备战高考化学知识点过关培优易错试卷训练∶硫及其化合物附答案
一、高中化学硫及其化合物
1.亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、医药等工业。实验室用如图装置(夹持装置略)制备少量NOSO4H,并测定产品的纯度。已知:NOSO4H遇水分解,但溶于浓硫酸而不分解。
(1)装置A制取SO2
①A中反应的化学方程式为___。 ②导管b的作用是___。
(2)装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H。
①该反应必须维持体系温度不得高于20℃,采取的措施除了冷水浴外,还可以是___(只写1种)。
②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速度明显加快,其原因是___。
(3)装置C的主要作用是___(用离子方程式表示)。
(4)该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是___。 (5)测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度
L-1、60.00mL的KMnO4标准准确称取1.380g产品放入250mL的碘量瓶中,加入0.1000mol·
L-1草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸溶液和10mL25%H2SO4溶液,然后摇匀。用0.2500mol·钠溶液的体积为20.00mL。
已知:2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4 ①配平:__MnO4-+__C2O42-+__=__Mn2++__+__H2O ②滴定终点时的现象为___。
mol-1] ③亚硝酰硫酸的纯度=___。(精确到0.1%)[M(NOSO4H)=127g·
【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑ 平衡压强,使分液漏斗中的液体能顺利流下; 调节分液漏斗活塞,控制浓硫酸的滴加速度 生成的NOSO4H作为该反应的催化剂 SO2+2OH-=SO32-+H2O C装置中的水蒸气会进入B中使NOSO4H分解 2 5 16H+ 2 10CO2↑ 8 溶液恰好由粉红色变为无色,且半分钟内不恢复 92.0% 【解析】 【分析】
(1)①装置A是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应制取SO2;
②导管b的作用平衡压强的作用;
(2)①装置B中浓硝酸与二氧化硫在浓硫酸的作用下反应制得NOSO4H,该反应必须维持体
系温度不得高于20℃,采取的措施除了冷水浴外,结合反应的操作;
②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速率加快,说明NOSO4H起到了催化作用;
(3)装置C主要作用是吸收二氧化硫防止污染空气; (4)NOSO4H遇水分解;
(5)①高锰酸钾溶液在酸性条件下氧化草酸钠生成二氧化碳,结合元素化合价变化和电子守恒、原子守恒配平书写离子反应方程式;
②高锰酸钾自身在反应中的颜色变化就可作为终点判断指示剂;
③根据反应2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4,结合滴定中消耗高锰酸钾的物质的量可得到亚硝酰硫酸的物质的量,据此计算纯度。 【详解】
(1)①利用装置A,固液混合制取二氧化硫,其方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;
②导管b的作用是:平衡压强,使分液漏斗中的液体能顺利流下;
(2)①浓硫酸遇水放出大量热,维持体系温度不得高于20℃,还可以是调节分液漏斗活塞,控制浓硫酸的滴加速度;
②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,反应速率明显加快,温度变化不大,排除温度的影响,其原因是:生成的NOSO4H作为该反应的催化剂,加快了反应速率; (3)装置C利用NaOH溶液将剩余的SO2吸收,防止污染环境,方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O;
(4)NOSO4H遇水分解,C装置(或A)中的水蒸气会进入B中使NOSO4H发生分解; (5)①发生的是MnO4-和C2O42-的氧化还原反应,MnO4-做氧化剂,被还原成生成Mn2+,C2O42-做还原剂,被氧化成二氧化碳。结合得失电子守恒和电荷守恒可得到MnO4-和C2O42
-
的离子反应方程式为:2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
②利用草酸钠溶液滴定酸性KMnO4溶液,滴定终点时的现象为:溶液恰好由粉红色变为无色,且半分钟内不恢复;
③根据题意可知,酸性KMnO4溶液先与NOSO4H反应,利用草酸钠溶液滴定剩余酸性KMnO4溶液。用0.2500mol·L-1草酸钠标准溶液滴定酸性KMnO4溶液,消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。可知剩余的KMnO4的物质的量n1(MnO4-)=
1
22n(C2O42-)=×0.2500mol·L-55×20.00×10-3L=2×10-3mol,则亚硝酰硫酸消耗的KMnO4的物质的量n2(MnO4-)=0.1000mol·L-·60.00×10-3L-2×10-3mol=4×10-3mol。n(NOSO4H)=
1
5n2(MnO4-)=10-2mol,亚硝酰硫酸的纯度2m?NOSO4H?10?2mol?127g?mol-1=×100%=×100%=92.0%。
1.380g1.380g
2.硫和氮及其化合物在生产生活中应用广泛。请回答:
(1)将SO2通入品红溶液中,现象为品红溶液________,加热后溶液颜色________。 (2)已知反应:SO2+Cl2+2H2O ═ 2HCl+H2SO4,该反应中的氧化产物是__________。
(3)木炭与浓硫酸共热的化学反应方程式为:C+2H2SO4(浓) 0.5 mol CO2,则转移电子的物质的量是_________mol。
CO2↑+2SO2↑+2H2O,若生成
(4)工业上可以通过氮气和氢气在一定条件下合成氨气。下列关于氨气的性质和用途描述正确的是____________。
A.氨气易液化,液氨可作制冷剂 B.可用排水法收集氨气 C.氨气是一种无色无味的气体 D.向氨水中滴加酚酞,溶液变红
(5)实验室检验试管里氨气是否收集满的方法是___________________(写出一种即可)。 (6)汽车尾气常含有NO、NO2、CO等,会污染空气。在汽车尾气排放管处安装一个催化转化器,可使尾气中有害气体CO和NO反应转化为两种无毒气体,该反应的化学方程式为__________________________。
【答案】褪色 变红 H2SO4 2 AD 用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝,则说明氨气已收集满(或用玻璃棒蘸取浓盐酸靠近试管口,若出现大量白烟,则说明氨气已收集满)。(或其他合理答案) 2CO+2NO【解析】 【分析】
(1)SO2具有漂白性,但漂白是有选择的、暂时性的,加热后无色产物会分解,重新生成品红。
(2)反应SO2+Cl2+2H2O ═ 2HCl+H2SO4中,氧化产物是含有价态升高元素的生成物。 (3)在反应C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O中,有如下关系:CO2——4e-,由此可计算
出生成0.5 mol CO2,转移电子的物质的量。
(4) A.氨分子间易形成氢键,分子间作用力较大,所以氨气易液化,液氨可作制冷剂; B.氨气易溶于水,不能用排水法收集; C.氨气是一种无色有刺激性气味的气体; D.氨水呈碱性,向氨水中滴加酚酞,溶液变红。
(5)实验室检验试管里氨气是否收集满时,可用蘸有浓盐酸的玻璃棒,也可使用湿润的红色石蕊试纸。
(6) CO和NO反应转化为两种无毒气体,则气体应为N2和CO2。 【详解】
(1)将SO2通入品红溶液中,因为SO2具有漂白性,所以品红溶液褪色,加热后,无色物质分解,重新生成品红,所以溶液颜色变红。答案为:褪色;变红;
(2)已知反应:SO2+Cl2+2H2O ═ 2HCl+H2SO4,该反应中的氧化产物是含有价态升高元素的生成物,所以应为H2SO4。答案为:H2SO4; (3)在反应C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O中,有如下关系:CO2——4e-,生成0.5 mol
CO2,转移电子的物质的量是0.5 mol ×4=2mol。答案为:2;
(4)A.氨分子间易形成氢键,分子间作用力较大,所以氨气易液化,液氨可作制冷剂,A正确;
B.氨气易溶于水,不能用排水法收集,B错误; C.氨气是一种无色有刺激性气味的气体,C错误; D.氨水呈碱性,向氨水中滴加酚酞,溶液变红,D正确;
N2+2CO2
故选AD。答案为:AD;
(5)实验室检验试管里氨气是否收集满的方法是用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝,则说明氨气已收集满(或用玻璃棒蘸取浓盐酸靠近试管口,若出现大量白烟,则说明氨气已收集满)(或其他合理答案)。答案为:用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝,则说明氨气已收集满(或用玻璃棒蘸取浓盐酸靠近试管口,若出现大量白烟,则说明氨气已收集满)(或其他合理答案);
(6) CO和NO反应转化为两种无毒气体,则气体应为N2和CO2,该反应的化学方程式为2CO+2NO【点睛】
二氧化硫的漂白是有条件的、暂时性的,它能使品红溶液和有色布条褪色,但不能使紫色石蕊试液褪色。往紫色石蕊试液中通入二氧化硫,溶液变为红色,继续通入二氧化硫至过量,溶液仍为红色。
N2+2CO2。答案为:2CO+2NO
N2+2CO2。
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.常见含硫物质A~D,在生活、生产中有着广泛应用,它们之间的转化关系如下图所示。其中反应①、②中所需物质B溶液的浓度不同。
请按要求回答下列问题: (1)A的化学式为_______。
(2)反应①、②中Cu、Fe所起的作用相同,即都作_______(填“氧化剂”或“还原剂”),你判断的依据是它们都是金属,在反应中都_______。 (3)反应②的离子方程式为_______。
(4)大气中因废气A引起酸雨的反应流程之一可用下图示意:
上图中由D→B的转化所需氧化剂为_______。
当将含D的雨水敞口放置一段时间后(忽略溶液体积、温度的变化),其c(H+)将_______。(填“增大”“减小”或“不变”)。废气A是一种重要的化工原料,常采用氨吸收法进行循环利用、变废为宝。某工厂若将4.48×106L(标准状况下)废气A进行环保处理,完全转化为 NH4HSO3时,需消耗10mol/L氨水溶液(溶质全部以NH3?H2O计)的体积为_______L。
【答案】SO2 还原剂 失去电子,化合价升高 Fe+2H+=Fe2++H2↑ O2 增大 20000 【解析】 【分析】
由B(含氧酸)在常温下与足量的铁反应生成C(硫酸盐),故B是H2SO4,反应方程式为Fe+2H2SO4=FeSO4+H2↑,C是FeSO4;Cu+2H2SO4(浓)SO2+H2O 【详解】
(1)由解析可知,A的化学式为SO2;
(2)反应①、②中,反应前后Cu、Fe元素的化合价都升高,故反应①、②中Cu、Fe所起的作用相同,即都作还原剂;
(3)铁与稀硫酸常温下反应,离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑;
(4)H2SO3→H2SO4过程中,S元素化合价升高,即H2SO3被空气中的O2氧化为H2SO4;2H2SO3+ O2= H2SO4,H2SO3是弱酸,H2SO4是强酸,故当将含H2SO3的雨水敞口放置一段时间后(忽略溶液体积、温度的变化),其c(H+)将增大;SO2+NH3?H2O=NH4HSO3,n(SO2)=
H2SO3,D是H2SO3。
CuSO4+SO2↑+2H2O,故A是SO2,
4.48?106L=2.0×105mol,故n(NH3?H2O)= 2.0×105mol,需消耗10mol/L氨水溶液(溶质全
22.4L/mol