2025苏教版高中化学必修第一册
专题4 硫与环境保护
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列关于硫的说法中正确的是( )
A.硫是一种淡黄色易溶于水的固体
B.过量的硫在加热条件下与铁反应生成Fe2S3
C.试管内壁上的硫可用二硫化碳清洗
D.硫在过量纯氧中燃烧生成三氧化硫
2.O3可将CN-转化为N2、CO2。单质Se是一种半导体材料,Se可通过SO2还原H2SeO3获得。下列物质性质与用途均正确且具有对应关系的是( )
A.O3具有强氧化性,用于除去废水中的CN-
B.SO2具有还原性,用于砂糖的脱色增白
C.Se单质不溶于水,用于制作Se光电池
D.浓硫酸具有吸水性,用于H2S气体的干燥剂
3.下列说法正确的是( )
A.浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中,浓度均减小,其原因相同
B.H2O2、活性炭都能使红墨水褪色,其原理相同
C.H2S溶液和氢氧化钠长期暴露在空气中变质,反应原理均为氧化还原反应
D.能使品红溶液褪色的气体不一定是SO2
4.下列说法正确的是( )
A.常温下,Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4
B.FeS2在沸腾炉中与O2反应生成SO3
C.50 mL 18.4 mol/L的浓硫酸与足量的铜在加热条件下反应,可产生SO2的物质的量为0.46 mol
D.常温下,一定量浓硫酸中加入足量锌粒,产生的气体为SO2和H2的混合气体
5.下列关于SO2的说法错误的是( )
A.将SO2气体通入滴有酚酞的NaOH溶液中,红色褪去,说明SO2具有漂白性
B.SO2和Cl2混合通入品红溶液中,不一定能使溶液褪色
C.将SO2气体通入溴水中,溶液颜色褪去,说明SO2具有还原性
D.二氧化硫的大量排放会导致酸雨
6.根据下列实验操作和现象能得出相应结论的是( )
选项 实验操作和现象 结论
A 在试管中分别加热Na2CO3和NaHCO3固体,试管内壁均有水珠出现 两种物质均受热分解
B 向SO2水溶液中通入H2S气体,有淡黄色沉淀产生 SO2具有氧化性
C 常温下,将表面打磨过的铝丝置于浓硫酸中,无明显现象 常温下铝与浓硫酸不反应
D 向无色溶液中加硝酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀产生 原溶液中一定含S
7.有一瓶可能部分被氧化的Na2SO3溶液,某同学取少量此溶液,滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,仍有白色沉淀。下述有关此实验的结论正确的是( )
A.Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化
B.加入BaCl2溶液后,生成的沉淀中一定含有BaSO4
C.此实验能确定Na2SO3是否部分被氧化
D.加足量硝酸后的白色沉淀一定是BaSO4
8.下列实验现象及解释错误的是( )
选项 实验现象 解释
A 通入SO2,酸性KMnO4溶液褪色 SO2具有还原性
B 通入SO2,Na2S溶液变浑浊 SO2与Na2S溶液反应产生了S单质
C 通入SO2,BaCl2溶液变浑浊 SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀
D 通入SO2,品红溶液褪色 SO2具有漂白性
9.某研究小组对离子方程式xR2++yH++O2 mR3++nH2O分析,下列说法中不正确的是( )
A.根据原子守恒,得出x和m一定相等
B.根据得失电子守恒,得出x=4
C.根据电荷守恒,得出x与y的和一定等于m
D.根据元素化合价变化,得出O2是氧化剂,R3+是氧化产物
10.用下列两种途径制取H2SO4(某些反应条件和产物已省略),下列有关说法错误的是( )
途径①:SH2SO4(已知S与浓HNO3在加热条件下反应生成H2SO4、NO2和H2O)
途径②:SSO2SO3H2SO4
A.途径①中的反应体现了浓硝酸的强氧化性和酸性
B.在实际工业生产中,途径②的第三步在吸收塔中进行,宜用98.3%的浓硫酸作吸收剂
C.由途径①和②分别制取1 mol H2SO4,理论上均消耗1 mol S,均共转移6 mol电子
D.途径②相对于途径①更能体现“绿色化学”的理念,因为途径②的污染相对于途径①更小
11.“以废治废”是基于“绿色化学”观念治理污染的思路。用工业废碱渣(主要成分为Na2CO3)吸收烟气中的SO2,得到亚硫酸钠(Na2SO3)粗品的流程如下:
下列说法正确的是( )
A.操作①、④均为过滤
B.步骤②中发生了置换反应
C.步骤③发生的反应为NaHSO3+NaOHNa2SO3+H2O
D.亚硫酸钠粗品中不可能含有Na2SO4
12.探究SO2相关性质的实验装置(部分夹持装置已略去)如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.装置A中生成SO2的反应属于氧化还原反应
B.装置B中溶液褪色,证明SO2具有漂白性
C.将装置C中溶液更换为CaCl2溶液后,C中无明显现象
D.装置D中品红溶液褪色后,加热,无明显变化
13.硫酸钙用途非常广泛,可用于生产硫酸、漂白粉、甲醇等一系列物质,简易流程如下。下列说法正确的是( )
A.CO、SO2、SO3均是酸性氧化物
B.工业上利用Cl2和澄清石灰水反应来制取漂白粉
C.除去与水的两个反应,图示中其余转化反应均为氧化还原反应
D.漂白粉是纯净物,成分为Ca(ClO)2
14.KMnO4是工业上常用的氧化剂,某制备过程包括如下两个反应(未配平,反应条件略):
①KClO3+MnO2+KOH K2MnO4+KCl+H2O
②K2MnO4+CO2 KMnO4+MnO2+K2CO3
下列说法错误的是( )
A.①中MnO2发生氧化反应
B.①中的还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶3
C.②中K2MnO4既体现氧化性又体现还原性
D.KMnO4可用于实验室制O2
15.某废水中含有一定量的Na+、S,可能含有C。欲测定其中S的浓度,设计如图所示的实验方案:
废水
100 mL S 沉淀 计算
下列叙述错误的是( )
A.试剂X可以是H2SO4酸化的KMnO4溶液
B.加入试剂X的目的是氧化S
C.“系列操作”包含过滤、洗涤、干燥
D.若称得“沉淀”质量为2.33 g,则废水中S浓度为0.1 mol·L-1
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(10分)为探究SO2的性质,采用下列实验装置制足量SO2,并进行实验探究:
(1)装置A中盛放70%H2SO4溶液的仪器名称是 。
(2)若B中的试剂是品红溶液,B中溶液红色褪去,SO2表现的性质为 。
(3)若B中的试剂是酸性KMnO4溶液,则B中的现象是 ,写出反应的离子方程式(Mn被还原为Mn2+) 。
(4)装置C中倒置漏斗的作用是 ,装置C中涉及反应的离子方程式为 。
17.(11分)元素化合价和物质类别是梳理元素及其化合物知识的两个线索,可表示为“价—类”二维图。硫元素的“价—类”二维图如下所示。
(1)X是 (填化学式)。
(2)可选取70%的Y和Na2SO3反应来制备SO2,该反应原理是 (填化学方程式);将SO2排入大气中会形成 。
(3)H2SO3具有 (填“氧化性”或“还原性”),在空气中易转化为H2SO4。实验室中检验S的常用方法是 。
(4)硫元素还有-1价,如FeS2中的硫元素。FeS2可以与Fe2(SO4)3溶液发生反应:7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O 15FeSO4+8H2SO4。
①该反应中的氧化剂是 (填化学式)。
②向反应后的溶液中通入空气就能使Fe2(SO4)3溶液再生,写出再生反应的离子方程式: 。
18.(10分)锰元素有多种价态,其化合物在生产生活中有多种用途。高锰酸盐具有强氧化性,常用于杀菌消毒。
(1)已知XeO3是一种不稳定的物质,具有强氧化性。可发生反应:XeO3+Mn2++H2O Mn+Xe↑+H+(未配平)。
①配平该反应的离子方程式: 。
②上述反应中,发生还原反应的粒子是 ,每消耗3 mol Mn2+,反应转移电子的物质的量为 mol。
(2)已知某容器中发生了一个化学反应,反应过程中存在H2O、Mn、H2O2、O2、Mn2+、H+六种粒子。在反应过程中测得Mn和O2的数目随时间变化的曲线如图所示。
①写出该反应的离子方程式: 。
②该反应中,氧化剂与还原剂的粒子数目之比为 。
③若消耗11.9 g Mn,则生成氧气的质量为 。
(3)水中的溶解氧(O2)是水生生物生存不可缺少的条件。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液混合,反应生成MnO(OH)2,实现“氧的固定”。“氧的固定”中发生反应的化学方程式为 。
19.(10分)煤是我国重要的化石燃料,其中含有硫元素。
(1)煤液化过程中产生的H2S可生产硫酸,部分工艺流程如图所示:
SO2反应器中发生反应的化学方程式是 。
(2)H2S还可用于回收单质硫,转化如图所示。该转化过程中化合价保持不变的元素有 (填元素符号),该转化过程总反应的化学方程式为 。
(3)煤燃烧产生的废气中含有SO2。已知有V L(已换算成标准状况)含SO2的废气,通入足量H2O2溶液中,再加足量BaCl2溶液充分反应(不考虑废气中其他成分的反应),过滤、洗涤、干燥、称量得到b g沉淀。H2O2溶液吸收SO2的化学方程式是 ;废气中SO2的体积分数为 (列出计算式即可)。
20.(14分)某化学课外兴趣小组设计实验探究铜与浓硫酸反应的情况。回答下列问题:
Ⅰ.甲组同学利用如图所示装置探究铜与浓硫酸的反应。
(1)装置C是用来收集实验中产生的气体的装置,但未将导管画出,请将装置补充完整。
(2)装置A中产生SO2气体,反应的化学方程式为
。
(3)装置B用于干燥气体,则其中盛装的试剂为 ;装置D的作用是 ;装置E中反应的离子方程式为
。
(4)实验中甲组同学取6.4 g铜和12 mL 18 mol·L-1的浓硫酸置于烧瓶中共热,反应结束后发现烧瓶中还有铜片剩余,乙组同学根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是 (填字母)。
A.锌粉 B.BaCl2溶液 C.银粉
Ⅱ.为定量测定余酸的物质的量浓度,乙组同学设计实验方案:先测定铜与浓硫酸反应产生SO2的量,再计算余酸的物质的量浓度,实验装置如图。
乙组同学称取6.4 g铜置于烧瓶中,再向烧瓶中滴加12 mL 18 mol·L-1的浓硫酸。滴加浓H2SO4前,打开开关K,从a口先通入一段时间氮气。加热一段时间,停止加热后,再继续通入一段时间氮气。
(5)停止加热后,再继续通入一段时间氮气的目的是 。
(6)若上述实验中测得装置C反应前后质量差为a g,反应后烧瓶中溶液体积为V mL,则余酸的物质的量浓度为 (填含a的代数式) mol·L-1。
答案全解全析
1.C 硫是一种淡黄色固体,难溶于水,A项错误;硫与铁在加热条件下反应生成FeS,与硫的用量无关,B项错误;硫易溶于二硫化碳,试管内壁上的硫可用二硫化碳清洗,C项正确;硫在过量纯氧中燃烧生成二氧化硫,D项错误。
2.A O3具有强氧化性,可以将废水中的CN-氧化成无污染的CO2和N2,A正确;SO2具有还原性,与其可用于砂糖的脱色增白无关,B错误;Se单质具有半导体的特性,可以用于制作Se光电池,与Se单质不溶于水无关,C错误;浓硫酸具有强氧化性,会和硫化氢反应,不能用于干燥H2S气体,D错误。
3.D 浓硫酸具有吸水性,长期暴露在空气中,因吸收空气中的水蒸气导致浓度减小,浓盐酸具有挥发性,长期暴露在空气中,因挥发出HCl导致浓度减小,则二者浓度减小的原因不同,A错误;H2O2是因为具有强氧化性而使红墨水褪色,活性炭是因为具有吸附性而使红墨水褪色,原理不相同,B错误;H2S溶液长期暴露在空气中变质,是因为H2S被空气中的氧气氧化,氢氧化钠长期暴露在空气中变质,是因为氢氧化钠吸收了空气中的二氧化碳(未发生氧化还原反应),C错误;氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性,也可以使品红溶液褪色,则能使品红溶液褪色的气体不一定是二氧化硫,D正确。
4.D 常温下,Fe遇浓H2SO4钝化,Fe表面形成一层致密的氧化物薄膜,不能生成FeSO4,A错误;FeS2在沸腾炉中与O2反应生成SO2,B错误;n(H2SO4)=18.4 mol/L×50×10-3 L=0.92 mol,铜足量时,随着反应进行硫酸的浓度逐渐减小,稀硫酸与铜不反应,产生的n(SO2)小于0.46 mol,C错误;常温下,锌粒与浓硫酸反应产生SO2气体,随着反应进行,硫酸的浓度逐渐减小,锌粒与稀硫酸反应产生H2,D正确。
5.A SO2与NaOH反应,使溶液红色褪去,说明SO2具有酸性氧化物的性质,而不是漂白性,A错误;SO2和Cl2混合通入品红溶液中,若二者以物质的量之比1∶1刚好完全反应,则得到不具有漂白性的HCl和H2SO4,红色不褪去,B正确;将SO2气体通入溴水中,发生反应SO2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr,溶液颜色褪去,说明SO2具有还原性,C正确;二氧化硫与空气中的水反应产生H2SO3,H2SO3被氧气氧化产生H2SO4,故SO2的大量排放会导致酸雨,D正确。
6.B 碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,碳酸钠中不含H,加热碳酸钠时试管内壁出现水珠可能是碳酸钠不干燥导致的,A项错误;向SO2水溶液中通入H2S气体,有淡黄色沉淀(S单质)产生,发生的反应为SO2+2H2S 3S↓+2H2O,二氧化硫是氧化剂,B项正确;常温下,将表面打磨过的铝丝置于浓硫酸中,无明显现象,常温下铝遇浓H2SO4钝化,C项错误;若原溶液中不含S而含Ag+,也会出现白色沉淀,D项错误。
7.D 取少量该溶液,滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,产生的白色沉淀可能是BaSO3,也可能是BaSO4,还可能是二者的混合物,加入足量的稀硝酸,仍有白色沉淀,此时的沉淀为BaSO4;因HNO3能将BaSO3氧化为BaSO4,故此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化,A、B、C错误,D正确。
8.C SO2具有还原性,Mn被SO2还原为Mn2+,因而SO2能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去,A正确;将SO2通入Na2S溶液中,发生氧化还原反应,生成S单质,使溶液变浑浊,B正确;酸性:HCl>H2SO3,所以将SO2气体通入BaCl2溶液中,二者不能发生复分解反应产生BaSO3沉淀,C错误;SO2具有漂白性,能够与品红结合产生不稳定的无色物质,因而能使品红溶液褪色,D正确。
9.C 根据R原子守恒,得出x和m一定相等,A正确;R元素化合价由+2价升高为+3价,氧元素化合价由0价降低为-2价,根据得失电子守恒,得出x=4,B正确;根据电荷守恒,得出2x+y=3m,又x=m,则x+y=2m,C错误;R元素化合价由+2价升高为+3价,氧元素化合价由0价降低为-2价,可知O2是氧化剂,R3+是氧化产物,D正确。
10.A S与浓HNO3在加热条件下反应生成H2SO4、NO2和H2O,该反应体现了浓硝酸的强氧化性,未体现浓硝酸的酸性,A项错误;吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3,能防止产生酸雾,B项正确;途径①和②都是利用S制备H2SO4,制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,均转移6 mol e-,C项正确;途径①产生污染大气的副产物NO2,即途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念,D项正确。
11.C 操作①为溶解、过滤,操作④为隔绝空气加热浓缩、降温结晶、过滤,A项错误;步骤②中发生的反应为Na2CO3+2SO2+H2O2NaHSO3+CO2,不是置换反应,B项错误;步骤③发生的反应为NaHSO3+NaOHNa2SO3+H2O,C项正确;亚硫酸钠易被空气中的氧气氧化生成Na2SO4,因此亚硫酸钠粗品中可能含有Na2SO4,D项错误。
12.C 装置A中发生反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O,不属于氧化还原反应,A错误;装置B中溶液的紫色褪去,是因为Mn被SO2还原为Mn2+,证明SO2具有还原性,B错误;SO2和CaCl2不反应,C正确;SO2漂白品红溶液后,加热溶液能恢复原色,D错误。
13.C CO不是酸性氧化物,A错误;工业上利用Cl2和石灰乳反应来制取漂白粉,B错误;除去与水的两个反应,图示中其余转化反应中均有元素化合价发生变化,均为氧化还原反应,C正确;漂白粉属于混合物,其有效成分是Ca(ClO)2,D错误。
14.B ①中锰元素化合价升高,二氧化锰做还原剂,发生氧化反应,A正确;①中锰元素从+4价升高至+6价,被氧化,MnO2做还原剂,氯元素从+5价降低至-1价,被还原,KClO3做氧化剂,由得失电子守恒,可得关系式:3MnO2~KClO3,即还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶1,B错误;②中K2MnO4既体现氧化性又体现还原性,C正确;KMnO4可用于实验室制氧气,D正确。
15.A 硫酸酸化的KMnO4溶液中含有S,会干扰实验,A项错误;利用试剂X将S氧化为S,B项正确;最终得到沉淀,则“系列操作”包含过滤、洗涤、干燥,C项正确;加入盐酸酸化排除C的干扰,加入BaCl2溶液生成BaSO4沉淀,BaSO4的质量为2.33 g,根据S原子守恒,知n(S=0.01 mol,则S浓度为=0.1 mol·L-1,D项正确。
16.答案 (除标注外,每空2分)(1)分液漏斗(1分) (2)漂白性(1分) (3)酸性KMnO4溶液褪色 5SO2+2Mn+2H2O 5S+2Mn2++4H+ (4)防倒吸 SO2+2OH- S+H2O
解析 (2)SO2与品红溶液中的有色物质反应,生成无色物质,该反应中SO2表现漂白性。(3)若B中的试剂是酸性KMnO4溶液,SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,SO2表现还原性,离子方程式为5SO2+2Mn+2H2O 5S+2Mn2++4H+。(4)C中倒置漏斗能防倒吸。尾气SO2被NaOH溶液吸收,防止污染空气,涉及反应的离子方程式为SO2+2OH- S+H2O。
17.答案 (除标注外,每空1分)(1)H2S (2)Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O(2分) 酸雨 (3)还原性 取少量样品于试管中,先加适量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,说明含有S(3分) (4)①Fe2(SO4)3 ②4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O(2分)
解析 (1)由题图可知,X中硫元素化合价为-2价,X为H2S。(2)由题图可知:Y为H2SO4,70%的H2SO4与Na2SO3反应制备SO2的化学方程式为Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O;将SO2排入大气中会形成硫酸型酸雨。(3)H2SO3中硫元素的化合价为+4价,H2SO3转变成H2SO4时S元素化合价升高,H2SO3作还原剂,具有还原性。实验室中检验S的常用方法:先滴加适量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,确定含有S。(4)①该反应中,Fe元素的化合价由+3价降到+2价,故氧化剂是Fe2(SO4)3。②Fe2(SO4)3溶液再生,即FeSO4转化为Fe2(SO4)3,通入空气,Fe2+被O2氧化为Fe3+,反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O。
18.答案 (除标注外,每空2分)(1)①5XeO3+6Mn2++9H2O 6Mn+5Xe↑+18H+ ②XeO3(1分) 15(1分) (2)①2Mn+5H2O2+6H+ 2Mn2++5O2↑+8H2O ②2∶5(1分) ③8 g(1分) (3)2Mn(OH)2+O2 2MnO(OH)2
解析 (1)①Xe由+6价降低到0价,Mn由+2价升高到+7价,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,配平反应为5XeO3+6Mn2++9H2O 6Mn+5Xe↑+18H+。②XeO3中Xe化合价降低,发生还原反应;Mn由+2价升高到+7价,每消耗3 mol Mn2+,反应转移电子的物质的量为15 mol。(2)①由题图可知,随反应进行,Mn的量减少,Mn为反应物,则Mn2+为生成物;O2的量增多,O2为生成物,H2O2为反应物,根据氧化还原反应的规律,可得离子方程式为2Mn+5H2O2+6H+ 2Mn2++5O2↑+8H2O。②氧化剂为Mn,还原剂为H2O2,故氧化剂与还原剂的粒子数目之比为2∶5。③11.9 g Mn的物质的量为=0.1 mol,则生成氧气的物质的量为0.25 mol,质量为0.25 mol×32 g/mol=8 g。(3)“氧的固定”即氧气与Mn(OH)2反应生成MnO(OH)2,Mn由+2价升高到+4价,氧元素由0价降低到-2价,则发生反应的化学方程式为2Mn(OH)2+O2 2MnO(OH)2。
19.答案 (每空2分)(1)2SO2+O2 2SO3 (2)Cu、H、Cl 2H2S+O2 2H2O+2S↓ (3)SO2+H2O2 H2SO4 ×100%
解析 (1)SO2反应器中二氧化硫被氧化为三氧化硫,反应的化学方程式是2SO2+O2 2SO3。(2)由题图可知化合价保持不变的元素有Cu、H、Cl,该转化过程总反应的化学方程式为2H2S+O2 2H2O+2S↓。(3)H2O2溶液吸收SO2生成硫酸,反应的化学方程式是SO2+H2O2 H2SO4;b g沉淀是硫酸钡,物质的量是 mol,根据硫原子守恒,n(SO2)=n(BaSO4),则废气中SO2的体积分数为×100%。
20.答案 (除标注外,每空2分)(1) (1分)
(2)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)浓硫酸(1分) 作安全瓶(或防止倒吸)(1分) SO2+2OH- S+H2O
(4)A
(5)使反应生成的SO2能被装置C中的碱石灰完全吸收
(6)(3分)
解析 (1)装置C用来收集实验中产生的二氧化硫,应采用向上排空气法进行收集,装置图为。(2)铜与浓硫酸反应制备二氧化硫,反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。(3)装置B中盛装的试剂为浓硫酸,用于干燥二氧化硫气体;装置D的作用是作安全瓶(或防止倒吸);装置E用于吸收多余的二氧化硫,反应的离子方程式为SO2+2OH- S+H2O。(4)变为稀硫酸时,反应停止,若加入锌粉,锌粉溶解,并伴有气体产生,说明有硫酸剩余。(5)停止加热后,再继续通入一段时间氮气的目的是使反应生成的SO2能被装置C中的碱石灰完全吸收。(6)装置C反应前后质量差为二氧化硫的质量,为a g,根据关系式2H2SO4~SO2,知参与反应的n(H2SO4)= mol,n剩余(H2SO4)=12×10-3L×18 mol·L-1- mol=(216-31.25a)×10-3 mol,则余酸的物质的量浓度为 mol·L-1。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
()
