含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化及其綜合實(shí)驗(yàn)(備作業(yè))(解析版)

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第一節(jié)硫及其化合物課時(shí)3含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化及其綜合實(shí)驗(yàn)一.單選題1．如圖是硫在自然界的循環(huán)，相關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．大氣中的硫可能以酸雨的形式進(jìn)入土壤B．煤和石油中的硫燃燒生成三氧化硫進(jìn)入大氣C．化石燃料中的硫來(lái)自形成化石燃料的生物體D．煤和石油燃燒產(chǎn)生的顆粒物可能是導(dǎo)致霧霾的成因之一[答案]B2．如圖是某燃煤發(fā)電廠(chǎng)處理廢氣的裝置示意圖。裝置內(nèi)發(fā)生的主要反應(yīng)不含()A．化合反應(yīng) B．分解反應(yīng)C．置換反應(yīng) D．氧化還原反應(yīng)[答案]C3．能實(shí)現(xiàn)下列物質(zhì)間直接轉(zhuǎn)化的元素是()單質(zhì)eq\o(→,\s\up10(＋O2少量))氧化物eq\o(→,\s\up10(＋H2O))酸或堿eq\o(→,\s\up10(＋NaOH或HCl))鹽A．碳B．硫C．銅D．鐵[答案]B[解析]碳與少量O2反應(yīng)生成CO，CO不溶于水，A項(xiàng)錯(cuò)誤；S與O2反應(yīng)生成SO2，SO2再與H2O反應(yīng)生成H2SO3，H2SO3可以與NaOH反應(yīng)生成Na2SO3，B項(xiàng)正確；CuO、Fe2O3或Fe3O4都不溶于水，C項(xiàng)、D項(xiàng)均錯(cuò)誤。4．X(鹽)和Y(酸)反應(yīng)，可放出有氣味的氣體Z，Z跟過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)又得到X，Z氧化的最終產(chǎn)物為氣體W，氣體W溶于水又得到Y(jié)，則X和Y是()①Na2S和稀H2SO4②Na2SO3和鹽酸③Na2S和鹽酸④Na2SO3和稀H2SO4A．只有①B．①②C．②③D．①④[答案]D[解析]①Na2S和稀H2SO4反應(yīng)生成H2S氣體，H2S與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)能生成Na2S；H2S與O2反應(yīng)先生成SO2，在催化劑作用下繼續(xù)被氧化，最終生成SO3，SO3溶于水生成H2SO4，符合題中轉(zhuǎn)化關(guān)系。②Na2SO3和鹽酸反應(yīng)生成SO2氣體，SO2與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)能生成Na2SO3；SO2在催化劑作用下被O2氧化生成SO3，SO3溶于水生成H2SO4，不符合題中轉(zhuǎn)化關(guān)系。③Na2S和鹽酸反應(yīng)生成H2S氣體，H2S與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)能生成Na2S；H2S與O2反應(yīng)先生成SO2，繼續(xù)被氧化，最終生成SO3，SO3溶于水生成H2SO4，不符合題中轉(zhuǎn)化關(guān)系。④Na2SO3和稀H2SO4反應(yīng)生成SO2氣體，SO2與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SO3；SO2在催化劑作用下被O2氧化生成SO3，SO3溶于水生成H2SO4，符合題中轉(zhuǎn)化關(guān)系。5．某同學(xué)用下列裝置完成了濃硫酸和SO2性質(zhì)實(shí)驗(yàn)(夾持裝置已省略)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．反應(yīng)后，試管①中出現(xiàn)白色固體，將其放入水中，溶液顯藍(lán)色B．試管②中品紅溶液逐漸褪色，對(duì)其加熱溶液又恢復(fù)紅色C．試管④中酸性高錳酸鉀溶液褪色，體現(xiàn)了SO2的漂白性D．試管⑤可以改為裝有堿石灰的干燥管[答案]C[解析]反應(yīng)后試管①中的白色固體為硫酸銅，將其放入水中溶解形成硫酸銅溶液，溶液呈藍(lán)色，故A正確；二氧化硫能夠漂白品紅溶液，SO2與品紅溶液生成的無(wú)色物質(zhì)不穩(wěn)定，加熱后又恢復(fù)紅色，故B正確；試管④中酸性KMnO4溶液褪色，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，證明SO2具有還原性，故C錯(cuò)誤；試管⑤用于吸收二氧化硫，防止污染環(huán)境，可以改為裝有堿石灰的干燥管，故D正確。6．常溫下單質(zhì)硫主要以S8形式存在。加熱時(shí)，S8會(huì)轉(zhuǎn)化為S6、S4、S2等。當(dāng)溫度達(dá)到750℃時(shí)，硫蒸氣主要以S2形式存在(占92%)。下列說(shuō)法中正確的是()A．S8轉(zhuǎn)化為S6、S4、S2屬于物理變化B．不論哪種硫分子，完全燃燒時(shí)都生成二氧化硫C．S2、S4、S6、S8都是硫元素形成的單質(zhì)，為同種物質(zhì)D．把硫單質(zhì)在空氣中加熱到750℃即得S2[答案]B[解析]A項(xiàng)，S單質(zhì)間轉(zhuǎn)化為化學(xué)變化；C項(xiàng)，S2、S4、S6、S8為不同單質(zhì)；D項(xiàng)，S在空氣中加熱時(shí)燃燒生成SO2。7．將SO2和SO3兩種氣體的混合物通入BaCl2溶液中，其結(jié)果是()A．兩種氣體都被吸收，并有BaSO4沉淀生成B．只有BaSO3沉淀，SO3通入溶液中無(wú)沉淀生成C．生成BaSO3和BaSO4兩種沉淀D．只生成BaSO4沉淀，SO2從溶液中逸出[答案]D[解析]SO3通入BaCl2溶液中會(huì)發(fā)生反應(yīng)：SO3＋H2O=H2SO4、H2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl，而SO2不能與BaCl2溶液反應(yīng)，從溶液中逸出。8．有關(guān)下列三個(gè)反應(yīng)的敘述正確的是()①2H2S＋SO2=3S＋2H2O②S＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O③3S＋6KOHeq\o(=,\s\up7(△))2K2S＋K2SO3＋3H2OA．反應(yīng)①說(shuō)明SO2能與酸反應(yīng)，具有堿性氧化物的性質(zhì)B．反應(yīng)②改用稀硫酸，則能放出氫氣C．反應(yīng)②和③說(shuō)明S具有兩性元素的性質(zhì)D．反應(yīng)③中被氧化的硫元素與被還原的硫元素的質(zhì)量之比為1∶2[答案]D[解析]反應(yīng)①中SO2作氧化劑，說(shuō)明二氧化硫具有氧化性，不能從氧化還原反應(yīng)的發(fā)生來(lái)判斷其是酸性還是堿性氧化物，A錯(cuò)誤；反應(yīng)②體現(xiàn)濃硫酸的強(qiáng)氧化性和S的還原性，S與稀硫酸不反應(yīng)，B錯(cuò)誤；單質(zhì)硫只能與氧化性酸反應(yīng)，不能與非氧化性酸反應(yīng)，故不屬于兩性元素，C錯(cuò)誤；反應(yīng)③中化合價(jià)升高的硫原子與化合價(jià)降低的硫原子的個(gè)數(shù)之比為1∶2，即被氧化的硫元素與被還原的硫元素的質(zhì)量之比為1∶2，D正確。9．某化學(xué)課外小組利用廢銅制取硫酸銅，設(shè)計(jì)了如下制取方案，從理論、操作、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保等方面考慮，你認(rèn)為最合理的是()A．Cueq\o(→,\s\up10(O2),\s\do10(加熱))CuOeq\o(→,\s\up10(稀硫酸))CuSO4B．Cueq\o(→,\s\up10(濃硫酸),\s\do10(加熱))CuSO4C．Cueq\o(→,\s\up10(稀硫酸),\s\do10(加熱))CuSO4D．Cueq\o(→,\s\up10(AgNO3))Cu(NO3)2eq\o(→,\s\up10(NaOH))Cu(OH)2eq\o(→,\s\up10(稀硫酸))CuSO4[答案]A[解析]Cueq\o(→,\s\up10(O2))CuOeq\o(→,\s\up10(稀硫酸))CuSO4中原子利用率高，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保；Cueq\o(→,\s\up10(濃硫酸),\s\do10(加熱))CuSO4中原子利用率低，且產(chǎn)生大氣污染物SO2；Cu與稀硫酸不反應(yīng)；Cueq\o(→,\s\up10(AgNO3))Cu(NO3)2eq\o(→,\s\up10(NaOH))Cu(OH)2eq\o(→,\s\up10(稀硫酸))CuSO4中步驟過(guò)多，成本較高，不經(jīng)濟(jì)。綜上所述，最合理的方案是A。10．(素養(yǎng)題)某實(shí)驗(yàn)小組將SO2通入Na2S和Na2SO3的混合溶液中制備硫代硫酸鈉(Na2S2O3)。其裝置如圖所示(省略?shī)A持裝置)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．裝置②的作用之一是觀(guān)察SO2的生成速率，其中的液體可以是飽和NaHSO3溶液B．為提高產(chǎn)品純度，使燒瓶中的Na2S和Na2SO3恰好完全反應(yīng)，則eq\f(nNa2S,nNa2SO3)＝eq\f(1,2)C．裝置④的作用是吸收尾氣，同時(shí)防止倒吸D．裝置①也可用于高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣[答案]B利用裝置①制備SO2，把分液漏斗中的濃硫酸滴入燒瓶中與Na2SO3反應(yīng)得到SO2氣體，SO2通入裝置②，實(shí)驗(yàn)中為使SO2緩慢進(jìn)入裝置③，需要控制滴加硫酸的速率，裝置③中發(fā)生反應(yīng)生成Na2S2O3，反應(yīng)終止后，燒瓶中的溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮即可析出Na2S2O3·5H2O，得到Na2S2O3，裝置④的作用是防止倒吸并且吸收剩余氣體，防止污染空氣。根據(jù)以上分析，裝置②的作用之一是觀(guān)察SO2的生成速率，且飽和NaHSO3溶液與SO2不反應(yīng)，故A正確；根據(jù)以上分析，裝置③燒瓶中發(fā)生反應(yīng)為2Na2S＋Na2SO3＋3SO2=3Na2S2O3，所以燒瓶中Na2S和Na2SO3物質(zhì)的量之比為2∶1，故B錯(cuò)誤；裝置④是防止倒吸并且吸收剩余氣體，防止污染空氣，故C正確；裝置①為固液不加熱型發(fā)生裝置，高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣屬于固體和液體常溫下反應(yīng)制備氣體，故D正確。11.含硫煤燃燒會(huì)產(chǎn)生大氣污染物，為防治該污染，某工廠(chǎng)設(shè)計(jì)了新的治污方法，同時(shí)可得到化工產(chǎn)品，該工藝流程如圖所示，下列敘述不正確的是()A．該過(guò)程中可得到化工產(chǎn)品H2SO4B．該工藝流程是除去煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的SO2C．該過(guò)程中化合價(jià)發(fā)生改變的元素為Fe和SD．圖中涉及的反應(yīng)之一為Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O=2FeSO4＋2H2SO4【答案】C【解析】根據(jù)圖可知，該工藝中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O=2FeSO4＋2H2SO4，該工藝不僅吸收了SO2，還得到了化工產(chǎn)品H2SO4，A、D正確；根據(jù)以上分析可知該工藝流程是除去煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的SO2，B正確；該過(guò)程中化合價(jià)發(fā)生變化的元素有氧、鐵、硫，C錯(cuò)誤。二.非選擇題12．物質(zhì)的類(lèi)別和核心元素的化合價(jià)是研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個(gè)重要角度。請(qǐng)根據(jù)如圖所示，回答下列問(wèn)題：(1)Y的化學(xué)式為_(kāi)_________，檢驗(yàn)Y所用的試劑是______________。(2)W的濃溶液與銅單質(zhì)在加熱條件下可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________。(3)欲制備N(xiāo)a2S2O3，從氧化還原角度分析，合理的是________(填序號(hào))。a．Na2S＋Sb．Na2SO3＋Sc．Na2SO3＋Na2SO4d．SO2＋Na2SO4(4)將X與SO2混合，可生成淡黃色固體。該反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。[解析]X為氣態(tài)氫化物H2S，Y為硫元素＋4價(jià)的氧化物SO2，Z為硫元素＋4價(jià)的鹽，可以為Na2SO3，W為＋6價(jià)的含氧酸H2SO4。(1)由上述分析可知Y為二氧化硫氣體，二氧化硫具有漂白性可以使品紅溶液褪色，加熱恢復(fù)紅色，所以檢驗(yàn)二氧化硫的試劑可以是品紅溶液。(2)W的濃溶液是濃硫酸，與銅單質(zhì)在加熱條件下可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up10(△))CuSO4＋2H2O＋SO2↑。(3)Na2S2O3中S為＋2價(jià)，從氧化還原的角度分析，反應(yīng)物中S元素化合價(jià)必須分別大于2和小于2，a中S化合價(jià)都小于2，c、d中S的化合價(jià)都大于2，b符合題意。(4)將X即H2S與SO2混合，可生成淡黃色固體，發(fā)生反應(yīng)：2H2S＋SO2=3S＋2H2O，反應(yīng)中H2S作還原劑，SO2作氧化劑，則該反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2。[答案](1)SO2品紅溶液(2)Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up10(△))CuSO4＋2H2O＋SO2↑(3)b(4)1∶213．已知X氣體是一種無(wú)色有刺激性氣味的酸性氧化物，有關(guān)X、Y、Z、W的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，反應(yīng)①～④均為化合反應(yīng)，回答下列問(wèn)題：(1)Y的化學(xué)式為_(kāi)_______，Z的化學(xué)式為_(kāi)_________；X直接排入空氣中易造成的環(huán)境問(wèn)題是________________。(2)反應(yīng)①～⑤中屬于氧化還原反應(yīng)的是________。(3)寫(xiě)出反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式：_________________________。(4)寫(xiě)出硫與W反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________，體現(xiàn)了W的性質(zhì)是________。[解析]根據(jù)題意知：X為SO2，Y為SO3，Z為H2SO3，W為H2SO4。[答案](1)SO3H2SO3形成酸雨(2)②④⑤(3)SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl(4)S＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up10(△))3SO2↑＋2H2O強(qiáng)氧化性14．(素養(yǎng)題)有一可能已變質(zhì)的Na2SO3樣品(無(wú)水)。某化學(xué)興趣小組展開(kāi)了對(duì)該樣品的分析，請(qǐng)你參與他們的活動(dòng)。(提示：硝酸具有強(qiáng)氧化性，可將SOeq\o\al(2－,3)氧化為SOeq\o\al(2－,4))(1)猜想樣品中可能含Na2CO3、________和________(填化學(xué)式)。(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)①取適量樣品于燒瓶中配成無(wú)色溶液，再加入過(guò)量的BaCl2溶液；②待沉淀完全后，從分液漏斗向燒瓶中加入下列溶液________，產(chǎn)生氣體。A．稀硫酸B．稀硝酸C．稀鹽酸③將氣體連續(xù)通入下列裝置：(3)結(jié)論：樣品已部分變質(zhì)。(4)問(wèn)題討論：Ⅰ．某同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)步驟①多余，你認(rèn)為該步驟______(選填“是”或“不”)多余(若選“不”繼續(xù)回答下一空格，若選“是”不必回答下一空格)，設(shè)計(jì)的用意是_______________________。Ⅱ．實(shí)驗(yàn)步驟③中a、b、c、d的作用分別是：a．________________；b．________________；c．________________；d．________________。[解析]本題是一道檢驗(yàn)、鑒別題，依據(jù)題中設(shè)計(jì)的思路進(jìn)行辨析，并對(duì)某些實(shí)驗(yàn)步驟作出評(píng)價(jià)。(1)Na2SO3具有還原性，易被氧化為Na2SO4，在題干中已猜想有Na2CO3存在時(shí)，則另兩種可能成分為Na2SO3、Na2SO4。(2)欲確定Na2CO3、Na2SO3、Na2SO4的存在，實(shí)則是鑒定COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)的存在。在①步加入Ba2＋后，產(chǎn)生的沉淀有可能有BaCO3、BaSO3、BaSO4，為此在②步所加的酸只能為稀鹽酸，因?yàn)镠2SO4能干擾SOeq\o\al(2－,4)檢驗(yàn)，HNO3能將SOeq\o\al(2－,3)氧化為SOeq\o\al(2－,4)，干擾SOeq\o\al(2－,3)的檢驗(yàn)；③步中在給定裝置及試劑后，首先檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體中是否含有SO2，再除去SO2并檢驗(yàn)SO2是否被除盡，最后檢驗(yàn)CO2氣體。(4)實(shí)驗(yàn)步驟①的設(shè)計(jì)用意是檢驗(yàn)樣品中是否含Na2SO4，不多余；實(shí)驗(yàn)步驟③中各裝置中的作用分別為檢驗(yàn)SO2、除去SO2、驗(yàn)證SO2是否被除盡及檢驗(yàn)CO2。[答案](1)Na2SO3Na2SO4(2)C(4)Ⅰ．不檢驗(yàn)樣品中是否含Na2SO4Ⅱ．檢驗(yàn)SO2除去SO2驗(yàn)證SO2是否被除盡檢驗(yàn)CO215．(素養(yǎng)題)某化學(xué)興趣小組為了測(cè)定鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并探究濃硫酸的某些性質(zhì)，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(夾持儀器已省略)和實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)按圖示裝置連接儀器，并檢查裝置的氣密性，稱(chēng)量裝置E的質(zhì)量。(2)將mg鐵碳合金樣品放入A中，再向分液漏斗中加入足量的濃硫酸，其中儀器A的名稱(chēng)為_(kāi)______________________。(3)打開(kāi)分液漏斗活塞并點(diǎn)燃酒精燈，一段時(shí)間后，A、B中可觀(guān)察到明顯的現(xiàn)象。寫(xiě)出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________。裝置C的作用是_____________。(4)待A中不再逸出氣體時(shí)，停止加熱，拆下裝置E并稱(chēng)重。若裝置E增重bg，則鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______________(用含m、b的表達(dá)式表示)。(5)某同學(xué)認(rèn)為，依據(jù)此