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鲁科版 (2019)必修 第一册第2节 硫的转化第2课时练习
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这是一份鲁科版 (2019)必修 第一册第2节 硫的转化第2课时练习，共12页。试卷主要包含了某雨水样品刚采集时测得pH为4等内容，欢迎下载使用。
第3章物质的性质与转化
第2节 硫的转化
第2课时 硫酸 酸雨及其防治
课后篇素养形成
合格考达标练
1.下列对浓硫酸相应性质的描述正确的是( )
A.浓硫酸使纸张变黑——吸水性
B.浓硫酸作为某些气体的干燥剂——脱水性
C.浓硫酸与木炭在加热条件下反应——强氧化性
D.向蔗糖中加入浓硫酸生成海绵状的炭——酸性
答案C
解析浓硫酸使纸张变黑体现了脱水性,A错误;浓硫酸作为某些气体的干燥剂体现了吸水性,B错误;浓硫酸与木炭在加热条件下的反应体现了强氧化性,C正确;向蔗糖中加入浓硫酸生成海绵状的炭体现了脱水性,D错误。
2.某雨水样品刚采集时测得pH为4.8,放在烧杯中经2小时后,再次测得pH为4.0。以下叙述正确的是( )
A.该雨水样品不属于酸雨
B.该雨水样品酸性没有变化
C.该雨水样品pH降低的原因可能是继续吸收空气中的CO2
D.该雨水样品中的pH降低的原因可能是H2SO3逐渐被氧气氧化成H2SO4
答案D
解析题中雨水的pH小于5.6,属于酸雨,A项错误;溶液的pH越小,酸性越强,故某雨水样品刚采集时测得pH为4.8,放在烧杯中经2小时后,再次测得pH为4.0,雨水样品酸性逐渐增强,B项错误;可能是雨水样品中的H2SO3逐渐被空气中的氧气氧化成H2SO4,导致雨水的酸性增强,而不应该是继续吸收空气中的CO2导致,C项错误,D项正确。
3.比较下述实验方案,能判断溶液中一定含有SO42-的事实是( )
A.取少量试样溶液,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成
B.取试样溶液,加入BaCl2溶液,有白色沉淀,再加稀硝酸,沉淀不溶解
C.取少量试样溶液,加入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成
D.取少量试样溶液,加入足量盐酸,无沉淀产生,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成
答案D
解析加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成时,原溶液可能含有Ag+或SO42-,A项错误;加入BaCl2溶液有白色沉淀生成,再加稀硝酸,沉淀不溶解,原溶液中可能含有SO42-或SO32-(BaSO3能被HNO3氧化成BaSO4),也可能含有Ag+,B项错误;加入Ba(NO3)2溶液,能产生白色沉淀,原溶液中可能含有CO32-、SO32-、SO42-等,C项错误;当加入足量的盐酸时,无沉淀生成,加入BaCl2生成了白色沉淀,原溶液一定含有SO42-,D项正确。
4.某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质,其中不能达到实验目的的是( )
选项
A
B
C
D
实验
目的
吸水性
脱水性
稀释放热
强氧化性
实验
装置
答案D
解析A项中由于分子是在不断运动的,故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收,导致左侧烧杯中的水不断减少,最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量,能达到实验目的;B项中滤纸接触浓硫酸后,很快会因脱水而变黑,能达到实验目的;C项中浓硫酸滴到小试管内的水中,放出的热量会使锥形瓶内气体膨胀,U形管内液面出现左低右高的现象,能达到实验目的;D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应,无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性,不能达到实验目的。
5.下列有关说法中正确的是( )
A.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化,因此浓硫酸在常温下不能与铁、铝发生反应
B.白纸上滴加浓硫酸后变黑体现了浓硫酸的吸水性
C.浓硫酸主要以H2SO4分子存在
D.稀硫酸和浓硫酸性质完全相同
答案C
解析浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化发生了化学反应;浓硫酸主要以H2SO4分子存在,而稀硫酸中以H+和SO42-存在,二者性质有所不同。
6.(2020山东潍坊高一期末)如图是硫元素价态与含硫元素物质类别的二维坐标图,其中b、c、d、e分子中只含有一个S原子,下列说法错误的是( )
A.物质j和物质e反应生成物质a
B.物质b既有氧化性又有还原性
C.物质d的浓溶液具有脱水性
D.物质f可以与物质q发生氧化还原反应
答案D
解析j是硫化氢,e是亚硫酸,二者可以发生归中反应得到单质硫,A项正确;b是二氧化硫,+4价的硫既可以升高又可以降低,因此物质b既有氧化性又有还原性,B项正确;d是硫酸,浓硫酸具有脱水性,C项正确;硫酸盐不一定能与硫化物发生氧化还原反应,D项错误。
7.向100 mL 18 mol·L-1的H2SO4溶液中加入过量的铁片并加热。充分反应后,溶液中溶质的成分和所得气体的成分分别是( )
A.硫酸铁 二氧化硫
B.硫酸亚铁 二氧化硫、氢气
C.硫酸铁、硫酸亚铁 二氧化硫、氢气
D.硫酸铁 二氧化硫、氢气
答案B
解析浓硫酸与铁在加热的条件下反应生成硫酸铁、二氧化硫和水,当浓硫酸变成稀硫酸后,过量的铁将三价铁离子还原成亚铁离子,稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气,所以B项正确。
8.已知铜和浓硫酸可以在加热条件下发生如下反应(反应方程式已配平):
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+A↑+2H2O。
试通过计算和推理完成下面的空白:
(1)A物质可以导致酸雨的形成。A应该属于 (用字母代号填写)。
a.酸 b.碱
c.盐 d.酸性氧化物
e.碱性氧化物
(2)A物质可以使酸性KMnO4溶液褪色,此反应中 (填写化学式,下同)失去电子,氧化剂是 。
(3)足量的铜片与10 mL 18 mol·L-1的浓硫酸充分反应,如果该反应过程中转移了0.1 mol电子,生成的CuSO4的物质的量为 mol,生成的A气体在标准状况下体积为 L(假设气体全部逸出)。
(4)计算:将反应后得到的溶液与足量Ba(OH)2溶液混合,充分反应。反应后所得沉淀的质量为 g。
答案(1)d (2)SO2 KMnO4 (3)0.05 1.12
(4)35.19
解析已知铜和浓硫酸可以在加热条件下发生反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+A↑+2H2O,根据质量守恒定律可以求出A为SO2。
(1)SO2属于酸性氧化物,故选d。
(2)SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,此反应中SO2是还原剂,硫原子失去电子,氧化剂是KMnO4。
(3)由反应方程式可知,当有2 mol e-转移时,可以生成1 mol CuSO4和1 mol SO2。所以,足量的铜片与10 mL 18 mol·L-1的浓硫酸充分反应,如果该反应过程中转移了0.1 mol电子,生成的CuSO4的物质的量为0.05 mol,生成SO2的物质的量为0.05 mol,0.05 mol SO2在标准状况下的体积为1.12 L。
(4)10 mL 18 mol·L-1的浓硫酸中n(H2SO4)=0.18 mol,其中有0.05 mol被还原为SO2,由S元素守恒可知,反应后得到的溶液中还有0.13 mol SO42-,该溶液与足量Ba(OH)2溶液充分反应后可得到0.13 mol BaSO4和0.05 mol Cu(OH)2,所得沉淀的质量为35.19 g。
等级考提升练
9.浓硫酸在下列物质的转化过程中,既表现出氧化性,又表现出酸性的是( )
A.CuCuSO4
B.CCO2
C.NaClNa2SO4
D.Fe2O3Fe2(SO4)3
答案A
解析反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O中,一部分硫元素化合价降低,一部分硫元素化合价不变,所以浓硫酸既表现了酸性,又表现了氧化性。NaCl和浓硫酸在加热条件下生成HCl和Na2SO4的过程中硫元素化合价不变。C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O中硫元素化合价降低。Fe2O3+3H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3H2O中硫元素化合价不变。
10.用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( )
A.上下移动①中铜丝可控制SO2生成的量
B.②中选用品红溶液验证SO2的生成
C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D.为确认有CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
答案D
解析上下移动铜丝可控制铜丝与浓硫酸的反应,进而控制SO2的生成量,A项正确;根据装置的特点可知,B项正确,C项正确;因浓硫酸过量,应该将①中的溶液倒入水中观察,D项错误。
11.CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法正确的是( )
A.相对于途径①,途径②更好地体现了绿色化学思想
B.加Y加热过程中,Y被还原
C.CuSO4在1 100 ℃分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体
D.将CuSO4溶液蒸干,可制得胆矾晶体
答案A
解析途径①中铜和浓硫酸反应会生成二氧化硫气体而污染空气,途径②的优点是制取等质量CuSO4需要的硫酸少,且途径②无污染性气体产生,更好地体现了绿色化学思想,A项正确;由Cu(OH)2转化为Cu2O,铜元素化合价降低,被还原,则Y具有还原性,被氧化,故B错误;硫酸铜分解生成Cu2O、O2、SO3及SO2,根据2CuSO4Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑可知,X可能是O2、SO2和SO3的混合气体,若只是二氧化硫和三氧化硫,铜元素、硫元素化合价降低,无元素化合价升高,故C错误;将CuSO4溶液蒸干不能得到胆矾晶体,故D错误。
12.利用如图所示装置进行下列实验,能得到相应实验结论的是( )
选
项
①
②
③
实验结论
A
浓硫酸
Na2SO3
KMnO4
溶液褪色
SO2
有漂白性
B
浓硫酸
Cu
品红溶液
SO2具有
漂白性
C
稀硫酸
碳酸钠
CaCl2溶液
无明显变化
CO2不与
CaCl2反应
D
浓硫酸
蔗糖
溴水褪色
浓硫酸具
有脱水性、
吸水性
答案C
解析SO2使酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性,A项错误;在常温下,Cu和浓硫酸不发生反应,B项错误;盐酸的酸性比碳酸强,根据强酸制弱酸的原理可知,CO2不与CaCl2反应,C项正确;溴水褪色说明产生了SO2,证明了浓硫酸的强氧化性,D项错误。
13.将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体A 16.8 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释到1 L,测得溶液中H+的物质的量浓度为1 mol·L-1。则下列叙述错误的是( )
A.气体A为SO2和H2的混合物
B.气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
C.反应中共消耗锌95.5 g
D.反应中共转移电子1.5 mol
答案C
解析浓硫酸与Zn反应,最初产生SO2,当H2SO4浓度降低到一定程度后产生H2,A项正确;反应的化学方程式为Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O和Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。根据题意,反应后剩余的H+的物质的量为1 mol,则剩余H2SO4 0.5 mol,消耗的H2SO4是1.85 mol-0.5 mol=1.35 mol,生成的气体的物质的量是0.75 mol。根据题意可列下列方程组:
n(H2)+n(SO2)=0.75 moln(H2)+2n(SO2)=1.35 mol
解得n(SO2)=0.6 mol,n(H2)=0.15 mol,B项正确;m(Zn)=0.75 mol×65 g·mol-1=48.75 g,C项错误;转移电子0.75 mol×2=1.5 mol,D项正确。
14.用25 mL 18.4 mol·L-1的浓硫酸与铜共热一段时间后,冷却,过滤除去多余的铜,将滤液稀释到100 mL,所得溶液中SO42-浓度为3 mol·L-1,则此时溶液中CuSO4的物质的量浓度为( )
A.0.5 mol·L-1 B.1.6 mol·L-1
C.1.8 mol·L-1 D.3 mol·L-1
答案B
解析反应前n(H2SO4)=0.025 L×18.4 mol·L-1=0.46 mol,n(SO42-)=0.46 mol,反应后n(SO42-)=3 mol·L-1×0.1 L=0.3 mol,则减少的n(SO42-)=0.46 mol-0.3 mol=0.16 mol,所以生成二氧化硫为0.16 mol,由Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑,可知n(CuSO4)=0.16 mol,则c(CuSO4)=0.16mol0.1 L=1.6 mol·L-1。
15.(2020山东济南调研)含硫化合物的种类很多,现有SO2、Na2SO3、H2SO4、CuSO4这4种常见的含硫化合物。回答下列问题:
(1)为进一步减少SO2的污染并变废为宝,我国正在探索在一定条件下用CO还原SO2的方法来除去SO2。写出该反应的化学方程式: 。
(2)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中发生以下反应:
Na2SO3+ KIO3+ H2SO4 Na2SO4+ K2SO4+ I2+ H2O。
①配平上面的氧化还原反应方程式。
②若反应中有5 mol电子转移,则生成的碘单质的物质的量是 mol。
(3)向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2气体,有白色沉淀生成,此沉淀是 。
A.BaSO4 B.FeS
C.BaSO3 D.S
(4)常温下,将铁棒置于浓硫酸中,教材中解释发生了钝化,但有人认为未发生反应。为验证此过程,某同学经过思考,设计了如下实验:将经浓硫酸处理过的铁棒洗净后置于CuSO4溶液中,若铁棒表面 ,则发生了钝化。
答案(1)2CO+SO2S+2CO2
(2)①5 2 1 5 1 1 1 ②0.5
(3)A
(4)无明显现象
解析(1)CO还原SO2,C元素被氧化,C元素化合价由+2价升高到+4价,S元素被还原,化合价由+4价降低到0价,再依据原子守恒可得2CO+SO2S+2CO2。
(2)①Na2SO3中S元素由+4价→+6价,KIO3中I元素由+5价→0价,然后依据得失电子守恒和质量守恒得5Na2SO3+2KIO3+H2SO45Na2SO4+K2SO4+I2+H2O;②依据①生成1 mol I2时共转移电子10 mol,因此转移5 mol电子时生成0.5 mol I2。
(3)Fe3+具有强氧化性,SO2具有还原性,两者发生反应生成Fe2+、SO42-,Ba2++SO42-BaSO4↓,因此沉淀是硫酸钡,故选项A正确。
(4)钝化是利用浓硫酸的强氧化性,在铁表面产生一层致密的氧化物薄膜阻碍反应的进行,氧化膜是铁的氧化物,不与硫酸铜反应,因此铁棒表面无明显变化,则说明发生了钝化,如果没有发生钝化,则会发生反应Fe+Cu2+Cu+Fe2+,有红色物质附着在铁棒表面。
16.已知甲、乙、丙为常见单质,A、B、C、D、E、F、G、X均为常见的化合物;A、B、C、D、E、X等均含有钠元素;B和X的摩尔质量相同,E的相对分子质量比D的相对分子质量大16。在一定条件下,各物质相互转化关系如下图所示:
(1)写出X和G的化学式:X ,G 。
(2)写出有关变化的化学方程式:
D+丙: 。
C+G: 。
(3)写出B与H2O反应的离子方程式: ;若消耗0.5 mol B转移电子 mol。
答案(1)Na2S SO3
(2)2Na2SO3+O22Na2SO4 SO3+2NaOHNa2SO4+H2O
(3)2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑ 0.5
解析单质甲、乙均能与单质丙连续两次反应,可能是单质甲、乙分别被氧气连续氧化,生成不同的氧化物,则丙为氧气,氧化物与水反应放出氧气,则B是过氧化钠;C是氢氧化钠,A是氧化钠,甲为钠;又因为B和X的摩尔质量相同,则X为硫化钠,乙为硫,F为二氧化硫,G是三氧化硫;从而进一步推断出D为亚硫酸钠、E是硫酸钠,而硫酸钠的相对分子质量比亚硫酸钠的相对分子质量大16,符合题意。
(1)X为硫化钠,化学式为Na2S;G为三氧化硫,化学式为SO3。
(2)D为亚硫酸钠,丙为氧气,亚硫酸钠被氧气氧化为硫酸钠,化学方程式为2Na2SO3+O22Na2SO4;C为氢氧化钠,G为三氧化硫,氢氧化钠与三氧化硫反应生成硫酸钠和水,化学方程式为SO3+2NaOHNa2SO4+H2O。
(3)B是过氧化钠,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应的离子方程式为2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑;该反应转移2 mol电子时,消耗2 mol Na2O2,则消耗0.5 mol Na2O2时转移0.5 mol电子。
新情境创新练
17.某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸的反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。
(1)比较两实验装置,图2所示装置的优点是:
①能更好地吸收有毒气体SO2,防止其污染环境;
② 。
(2)能说明有SO2气体产生的实验现象是 。
(3)反应一段时间后,用滴管吸取A试管中的溶液滴入适量水中为试样,试样中所含金属离子的成分有以下三种可能:
Ⅰ.只含有Fe3+;Ⅱ.只含有Fe2+;Ⅲ.既有Fe3+又有Fe2+。
为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性,选用如下试剂,填写下列空白:
A.稀盐酸 B.稀硫酸 C.KSCN溶液 D.KMnO4溶液 E.NaOH溶液 F.淀粉KI溶液
G.H2O2溶液
验证Ⅱ:取试样,先滴加少量的 (填试剂序号,下同),振荡,再滴加少量的 ,根据溶液颜色的变化可确定假设Ⅱ是否正确。
验证Ⅲ:取试样,滴加少量的 (填试剂序号),溶液的颜色变为 色,则试样中含有Fe3+,发生反应的离子方程式为 。再取适量的试样滴加少量的 (填试剂序号),溶液的颜色 ,则试样中含有Fe2+。
答案(1)便于控制反应的发生和停止 (2)品红溶液褪色 (3)C G C(或F) 红(或蓝) Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(或2Fe3++2I-2Fe2++I2)
D 变浅或变为浅黄色
解析(1)比较两个装置的不同点,发现发生装置设计不同,可抽动的铁丝可以随时控制反应的发生与停止,而铁片却不具有这样的优势。
(2)二氧化硫能够使品红溶液褪色,如果生成二氧化硫则会看到品红溶液褪色。
(3)Ⅱ为只含有Fe2+,验证Ⅱ时,需要先加KSCN溶液,溶液不变红,然后再加H2O2溶液,若此时溶液变成红色,则证明只含有亚铁离子。Ⅲ为既有Fe3+又有Fe2+,验证Ⅲ的方法为:检验Fe3+,加KSCN溶液变红色,发生的反应为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3;再验证亚铁离子,需要使用酸性高锰酸钾溶液检验Fe2+,加酸性KMnO4溶液后溶液颜色变浅或变为浅黄色证明有二价铁离子。
第3章物质的性质与转化
第2节 硫的转化
第2课时 硫酸 酸雨及其防治
课后篇素养形成
合格考达标练
1.下列对浓硫酸相应性质的描述正确的是( )
A.浓硫酸使纸张变黑——吸水性
B.浓硫酸作为某些气体的干燥剂——脱水性
C.浓硫酸与木炭在加热条件下反应——强氧化性
D.向蔗糖中加入浓硫酸生成海绵状的炭——酸性
答案C
解析浓硫酸使纸张变黑体现了脱水性,A错误;浓硫酸作为某些气体的干燥剂体现了吸水性,B错误;浓硫酸与木炭在加热条件下的反应体现了强氧化性,C正确;向蔗糖中加入浓硫酸生成海绵状的炭体现了脱水性,D错误。
2.某雨水样品刚采集时测得pH为4.8,放在烧杯中经2小时后,再次测得pH为4.0。以下叙述正确的是( )
A.该雨水样品不属于酸雨
B.该雨水样品酸性没有变化
C.该雨水样品pH降低的原因可能是继续吸收空气中的CO2
D.该雨水样品中的pH降低的原因可能是H2SO3逐渐被氧气氧化成H2SO4
答案D
解析题中雨水的pH小于5.6,属于酸雨,A项错误;溶液的pH越小,酸性越强,故某雨水样品刚采集时测得pH为4.8,放在烧杯中经2小时后,再次测得pH为4.0,雨水样品酸性逐渐增强,B项错误;可能是雨水样品中的H2SO3逐渐被空气中的氧气氧化成H2SO4,导致雨水的酸性增强,而不应该是继续吸收空气中的CO2导致,C项错误,D项正确。
3.比较下述实验方案,能判断溶液中一定含有SO42-的事实是( )
A.取少量试样溶液,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成
B.取试样溶液,加入BaCl2溶液,有白色沉淀,再加稀硝酸,沉淀不溶解
C.取少量试样溶液,加入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成
D.取少量试样溶液,加入足量盐酸,无沉淀产生,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成
答案D
解析加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成时,原溶液可能含有Ag+或SO42-,A项错误;加入BaCl2溶液有白色沉淀生成,再加稀硝酸,沉淀不溶解,原溶液中可能含有SO42-或SO32-(BaSO3能被HNO3氧化成BaSO4),也可能含有Ag+,B项错误;加入Ba(NO3)2溶液,能产生白色沉淀,原溶液中可能含有CO32-、SO32-、SO42-等,C项错误;当加入足量的盐酸时,无沉淀生成,加入BaCl2生成了白色沉淀,原溶液一定含有SO42-,D项正确。
4.某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质,其中不能达到实验目的的是( )
选项
A
B
C
D
实验
目的
吸水性
脱水性
稀释放热
强氧化性
实验
装置
答案D
解析A项中由于分子是在不断运动的,故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收,导致左侧烧杯中的水不断减少,最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量,能达到实验目的;B项中滤纸接触浓硫酸后,很快会因脱水而变黑,能达到实验目的;C项中浓硫酸滴到小试管内的水中,放出的热量会使锥形瓶内气体膨胀,U形管内液面出现左低右高的现象,能达到实验目的;D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应,无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性,不能达到实验目的。
5.下列有关说法中正确的是( )
A.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化,因此浓硫酸在常温下不能与铁、铝发生反应
B.白纸上滴加浓硫酸后变黑体现了浓硫酸的吸水性
C.浓硫酸主要以H2SO4分子存在
D.稀硫酸和浓硫酸性质完全相同
答案C
解析浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化发生了化学反应;浓硫酸主要以H2SO4分子存在,而稀硫酸中以H+和SO42-存在,二者性质有所不同。
6.(2020山东潍坊高一期末)如图是硫元素价态与含硫元素物质类别的二维坐标图,其中b、c、d、e分子中只含有一个S原子,下列说法错误的是( )
A.物质j和物质e反应生成物质a
B.物质b既有氧化性又有还原性
C.物质d的浓溶液具有脱水性
D.物质f可以与物质q发生氧化还原反应
答案D
解析j是硫化氢,e是亚硫酸,二者可以发生归中反应得到单质硫,A项正确;b是二氧化硫,+4价的硫既可以升高又可以降低,因此物质b既有氧化性又有还原性,B项正确;d是硫酸,浓硫酸具有脱水性,C项正确;硫酸盐不一定能与硫化物发生氧化还原反应,D项错误。
7.向100 mL 18 mol·L-1的H2SO4溶液中加入过量的铁片并加热。充分反应后,溶液中溶质的成分和所得气体的成分分别是( )
A.硫酸铁 二氧化硫
B.硫酸亚铁 二氧化硫、氢气
C.硫酸铁、硫酸亚铁 二氧化硫、氢气
D.硫酸铁 二氧化硫、氢气
答案B
解析浓硫酸与铁在加热的条件下反应生成硫酸铁、二氧化硫和水,当浓硫酸变成稀硫酸后,过量的铁将三价铁离子还原成亚铁离子,稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气,所以B项正确。
8.已知铜和浓硫酸可以在加热条件下发生如下反应(反应方程式已配平):
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+A↑+2H2O。
试通过计算和推理完成下面的空白:
(1)A物质可以导致酸雨的形成。A应该属于 (用字母代号填写)。
a.酸 b.碱
c.盐 d.酸性氧化物
e.碱性氧化物
(2)A物质可以使酸性KMnO4溶液褪色,此反应中 (填写化学式,下同)失去电子,氧化剂是 。
(3)足量的铜片与10 mL 18 mol·L-1的浓硫酸充分反应,如果该反应过程中转移了0.1 mol电子,生成的CuSO4的物质的量为 mol,生成的A气体在标准状况下体积为 L(假设气体全部逸出)。
(4)计算:将反应后得到的溶液与足量Ba(OH)2溶液混合,充分反应。反应后所得沉淀的质量为 g。
答案(1)d (2)SO2 KMnO4 (3)0.05 1.12
(4)35.19
解析已知铜和浓硫酸可以在加热条件下发生反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+A↑+2H2O,根据质量守恒定律可以求出A为SO2。
(1)SO2属于酸性氧化物,故选d。
(2)SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,此反应中SO2是还原剂,硫原子失去电子,氧化剂是KMnO4。
(3)由反应方程式可知,当有2 mol e-转移时,可以生成1 mol CuSO4和1 mol SO2。所以,足量的铜片与10 mL 18 mol·L-1的浓硫酸充分反应,如果该反应过程中转移了0.1 mol电子,生成的CuSO4的物质的量为0.05 mol,生成SO2的物质的量为0.05 mol,0.05 mol SO2在标准状况下的体积为1.12 L。
(4)10 mL 18 mol·L-1的浓硫酸中n(H2SO4)=0.18 mol,其中有0.05 mol被还原为SO2,由S元素守恒可知,反应后得到的溶液中还有0.13 mol SO42-,该溶液与足量Ba(OH)2溶液充分反应后可得到0.13 mol BaSO4和0.05 mol Cu(OH)2,所得沉淀的质量为35.19 g。
等级考提升练
9.浓硫酸在下列物质的转化过程中,既表现出氧化性,又表现出酸性的是( )
A.CuCuSO4
B.CCO2
C.NaClNa2SO4
D.Fe2O3Fe2(SO4)3
答案A
解析反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O中,一部分硫元素化合价降低,一部分硫元素化合价不变,所以浓硫酸既表现了酸性,又表现了氧化性。NaCl和浓硫酸在加热条件下生成HCl和Na2SO4的过程中硫元素化合价不变。C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O中硫元素化合价降低。Fe2O3+3H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3H2O中硫元素化合价不变。
10.用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( )
A.上下移动①中铜丝可控制SO2生成的量
B.②中选用品红溶液验证SO2的生成
C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D.为确认有CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
答案D
解析上下移动铜丝可控制铜丝与浓硫酸的反应,进而控制SO2的生成量,A项正确;根据装置的特点可知,B项正确,C项正确;因浓硫酸过量,应该将①中的溶液倒入水中观察,D项错误。
11.CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法正确的是( )
A.相对于途径①,途径②更好地体现了绿色化学思想
B.加Y加热过程中,Y被还原
C.CuSO4在1 100 ℃分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体
D.将CuSO4溶液蒸干,可制得胆矾晶体
答案A
解析途径①中铜和浓硫酸反应会生成二氧化硫气体而污染空气,途径②的优点是制取等质量CuSO4需要的硫酸少,且途径②无污染性气体产生,更好地体现了绿色化学思想,A项正确;由Cu(OH)2转化为Cu2O,铜元素化合价降低,被还原,则Y具有还原性,被氧化,故B错误;硫酸铜分解生成Cu2O、O2、SO3及SO2,根据2CuSO4Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑可知,X可能是O2、SO2和SO3的混合气体,若只是二氧化硫和三氧化硫,铜元素、硫元素化合价降低,无元素化合价升高,故C错误;将CuSO4溶液蒸干不能得到胆矾晶体,故D错误。
12.利用如图所示装置进行下列实验,能得到相应实验结论的是( )
选
项
①
②
③
实验结论
A
浓硫酸
Na2SO3
KMnO4
溶液褪色
SO2
有漂白性
B
浓硫酸
Cu
品红溶液
SO2具有
漂白性
C
稀硫酸
碳酸钠
CaCl2溶液
无明显变化
CO2不与
CaCl2反应
D
浓硫酸
蔗糖
溴水褪色
浓硫酸具
有脱水性、
吸水性
答案C
解析SO2使酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性,A项错误;在常温下,Cu和浓硫酸不发生反应,B项错误;盐酸的酸性比碳酸强,根据强酸制弱酸的原理可知,CO2不与CaCl2反应,C项正确;溴水褪色说明产生了SO2,证明了浓硫酸的强氧化性,D项错误。
13.将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体A 16.8 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释到1 L,测得溶液中H+的物质的量浓度为1 mol·L-1。则下列叙述错误的是( )
A.气体A为SO2和H2的混合物
B.气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
C.反应中共消耗锌95.5 g
D.反应中共转移电子1.5 mol
答案C
解析浓硫酸与Zn反应,最初产生SO2,当H2SO4浓度降低到一定程度后产生H2,A项正确;反应的化学方程式为Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O和Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。根据题意,反应后剩余的H+的物质的量为1 mol,则剩余H2SO4 0.5 mol,消耗的H2SO4是1.85 mol-0.5 mol=1.35 mol,生成的气体的物质的量是0.75 mol。根据题意可列下列方程组:
n(H2)+n(SO2)=0.75 moln(H2)+2n(SO2)=1.35 mol
解得n(SO2)=0.6 mol,n(H2)=0.15 mol,B项正确;m(Zn)=0.75 mol×65 g·mol-1=48.75 g,C项错误;转移电子0.75 mol×2=1.5 mol,D项正确。
14.用25 mL 18.4 mol·L-1的浓硫酸与铜共热一段时间后,冷却,过滤除去多余的铜,将滤液稀释到100 mL,所得溶液中SO42-浓度为3 mol·L-1,则此时溶液中CuSO4的物质的量浓度为( )
A.0.5 mol·L-1 B.1.6 mol·L-1
C.1.8 mol·L-1 D.3 mol·L-1
答案B
解析反应前n(H2SO4)=0.025 L×18.4 mol·L-1=0.46 mol,n(SO42-)=0.46 mol,反应后n(SO42-)=3 mol·L-1×0.1 L=0.3 mol,则减少的n(SO42-)=0.46 mol-0.3 mol=0.16 mol,所以生成二氧化硫为0.16 mol,由Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑,可知n(CuSO4)=0.16 mol,则c(CuSO4)=0.16mol0.1 L=1.6 mol·L-1。
15.(2020山东济南调研)含硫化合物的种类很多,现有SO2、Na2SO3、H2SO4、CuSO4这4种常见的含硫化合物。回答下列问题:
(1)为进一步减少SO2的污染并变废为宝,我国正在探索在一定条件下用CO还原SO2的方法来除去SO2。写出该反应的化学方程式: 。
(2)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中发生以下反应:
Na2SO3+ KIO3+ H2SO4 Na2SO4+ K2SO4+ I2+ H2O。
①配平上面的氧化还原反应方程式。
②若反应中有5 mol电子转移,则生成的碘单质的物质的量是 mol。
(3)向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2气体,有白色沉淀生成,此沉淀是 。
A.BaSO4 B.FeS
C.BaSO3 D.S
(4)常温下,将铁棒置于浓硫酸中,教材中解释发生了钝化,但有人认为未发生反应。为验证此过程,某同学经过思考,设计了如下实验:将经浓硫酸处理过的铁棒洗净后置于CuSO4溶液中,若铁棒表面 ,则发生了钝化。
答案(1)2CO+SO2S+2CO2
(2)①5 2 1 5 1 1 1 ②0.5
(3)A
(4)无明显现象
解析(1)CO还原SO2,C元素被氧化,C元素化合价由+2价升高到+4价,S元素被还原,化合价由+4价降低到0价,再依据原子守恒可得2CO+SO2S+2CO2。
(2)①Na2SO3中S元素由+4价→+6价,KIO3中I元素由+5价→0价,然后依据得失电子守恒和质量守恒得5Na2SO3+2KIO3+H2SO45Na2SO4+K2SO4+I2+H2O;②依据①生成1 mol I2时共转移电子10 mol,因此转移5 mol电子时生成0.5 mol I2。
(3)Fe3+具有强氧化性,SO2具有还原性,两者发生反应生成Fe2+、SO42-,Ba2++SO42-BaSO4↓,因此沉淀是硫酸钡,故选项A正确。
(4)钝化是利用浓硫酸的强氧化性,在铁表面产生一层致密的氧化物薄膜阻碍反应的进行,氧化膜是铁的氧化物,不与硫酸铜反应,因此铁棒表面无明显变化,则说明发生了钝化,如果没有发生钝化,则会发生反应Fe+Cu2+Cu+Fe2+,有红色物质附着在铁棒表面。
16.已知甲、乙、丙为常见单质,A、B、C、D、E、F、G、X均为常见的化合物;A、B、C、D、E、X等均含有钠元素;B和X的摩尔质量相同,E的相对分子质量比D的相对分子质量大16。在一定条件下,各物质相互转化关系如下图所示:
(1)写出X和G的化学式:X ,G 。
(2)写出有关变化的化学方程式:
D+丙: 。
C+G: 。
(3)写出B与H2O反应的离子方程式: ;若消耗0.5 mol B转移电子 mol。
答案(1)Na2S SO3
(2)2Na2SO3+O22Na2SO4 SO3+2NaOHNa2SO4+H2O
(3)2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑ 0.5
解析单质甲、乙均能与单质丙连续两次反应,可能是单质甲、乙分别被氧气连续氧化,生成不同的氧化物,则丙为氧气,氧化物与水反应放出氧气,则B是过氧化钠;C是氢氧化钠,A是氧化钠,甲为钠;又因为B和X的摩尔质量相同,则X为硫化钠,乙为硫,F为二氧化硫,G是三氧化硫;从而进一步推断出D为亚硫酸钠、E是硫酸钠,而硫酸钠的相对分子质量比亚硫酸钠的相对分子质量大16,符合题意。
(1)X为硫化钠,化学式为Na2S;G为三氧化硫,化学式为SO3。
(2)D为亚硫酸钠,丙为氧气,亚硫酸钠被氧气氧化为硫酸钠,化学方程式为2Na2SO3+O22Na2SO4;C为氢氧化钠,G为三氧化硫,氢氧化钠与三氧化硫反应生成硫酸钠和水,化学方程式为SO3+2NaOHNa2SO4+H2O。
(3)B是过氧化钠,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应的离子方程式为2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑;该反应转移2 mol电子时,消耗2 mol Na2O2,则消耗0.5 mol Na2O2时转移0.5 mol电子。
新情境创新练
17.某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸的反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。
(1)比较两实验装置,图2所示装置的优点是:
①能更好地吸收有毒气体SO2,防止其污染环境;
② 。
(2)能说明有SO2气体产生的实验现象是 。
(3)反应一段时间后,用滴管吸取A试管中的溶液滴入适量水中为试样,试样中所含金属离子的成分有以下三种可能:
Ⅰ.只含有Fe3+;Ⅱ.只含有Fe2+;Ⅲ.既有Fe3+又有Fe2+。
为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性,选用如下试剂,填写下列空白:
A.稀盐酸 B.稀硫酸 C.KSCN溶液 D.KMnO4溶液 E.NaOH溶液 F.淀粉KI溶液
G.H2O2溶液
验证Ⅱ:取试样,先滴加少量的 (填试剂序号,下同),振荡,再滴加少量的 ,根据溶液颜色的变化可确定假设Ⅱ是否正确。
验证Ⅲ:取试样,滴加少量的 (填试剂序号),溶液的颜色变为 色,则试样中含有Fe3+,发生反应的离子方程式为 。再取适量的试样滴加少量的 (填试剂序号),溶液的颜色 ,则试样中含有Fe2+。
答案(1)便于控制反应的发生和停止 (2)品红溶液褪色 (3)C G C(或F) 红(或蓝) Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(或2Fe3++2I-2Fe2++I2)
D 变浅或变为浅黄色
解析(1)比较两个装置的不同点,发现发生装置设计不同,可抽动的铁丝可以随时控制反应的发生与停止,而铁片却不具有这样的优势。
(2)二氧化硫能够使品红溶液褪色,如果生成二氧化硫则会看到品红溶液褪色。
(3)Ⅱ为只含有Fe2+,验证Ⅱ时,需要先加KSCN溶液,溶液不变红,然后再加H2O2溶液,若此时溶液变成红色,则证明只含有亚铁离子。Ⅲ为既有Fe3+又有Fe2+,验证Ⅲ的方法为:检验Fe3+,加KSCN溶液变红色,发生的反应为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3;再验证亚铁离子,需要使用酸性高锰酸钾溶液检验Fe2+,加酸性KMnO4溶液后溶液颜色变浅或变为浅黄色证明有二价铁离子。
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