2020高考化学刷题冲刺含最新模拟题专题九氧硫及其化合物和环境保护习题含解析 12页

1 专题九　氧、硫及其化合物和环境保护 考点 1 硫及其氧化物　硫的氢化物 1.[2020 天津第一中学模拟]下列制取 SO2、验证其性质的装置(尾气处理装置已省略)和原理 不能达到实验目的的是 (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 A.制取 SO2　　　　　 　B. 验证漂白性 C.验证还原 性　　　 　 　D. 验证氧化性 2.[2020 山东潍坊期中考试]天然气是应用广泛的燃料,但含有少量 H2S 等气体。在酸性溶液 中利用氧化亚铁硫杆菌可实现天然气的催化脱硫,其原理如图所示。下列说法不正确的是 (　　) A.过程甲中发生反应的离子方程式为 2Fe3++H2S 2Fe2++S↓+2H+ B.脱硫过程中 O2 间接氧化 H2S C.该脱硫过程需要不断添加 Fe2(SO4)3 溶液 D.过程乙中发生反应的离子方程式为 4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O 3.[新角度][2020 江西第一次大联考]利用如图所示装置测定空气中 SO2 的含量,A 溶液最好 选用 (　　) 2 A.NaOH 溶液(滴有 2~3 滴酚酞溶液) B.KMnO4 溶液(滴有一定量硫酸溶 液) C.HNO3 溶液[滴有 2~3 滴 Ba(NO3)2 溶液] D.I2 溶液(滴有 2~3 滴淀粉溶液) 4.[2020 四川成都摸底测试,11 分]二氧化硫在生产和生活中有着广泛的用途。 (1)SO2 可用来制备定影剂 Na2S2O3,反应的化学方程式为 Na2CO3+2Na2S+4SO2 3Na2S2O3+CO2。 请用单线桥表示该反应中的电子转移情况　　　　　　　　　　　　,还原剂与氧化剂的物 质的量之比为　　　　。 (2)用足量 NaOH 溶液吸收尾气中的 SO2,反应的离子方程式 为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;吸收后的浓溶液可用图 1 的装置再生循环 脱硫,并制得硫酸,电极 a 的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,乙 是　　　　　　　　　　。 　　　　　　　　　　　　 　图 1　　 (3)可设计二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池处理尾气中的二氧化硫,原理如图 2 所示。其 能 量 转 化 的 主 要 形 式 是 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ,c 电 极 是 　 　 　 　 极 , 移 动 的 离 子 及 方 向 是　　　　　　　　　　　　　　　。 　　　　　　　　　　　　　图 2 5.[2019 四省八校联考,14 分]二氧化硫是重要的工业原料,探究其制备方法和性质具有非常 重要的意义。 3 (1)实验室中用如图1所示装置测定SO 2催化氧化为SO 3的转化率。(已知SO3的熔点为16.8 ℃, 假设气体进入装置时均被完全吸收) 图 1 ①装置 A 的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式 为 　 。 ②当停止通入 SO2,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气,其目的是　。 ③实验结束后,若装置 D 增加的质量为 m g,装置 E 中产生白色沉淀的质量为 n g,则此条件下 二氧化硫的转化率是　　　　　　　　 (用含字母的代数式表示,不用化简)。 (2)某学习小组设计用如图 2 所示装置验证二氧化硫的化学性质。 图 2 ①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②为验证二氧化硫的还原性,反应一段时间后,取试管 b 中的溶液分成三份,分别进行如下实 验。 方案Ⅰ:向第一份溶液中加入 AgNO3 溶液,有白色沉淀生成 方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去 方案Ⅲ:向第三份溶液中加入 BaCl2 溶液,产生白色沉淀 4 上述方案中合理的是　　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管 b 中发生反应的离子方程式 为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③当通入二氧化硫至试管 c 中溶液呈中性时,该溶液中 c(Na+)=　　　　　　　　。 考点 2 硫酸　硫酸盐 6.[2020 四川成都摸底测试]下列实验操作能达到实验目的的是 (　　) 实验目的 实验操作 A 验证 Al2O3 有两性 将少量 Al2O3 分别加入盐酸和氨水中 B 验证浓硫酸有脱水性 向蔗糖中加入浓硫酸,用玻璃棒充分搅拌 C 检验 SO2-4 向某溶液中滴加少量酸化的 BaCl2 溶液 D 检验 Fe2+ 向某溶液中滴入氯水,再滴入 KSCN 溶液 7.[2019 北京大兴区高三化学一模,16 分]以硫铁矿(主要成分为 FeS2,还含有少量 CuS、SiO2 等)为原料制备绿矾晶体(FeSO4·7H2O)的工艺流程如图 1 所示: 图 1 (1)“酸浸”过程,矿渣中的 Fe2O3 与稀 H2SO4 反应的离子方程式为　　　　　　　　。 (2)烟气中的 SO2 会污染环境,可用足量氨水吸收,写出该反应的离子方程 式:　　　　　　　　。 (3)滤液中金属阳离子的检验方法为　　　　　　　　。 (4)在由 FeSO4 溶液制备绿矾晶体过程中要保持 H2SO4 过量,理由　　　　　　　。(结合化学 用语说明原因) (5)细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌(T.f)对硫铁矿进行催化脱硫,同时得到 FeSO4 溶液。其 过程如图 2 所示: 5 　　　　　　　 图 2　　　　　　　　　　　　 图 3 已知总反应为 FeS2+14Fe3++8H2O 2SO2-4 +15Fe2++16H+。 ①将过程Ⅰ的离子方程式补充完整。 FeS2+ Fe3++ 　　　 7Fe2++ S2O2-3 + 　　　 ②过程Ⅱ反应的离子方程式为　　　　　　　　。 ③研究发现,用氧化亚铁硫杆菌(T.f)脱硫,温度过高脱硫效率降低(如图 3),可能的原因 是　　　　　　　。 (6)绿矾晶体在空气中易被氧化。取 x g 样品,加水完全溶解,用酸化的 a mol·L-1 K2Cr2O7 溶 液滴定至终点,消耗 K2Cr2O7 溶液 b mL。反应原理:6Fe2++Cr2O2-7 +14H+ 6Fe3++2Cr3++7H2O。则 绿矾晶体纯度的计算式为　　　　。 考点 3 臭氧和过氧化氢　环境保护 8.[2020 吉林长春第一次质量监测,14 分]H2O2 溶液在工业生产和日常生活中应用广泛。 (1)H2O2 溶液常用于伤口消毒,这一过程利用了过氧化氢的　　　　　　　　　　(填过氧化 氢的化学性质)。 (2)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态过氧化氢。已知 0.4 mol 液态肼 与足量的液态过氧化氢反应,生成氮气和水蒸气,并放出 256.652 kJ 热量。该反应的热化学 方程式为　。 (3)H2O2 溶液能将碱性废水中的 CN-转化成碳酸盐和一种对环境无污染的气体,CN-的电子式 为　　　　　,写出该反应的离子方程式　。 (4)如图 1 所示是工业上制备过氧化氢最常见的方法,写出实际发生的总反应方程式:　。 6 　　　　　 图 1　　　　　　　　　　　　　 图 2 (5)如图 2 所示是一种用电解原理制备 H2O2,并用产生的 H2O2 处理废氨水的装置。 ①Ir-Ru 惰性电极吸附 O2 生成 H2O2,其电极反应式是　　　　　　　　　　　　。 ②处理的废氨水中溶质(以 NH3 计)的质量是 34 g 时,理论上电路中通过电子　　　　　mol。 9.[2020 福建师范大学附属中学期中考试,10 分]为更有效地处理工业废气中的 SO2,减少大 气污染,科学家不断对相关反应进行研究尝试。 (1)按每年全国发电燃煤 8 亿吨,煤中硫的质量分数以 2%计,若不经过脱硫处理,则会有　　　　 亿吨 SO2 排放到大气中(假设 S 全部转化为 SO2)。 (2)下列物质中,能吸收 SO2 的有　　　　(填标号)。 a.氨水 b.酸性 KMnO4 溶液 c.生石灰 d.Na2CO3 溶液 (3)某工厂采用(NH4)2SO3 和 NH4HSO3 的混合溶液 A 吸收废气中的 SO2 并制备(NH4)2SO3·H2O,过 程如图所示: ①“吸收”过程中,溶液中(NH4)2SO3 和 NH4HSO3 物质的量之比变　　　　(填“大”或 “小”)。 ②“制备”过程中,溶液 B 中发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　。 ③检验产品(NH4)2SO3·H2O 中含有少量 SO2-4 的方法如下:取少量产品加水溶解,　　　　　　　　　　　 (将实验操作和现象补充完整)。 7 一、选择题 1.[新形式]某同学将 SO2和 Cl2的混合气体通入品红溶液,振荡,溶液褪色,将此无色溶液分成 三等份,依次进行实验,实验操作和实验现象记录如下: 序号 ① ② ③ 实验操 作 实验现 象 溶液不变红,试纸不 变蓝 溶液不变红,试纸褪色 生成白色沉淀 下列分析不正确的是 (　　) A.①说明 Cl2 被完全消耗 B.②中试纸褪色的原因是 SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI C.③中若将 BaCl2 溶液换成 Ba(NO3)2 溶液,也能说明 SO2 被 Cl2 氧化为 SO2-4 D.实验条件下,品红溶液和 SO2 均被氧化 2.[2020 福建福州八县一中联考]将 SO2 通入 BaCl2 溶液中并不产生沉淀,而通入另一种气体 后可以产生白色沉淀。则图中右侧 Y 形管中放置的药品组合不符合要求的是(必要时可以加 热) (　　) A.Cu 和浓硝酸 B.CaO 和浓氨水 C.大理石和稀盐酸 D.高锰酸钾溶液和浓盐酸 8 3.[新情境][2020 广东北大附中深圳南山分校期中考试]海水中主要含有 Na+、K+、Mg2+、 Ca2+、Cl-、Br-、SO2-4 、HCO-3、CO2-3 等,火力发电时排放的烟气可用海水脱硫,其工艺流程如图 所示: 下列说法错误的是 (　　) A.海水 pH 约为 8 的原因主要是海水中含有 CO2-3 、HCO-3 B.吸收塔中发生的反应有 SO2+H2O H2SO3 C.氧化主要是氧气将 HSO-3、SO2-3 、H2SO3 氧化为 SO2-4 D.经稀释排放出的废水中 SO2-4 的浓度与海水中的相同 4.[新情境][2019 北京丰台区模拟]依据下列实验现象,所得结论不正确的是 (　　) 实验 实验现象 ①品红溶液红色褪去,经检验溶液中含有 SO2-4 ; ②加热褪色后的溶液至沸腾,未见颜色恢复,有气体逸出,可使湿润的蓝色石蕊试纸变红, 遇湿润的淀粉-KI 试纸,无明显变化 A.品红溶液褪色是氯水漂白所致 B.集气瓶中发生了反应:Cl2+SO2+2H2O H2SO4+2HCl C.依据现象②可确定产生的气体为 SO2 D.检验 SO2-4 的试剂为盐酸、BaCl2 溶液 二、非选择题(共 43 分) 5.[原创][14 分]某同学在做浓硫酸与铜反应的实验过程中,观察到铜片表面变黑,于是对黑 色物质的组成进行实验探究。 (1)用如图所示装置进行实验 1。(加热和夹持仪器已略去) 9 实验 1:铜片与浓硫酸反应 操作 现象 加热到 120~250 ℃ 铜片表面变黑,有大量气体产生,形成墨绿色浊液 继续加热至 338 ℃ 铜片上黑色消失,瓶中出现“白雾”,溶液略带蓝色,瓶底部有较多灰白色沉淀 ①装置 B 的作用是　　　　　　　　;装置 C 中盛放的试剂是　　　　。 ②为证明装置 A 中灰白色沉淀的主要成分为硫酸铜,实验操作及现象 是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)探究实验 1 中加热到 120~250 ℃时所得黑色固体的成分。 【提出猜想】黑色固体可能含有 CuO、CuS、Cu2S 中的一种或几种。 【查阅资料】 资料 1:亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6]是 Cu2+的灵敏检测剂,向含有 Cu2+的溶液中滴加亚铁氰化钾溶 液,生成红棕色沉淀。 资料 2: CuS Cu2S 黑色晶体 黑色晶体 难溶于稀硫酸;可溶于硝酸;微溶于浓氨水或 热的浓盐酸 难溶于稀硫酸和浓盐酸;可溶于硝酸;微溶于浓氨水 【设计并实施实验】 实验 2.探究黑色固体中是否含 CuO 操作 现象 10 i.取表面附着黑色固体的铜片 5 片,用清水洗干净, 放入盛有 10 mL 试剂 A 的小烧杯中,搅拌 黑色表层脱落,露出光亮的铜片 ii.取出铜片,待黑色沉淀沉降 上层溶液澄清、无色 ①试剂 A 是　　　　。 ②甲认为 ii 中溶液无色有可能是 Cu2+浓度太小,于是补充实验确认了溶液中不含 Cu2+,补充 的实验操作及现象是　。 实验 3.探究黑色固体中是否含 CuS、Cu2S 操作 现象 i.取实验 2 中黑色固体少许,加入适量浓氨水,振荡后 静置 有固体剩余,固液分界线附近的溶液呈浅蓝色 ii.另取实验 2 中黑色固体少许,加入适量浓盐酸,微 热后静置 有固体剩余,溶液变成浅绿色 【获得结论】由实验2和实验3可得到结论:实验1中,加热至120~250 ℃时所得黑色固体中　。 【实验反思】 分析实验 1 中加热至 338 ℃时产生的现象的原因,同学们认为是在较低温度时产生的黑色固 体与热的浓硫酸进一步反应造成的。已知反应的含硫产物除无水硫酸铜外还有二氧化硫,则 黑 色 固 体 消 失 时 可 能 发 生 的 所 有 反 应 的 化 学 方 程 式 为 　 。 6.[新情境][2020 湖北部分重点中学新起点考试,15 分]五水硫代硫酸钠(化学式为 Na2S2O3·5H2O)不溶于乙醇,易溶于水,可用于鞣制皮革、矿石提银、水产养殖、医疗解毒等, 工业上常用 Na2S、Na2CO3 为原料制备,其生产流程如图所示。 (1)五水硫代硫酸钠中硫元素的化合价为　　　　。常温下,Na2S 溶液的 pH　　　　7(填 “>”“<”或“=”)。 11 (2)溶解原料的蒸馏水需加热煮沸一段时间后待用,其目的 是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)Na2S 和 Na2CO3 按物质的量之比为 2∶1 投料后加热,将 SO2 缓缓通入溶液中,即可获得 Na2S2O3,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)上述制备过程一般需在碱性环境下进行,若在酸性条件下产品会发黄,用离子方程式表示 其可能的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)充分反应后趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出晶体后用乙醇洗涤,即可获得纯净 的无色透明晶体。趁热过滤和用乙醇洗涤的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (6)为测定产品中 Na2S2O3·5H2O 的纯度,准确称取样品质量,用适量的蒸馏水溶解,加入指示 剂,用已知浓度的碘的标准溶液滴定。 反应原理为:2S2O2-3 +I2 S4O2-6 +2I-。 ①加入的指示剂为　　　　　　　　　(填名称)。 ②滴定至终点时,溶液颜色的变化为　　　　　　。 ③该实验中,滴加标准碘液的操作正确的是　　　　　(填图中对应操作的字母编号)。 　 　　a　　　　　b　　　 　　 c　　 　　　d ④下列操作可使产品纯度检测值偏高的是　　　　　(填编号)。 a.装标准液的滴定管水洗后未润洗 b.滴定过程中出现漏液 c.滴定结束时俯视读数 7.[新素材][14 分]亚硫酰氯(SOCl2)又名氯化亚砜,熔点为-105 ℃,沸点为 79 ℃,140 ℃以上 时易分解,是一种淡黄色至红色液体,遇水剧烈水解生成两种酸性气体,常用作脱水剂,广泛 应用于医药、农药、染料工业及有机合成工业。 12 (1)氯化亚砜应储存于阴凉、干燥、通风良好的库房,但久置后微显黄色,其原因 是　　　　　　　　　　　　。用硫黄、液氯和三氧化硫为原料在一定条件下合成氯化亚砜, 如果想达到原子利用率最大化,则三者的物质的量之比为　　　　。 (2)甲同学设计如图所示装置用 ZnCl2·xH2O 晶体制取无水 ZnCl2,回收剩余的 SOCl2并验证生 成物中含有 SO2(夹持及加热装置略): ①装置的连接顺序为 A→B→　　　　→　　　　→　　　　→　　　　(填标号)。 ②向装置 A 中缓慢滴加 SOCl2,需打开活塞　　　　(填“a”“b”或“a 和 b”)。为了更加 充分的回收 SOCl2,写出可对装置 B 采取的有效措施:　　　　　　　　。 ③实验结束后,为检测ZnCl 2·xH2O晶体是否完全脱水,称取蒸干后的固体 a g溶于水中,加入 足量稀硝酸和硝酸银溶液,过滤,洗涤,干燥,称得固体为 b g。若b a=　　　　(保留一位小数), 即可证明 ZnCl2·xH2O 晶体已完全脱水。 ④装置 A 中发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　。 (3)乙同学认为 SOCl2 还可用作由 FeCl3·6H2O 制取无水 FeCl3 的脱水剂,但丙同学认为该实 验会发生氧化还原反应,并设计如下实验方案进行验证: 取少量 FeCl3·6H2O 于试管中,加入过量 SOCl2,振荡使两种物质充分反应;再往试管中加水溶 解,滴加 KSCN 溶液,若　　　　,则证明脱水过程中发生了氧化还原反应,按照丙同学的思路, 还可以通过检验　　　　或　　　　(填离子符号)是否存在来证明该 过程是否发生了氧化还原反应。