高考化学复习《硫及其化合物》专项综合练习及答案
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高考化学复习《硫及其化合物》专项综合练习及答案
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.物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。
下图为硫及其部分化合物的“价类二维图”,根据图示回答下列问题:
(1)类比CO2的性质,学习SO2的性质,写出下列反应的离子方程式。
①少量的SO2通入澄清石灰水中:__________________。
②SO2通入Na2SO3溶液中: ________________________。
(2)Y的分子式:___________________。
(3)Z的稀溶液与铁反应的离子方程式为______________________。
(4)检验CO2是否混有SO2,可以使混合气体通过盛有品红溶液的洗气瓶,这是利用了SO2的_____________性,也可以使混合气体通过盛有酸性高锰酸钾稀溶液的洗气瓶,这是利用了SO2的_____________性。
(5)大苏打(Na2S2O3)在照相、电影、纺织、化纤、造纸、皮革、农药等方面均有重要用途。
现欲在实验室制备大苏打,从氧化还原角度分析,合理的是__________(填字母选项)
A.Na2S+S B.Na2SO3+S C.Na2SO3+ Na2SO4 D.SO2+Na2SO4
(6)将X与SO2的水溶液混合后产生淡黄色沉淀,该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为__________________
【答案】Ca2++2OH-+SO2=CaCO3↓+H2O SO2+ SO32-+ H2O = 2HSO3- H2SO3 Fe+2H+=
Fe2++2H2↑漂白还原 B 2:1
【解析】
【分析】
根据二氧化硫的性质书写相关离子方程式;根据元素化合价及物质的种类分析判断物质的化学式;根据二氧化硫的漂白性和还原性分析解答;根据氧化还原反应中元素化合价升降规律分析解答。
【详解】
(1)①SO2属于酸性氧化物,少量的SO2通入澄清石灰水中反应生成亚硫酸钙沉淀和水,离子方程式为:Ca2++2OH-+SO2=CaCO3↓+H2O;
②SO2与Na2SO3反应生成亚硫酸氢钠,离子方程式为:SO2+ SO32-+ H2O = 2HSO3-;
(2)如图所示Y中S元素化合价为+4,则对应的酸为亚硫酸,分子式为:H2SO3;
(3)如图所示Z中S元素化合价为+6,则对应的酸为硫酸,硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气,离子方程式为Fe+2H+= Fe2++2H2↑;
(4)二氧化硫具有漂白性,而二氧化碳没有,二氧化硫中S为+4价,能被高锰酸钾氧化,具有还原性,故答案为:漂白;还原;
(5)大苏打(Na2S2O3)中S元素化合价为+2价,
A.Na2S中S为-2价,S中化合价为0,不能都升高为+2价,故A不合理;
B.Na2SO3中S为+4价,S中化合价为0,可以发生歧化反应得到+2的S,故B合理;C.Na2SO3中S为+4价,Na2SO4中S为+6价,不能都降低为+2价,故C不合理; D.SO2中S为+4价,Na2SO4中S为+6价,不能都降低为+2价,故D不合理;
故答案为:B;
(6)将X与SO2的水溶液混合后产生淡黄色沉淀,则X为H2S,淡黄色沉淀为S,反应为2H2S+SO2=3S↓+2H2O,生成的3molS中,2mol由H2S氧化得到,1mol由SO2还原得到,所以氧化产物与还原产物的物质的量之比为:2:1,则质量之比为:2:1,故答案为:2:1。
3.(1)古代锻造刀剑时,将炽热的刀剑快速投入水中“淬火”,反应为:3Fe+
4H2O(g)ΔFe3O4+4H2。
该反应中H2O作__________(填“氧化剂”或“还原剂”);
(2)检验某溶液中是否含有SO42-,先加盐酸,再加______(填“BaCl2”或“NaCl;
(3)海水提镁的重要步骤之一是用沉淀剂将海水中的Mg2+沉淀。
该沉淀剂是
__________(填“生石灰”或“盐酸”)。
(4)过氧化钠可用于呼吸面具中作为氧气的来源。
完成下列化学方程式:2Na2O2 + 2______ = 2Na2 CO3 +O2 ↑;
(5)某同学炒菜时发现,汤汁溅到液化气的火焰上时,火焰呈黄色。
据此他判断汤汁中含有________(填“钠”或“钾”)元素;
【答案】氧化剂 BaCl2生石灰 CO2钠
【解析】
【详解】
(1)在3Fe+4H2O(g)ΔFe3O4+4H2中氢元素的化合价从+1价降为0价,则H2O作氧化剂;
(2)检验某溶液中是否含有SO42-,先加稀盐酸,可以排除银离子与碳酸根离子等离子的干扰,再加入BaCl2溶液,产生的沉淀是硫酸钡;
(3)海水中的Mg2+沉淀是生成Mg(OH)2,沉淀剂是利用生石灰与水反应生成氢氧化钙,从而将Mg2+沉淀;
(4)过氧化钠可用于呼吸面具中作为氧气的来源,是利用Na2O2与CO2或水蒸气反应生成氧气,则2Na2O2 + 2CO2= 2Na2 CO3 +O2 ↑;
(5)钠元素的焰色反应呈黄色,即可判断汤汁中含有钠元素。
4.A、B、D、E、G 是原子序数依次增大的五种短周期元素,A与E同主族,A、B和E的原子最外层电子数之和为19,B与G 的单质都能与 H2反应生成“HX”(X代表B或G)型氢化物,D 为同周期主族元素中原子半径最大的元素。
(1)B 在元素周期表中的位置是______。
(2)D 的两种常见氧化物中均含有____________(填“离子键”或“共价键”)。
(3)E的最高价氧化物对应水化物的浓溶液和木炭共热,反应的化学方程式为____________。
(4)D 的最高价氧化物对应水化物的溶液与G的单质反应,反应的离子方程式为
___________。
(5)用原子结构解释“B、G 单质都能与H2反应生成HX型氢化物”的原因:________。
【答案】第2周期第VIIA族离子键 2H2SO4(浓)+C CO2↑+2SO2↑+2H2O Cl2+2OH﹣═ClO﹣+Cl﹣+H2O 氟和氯同在VIIA族,其原子最外层电子数均为7,均可与氢原子共用一对电子形成共价键
【解析】
【分析】
A、B、D、E、G 是原子序数依次增大的五种短周期元素,其中B与G同主族,B 与G 的单质都能与H2反应生成“HX”(X代表B或G)型氢化物,则B为F元素,G为Cl元素.D为同周期主族元素中原子半径最大的元素,原子序数大于F而小于Cl,则D为Na元素.A与E 同主族,A、B和E的原子最外层电子数之和为19,可知A与E的最外层电子数都为6,则A为O元素,E为S元素,结合对应单质、化合物的性质以及元素周期律知识的解答。
【详解】
A、B、D、E、G 是原子序数依次增大的五种短周期元素,其中B与G同主族,B 与G 的单质都能与H2反应生成“HX”(X代表B或G)型氢化物,则B为F元素,G为Cl元素.D为同周期主族元素中原子半径最大的元素,原子序数大于F而小于Cl,则D为Na元素.A与E 同主族,A、B和E的原子最外层电子数之和为19,可知A与E的最外层电子数都为6,则A为O元素,E为S元素;
(1)B为F元素,位于周期表第2周期第VIIA族;
(2)D为Na元素,其两种常见氧化物为氧化钠、过氧化钠,二者均含有离子键;
(3)E的最高价氧化物对应水化物的浓溶液为浓硫酸,具有强氧化性,和木炭共热反应化学方程式为2H2SO4(浓)+C CO2↑+2SO2↑+2H2O;
(4)氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠,反应的离子方程式为Cl2+2OH-═ClO-+Cl-
+H2O;
(5)氟和氯同在VIIA族,其原子最外层电子数均为7,均可与氢原子共用一对电子形成共价键,单质都能与H2反应生成HX 型氢化物。
5.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−。
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
MnO 4-、Cl 2、SO 42-等。
S 2O 82-中有两个O 从-1价降低到-2价,共得2e -;MnCl 2中,Mn 2+由+2价升高到+7价,Cl -由-1价升高到0价,MnCl 2共失7e -,从而得到下列关系:7S 2O 82-+2Mn 2++4Cl -——2Cl 2↑+2MnO 4-+14SO 42-,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7S 2O 82-+2Mn 2++4Cl -+8H 2O=2Cl 2↑+2MnO 4-+14SO 42-+16H +。
答案为:7S 2O 82-+2Mn 2++4Cl -+8H 2O=2Cl 2↑+2MnO 4-+14SO 42-+16H +。
7.雾霾严重影响人们的生活与健康,某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子:
Na +、2+2+3+2--2-43Ba Mg Fe SO Cl CO 、、、、、。
某同学收集了该地区的雾霾,经必要的预处理后配成试样溶液,设计并完成了如下的实验:①取试样溶液100mL ,向其中加入足量BaCl 2溶液,得到白色沉淀2.33g ,滴入足量盐酸沉淀质量不变。
②另取试样溶液100mL ,向其中加入足量NaOH 溶液,得到白色沉淀1.16g .再滴入足量盐酸沉淀全部溶解。
(1)实验①能确定该雾霾中肯定不含的离子为_______________________。
(2)判断Cl -是否存在,若存在求其最小浓度(若不存在说明理由)________。
(3)该雾霾中肯定含有的离子为_________________________。
(4)1.16g 白色沉淀为________(写化学式)。
(5)反应中消耗的BaCl 2的物质的量为________mol 。
(6)操作②中加盐酸沉淀溶解的离子方程式为______________________________。
【答案】Ba 2+、Fe 3+、CO 32- 0.2mol/L Mg 2+、SO 42-、Cl - Mg(OH)2 0.01mol
()+2+22Mg OH +2H =Mg +2H O
【解析】
【分析】
①取试样溶液100mL ,向其中加入足量BaCl 2溶液,得到白色沉淀2.33g ,滴入足量盐酸沉淀质量不变,则试样中一定含有SO 42-,一定不含有CO 32-,并且SO 42-的物质的量为
2.33g 233g /mol
=0.01mol ,则原溶液中与SO 42-不共存的离子Ba 2+一定不含; ②另取试样溶液100mL ,向其中加入足量NaOH 溶液,得到白色沉淀1.16g ,再滴入足量盐酸沉淀全部溶解,则试样中一定含有Mg 2+,并且物质的量为
1.1658g /mol =0.02mol ,一定不含Fe 3+;
又溶液呈电中性,所以溶液中还一定含有Cl -,Na +可能含有,结合题给选项分析解答。
【详解】
(1)根据以上分析,肯定不含的离子为Ba 2+、Fe 3+、CO 32-;
(2)由分析知溶液中含有Mg 2+0.02mol ,SO 42-0.01mol ,根据n(Mg 2+)×2≠n(SO 42)×2,可知电荷不守恒,而溶液一定是电中性的,则溶液中一定含有Cl -,则n(Mg 2+)×2=n(SO 42)×2+n(Cl -)×1,解得:n(Cl -)=0.02mol ,因溶液中还可能含有Na+,则溶液中n(Cl -)≥0.02mol ,其最小浓度为0.02mol 0.1L
=0.2mol/L ; (3)根据以上分析,肯定含的离子为Mg 2+、SO 42-、Cl -;
(4)根据以上分析,1.16g白色沉淀为Mg(OH)2;
(5)根据以上分析,取试样溶液100mL,向其中加入足量BaCl2溶液,得到白色沉淀2.33g,
根据钡离子守恒,则消耗的BaCl2的物质的量为
2.33g
233g/mol
=0.01mol;
(6)根据以上分析,1.16g白色沉淀为Mg(OH)2,加盐酸沉淀溶解的离子反应方程式为
Mg (OH) 2+2H+=Mg2++2H2O。
8.一无色透明的溶液做如下实验:
①取少量溶液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成。
②另取部分溶液加入Na2O2,有无色无味气体放出且有白色沉淀生成,加入Na2O2的量与生成沉淀的量的关系如图所示,试问:
(1)Cu2+、NH4+、Al3+、Mg2+、Na+、Fe3+、K+、SO42-等离子中一定存在的离子是__;可能存在的离子是__;一定不存在的离子是___。
(2)上述溶液至少由___等物质混合成。
【答案】SO42-、Al3+、Mg2+ Na+、K+ Cu2+、Fe3+、NH4+ Al2(SO4)3、MgSO4
【解析】
【分析】
因是“无色透明溶液”,该溶液中不能含有有色的Cu2+、Fe3+,根据“取少量溶液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成”可知溶液中含有SO42-;向溶液中加入过氧化钠,产生无色无味气体,说明该溶液中不含 NH4+,因为若有 NH4+,会与过氧化钠与水反应生成的氢氧化钠反应生成氨气,氨气具有刺激性气味;当向溶液中加入过氧化钠时,会生成白色沉淀,且沉淀量先增加后减少,但不会完全消失,说明溶液中含有Al3+、Mg2+;由于沉淀达到最大量后,加入过量的过氧化钠后沉淀立刻溶解,则溶液中一定不存在NH4+;因此该溶液中一定存在的离子为:SO42-、Al3+、Mg2+,可能含有Na+、K+,一定不存在的离子为:Cu2+、Fe3+、NH4+,据此进行解答。
【详解】
(1)因是“无色透明溶液”,该溶液中不能含有有色的Cu2+、Fe3+,根据“取少量溶液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成”可知溶液中含有SO42-;向溶液中加入过氧化钠,产生无色无味气体,说明该溶液中不含 NH4+,因为若有 NH4+,会与过氧化钠与水反应生成的氢氧化钠反应生成氨气,氨气具有刺激性气味.当向溶液中加入过氧化钠时,会生成白色沉淀,且沉淀量先增加后减少,但不会完全消失,说明溶液中含有Al3+、Mg2+;由于沉淀达到最大量后,加入过量的过氧化钠后沉淀立刻溶解,则溶液中一定不存在NH4+,因此该溶液中一定存在的离子为:SO42-、Al3+、Mg2+,可能含有Na+、K+,一定不存在的离子为:Cu2+、Fe3+、NH4+;
(2)溶液中一定含有的离子为SO42-、Al3+、Mg2+,所以至少存在的物质为:Al2(SO4)3、
MgSO 4。
9.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。
10.在下列物质转化中,A 是一种正盐,D 的相对分子质量比C 的相对分子质量大16,E 是酸,当X 无论是强酸还是强碱时,都有如下的转化关系:
当X 是强酸时,A 、B 、C 、D 、E 均含同一种元素;当X 是强碱时,A 、B 、C 、D 、E 均含另外同一种元素。
请回答:
(1)A 是________。
(2)当X 是强酸时,E 是_______。
写出B 生成C 的化学方程式:____________。
(3)当X 是强碱时,E 是_______,写出B 生成C 的化学方程式:____________。
【答案】(NH4)2S H2SO4 2H2S+3O22SO2+2H2O HNO3 4NH3+5O24NO+6H2O 【解析】
【分析】
根据题目中C与Y反应产生D,且D的相对分子质量比C的大16,可知D比C多一个氧原子,符合这种转化关系的有:SO2→SO3,NO→NO2,Na2SO3→Na2SO4等,由此可出推断Y 为O2,由于E为酸,则D应为能转化为酸的某物质,很可能为SO3、NO2等,
当X是强酸时A、B、C、D、E均含同一种元素,则B为H2S,C为SO2,D为SO3,E为
H2SO4,Z为H2O;
当X是强碱时,则B为NH3,C为NO,D为NO2,E为HNO3,Z为H2O,据此解答。
【详解】
(1)根据上述分析可知A为(NH4)2S,Y是O2,Z是H2O。
(1)A是(NH4)2S;
(2)当X是强酸时,E是H2SO4,B为H2S,C为SO2,B生成C的化学方程式
2H2S+3O22SO2+2H2O;
(3)当X是强碱时,E是HNO3,B是NO,C是NO2,B生成C的化学方程式
4NH3+5O24NO+6H2O。
【点晴】
本题考查无机物的推断。
掌握常见元素的相对原子质量、物质的性质及转化关系是本题解答的关键。
此类题目的解答步骤一般为:思维起点的选择:思维起点是指开始时的思维指向、思维对象或思维角度,推断题中的思维起点应是最具特征的某个条件(包括文字叙述或某个变化过程);思维过程的展开:解题者在确定思维起点的基础上,利用题目所给信息,结合已有的化学知识和解题经验,不断地缩小问题状态与目标状态的距离;思维过程的检验:将上述思维过程的结果代入题中,检查一下是否符合题中条件。
11.常温下某淡黄色固体单质A,与它的气态氢化物B和氧化物C之间,有如右图的转变关系,试回答:
(1)A是_______、B是_______、C是_______。
(2)B的物质的量为x,氧气的物质的量为y,则当B跟氧气恰好反应,完全转化为A时,x 与y的数值关系为_______;若当B转化为C时,反应后,常温下体系中只有C一种气体, x与y的数值关系是_______________。
【答案】S H2S SO21
22
x
<y≤
3
2
x
【解析】
【详解】
(1)常温下某淡黄色固体单质A为S,S与O2在点燃时发生反应产生C是SO2,它的气态氢
化物B 是H 2S ,H 2S 不完全燃烧产生S 和H 2O ,完全燃烧产生SO 2和H 2O ,因此A 、B 、C 三种物质分别是:A 为S ,B 为H 2S ,C 为SO 2;
(2) H 2S 物质的量是x ,氧气的物质的量为y ,当H 2S 跟氧气恰好反应,完全转化为S 时,发生反应:2H 2S+O 22S+2H 2O ,根据方程式可知x 与y 的数值关系是:y :x=12; 当H 2S 部分转化为S 单质,部分转化为SO 2气体,2H 2S+O 2
2S+2H 2O 反应后,在常温下体系中只有SO 2这一种气体,此时12
<y :x ,根据方程式2H 2S+3O 22SO 2+2H 2O 可知,当y :x=3:2时,只有SO 2一种气体剩余,若y :x >32
时,O 2过量,H 2S 完全转化为SO 2,O 2还有剩余,2H 2S+3O 22SO 2+2H 2O 反应后,常温下体系中除了有SO 2气体外,还有剩余的O 2,所以符合要求的x 与y 的数值关系是2x <y≤3x 2。
12.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H 2O 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】O 2
【答题空1-2】SO 3
【答题空1-3】
【答题空1-4】2 Na 2O 2+2 H 2O =4 NaOH +O 2↑
【答题空1-5】Na 2O 2
【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
噲?HCO3-+ OH-
【答题空1-11】CO32-+ H2O垐?
【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-;
13.将适量的蔗糖(C12H22O11)放入烧杯中,滴入几滴水并搅拌均匀,然后再加入适量的浓硫酸,迅速搅拌,放出大量的热,同时观察到固体逐渐变黑。
片刻后,黑色物质急剧膨胀,并产生大量刺激性气味的气体(实验过程如图所示)
(1)固体变黑体现了浓硫酸的__________性。
(2)为了确定刺激性气味气体的成分,收集性所得气体,分别进行如下实验。
①将气体通入品红溶液后,溶液褪色,加热,颜色恢复。
说明该气体中一定含有
_________。
②将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,_________(填“能”或“不能”)证明气体中含有CO2,其理由为______(用离子方程式表示)。
③刺激性气味气体产生的原因可用化学方程式表示为___________________________。
【答案】脱水 SO2不能 Ca2++2OH-+SO2= CaSO3↓+H2O 2H2SO4(浓)+C
CO2↑+2H2O+2SO2↑
【解析】
【分析】
浓硫酸具有脱水性和强氧化性,可以将蔗糖中H和O以2:1的比例脱去,剩下C,固体变黑;同时浓硫酸还会与碳反应,将碳氧化为CO2,自身被还原为SO2,产生大量气体,使剩下的固体碳膨胀,体积增大。
【详解】
(1)根据分析,固体变黑体现了浓硫酸的脱水性。
(2)①SO2具有漂白性,可以使品红溶液褪色,但无色物质不稳定,加热后颜色会恢复,因此气体中含有SO2;
②混合气体中可能含有多种成分,除了CO2外还有SO2,SO2也可以与石灰水反应:
SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O,生成的CaSO3也是沉淀,因此不能证明气体中一定含有CO2,反应的离子方程式为:Ca2++2OH-+SO2= CaSO3↓+H2O;
③刺激性气味是碳与浓硫酸反应产生的SO2,反应方程式为:2H2SO4(浓)+C
CO2↑+2H2O+2SO2↑
【点睛】
浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性,与蔗糖反应体现出脱水性和强氧化性。
一定要注意浓硫酸是六价的硫表现强氧化性,因此还原产物是SO2;SO2具有漂白性,属于化合漂白,也叫反应漂白,是SO2与有颜色的物质反应生成没有颜色的物质,故起到漂白的作用。
但生成的无色物质不稳定,在加热的条件下又可以分解,恢复成原来的颜色。
14.如图为铜丝与浓硫酸反应并验证其产物性质的实验装置。
(1)①中反应的化学方程式是______。
(2)②中饱和NaHSO3溶液的作用是除去①中挥发出的硫酸。
加热一段时间后,③中溶液依。