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文檔簡介
2021-2022學年高一化學期末復習重點專題突破
專題01硫及其化合物之間的轉(zhuǎn)化
場方法探究
一、硫的轉(zhuǎn)化關系
1.自然界中不同意價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化
火S
山
FbS
噴
發(fā)
石膏CaSO4?2Hq
芒硝Na隹。4?10比0
2.常見含硫的物質(zhì)的轉(zhuǎn)化
價態(tài)
?單一7輒化物""萩物質(zhì)而別
3.硫的化合價與性質(zhì)的關系
硫的化合價
性質(zhì)(只有還原性)(既有氧化性又有詢迫但有而理
發(fā)生反應
低價態(tài)一離價態(tài)
反應
二、不同價態(tài)硫的化合物的轉(zhuǎn)化
(1)價態(tài)與性質(zhì)①-2價硫處于最低價態(tài),只有還原性,可被O、CL等氧化劑氧化為S;
②0價、+4價硫處于中間價態(tài),既有氧化性又有還原性;
③+6價硫處于最高價態(tài),只有氧化性。
(2)價態(tài)變化規(guī)律
當硫元素的化合價升高或降低時,一般升高或降低到其相鄰的價態(tài),即臺階式升降,如:
2()2(不足)。()2+4()26
11S^=====iSF==iS()—>S()
H2.AH/S-
(3)含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化
足盤()2()2H>()
H2S--------->S()2—>S(>5—>H2SO4
硫元索<
(),(kH4)
S—>S()2―>S()3—^H.SO,
注:請完成下列關系圖中序號對應的化學方程式(注明反應條件)
典例1硫元素的幾種化合物及其單質(zhì)存在下列轉(zhuǎn)化關系(反應條件省略)。
濃H2s04SONa2s03Na2s2O3TS
g->2沙甯承—1)->嘴。、
下列判斷不正確的是
A.反應①中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1:I
B.反應②表明SO?具有酸性氧化物的性質(zhì)
C.反應③的原子利用率是100%
D.反應④中稀H2s04作氧化劑
【答案】D
【詳解】A.反應①為濃硫酸氧化銅單質(zhì)的反應,濃硫酸作氧化劑被還原成SO?,化合價降
低2價,Cu作還原劑被氧化成C/+,化合價升高2價,所以氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比
為1:1,故A正確;
B.二氧化硫與NaOH反應生成鹽和水,表明二氧化硫為酸性氧化物,故B正確;
C.反應③為Na2sO3+S二Na2s2O3,生成物只有一種,原子利用率是100%,故C正確;
D.反應④的化學方程式:Na2s2O3+H2sO4=Na2sO4+SI+SO2T+H2O,稀硫酸既不是氧化劑也
不是還原劑,故D錯誤;
綜上所述答案為Do
典例2物質(zhì)的類別和核心元素的化合價是研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個重要角度。圖示是硫及其部
分化合物的“價類二維圖”,根據(jù)圖示回答下列問題:
硫元索的價態(tài)
Na2SO4
SO2H2sO31C
皂瓦單質(zhì)氧化物酸鹽物質(zhì)的類別
(1)B的化學式o
(2)A的水溶液在空氣中放置易產(chǎn)生淡黃色渾濁,寫出反應的化學方程式:o
(3)若向Fe2(SOj3溶液中通入足量的SO2,溶液顏色由棕黃色變?yōu)闇\綠色,寫出反應的離
子方程式:,反應中作還原劑的是。
⑷D的濃溶液與銅單質(zhì)在加熱條件下發(fā)生反應的化學方程式為,反應中D表現(xiàn)酸性
和O
【答案】SO32H2S+O2=2S4<+2H2O
?+2++=
SO2+2Fe+2H2O=2Fe+SO:+4HS022H2so4(濃)+CuCuSO4+
2H2O+S02T強氧化性(或氧化性)
【分析】根據(jù)物質(zhì)的類別可知,A為H?S、B為SO3、C為Na2so3、D為H2so4,結合物質(zhì)
的性質(zhì)分析解答。
【詳解】(1)根據(jù)物質(zhì)的類別可知,B為氧化物,且S的化合價為+6價,則B為S03,故答
案為:S03;
(2)A為H?S,H2s的水溶液在空氣中放置易產(chǎn)生淡黃色渾濁,是硫化氫被氧氣氧化生成了硫,
反應的化學方程式為2H2S+C)2=2SJ+2H2。,故答案為:2H2S+O2=2S>L+2H2O;
(3)若向Fe2(SOj3溶液中通入足量的SO2,溶液顏色由棕黃色變?yōu)闇\綠色,是鐵離子被二
氧化硫還原為亞鐵離子,反應的離子方程式為SO2+2Fe"+2H?O=2Fe?++SO:+4H+,
反應中二氧化硫中的S的化合價升高,被氧化,作還原劑,故答案為:
3+2++
SO2+2Fe+2H2O=2Fe+SO;+4H;SO2:
A
(4)D為H2so4,濃硫酸與銅單質(zhì)在加熱條件下發(fā)生反應的化學方程式為2H2so4(濃)+Cu=
CUSO4+2H2O+S02T,反應中H2SO4中的S部分化合價降低,部分不變,表現(xiàn)了酸性和強
A
氧化性,故答案為:2HzsOK濃)?Cu=CuSO412Hq1SO4;強氧化性(或氧化性)。
曾精選習題
1.如圖是硫元素在自然界中的循環(huán)示意圖,下列有關說法不正確的是()
A.硫元素在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)
B.過程⑤可在土壤的缺氧區(qū)實現(xiàn)
C.循環(huán)過程中硫元素只被還原
D.若生物體有機硫中硫元素為-2價,則過程③中SO:發(fā)生的是還原反應
【答案】C
【詳解】A.硫元素在自然界中有游離態(tài)和化合態(tài),兩種存在形態(tài),A正確;
B.在缺氧的條件下可實現(xiàn)過程⑤的轉(zhuǎn)化,B正確;
C.①、②中硫元素均被氧化,C錯誤;
D.若生物體有機硫中硫元素為-2價,SO:中S為+6價,過程③中S的化合價降低,發(fā)
生還原反應,D正確。
答案選C。
【點睛】關注硫元素化合價的變億是解決此題的關鍵。
2.下列轉(zhuǎn)化不能一步實現(xiàn)的是()
A.S->H2sB.STSO3
C.H2s04TsO2D.Na2s03TsO2
【答案】B
【解析】H2+S-=HSA不選:S和02反應只能生成SO2,選B;濃硫酸和還原性物質(zhì)
反應生成S02,C不選;Na2sCh與濃H2s04反應生成SO2,D不選。
3.含硫元素物質(zhì)間發(fā)生轉(zhuǎn)化:SS02XSO3XH2SO4XA12(SO4)3,其中硫元素化合價發(fā)生
變化的是
A.①②B.③?C.①@D.②?
【答案】A
【詳解】①S單質(zhì)與O2在點燃時反應轉(zhuǎn)化為SO2,S元素化合價由0價變?yōu)?4價,反應前后
S元素化合價發(fā)生了變化,①符合題意;
②SO?與。2在一定條件下反應產(chǎn)生SO3,S元素化合價由+4價變?yōu)?6價,S元素化合價升
高,可見在反應前后S元素化合價發(fā)生了變化,②符合題意;
③S03被水吸收得到H2s04,S元素化合價都是+6價,因此S元素化合價未發(fā)生變化,③不
符合題意;
④H2s04可以與A12O3發(fā)生反應產(chǎn)生A12(SO4)3和水,S元素化合價都是+6價,反應前后S元
素化合價未發(fā)生變化,④不符合題意;
綜上所述可知:在物質(zhì)轉(zhuǎn)化中硫元素化合價發(fā)生變化的序號是①②,故合理選項是A。
4.下列關于硫及其化合物的說法中不正確的是
A.硫粉在過量的純氧中燃燒也不能生成三氧化硫
B.SO2既可以是含硫物質(zhì)的氧化產(chǎn)物,也可以是含硫物質(zhì)的還原產(chǎn)物
C.二氧化硫能使滴有酚儆的氫氧化鈉溶液褪色,體現(xiàn)了其漂白性
D.自然界中存在可溶于CS2的游離態(tài)的硫
【答案】c
【詳解】A.硫粉在過量的純氧中燃燒反應生成二氧化硫,不能生成三氧化硫,故A正確;
B.二氧化硫的生成可以是濃硫酸被還原生成,也可以是硫單質(zhì)被氧化生成,故B正確;
C.二氧化硫能使滴有酚酰的氫氧化鈉溶液褪色,體現(xiàn)了酸性氧化物與堿反應的性質(zhì),與漂
白性無關,故C錯誤;
D.自然界中存在游離態(tài)的硫,如火山口存在游離態(tài)的硫,且S易溶于CS2,故D正確;
答案選C。
5.圖為含硫物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關系,其中屬于氧化還原反應的有
H2s―-S--S02
H2SO3Na2so3
A.1個B.2個C.3個D.4個
【答案】B
【解析】H2s轉(zhuǎn)化為S單質(zhì),S元素化合價由-2價變?yōu)?價;S單質(zhì)轉(zhuǎn)化為SO2,S元素化合
價由0價變?yōu)?4價;SO2轉(zhuǎn)化為H2sCh及Na2s03,S元素化合價始終為+4價.
6.下列說法正確的是()
A.單質(zhì)一^氧化物型。酸或堿+=H或HC1>鹽,鐵單質(zhì)可以按上述關系進行轉(zhuǎn)
化
B.若a、b、c分別為S、SO3、H2SO4,則可以通過一步反應實現(xiàn)如圖所示的轉(zhuǎn)化
C.太陽能電池板中的硅在元素周期表中處于金屬與非金屬的交界位置
D.單質(zhì)硅常用于制造光導纖維
【答案】C
【解析】A.Fe與氧氣反應生成氧化鐵或四氧化三鐵,但氧化鐵或四氧化三鐵與水不反應,
所以氧化物―-水酸或堿不能實現(xiàn),故A錯誤;
B.若a、b、c分別為S、SO3、H2so4,b-c不能一步實現(xiàn),故B錯誤;
C.硅元素位于第三周期第IVA族元素,位于金屬元素與非金屬元素的交界處,故C正確;
D.二氧化硅常用來制造光導纖維,故D錯誤;
故答案選:Co
7.物質(zhì)類別和核心元素的價態(tài)是學習元素及其化合物性質(zhì)的重要認識視角。如圖是某元素
的“價類二維圖”,其中單質(zhì)b是黃色固體,f、h均為正鹽,且焰色都是黃色。下列說法不正
確的是
化合價
def
cgh
b
氫
含
單?
鹽物質(zhì)類別
化
氧
廈
化
物
酸
物
A.a和c反應可以生成b
B.用BaCL溶液可以鑒別f和h的溶液
C.e的濃溶液可用鋁槽車運輸
D.c能使品紅溶液褪色
【答案】B
【分析】單質(zhì)b是黃色固體,所以b是硫,f、h均為正鹽,且焰色都是黃色,根據(jù)示意圖
可知a是H?S,c是SO2,d是SO3,e是硫酸,f是硫酸鈉,g是亞硫酸,h是亞硫酸鈉,據(jù)
此解答。
【詳解】A.二氧化硫具有氧化性,能氧化硫化氫,二者反應可以生成單質(zhì)硫,A正確;
B.亞硫酸鈉和硫酸鈉均能與氯化珈反應生成白色沉淀,不用BaCb溶液鑒別二者,B錯誤;
C.常溫下鋁在濃硫酸中鈍化,因比e的濃溶液可用鋁槽車運輸,C正確;
D.二氧化硫具有漂白性,能使品紅溶液褪色,D正確;
8.硫黃在空氣中燃燒生成氣體甲;將甲溶于水得溶液乙;向溶液乙中滴加濱水時浸水褪色,
乙變?yōu)楸?;在丙中加入硫化鈉又生成氣體丁;把丁通入溶液乙中得沉淀戊。物質(zhì)甲、乙、丙、
丁、戊中均含有硫元素,它們依次是
A.S03,H2so-H2so3、H;S.S
B.S02,H2SO3.H2s04H?S、S
C.SO?、H2so3、H2so4、H?S、S03
D.SO?、H2so3、H2S.H2sO4、Na2S2O3
【答案】B
【分析】題干中描述的關系依次為S+C>2型SO2,SO2+H2O^^H2SO3,
H2O+H2SO3+Br2=2HBr+H2SO4,Na2S+H2SO4=Na2sO4+H2sT,
2H2S+H2so3=3SJ+3H2O,則甲、乙、丙、丁、戊依次為SO?、H2SO3、H2SO4、H2S、
So
【詳解】硫黃在空氣中燃燒生成氣體甲,氣體甲為S02,將S02溶于水得H2s溶液,向
H2s溶液中滴加溟水,H2s變?yōu)镠2s0」在H2s。4溶液中加入硫化鈉又生成H2s氣
體,把H2s通入H2s。3溶液中得S沉淀,綜上物質(zhì)甲、乙、丙、丁、戊依次是SO2,H2so3、
H2so4、H2S.S,故答案為B。
9.H2s是無色有惡臭味的有毒氣體,空氣中含0.1%的H2s就會迅速引起頭痛、暈眩等癥狀,
吸入大量H2s會造成昏迷或死亡。是一種神經(jīng)毒劑。亦為窒息性和刺激性氣體。其毒作用
的主要靶器是中樞神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng),亦可伴有心臟等多器官損害,下列有關H2s的性
質(zhì)和用途說法不正確的是
A.硫化氫能被氧氣、氯氣、碘、澳等單質(zhì)氧化成硫單質(zhì)
B.將H2s通入Pb(NO3)2溶液得到黑色沉淀,再加雙氧水,沉淀會轉(zhuǎn)化為白色
C.將H2s氣體通入CuSO4溶液中得到CuS沉淀,通入FeSCh溶液會產(chǎn)生FeS沉淀
D.H2s通入到FeCb溶液中,溶液酸性增強
【答案】C
【詳解】A.硫化氫中的硫處于最低價態(tài),能被氧氣、氯氣、碘、溟等單質(zhì)氧化成硫單質(zhì),
故A正確;
B.將H2s通入Pb(NO3)2溶液中,發(fā)生反應Pb(NO3)2+H2S=PbSl+2HNO3,生成黑色沉淀PbS,
PbS經(jīng)過過氧化氫處理發(fā)生反應PbS+4H2O2;PbSO“+4H2O,生成白色沉淀PbSCh,故B正
確;
C.FeS相對于CuS溶解度較大,會溶于稀硫酸,所以將H2s氣體通入FeSCL,溶液中得不FeS
沉淀,故C錯誤;
3+2++
D.H2s通入到FeCb溶液中,F(xiàn)*將S?-氧化,發(fā)生反應:H2S+2Fe=Sl+2Fe+2H,氫離
子濃度增大,酸性增強,故D正確;
故選C。
10.如圖所示是一系列含硫化合物的轉(zhuǎn)化關系(反應中生成的水已略去),其中說法正確的
f-*Na:SO?一丁*+\a:S()4
UaHso3J^..
Zn一、
一L、a.S:()j+Zn(OH)2
A.反應①說明SO2具有漂白性,反應②說明SO?具有酸性
B.反應②中生成物n(Na2so3);n(NaHSO3)-1:1時,則反應物n(SO2);n(NaOH)
=1:2
C.反應③④⑤均屬于氧化還原反應
D.工業(yè)上可利用反應②和反應④回收S02
【答案】D
【解析】A.反應①中先變藍后褪色顯然是因為KIO3的還原產(chǎn)物先是L后是「,體現(xiàn)了SO?
具有還原性,反應②屬于酸性氧化物和堿的反應,體現(xiàn)了SO2具有酸性,故A錯誤;
B.根據(jù)元素守恒,當n(Na2so3〕:n(NaHSO3)=1:1時,n(SO2):n(NaOH)=2:3,
故B錯誤;
C.反應④是非氧化還原反應,故C錯誤;
D.反應②吸收了二氧化硫,反應④放出了SCh,可以通過2個反應回收二氧化硫,故D正
確;
故選D。
11.如圖裝置可以達到實驗口的的是
一尾氣處理
實驗目的X中試劑Y中試劑
A用MnOz和濃鹽酸制取并收集純凈干燥的CL飽和食鹽水濃硫酸
飽和NaHSCh溶
B用Na2s03與濃鹽酸制取并收集純凈干燥的SO?濃硫酸
液
C用Zn粒和稀鹽酸制取并收集純凈干燥的H2NaOH溶液濃硫酸
用FeS固體和稀鹽酸制取并收集純凈干燥的
D飽和NaHS溶液濃硫酸
H2s
【答案】B
【詳解】A.實驗室用MnCh和濃鹽酸制取CL需要加熱裝置,用飽和食鹽水除去Ch中的
HC1,并用濃硫酸干燥,用向上排空氣法收集純凈干燥的Cb,A不合題意;
B.實驗室可用Na2s03與濃鹽酸制取并收集純凈干燥的S02,不需要加熱,用飽和的NaHSCh
溶液除去SO2中的HC1,用濃硫酸干燥S02,用向上排空氣法收集SO2,B符合題意;
C.實驗可用Zn粒和稀鹽酸制取并收集純凈干燥的H2,不需要加熱,用NaOH溶液除去
田中的HC1,用濃硫酸干燥H2,但需用向下排空氣法收集H2,C不合題意;
D.實驗室可用用FeS固體和稀鹽酸制取并收集純凈干燥的H2S,不需要加熱,也可以用飽
和飽和NaHS溶液除去H2s中的HC1,但不能用濃硫酸干燥HzS,D不合題意;
故答案為:Bo
12.某小組同學設計如下實驗實現(xiàn)幾種價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化。
任務I.從以下試劑中選擇合適的試劑實現(xiàn)S(+6)fS(+4)的轉(zhuǎn)化。
試劑:①濃H2so4②稀H2sos③酸性KM11O4溶液④Na2so3溶液⑤Cu
⑥品紅溶液
(1)寫出實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的化學方程式:o
(2)設計實驗,證明實現(xiàn)了該轉(zhuǎn)化(寫出操作和現(xiàn)象):o
任務II.實現(xiàn)硫元素在0、+2、M價之間的轉(zhuǎn)化。
查閱資料:+2價硫元素在酸性條件下不穩(wěn)定,自身易發(fā)生氧化還原反應。
S09——不—>Na2SO3溶液一奈—>Na9S203——~~>X
⑶①中加入的物質(zhì)是,該轉(zhuǎn)化利用的是so?的性質(zhì)。
(4)寫出③的離子方程式:。
【答案】Cu+2H2s。4(濃)4cuSO」SO2T+2H2。將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中,
+
溶液褪色NaOH溶液酸性氧化物2H+S2O^=SJ+S02T+H20
【詳解】(1)由題意知實現(xiàn)該轉(zhuǎn)化的化學方程式為
Cu+2H2SO4CuSO4+S02T+2H?O,答案為
CU+2H2SO4(濃)一^^CuSO4+SO2T+2H2O
(2)要證明實現(xiàn)了該轉(zhuǎn)化,只需要證明產(chǎn)生了二氧化硫,結合二氧化硫的漂白性可將反應后
產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中,若溶液褪色,即實現(xiàn)了該轉(zhuǎn)化。答案為將產(chǎn)生的氣體通入品紅
溶液中,溶液褪色;
(3)二氧化硫轉(zhuǎn)變?yōu)閬喠蛩徕c的過程中硫元素化合價沒有發(fā)生變化,完成該轉(zhuǎn)化體現(xiàn)二氧化
硫酸性氧化物的性質(zhì),二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應生成亞硫酸鈉和H?。,答案為NaOH
溶液,酸性氧化物;
(4)根據(jù)題干信息,+2價硫元素在酸性條件下不穩(wěn)定,自身易發(fā)生氧化還原反應,即發(fā)生歧
化反應,+2價的硫元素化合價既升高又降低,結合步驟②中亞硫酸鈉和反應生成硫代硫酸
鈉分析可得X中硫元素的化合價應低于+2價則X為硫單質(zhì),③的離子方程式為
+_
2H+S2O;-——SJ+SO2T+H2O。答案為2H++S2O^——Si+SO2T+H2O
13.利用物質(zhì)類別及核心元素的化合價推測物質(zhì)的性質(zhì)是化學研究的重要手段。如圖是硫元
素的常見化合價與部分物質(zhì)類別的對應關系。回答下列問題:
化合價
+6.........?……?:……*
氫化物單質(zhì)氧化物酸叁物質(zhì)類別
⑴質(zhì)量相同的a和b,物質(zhì)的量之比為。
(2)c的濃溶液能與S反應產(chǎn)生一種氣體,該氣體的化學式為。
(3)將足量的a通入BaCl2溶液中,下列說法正確的是(填標號)。
A.溶液中出現(xiàn)白色沉淀
B.溶液沒有明顯變化
C.若再通入C1z或NH一則溶液中均會出現(xiàn)白色沉淀
(4)宋代著名法醫(yī)學家宋慈的《洗冤集錄》中有“銀針驗毒”的記載,“銀針驗毒''的原理:
4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O.H2s在該反應中___________(填標號)。
A.是氧化劑B.是還原劑C.既是氧化劑也是還原劑D.既不是氧化劑也不
是還原劑
(5)已知e為正鹽,且能被酸性KzCr2。?氧化為Na2so>€^0;被還原為C/+,寫出此反
應的離子方程式:。
+3
【答案】5:4S02BCDCr2O^+3S0"-+8H=2Cr"+3S0J+4H20
【詳解】⑴由圖可知a是SCh,b是SO3,由公式m=nM可得,質(zhì)量相同的a和b,物質(zhì)的
量之比為是摩爾質(zhì)量的反比,即n(SO2):n(SO3)=80:64=5:4故答案為:5:4;
⑵由圖可知c是H2s濃硫酸會和S發(fā)生歸中反應生成SCh,故答案為:SO2;
(3)將足最的a通入BaCl2溶液中,溶液沒有明顯變化,若再通入C12會發(fā)生氧化還原反應,
最后生成硫酸鋼沉淀,若通入NH3,堿性環(huán)境下則會生成亞硫酸鋼沉淀,故答案為:BC;
(4)由4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O);|1,反應前后H2s的化介價都沒變,故在該反應中既
不是氧化劑也不是還原劑,故答案為:D:
(5)已知e為正鹽,且能被酸性K2O2O7氧化為Na2so"則e為Na2so3,則反應的離子方
程式:(>20/+350;+8日=2(:產(chǎn)+3$0:+4凡0,故答案為:
50;-+3SO『+8H+=2Cr"+3SO;+4H2O。
14.燃煤的煙氣中含有S02,為了治理霧霾天氣,工廠采用多種方法實現(xiàn)煙氣脫硫。
I.(1)“濕式吸收法”利用吸收劑與SO2發(fā)生反應從而脫硫。下列試劑口適合用作該法吸收劑
的是(填字母序號)。
a.石灰乳b.CaCb溶液
⑵某工廠利用含SO2的煙氣處理含CnO產(chǎn)的酸性廢水,吸收塔中反應后的珞元素以C產(chǎn)形
式存在,具體流程如下:
含CQOR的廢水純堿
含S()2的
硫酸廠煙氣f吸收塔----->中和池
①用SO2處理含餡廢水時,利用了SO2的性。
②吸收塔中發(fā)生反應的離子方程式為
II.石灰.石闿法和燒堿法是常用的煙氣脫硫法。石灰■石膏法的吸收反應為Ca(OH)2+SO2=
CaSO3l+H2Oo吸收產(chǎn)物亞硫酸鈣由管道輸送至氧化塔氧化,反應為2CaSO3+O2+4H2O
=2CaSO4-2H2Oo其流程如圖:
Ca(OH2)氧氣
I!
甌卜服*[Case卜際EHCaSO,?2明
燒堿法的吸收反應為2NaOH+SO:=Na2sO3+H2O。該法的特點是氫氧化鈉堿性強、吸收快、
效率高。其流程如圖:
NaOH
試劑Ca(OH)2NaOH
價格(元/kg)0.362.9
吸收SO2的成本(元/mol)0.0270.232
(3)石灰-石膏法和燒堿法相比,石灰-石膏法的優(yōu)點是,缺點是。
(4)某學習小組在石灰?石膏法和燒堿法的基礎上,設計一個改進的、能實現(xiàn)物料循環(huán)的煙氣
脫硫方案,流程圖中的甲、乙、丙各是、、_____(填化學式)
【答案】⑴a
23+2
⑵還原3SO2+Cr2O7+2H+=2Cr+3SO4+H2O
(3)原料便宜,成本低吸收慢,效率低
(4)NaOHCa(OH)2Na2so3
【解析】I(1)二氧化硫與氯化鈣不能發(fā)生反應,而與氫氧化鈣可以反應生成亞硫酸鈣,
因為氫氧化鈣溶解度不大,所以用石灰乳來吸收二氧化硫,故答案為:a;
(2)①重格酸根具有強氧化性,二氧化硫具有還原性,則可以用S02處理含銘廢水,故答
案為:還原;
②吸收塔中為二氧化硫與重銘酸根發(fā)生氧化還原反應,其發(fā)生反應的離子方程式為
2+3+22+3+2
3SO2+Cr2O7-+2H=2Cr+3SO4+H2O,故答案為:3SO2+Cr2O7+2H=2Cr+3SO4+H2O;
II(3)對比兩個流程可知,基本反應原理都為二氧化硫與堿發(fā)生反應,氫氧化鈣原料廉價
易得,成本低,但氫氧化鈣溶解度不大,吸收慢,效率低,故答案為:原料便宜,成本低;
吸收慢,效率低;
(4)分析流程并對比前兩個流程可知,該流程的目的是改進前兩個流程的缺點,即氫氧化
鈣吸收效率低,應用吸收效率較高的氫氧化鈉,則甲為氫氧化鈉,又氫氧化鈉成本高,需要
循環(huán)利用,則可用氫氧化鈣制備氫氧化鈉,則乙為氫氧化鈣,由此可推知丙為亞硫酸鈉,亞
硫酸鈉與氫氧化鈣可以發(fā)生復分解反應生成氫氧化鈉和亞硫酸鈣,實現(xiàn)氫氧化鈉的再生,降
彳氐成本,故答案為:NaOH;Ca(OH)2;Na2sO3。
jn鏈接高考
1.(2021?山東)工業(yè)上以SO2和純堿為原料制備無水NaHSCh的主要流程如圖,下列說法
錯誤的是
SO2一國切一|結晶|一濕料一?|氣流干燥|一NaHS03
中和「—母液
(pH=8)嗎?儀
I
純堿、水
A.吸收過程中有氣體生成B.結晶后母液中含有NaHCCh
C.氣流干燥濕料時溫度不宜過高D.中和后溶液中含Na2sCh和NaHCCh
【答案】B
【分析】根據(jù)工藝流程逆向分析可知,以二氧化硫和純堿為原料,得到結晶成分為NaHSO3,
則母液為飽和NaHSCh和過量的二氧化硫形成的亞硫酸,溶液呈酸性,所以加入純堿進行中
和,涉及的反應為:H2SO3+2Na2CO3=Na2SO3+2NaHCO3,NaHSO3+Na2CO3=Na2SO3+
NaHCO3,所以調(diào)節(jié)pH為8進行中和后得到Na2s。3和NaHCO3,通入二氧化硫氣體進行混
合吸收,此時吸收過程中發(fā)生反應為:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO31,SO2+NaHCCh=CO2+
NaHSO.4,此時會析出大量NaHSCh晶體,經(jīng)過離心分離,將得到的濕料再進行氣流干燥,
最終得到NaHSO3產(chǎn)品,據(jù)此分析解答。
【詳解】A.根據(jù)上述分析可知,吸收過程中有二氧化碳生成,A正確:
B.結晶后母液中含飽和NaHSCh和過量的二氧化硫形成的亞硫酸,沒有NaHCCh,假設產(chǎn)
物中存在NaHCCh,則其會與生成的NaHSO3發(fā)生反應,且NaHCOs溶解度較低,若其殘留
于母液中,會使晶體不純,假設不成立,B錯誤;
C.NaHSCh高溫時易分解變質(zhì),所以氣流干燥過程中溫度不宜過高,C正確;
D.結合上述分析可知,中和后溶液中含Na2s。3和NaHCCh,D正確;
故選B。
2.(2018?上海)下列轉(zhuǎn)化不能通過一步反應實現(xiàn)的是()
A.H2S+02Ts。2
B.SO2+H20TH2so3
C.S+O2-SO3
D.SO3+H2O-H2SO4
【答案】C
【解析】A.H2s和O2發(fā)生氧化還原反應生成SO2和H2O,能夠一步反應實現(xiàn)轉(zhuǎn)化,A選項
不滿足題意;
B.常溫下,SO2與H2O直接反應生成H2s03,能夠一步反應實現(xiàn)轉(zhuǎn)化,B選項不滿足題意;
C.S在氧氣中燃燒生成SO2,SO二在催化劑存在的條件下進一步氧化生成SO3,所以不能通
過一步反應實現(xiàn)轉(zhuǎn)化,C選項滿足題意;
D.S03可與H2O反應直接生成H2s04,能夠一步反應實現(xiàn)轉(zhuǎn)化,D選項不滿足題意;
答案選C。
3.(2017?海南)分別將足量下列氣體通入稀Na2s溶液中,可以使溶液變渾濁的是
A.COB.S02C.HC1D.CO2
【答案】B
【解析】A、CO不與Na2s發(fā)生反應,因此沒有沉淀產(chǎn)生,故A錯誤;B、SCh具有弱氧化
性,與Na2s發(fā)生氧化還原反應,即SCh+2S2-+4H+=3Sl+2H20,故B正確;C、利用酸
性強的制取酸性弱的,即發(fā)生2H-+S2FH2S,沒有沉淀產(chǎn)生,故C錯誤;D、不產(chǎn)生沉淀,
故D錯誤。
4.(2018?浙江)下列反應中能產(chǎn)生二氧化硫的是
A.氧化銅和稀硫酸反應B.亞硫酸鈉和氧氣反應
C.三氧化硫和水反應D.銅和熱的濃硫酸反應
【答案】D
【解析】A項,生成物為硫酸銅和水,不產(chǎn)生二氯化硫,故不選A:
B項,亞硫酸鈉和氧氣反應生成硫酸鈉,該反應不產(chǎn)生二氧化硫,故不選B:
C項,三氧化硫和水反應生成硫酸,反應中無法產(chǎn)生二氧化硫,故不選C;
D項,Cu與濃硫酸反應生成二氧化硫、水和硫酸銅,故選D。
綜上所述,本題正確選項為D。
5.(2017?北京)根據(jù)SO?通入不同溶液中實驗現(xiàn)象,所得結論不正確的是
實驗現(xiàn)象結i侖
A含HC1、BaCL的FeCb溶液產(chǎn)生白色沉淀SO2有還原性
BH2s溶液產(chǎn)生黃色沉淀SO1有氧化性
C酸性KMnCh溶液紫色溶液褪色S02有漂白性
產(chǎn)生膠狀沉淀
DNazSQ溶液酸性:H2s。3>H2SiO3
【答案】C
【解析】A、混合溶液中S02被FeCb氧化生成SCV,再與BaCL反應產(chǎn)生白色沉淀,體現(xiàn)
了SO?的還原性,A正確;
B、SO?與H2s在溶液發(fā)生反應S02+2H2s=3SJ+2H20,體現(xiàn)了SO?的氧化性,B正確;
c、S02使酸性KMnO4溶液褪色,這是S02在酸性溶液中還原KMnC)4生成M/+,體現(xiàn)了
S02的還原性,C錯誤;
D、SC)2與NazSiCh溶液產(chǎn)生膠狀沉淀,根據(jù)較強酸制較弱酸,可得結論酸性:H2SO3>H2SiO3,
D正確。
答案選C。
6.(2019?海南)能正確表示下列反應的離子方程式為()
2+3+
A.向FeBrz溶液中通入過量Cb:2Fe+Cl2=2Fe+2Cl-
2
B.向碳酸鈉溶液中通入少量CQz:CO3+CO2+H2O=2HCO3
C.向碘化鉀溶液中加入少量雙氧水:3H2O2+r=IO3+3H2O
2
D.向硫化鈉溶液中通入過量SO2:2S+5SO2+2H2O=3S1+4HSO3-
【答案】BD
【解析】A.FeBn電離產(chǎn)生的Fe2\Br都具有還原性,向該溶液中通入過量Cb,F(xiàn)e2\Br
都會被氧化,離子方程式為:2Fe2++4Br+3C12=2Fe3++2Br2+6C「,A錯誤;B.向碳酸鈉溶液
中通入少量CO2,Na2c03、CO2、H2O發(fā)生反應生成NaHCO3,反應的離子方程式為:
CO?-+CO2+H2O=2HCO3,B正確;C.H2O2具有氧化性,在酸性條件下,會將1氧化為k,
+
反應的離子方程式為:H2O2+2H+2r=l2+2H2O,C錯誤;D.向硫化鈉溶液中通入過量SO2,
2
由于酸性H2s03>H2S,由于SO2過量,發(fā)生的反應有:S+2SO2+2H2O=H2S+2HSO3-,SO2+
2H2s=3S1+2H2O,總反應方程式為2s2-+5S02+2H203S1+4HSO”D正確;故合理選項是
BDo
2021-2022學年高一化學期末復習重點專題突破
專題02氮及其化合物之間的轉(zhuǎn)化
場方法探究
氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關系
04催化△)
水
4N0
a
o
H
,
Q
M&N2
NH3-HjO
部分轉(zhuǎn)化的化學方程式如下:
放電或者高溫
N2+022N0
3Mg+N2MgsN2
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
高溫、高壓、
N2+3H2(>2NHi
NH3+H2O峰9NH3H2O
+
NH3+H=NH;
催化劑
4NH^5O4NQ+6HO
2△2
△
NH3H2ONH_4+H2O
3+
Al+3NH3H2O=AI(OH)31+3NH;
△,
NH4Cl^NH3t+HClt
△
NH4HCO3=NH3T+H2O+CO2T
NaOH+NH4NO3NHjf+NaNO^.+HiO
譽典例剖析
典例1利用氮元素的價類二維圖可以設計氮及其化合物之間的轉(zhuǎn)化路徑,下列說法不正確
的是
A.工業(yè)固氮的常用方法是由Nz和H2合成NH3
B.可利用Cu與硝酸的反應,將N元素轉(zhuǎn)化為NO或NO?
C.由氮氣轉(zhuǎn)化為含氮化合物的反應中,必須提供氧化劑
D.實驗室可利用氫氧化鈣固體與NH4C1固體混合加熱制備NH3
【答案】C
【詳解】A.氮的固定是將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程,工業(yè)固氮的常用方法是由
Nz和Hz合成NH3,故A正確;
B.銅與稀硝酸反應生成NO,銅與濃硝酸反應生成NO2,故B正確;
C.氮氣生成氨氣的過程中需要還原劑,故C錯誤;
D.實驗室可利用氫氧化鈣固體與NH4cl固體混合加熱制備NH”故D正確;
故選C。
典例2非金屬單質(zhì)A經(jīng)如圖所示的過程轉(zhuǎn)化為含氧酸D,已知D為強酸,請回答下列問
題:
A----——>B----——>C町>D
(1)若A在常溫下為固體,B是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無色氣體。
①D的化學式是,檢驗D的稀溶液中主要陰離子的試劑是
②在工業(yè)生產(chǎn)中,B氣體的大量排放被雨水吸收后會形成而污染環(huán)境。
(2)若A在常溫下為氣體,C是紅棕色的氣體。
①A的化學式為;
②寫出C-D轉(zhuǎn)化的化學方程式
③D的濃溶液在常溫下可與銅反應并生成C氣體,請寫出該反應的化學方程式____________
該反應中D體現(xiàn)的性質(zhì)有o
【答案】(1)H2s04稀鹽酸和BaCb溶液酸雨
(2)①N23NO2+H2O=2HNO3+NOCU+4HNC>3(濃)=Cu(NCh)2+2NO2T+2H2。強氧
化性和酸性
【解析】非金屬單質(zhì)A能發(fā)生連續(xù)氧化生成C,C能與水反應得到含氧酸D,且D為強酸,
中學中硫和氮元素及其化合物的轉(zhuǎn)化符合轉(zhuǎn)化,據(jù)此解答。
(1)若A在常溫下為固體,B是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無色氣體,則A為S,
B為SO2,C為SCh,D為H2so4。
①由以上分析可知,D的化學式是H2s04;稀硫酸里的主要陰離子是S0:,檢驗的方法是
向溶液中滴入稀鹽酸,無明顯現(xiàn)象,再滴入BaCb溶液,生成白色沉淀,故檢驗D的稀溶
液中主要陰離子的試劑是稀鹽酸和BaCL溶液。
②在工業(yè)生產(chǎn)中,SO2氣體的大量排放被雨水吸收后形成了酸雨而污染了環(huán)境。
(2)若A在常溫下為氣體,C是紅棕色的氣體,則A為N2,B為NO,C為NO2,D為HNO3o
①由以上分析可知,A的化學式是N2。
②C-D是NO?和水反應生成硝酸和NO,反應的化學方程式為:3NO2+H2O=2HNO3+NOO
③濃硝酸與Cu反應生成硝酸銅、NO2與水,反應化學方程式為:
Cu+4HNO3(^)=Cu(NO3)2+2NO2t+2H2O,反應中氮元素化合價降低,體現(xiàn)硝酸的強氧化性,
同時還有硝酸銅生成,體現(xiàn)硝酸的酸性。
曾精選習題
I.氮元素在海洋中的循環(huán)是整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎和關鍵。海洋中無機氮的循環(huán)過程可
用下圖表示。下列關于海洋中的氮循環(huán)的說法正確的是
N2
A.過程①屬于化學變化
B.屬于固氮作用的是過程③
C.反硝化作用是氮元素發(fā)生氧化反應
D.向海洋中排放含NO:的廢水會影響海洋中NO;的含量
【答案】D
【詳解】A.在該變化過程中都是N2,沒有新物質(zhì)產(chǎn)生,因此屬于物理變化,A錯誤;
B.氮的固定是游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的方法,在上述轉(zhuǎn)化過程中只有②是氮的固定,
B錯誤;
C.根據(jù)圖示可知:反硝化作用是氮元素由NO;轉(zhuǎn)化為Nz,N元素化合價降低,得到電子被
還原,發(fā)生還原反應,C錯誤;
D.根據(jù)圖示轉(zhuǎn)化關系可知:若向海洋中排放含NO;的廢水,NO,會通過反硝化作用產(chǎn)生
NO;,導致海洋中NO;的含量增加,因而影響NO;的含量,D正確;
故合理選項是D。
2.將濕潤的紅色石蕊試紙放在進行下列實驗的試管口,試紙不變成藍色的是
A.加熱濃氨水B.加熱NH4HCO3固體
C.加熱NH4C1和Ca(OH)2的混合物D.加熱NH4cl晶體
【答案】D
【詳解】A.加熱濃氨水,揮發(fā)出氨氣,濕潤的紅色石袋試紙遇氨氣變藍,故不選A;
B.加熱NH4HCO3固體生成氨氣、二氧化碳、水,有氨氣放出,濕潤的紅色石蕊試紙遇氨
氣變藍,故不選B:
C.加熱NH4cl和Ca(OH)2的混合物放出氨氣,濕潤的紅色石蕊試紙遇氨氣變藍,故不選C;
D.加熱NH4cl晶體生成氨氣和氯化氫,氨氣和氯化氫遇冷又生成氯化鐵,沒有氨氣放出,
濕潤的紅色石蕊試紙不變藍,故選D:
選D。
3.宇宙飛船的運載火箭的推進器引燃后發(fā)生劇烈反應,產(chǎn)生大量高溫氣體,從火箭尾部噴
出。引燃后的高溫氣體成分有CO2、比0、N2、NO等,這些氣體均無色,但在衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)
場看到火箭噴射出大量的紅煙,產(chǎn)生紅煙的原因是()
A.高溫下Nz遇空氣生成NO?
B.NO遇空氣反應生成NO2
C.CO2與NO反應生成NO?
D.NO與H?O反應生成NO?
【答案】B
【詳解】A.氮氣為空氣的主要組成氣體,性質(zhì)穩(wěn)定,高溫下N2遇空氣不會直接生成NO2,
故A錯誤;
B.一氧化氮極易被氧氣氧化,NO在常溫下能與氧氣反應2NO+O2=2NO2,生成紅棕色的
NO2,所以B選項正確;
C.高溫條件下一氧化碳在空氣中不可能為反應產(chǎn)物,必然被氧氣氧化成二氧化碳,所以,
CO2與NO在空氣中高溫條件下不反應,故C錯誤;
D.一氧化氮和水之間不會發(fā)生反應,故D錯誤
故選B。
5.工業(yè)上以氮氣為主要原料制備硝酸,其轉(zhuǎn)化過程如下所示,其中氮元素只被還原的一步
是
N2.(NH3%>NO.>NO2黎》HNOs
A.①B.②C.③D.@
【答案】A
【分析】氮元素只被還原,表明含氮物質(zhì)作氧化劑,氮元素化合價降低。
【詳解】①N2TNH3,N元素的化合價降低,①符合題意;
②NH3-NO,N元素的化合價升高,②不合題意;
③NO-NO?,N元素的化合價升高,③不合題意;
④NO2THNO3,N元素的化合價一部分升高,一部分降低,④不合題意;
綜合以上分析,只有①符合題意;故選A。
6.下列反應中硝酸既能表現(xiàn)出酸性又表現(xiàn)出
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