高中化学专题4硫及环境保护专题素养测评含解析苏教版必修1

专题4

一、选择题：共15题，每小题3分，共45分。

1．下列关于硫的说法不正确的是(　　)

A. 单质硫既有氧化性，又有还原性  B. 硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫

C. 铜与硫反应生成黑色的硫化铜    D. 硫与氢气反应的氧化剂是硫

【解析】选C。硫与金属单质、氢气等反应时，作氧化剂；硫与活泼非金属单质氧气反应时，作还原剂；硫与铜反应生成硫化亚铜；硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫。

2．酸雨能造成多方面的危害，下列说法中与酸雨有直接关系的是(　　)

①造成植物死亡　②造成土壤酸化　③使湖泊富营养化，鱼类死亡　④危害建筑设施　⑤危害桥梁和电缆

A．②③　    B．①③⑤    C．③④⑤　    D．①②④⑤

【解析】选D。酸雨的危害是多方面的，但水体富营养化是由于水中N、P元素含量增高的缘故，与酸雨无关。酸雨能使湖泊的酸性增强，鱼类因不适应也会死亡。

3．实验室常用热的氢氧化钠溶液洗去试管内壁沾有的硫单质，发生反应6NaOH＋3S===2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。关于该反应的说法不正确的是(　　)

A. 硫既是氧化剂又是还原剂    B. 硫化钠是还原产物

C. 硫既表现氧化性又表现还原性    D. 消耗3 mol 硫，转移电子6 mol

【解析】选D。在6NaOH＋3S===2Na2S＋Na2SO3＋3H2O反应中，硫的化合价有升有降，硫既表现氧化性又表现还原性。3 mol硫参加反应，其中2 mol硫表现氧化性，得到4 mol e－；1 mol硫表现还原性，失去4 mol e－， A、C项正确；从硫到硫化钠，硫元素化合价从0降到－2，硫化钠是还原产物， B项正确；消耗3 mol硫，转移电子4 mol ，D项不正确。

4．关于二氧化硫和二氧化碳的下列说法中正确的是(　　)

A. 都能使高锰酸钾溶液褪色     B. 都能使溴水褪色

C. 都能使品红溶液褪色      D. 都能使含酚酞的石灰水褪色

【解析】选D。二氧化硫具有还原性，能使高锰酸钾溶液、溴水褪色；二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色。二氧化碳不具有还原性和漂白性，不能使高锰酸钾溶液、溴水和品红溶液褪色。二氧化硫和二氧化碳都能与氢氧化钙溶液反应而使含酚酞的石灰水褪色。

5．(2021·泰安高一检测)利用如图几个装置(内含物质)组装成实验装置，以验证木炭可被浓硫酸氧化成CO2。下列说法正确的是(　　)

A.丁中溶液褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO2

B．丙中品红溶液褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO2

C．丁和丙中溶液都褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中有CO2生成

D．按气流流向从左向右，连接装置的正确顺序是A→F→E→C→D→B

【解析】选D。丁中溶液褪色，乙中溶液变浑浊，气体可以是二氧化硫，故A错误；丙中品红溶液褪色，说明含有二氧化硫，二氧化硫也能使石灰水变浑浊，所以不能说明甲生成二氧化碳，故B错误；丁和丙中溶液都褪色，说明含有二氧化硫，二氧化硫也能使石灰水变浑浊，所以不能说明甲生成二氧化碳，故C错误；甲为浓硫酸与木炭发生反应的装置，高锰酸钾可氧化二氧化硫，用酸性高锰酸钾溶液除SO2，再通过品红溶液不褪色确认SO2已除干净，验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2，可通过二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊确认，所以装置连接顺序为A→F→E→C→D→B，故D正确。

6．(2021·无锡高一检测)锡是大名鼎鼎的“五金”——金、银、铜、铁、锡之一。工业上冶炼锡的第一步反应原理为2SnO2＋3C===2Sn＋aM↑＋CO2↑，则下列说法中正确的是(　　)

A．反应中SnO2被氧化    B．每生成1个CO2分子，转移8个电子

C．C作氧化剂       D．a的值为1

【解析】选B。反应中Sn元素化合价降低，被还原，故A错误；由方程式2SnO2＋3C===2Sn＋2CO↑＋CO2↑可知，每生成1 mol CO2，消耗2 mol SnO2，则转移电子8 mol，故B正确；C被氧化生成CO和CO2，C是还原剂，故C错误；由质量守恒可知M为CO，a＝2，故D错误。

7．(2021·天津高一检测)下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是(　　)

【解析】选B。稀硫酸和铜不反应，应用浓硫酸和铜反应制备二氧化硫气体，A错误；二氧化硫具有漂白性，可使品红褪色，B正确；二氧化硫密度比空气大，可用向上排空气法收集，气体应从长导管进入，C错误；二氧化硫不溶于饱和亚硫酸氢钠溶液，应用氢氧化钠溶液吸收尾气，且应防止倒吸，D错误。

8．硫的氧化性不如氧气强，在下列叙述中不能说明这一事实的是(　　)

A. S＋O2SO2，O2是氧化剂、S是还原剂

B. S是淡黄色固体，O2是无色气体

C. 氢硫酸放置在空气中易变浑浊(2H2S＋O2===2S↓＋2H2O)

D. S和Cu反应只能生成Cu2S(硫化亚铜)，而O2与Cu反应生成CuO

【解析】选B。A项，S与O2化合时，O2作氧化剂，硫作还原剂，说明氧气的氧化性比硫强；B项，不同单质的氧化性强弱与单质的存在状态无必然联系；C项，氢硫酸放置在空气中易变浑浊，是氧气将硫置换出来的，说明氧气的氧化性比硫强；D项，S可以将Cu氧化生成Cu2S(Cu的化合价为＋1)，而O2可以将Cu氧化为CuO(Cu的化合价为＋2)，说明氧气的氧化性比硫强。

9．用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径，某些反应条件和产物已省略，下列有关说法不正确的是(　　)

途径①:SH2SO4

途径②:SSO2SO3H2SO4

途径③:FeS2SO2SO3H2SO4

A. 途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性

B. 途径②、③的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来降低成本

C. 由途径①、②、③分别制取1 mol H2SO4，理论上各消耗1 mol S，各转移6 mol e－

D. 途径②、③比途径①污染相对小且原子利用率高，更能体现“绿色化学”的理念

【解析】选C。途径①属于浓硝酸和非金属单质的反应，表现了浓硝酸的强氧化性，A项正确；途径②、③的第二步反应为可逆反应，通过增大O2的浓度来提高二氧化硫的转化率，降低成本，B项正确；由途径①、②分别制取1 mol H2SO4，理论上各消耗1 mol S，各转移6 mol e－，而途径③转移7 mol e－，C项错误。

10．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是(　　)

A. X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性

B. 若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应

C. 若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，一定有白色沉淀产生

D. 工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂

【解析】选D。浓硫酸具有脱水性，能使蔗糖变黑，X为浓硫酸；D可与水生成硫酸，D为三氧化硫，B为二氧化硫；若A为铁，常温下遇浓硫酸发生钝化，不能完全反应；若A为碳单质，则C为二氧化碳，将其通入少量澄清石灰水中，如果二氧化碳过量，就不会产生白色沉淀。

11．下列反应中，硫酸既表现了氧化性又表现了酸性的是(　　)

A. 2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋2H2O＋SO2↑   

B. 2H2SO4(浓)＋CCO2↑＋2H2O＋2SO2↑

C. H2SO4(浓)＋NaNO3NaHSO4＋HNO3↑   

D. H2SO4＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O＋SO2↑

【解析】选A。浓硫酸在化学反应中，若硫元素的化合价降低(有二氧化硫生成)，浓硫酸表现强氧化性；若硫元素的化合价不变(仍为＋6价，以硫酸根形式存在)，浓硫酸表现酸性。由上述反应方程式可知，A中浓硫酸既表现强氧化性又表现酸性；B中浓硫酸只表现强氧化性；C表现了浓硫酸的难挥发性；D中浓硫酸表现强酸性。

12．(2021·沈阳高一检测)下列有关含硫物质转化判断正确的是(　　)

A．0.1 mol Cu与足量的硫充分反应，生成物的质量比该单质的质量增加了1.6 g

B．

如图是铜与浓硫酸反应的实验装置，B中盛装的是浓硫酸，作用是干燥SO2

C．Cu投入稀硫酸中加热，没有明显变化，加入一定量的H2O2溶液，金属Cu逐渐溶解，反应中H2O2起催化作用

D．25.0 mL 0.100 mol·L－1的Na2S2O3溶液恰好把224 mL(标准状况)Cl2转化为Cl－，则S2O将转化为S

【解析】选A。铜和硫反应的化学方程式：2Cu＋SCu2S，0.1 mol Cu与足量的硫充分反应生成硫化亚铜0.05 mol，消耗S物质的量0.05 mol，根据质量守恒定律可知质量增重为参加反应硫的质量＝0.05 mol×32 g·mol－1＝1.6 g，故A正确；铜与浓硫酸反应的实验装置中，B装置不是干燥装置，B中盛装的溶液是亚硫酸氢钠溶液，起到储气、安全防倒吸作用，故B错误；双氧水具有氧化性，在酸性环境下能将金属铜氧化，方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O，分析化合价，过氧化氢中氧的化合价从－1→－2，化合价降低，故过氧化氢作氧化剂，故C错误；n(Na2S2O3)＝0.025 L×0.100 mol·L－1＝0.002 5 mol，n(Cl2)＝＝0.01 mol，设S2O被氧化后的S元素的化合价为n，根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等，则0.002 5×2×(n－2)mol＝2×0.01 mol，n＝6，S2O将转化为SO，故D错误。

13．用NaOH溶液清洗试管壁上的硫，发生反应S＋NaOH→Na2SO3＋Na2S＋H2O(未配平)，下列说法错误的是(　　)

A．清洗之后的废液一定呈碱性

B．也可以用CS2清洗试管壁上的硫

C．生成的Na2SO3 和Na2S的物质的量之比为1∶2

D．氧化产物是Na2S

【解析】选D。用NaOH溶液清洗试管壁上的硫，发生反应S＋NaOH―→Na2SO3＋Na2S＋H2O，其中S元素的化合价既升高又降低，根据得失电子守恒配平方程式为3S＋6NaOH===Na2SO3＋2Na2S＋3H2O。清洗之后的废液含有Na2SO3、Na2S，属于弱酸强碱盐，能水解，显碱性，即清洗之后的废液一定呈碱性，故A正确；S易溶于二硫化碳，所以也可以用CS2清洗试管壁上的硫，故B正确；根据配平的方程式得到生成的Na2SO3 和Na2S的物质的量之比为1∶2，故C正确；Na2S中S元素的化合价是－2，是0价S元素降低的结果，所以Na2S是还原产物，故D错误。

14.(2021·广东适应性测试)我国科学家研究了活性炭催化条件下煤气中的H2S和Hg的协同脱除，部分反应机理如图2(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。有关该过程的叙述错误的是(　　)

A．产生清洁燃料H2

B．H2S脱除率为100%

C．H2S既被氧化又被还原

D．脱Hg反应为Hg＋S===HgS

【解析】选B。由图可知：有H2产生，A选项正确；H2S经过活性炭催化之后仍然有H2S，脱除率不是100%，B选项错误；H2S经过活性炭催化后有H2、S单质和SO2产生，H元素化合价降低，被还原，S元素化合价升高，被氧化，C选项正确；由图可知产生的S单质会与Hg反应产生HgS，D选项正确。

15．(2021·重庆适应性测试)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉，有强还原性，在空气中极易被氧化。用NaHSO3还原法制备保险粉的流程如下：

下列说法错误的是(　　)

A．反应1说明酸性：H2SO3＞H2CO3

B．反应1结束后，可用盐酸酸化的BaCl2溶液检验NaHSO3是否被氧化

C．反应2中消耗的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2

D．反应2最好在无氧条件下进行

【解析】选C。反应1生成CO2的反应为2SO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHSO3＋CO2，所以说明酸性H2SO3＞H2CO3，A正确；NaHSO3如果被氧化生成SO，先加过量的盐酸除去HSO，再加BaCl2如果有沉淀则为BaSO4，说明已被氧化，相反没有，B正确；NaHSO3和Zn的反应中，硫元素价态由＋4变为＋3，化合价降低1，为氧化剂，Zn价态由0变为＋2，为还原剂，根据得失电子守恒，氧化剂与还原剂的比应为2∶1，C错误；因Na2S2O4有强还原性，反应应尽量避免O2，D正确。

二、非选择题：共4小题，共55分。

16．(10分)如图是各物质的反应关系图：已知A和E都是淡黄色粉末，F有刺激性气味且有漂白性，常被不法商人用来漂白食品等。请据此回答下列问题：

(1)写出下列各物质的化学式：A________，E________。

(2)写出图中编号的化学方程式：

①____________________________________________________________;

②____________________________________________________________;

③____________________________________________________________。

【解析】由题意知：A为Na2O2，B为Na2CO3，C为O2，E为S，F为SO2，G为SO3，H为H2SO4。

答案：(1)Na2O2　S

(2)①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

②Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O

③2SO2＋O22SO3

17．(14分)工业上以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸。其生产设备与过程如下：

生产设备：①沸腾炉；②接触室；③吸收塔。

生产过程：

①在沸腾炉内二硫化亚铁与氧气发生反应，生成二氧化硫；

②在接触室内有催化剂存在下二氧化硫进一步与氧气化合，生成三氧化硫；

③三氧化硫在吸收塔用98.3%的浓硫酸吸收，生成硫酸。

下图装置是仿照工业上制备硫酸的流程设计出来的：

(1)写出二硫化亚铁与氧气反应的方程式______________________________。

(2)请写出上图甲装置的作用_______________________________________。

(3)写出在催化剂表面所发生的反应的方程式_________________________。

(4)在乙反应器内要求氧气的量要比二氧化硫的量多一倍左右，你如何进行控制与估计____________________。

(5)学生为了比较探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫而不用水，特用上述装置进行模拟实验。若丁装置在反应过程中先出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直都没有任何现象，产生这种现象的原因是____________

____________________________________________________________。

(6)处理尾气的方法有________________________________。

【解析】实验的目的是比较浓硫酸和水吸收三氧化硫的效果。

装置甲的作用：①净化二氧化硫和氧气，吸收水分，②使二氧化硫和氧气充分混合，③通过观察气泡，调节气体的流速( 通入二氧化硫气体的导管口冒泡的速率大约是氧气导管口的二分之一)。

丙装置用浓硫酸吸收三氧化硫，丁装置中用水吸收三氧化硫。

若丁装置在反应过程中先出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直都没有任何现象，产生这种现象的原因有两个：

①三氧化硫跟水蒸气化合生成硫酸放出大量热，使水汽化，形成水雾的同时带出少量硫酸，常称为酸雾，从而降低三氧化硫的吸收。用浓硫酸时，少量三氧化硫和水反应而被吸收，大量的三氧化硫溶解在硫酸中形成发烟硫酸( 溶质为三氧化硫，溶剂为硫酸)，虽然吸收过程中也放出热，但硫酸沸点高，不会汽化，也就无雾状物出现；

②插入浓硫酸溶液的导管插得太深，导致两个吸收瓶内的气压差较大，三氧化硫气体逸出，与水蒸气化合形成酸雾。

答案：(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2

(2)①净化二氧化硫和氧气，吸收水分，②使二氧化硫和氧气充分混合，③通过观察气泡，调节气体的流速

(3)2SO2＋ O22SO3

(4)可以通过调节气阀，控制气体流量，观察甲装置的冒泡速率估计

(5)①浓硫酸对三氧化硫的吸收效果远好于水，三氧化硫被浓硫酸完全吸收了；

②插入浓硫酸溶液的导管插得太深，导致两个吸收瓶内的气压差较大，三氧化硫气体从水中冒出来了，与水蒸气化合形成酸雾

(6)用碱液吸收

18．(16分)某化学兴趣小组为探究二氧化硫的性质，按如图所示装置进行实验。

请回答下列问题：

(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________，反应的化学方程式为__________________________________。

(2)装置B中的现象是______________________________________，反应的离子方程式为________________________________________________。

(3)装置C中的现象是______________________________________，该现象说明二氧化硫具有的性质是______________________________________。

(4)装置D的目的是探究二氧化硫与品红作用的可逆性，写出实验操作及现象_________________________________________________________。

(5)尾气可采用________溶液吸收，也可以用双氧水吸收，写出用双氧水吸收的化学方程式__________________________________________________。

【解析】(1)蒸馏烧瓶内反应的化学方程式：Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。

(2)二氧化硫具有还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化为硫酸根离子，高锰酸根离子被还原为锰离子，高锰酸钾溶液由紫色变为无色。

(3)二氧化硫具有氧化性，能与硫化钠溶液反应生成单质硫，溶液中产生淡黄色浑浊。

(4)二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，褪色后的溶液加热时，恢复原来的红色。

(5)二氧化硫气体有毒，尾气常用氢氧化钠溶液等碱性物质吸收。

答案：(1)蒸馏烧瓶　Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O

(2)溶液由紫色变为无色　5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋

(3)溶液中出现淡黄色浑浊　氧化性

(4)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复红色

(5)氢氧化钠(其他合理答案也可)　SO2＋H2O2===H2SO4

19．(15分)利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系：

(1)从硫元素化合价变化的角度分析，图中既有氧化性又有还原性的化合物有________________________________________ (填化学式)。

(2)将X与Y混合，可生成淡黄色固体。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

(3)检验物质Y的方法是____________________________________。

(4)Z的浓溶液与铜单质在一定条件下可以发生化学反应，该反应的化学方程式为______________________________。

(5)已知Na2SO3能被K2Cr2O7氧化为Na2SO4则24 mL 0.05 mol·L－1的Na2SO3溶液与20 mL 0.02 mol·L－1的K2Cr2O7溶液恰好反应时，Cr元素在还原产物中的化合价为________。

【解析】(1)具有中间价态的元素既有还原性又有氧化性，S元素的化合价有－2价、0价、＋4价、＋6价，所以＋4价S的化合物既有还原性又有氧化性，即SO2、H2SO3、Na2SO3。

(2)X为H2S，与SO2混合，可生成淡黄色固体，是用二氧化硫的氧化性氧化硫化氢生成淡黄色沉淀S和水，2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，反应中硫元素化合价由－2价变化为0价，H2S作还原剂，化合价由＋4价变化为0价，二氧化硫作氧化剂，则该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。

(3)二氧化硫具有漂白性，可以使品红溶液褪色，加热又会恢复红色，则检验Y的方法是将Y通入品红溶液中，品红溶液褪色，加热后又变红色。

(4)浓硫酸与铜单质在加热条件下可以发生化学反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋2H2O＋SO2↑。

(5)令Cr元素在产物中的化合价为a价，根据电子转移守恒，则24×10－3 L×0.05 mol·L－1×(6－4)＝20×10－3 L×0.02 mol·L－1×2×(6－a)，解得a＝＋3。

答案：(1)SO2、H2SO3、Na2SO3　(2)1∶2

(3)将Y通入品红溶液中，品红溶液褪色，加热后又变红色

(4)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋2H2O＋SO2↑

(5)＋3