++4Cl-+8H2O=2Cl2↑+2MnO4-+14SO42-+16H+。

答案为：7S2O82-+2Mn2++4Cl-+8H2O=2Cl2↑+2MnO4-+14SO42-+16H+。

7．按要求回答下列问题：
（1）氯气的制取方法有很多，写出实验室用MnO2来制取氯气的离子方程式__________。

（2）工业炼铁通常在___________设备中进行，需要用到铁矿石、焦炭、__________和空气。

（3）氯化铁溶液通常应用于印刷电路板制作，写出其反应的离子方程式___________。

（4）请写出红热的炭与浓硫酸反应的化学方程式__________。

【答案】MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 高炉石灰石 Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+
C+2H2SO42SO2↑+CO2↑+2H2O
【解析】
【分析】
(1)实验室用MnO2来制取氯气的反应方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；
(2)根据高炉炼铁的主要设备是高炉进行分析；工业炼铁高炉中发生的主要反应有：在高温下，焦炭跟氧气反应生成二氧化碳；二氧化碳被焦炭还原成一氧化碳；一氧化碳再跟铁矿石中的氧化物反应，生成铁，石灰石作用是除渣；
(3)Cu与氯化铁反应生成氯化亚铁、氯化铜；
(4)红热的炭与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水。

【详解】
(1)实验室用MnO2来制取氯气的反应方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，故反应离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；
(2)工业炼铁通常在高炉设备中进行；需要用到的原料有铁矿石、焦炭、空气和石灰石，焦炭的作用：提供热量、生成一氧化碳；一氧化碳再跟铁矿石中的氧化物反应，生成铁，石灰石在高温条件下分解能生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙能和铁矿石中的杂质二氧化硅反应生成硅酸钙，从而除去二氧化硅；
(3)制印刷电路板时常用FeCl3溶液作“腐蚀液”，发生反应的化学方程式为
2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，离子方程式为Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+；
(4)红热的炭与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，故化学方程式为为
C+2H2SO42SO2↑+CO2↑+2H2O。

8．锰酸锂(LiMn2O4)可作为锂离子电池的正极材料，在工业上可利用软锰矿浆(主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)吸收含硫烟气(主要成分SO2)制备锰酸锂，生产流程：
已知：①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强。

②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如表：
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2
开始沉淀 2.77.6 3.47.7
完全沉淀 3.79.6 4.79.8
(1)含硫烟气在通入软锰矿浆前需要先冷却，冷却的原因是____________________。

(2)滤液1中所含金属阳离子有_____________(填离子符号)。

(3)在实际生产中，Li2CO3与MnO2按物质的量之比1∶4混合均匀加热制取LiMn2O4，反应
过程：
①升温到515℃时，Li2CO3开始分解产生CO2和碱性氧化物A，写出A的名称________，此时比预计Li2CO3的分解温度(723℃)低得多，可能原因是_______________；
②升温到566℃时，MnO2开始分解产生另一种气体X，X恰好与①中产生的CO2物质的量相等，同时得到固体B，固体B是______。

③升温到720℃时，第三阶段反应开始，固体质量逐渐增加，当质量不再增加时，得到高纯度的锰酸锂。

请写出该阶段反应的化学方程式_________________。

(4)由“滤液1”得到“滤液2”同时回收Al(OH)3的实验方案如下：边搅拌边向滤液1中加入
_____________，再加入NaOH溶液调节pH范围为____________，过滤得到滤液2和滤渣，向滤渣中加入NaOH溶液pH≥12，搅拌、过滤，再向所得滤液中通入过量的CO2过滤、洗涤、低温烘干得Al(OH)3。

(5)工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺：
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液做阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。

b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，过滤、烘干得高纯Li2CO3。

①a中，阳极的电极反应式是__________，宜选用_____(“阳”或“阴”)离子交换膜。

②b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是__________________。

【答案】提高含硫烟气中SO2的吸收率 Mn2+、Al3+、Fe2+氧化锂 MnO2对Li2CO3分解有催化作用 Mn2O3 2Li2O+4Mn2O34LiMn2O4足量H2O2 4.7≤pH<7.7 2Cl- -2e-=Cl2↑阳 2LiOH+NH4HCO3Li2CO3+2H2O+NH3↑
【解析】
【分析】
软锰矿浆(主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2)制备锰酸锂，软锰矿浆通入含二氧化硫的烟气，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，Fe2O3、FeO、Al2O3，都能溶于酸，得到相应的离子，同时SO2将得到的Fe3+还原为Fe2+，MnO2与SO2发生氧化还原反应，得到Mn2+，SiO2不溶于酸，滤渣1为SiO2，滤液1含Al3+、Mn2+、Fe2+，由沉淀的pH范围知，Fe2+的沉淀与Mn2+离子的沉淀所需的pH接近，而Fe3+则相差很远，故可以将Fe2+氧化成Fe3+而除杂，搅拌加入氢氧化钠溶液至4.7≤pH<7.7，过滤得到滤液2和固体，向所得固体中加入氢氧化钠溶液至pH≥12，搅拌过滤再向所得滤液中通入二氧化碳过滤洗涤，低温烘干得到Al(OH)3，滤液2中加入氢氧化钠溶液过滤得到Mn(OH)2，一定条件下得到MnO2，Li2CO3与MnO2按物质的量之比为1：4混合均匀加热制取LiMn2O4，据此分析作答。

【详解】
(1)含硫烟气在通入软锰矿浆前需要先冷却，是由于降低温度可提高含硫烟气中SO2的吸收率；
(2)SO2溶于水得到H2SO3，H2SO3具有酸性，可溶解金属氧化物Fe2O3、FeO、Al2O3，使它们转化为相应的金属阳离子，同时SO2具有还原性，会将得到的Fe3+还原为Fe2+，SO2与MnO2发生氧化还原反应，得到Mn2+，而SiO2是酸性氧化物，不溶于酸，所以滤渣1为SiO2，滤液1含Al3+、Mn2+、Fe2+；
(3)①升温到515℃时，Li2CO3开始分解产生CO2和Li2O，故分解得到的碱性氧化物A的名称
是氧化锂；此时比预计Li 2CO 3的分解温度（723℃）低得多，说明MnO 2对Li 2CO 3的分解有催化剂的作用；
②升温到566℃时，MnO 2开始分解产生另一种气体X ，根据元素在室温下的存在状态可知X 为O 2，X 恰好与①中产生的CO 2物质的量相等，同时得到固体B ，1 mol Li 2CO 3分解产生1 mol CO 2气体，4 mol MnO 2分解产生1 molO 2，则根据元素守恒可知此过程发生的化学反应方程式4MnO 22Mn 2O 3+O 2↑，B 为Mn 2O 3；
③升温到720℃时，A 、B 反应，固体质量逐渐增加，当质量不再增加时，得到高纯度的锰酸锂。

该发生的化学反应方程式为：2Li 2O+4Mn 2O 3
4LiMn 2O 4； (4)由于滤液1含Al 3+、Mn 2+、Fe 2+，由于Mn 2+、Fe 2+形成沉淀的pH 比较接近，所以由“滤液1”得到“滤液2”同时回收Al(OH)3的实验方案如下：边搅拌边向滤液1中加入足量H 2O 2，可以将Fe 2+氧化为Fe 3+，然后再加入NaOH 溶液调节pH ，使Al 3+转化Al(OH)3沉淀，而Mn 2+仍然以离子形式存在于溶液，由于Fe 3+完全沉淀的pH=3.7，Al 3+完全沉淀的pH=4.7，而Mn 2+开始形成Mn(OH)2沉淀的pH=7.7，所以调整溶液pH 范围为4.7≤pH<7.7，过滤得到滤液2和滤渣，滤渣中含有Al(OH)3、Fe(OH)3，向滤渣中加入NaOH 溶液pH≥12，溶液显碱性，Al(OH)3与碱反应转化为NaAlO 2，而Fe(OH)3不溶解，搅拌、过滤，再向所得滤液中通入过量的CO 2，NaAlO 2与CO 2及水反应产生Al(OH)3沉淀，经过滤、洗涤、低温烘干得Al(OH)3；
(5) 根据题给信息可知：
①a 中是LiCl 溶液，阳极上溶液中的Cl -失去电子，发生氧化反应，电极反应式是2Cl - -2e -=Cl 2↑，溶液中阴离子不断放电使阳离子浓度增大，为维持溶液电中性，宜选用阳离子交换膜；
②b 中LiOH 与NH 4HCO 3反应生成Li 2CO 3，反应的化学方程式为：
2LiOH+NH 4HCO 3
Li 2CO 3+2H 2O+NH 3↑。

【点睛】
本题以物质的制取为线索，考查了物质性质、转化，物质分离提纯和电解原理等知识，掌握反应原理和物质的性质及应用是解题关键，注意元素化合价与物质的性质的关系的应用。

9．钼是一种过渡金属元素，其单质通常用作合金及不锈钢的添加剂，这种金属可增强合金的强度、硬度、可焊性及韧性，还可增强其耐高温及耐腐蚀性能。

下图是化工生产中制备金属钼的主要流程：
(1)用简单氧化物形式表示()312402Na P Mo O 6H O ⎡⎤⋅⎣⎦的组成：
____________________________。

(2)写出反应①的化学方程式：______________________。

(3)反应①的尾气可以再利用，写出两种利用该尾气制得的化学药品：
______________________。

(4)工业上制备还原性气体的反应原理有：242CO CH 2CO 2H ++高温，
422CH H O CO 3H ++高温。

将含甲烷体积分数为80%的a L （标准状况下）天然气与足量二氧化碳和水蒸气混合物在高温下反应，甲烷的转化率为90%，用产生的还原性气体（CO 和2H ）依据反应⑤冶炼钼，理论上生成钼的质量为___________（已知Mo 的相对原子质量为96）
【答案】232523Na O 24MoO P O 12H O ⋅⋅⋅ 22322MoS 7O 2MoO 4SO ++高温 23Na SO 、()324NH SO （合理即可）
144g 35
a 【解析】
【分析】
【详解】 (1)该物质化学式按改写类似硅酸盐的化学式改写，可表示为
232523Na O 24MoO P O 12H O ⋅⋅⋅；
(2)二硫化钼与氧气在高温条件下反应生成三氧化钼和二氧化硫，反应的化学方程式为22322MoS 7O 2MoO 4SO ++高温；
(3)二氧化硫再收集利用，可制备盐类物质等，如23Na SO 、()324NH SO ；
(4)根据反应方程式可知，1 mol 甲烷完全反应生成4 mol 还原性气体，又因
323CO MoO Mo 3CO ++高温、2323H MoO Mo 3H O ++高温，所以3 mol 还原性气体理论上生成1 mol 钼。

由于()4-1aL n CH =80%22.4L mol
⨯⋅，则()2a a 72%n H +CO =80%90%4mol=mol 22.4 5.6
⨯⨯⨯⨯，故a 72%10.72a n(Mo)=mol=mol 5.6316.8⨯⨯，10.72144(Mo)mol 96g mol g 16.835a a m -=⨯⋅=。

10．工业上用黄铁矿（FeS 2）为原料制备硫酸的流程如下：
回答下列问题：
（1）在接触室中发生的反应是2SO 2+O 2
2SO 3，该反应属于__________（填字母）
a.氧化还原反应
b.离子反应
c.化合反应
d.可逆反应
（2）Fe 2O 3废渣的用途有________________________（答出一条即可）。

（3）写出沸腾炉中发生反应的化学方程式：________
（4）取硫酸产品加入蔗糖中，有“黑面包”现象发生，该过程体现出浓硫酸的性质是_____。

【答案】acd 生产涂料、生产红色油漆、冶炼铁 4FeS 2+11O 2
2Fe 2O 3+8SO 2 脱水性和氧化性
【解析】
【分析】 （1）在接触室中发生的反应是2SO 2+O 2−−−→←−−−催化剂
高温2SO 3，该反应中S 化合价升高，O 化合价降低，属于氧化还原反应，同时也是可逆反应和化合反应；
（2）Fe 2O 3废渣是红色固体，用途有生产涂料、生产红色油漆、冶炼铁等；
（3）黄铁矿（FeS 2）和氧气反应生成Fe 2O 3和SO 2；
（4）取硫酸产品加入蔗糖中，浓硫酸具有脱水性，会把有机物中的氢和氧按2:1的比例脱出来，剩下碳，所以会变黑；浓硫酸具有强氧化性会和C 反应生成二氧化碳和二氧化硫气体散发出来，所以就会形成蓬松的像面包一样。

【详解】
（1）在接触室中发生的反应是2SO 2+O 2−−−→←−−−催化剂
高温2SO 3，该反应中S 化合价升高，O 化合价降低，属于氧化还原反应，同时也是可逆反应和化合反应，故选acd ；
（2）Fe 2O 3废渣是红色固体，用途有生产涂料、生产红色油漆、冶炼铁等；
（3）黄铁矿（FeS 2）和氧气反应生成Fe 2O 3和SO 2，该反应是氧化还原反应，根据得失电子守恒和原子守恒可得方程式为：4FeS 2+11O 2高温2Fe 2O 3+8SO 2；
（4）取硫酸产品加入蔗糖中，浓硫酸具有脱水性，会把有机物中的氢和氧按2:1的比例脱出来，剩下碳，所以会变黑；浓硫酸具有强氧化性会和C 反应生成二氧化碳和二氧化硫气体散发出来，所以就会形成蓬松的像面包一样，故该过程体现出浓硫酸的性质是脱水性和氧化性。

11．某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。

请回答下列问题：
（1）下列各组试剂中，能准确测定一定体积燃煤尾气中SO2含量的是___(填编号)。

a．NaOH溶液、酚酞试液 b．稀H2SO4酸化的KMnO4溶液
c．碘水、淀粉溶液 d．氨水、酚酞试液
（2）写出软锰矿浆吸收SO2 的离子方程式___。

（3）用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+，其原理是___。

（4）写出KMnO4与MnSO4溶液反应的离子方程式___。

（5）工业上采用电解K2MnO4水溶液的方法来生产KMnO4，其中隋性电极作阳极，铁作阴极，请写出阳极的电极反应式___。

（6）除杂后得到的MnSO4溶液可以通过___(填操作名称)、过滤制得硫酸锰晶体。

【答案】bc MnO2+SO2=Mn2++SO42－消耗溶液中的酸，促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀 2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2+4H+ MnO42--e-=MnO4-蒸发浓缩、冷却结晶
【解析】
【分析】
由流程可知，二氧化硫能与二氧化锰反应生成硫酸锰，用MnCO3能除去溶液中Al3+和
Fe3+，MnS将铜、镍离子还原为单质，高锰酸钾能与硫酸锰反应生成二氧化锰，通过过滤获得二氧化锰，以此解答该题。

【详解】
(1)准确测定一定体积燃煤尾气中SO2含量，二氧化硫与氨水、NaOH反应不易控制，且加指示剂现象观察的滴定终点与反应终点误差大，而b、c中利用还原性及高锰酸钾褪色、淀粉变蓝等可准确测定气体的含量，故答案为bc；
(2)SO2与稀硫酸酸化的软锰矿发生氧化还原反应生成硫酸锰，反应的离子方程式为
MnO2+SO2＝Mn2++SO42﹣；
(3)由于碳酸锰能消耗溶液中的酸，降低溶液的酸性，从而促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀，涉及反应为3MnCO3+2Al3+3H2O＝2Al(OH)3↓+3CO2↑+3Mn2+或3MnCO3+2Fe3++3H2O ＝2Fe(OH)3↓+3CO2↑+3Mn2+；
(4)KMnO4 与MnSO4溶液反应的离子方程式为2MnO4﹣+3 Mn2++2 H2O＝5MnO2+4H+；
(5)惰性电极作阳极，铁作阴极，则阳极上失去电子发生氧化反应，则阳极反应为MnO42﹣﹣e﹣═MnO4﹣；
(6)除杂后得到的MnSO4溶液可以通过蒸发浓缩，冷却结晶(过滤)制得硫酸锰晶体。