2021高考化学（全国版）一轮复习考点考法精练：专题九氧、硫及其化合物和环境保护 WORD版含解析.docx

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SO2B. 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+H2S2Fe2+S+2H+B.脱硫过程中O2间接氧化H2SC.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

2、+4H+4Fe3+2H2O3.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()A.NaOH溶液(滴有23滴酚酞溶液)B.KMnO4溶液(滴有一定量硫酸溶液)C.HNO3溶液滴有23滴Ba(NO3)2溶液D.I2溶液(滴有23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+4SO23Na2S2O3+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

3、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25.2019四省八校联考,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。(1)实验室中用如图1所示装置测定SO2催化氧化为SO3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装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为。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。实验结束后,若装置D增加的

4、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能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象是。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:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成方案:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去方案:向第三份溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀上述方案中合理的是(填“”“”或“”);试管b中发生反应的离子方程式为。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

5、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SO42-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(FeSO47H2O)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

6、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:图2图3已知总反应为FeS2+14Fe3+8H2O2SO42-+15Fe2+16H+。将过程的离子方程式补充完整。FeS2+Fe3+7Fe2+S2O32-+过程反应的离子方程式为。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 molL

7、-1 K2Cr2O7溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液b mL。反应原理:6Fe2+Cr2O72-+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

8、-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:。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。Ir-Ru惰性电极吸附O2生成H2O2,其电极反应式是。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

9、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)2SO3H2O,过程如图所示:“吸收”过程中,溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物质的量之比变(填“大”或“小”)。“制备”过程中,溶液B中发生反应的化学方程式是。检验产品(NH4)2SO3H2O中含有少量SO42-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)。一、选择题(每小题6分,共24分)1.新形式某同学将SO2

10、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.说明Cl2被完全消耗B.中试纸褪色的原因是SO2+I2+2H2OH2SO4+2HIC.中若将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,也能说明SO2被Cl2氧化为SO42-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)(

11、)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-、SO42-、HCO3-、CO32-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CO32-、HCO3-B.吸收塔中发生的反应有SO2+H2OH2SO3C.氧化主要是氧气将HSO3-、SO32-、H2SO3氧化为SO42-D.经稀释排放出的废水中SO42-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

12、确的是()实验实验现象品红溶液红色褪去,经检验溶液中含有SO42-;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+2H2OH2SO4+2HClC.依据现象可确定产生的气体为SO2D.检验SO42-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)实验1:铜片与浓硫酸反应操作现象加热到120250 铜

13、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装置B的作用是;装置C中盛放的试剂是。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120250 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:CuSCu2S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

14、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、无色试剂A是。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

15、结论】由实验2和实验3可得到结论:实验1中,加热至120250 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Na2S2O35H2O)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

16、pH7(填“”“H2CO3,SO2可与Na2CO3溶液反应,氨水、Na2CO3溶液、生石灰均可吸收SO2,SO2具有还原性,能被强氧化剂酸性KMnO4溶液吸收。(3)“吸收”过程中的反应为SO2+H2O+(NH4)2SO32NH4HSO3,随着吸收,(NH4)2SO3减少,NH4HSO3增多,溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3的物质的量之比变小。“制备”过程中,溶液B中发生反应的化学方程式是NH4HCO3+NH4HSO3(NH4)2SO3H2O+CO2。检验产品(NH4)2SO3H2O中含有少量SO42-,应先加酸排除亚硫酸根离子的干扰,再用氯化钡溶液检验,故方法为取少量产品加水溶解,加

17、过量盐酸,充分振荡,再加氯化钡溶液,有白色沉淀产生。1.C中加热后溶液不变红,湿润的淀粉-KI试纸不变蓝,说明溶液中不含氯气,则Cl2被完全消耗,A正确;中蘸有碘水的试纸褪色,说明二氧化硫过量,加热后二氧化硫与碘发生氧化还原反应SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI,B正确;酸性环境中,硝酸根离子能氧化亚硫酸根离子,故中若将BaCl2溶液换成Ba(NO3)3溶液,不能说明SO2被Cl2氧化为SO42-,C错误;加热后溶液均未恢复至红色,证明品红溶液被氧化,加入BaCl2溶液有白色沉淀生成,即生成BaSO4,证明SO2被氧化,D正确。2.CCu与浓硝酸反应可产生二氧化氮气体,二氧化氮与水反应可

18、产生硝酸,所以氯化钡溶液中存在硝酸,可将H2SO3氧化为H2SO4,H2SO4与BaCl2反应可生成硫酸钡白色沉淀,A项正确;CaO与浓氨水混合可产生氨气,氨气溶于氯化钡溶液,溶液的碱性增强,亚硫酸根离子与钡离子反应可生成亚硫酸钡白色沉淀,B项正确;大理石与稀盐酸反应可生成二氧化碳气体,二氧化碳气体不能与氯化钡溶液反应产生白色沉淀,也不会使H2SO3与BaCl2反应产生白色沉淀,所以最终无白色沉淀产生,C项错误;高锰酸钾与浓盐酸混合可产生氯气,氯气可将H2SO3氧化为H2SO4,H2SO4与BaCl2反应可生成硫酸钡白色沉淀,D项正确。3.D海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl

19、-、SO42-、Br-、CO32-、HCO3-等,CO32-、HCO3-发生水解,CO32-+H2OHCO3-+OH-,HCO3-+H2OH2CO3+OH-,所以海水的pH8,A项正确;吸收塔中海水吸收烟气中的SO2,发生的反应有SO2+H2OH2SO3,B项正确;海水吸收SO2后,要用O2进行氧化处理,氧气将H2SO3、HSO3-、SO32-氧化为SO42-,C项正确;由分析可知,海水吸收SO2再经O2氧化后,SO42-浓度增大,再加海水稀释,SO42-浓度减小,但仍比原来海水中的SO42-浓度大, D项错误。4.C氯水中的次氯酸能使品红溶液褪色,A正确;集气瓶中氯气与二氧化硫发生氧化还原反

20、应生成H2SO4和HCl,反应方程式为Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl,B正确;依据现象加热褪色后的溶液至沸腾,未见颜色恢复,有气体逸出,说明不含有二氧化硫,产生的气体可能为HCl,C不正确;检验SO42-的试剂为盐酸、BaCl2溶液,往溶液中加入过量的盐酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若产生白色沉淀则溶液中含有SO42-,D正确。5.(1)防止装置C中溶液倒吸入装置A中(或作安全瓶)(1分)NaOH溶液(1分)冷却后,取灰白色沉淀放入盛水的小烧杯中,得到蓝色溶液(或冷却后,将上层溶液倒出,向三颈烧瓶中加入少量水,得到蓝色溶液)(2分)(2)【设计并实施实验】一定浓度的稀硫酸(2分)

21、取少许上层清液于试管中,滴加2滴亚铁氰化钾溶液,没有明显现象(或无红棕色沉淀生成)(2分)【获得结论】不含CuO,一定含有CuS,可能含有Cu2S(2分)【实验反思】CuS+4H2SO4(浓)CuSO4+4SO2+4H2O,Cu2S+6H2SO4(浓)2CuSO4+5SO2+6H2O(4分)【解析】(1)二氧化硫有毒会污染空气,二氧化硫属于酸性氧化物,装置C中可以盛放氢氧化钠溶液来吸收二氧化硫;反应生成的二氧化硫与NaOH溶液反应,容易造成倒吸,装置B可以防止装置C中溶液倒吸入装置A中。硫酸铜溶液显蓝色,为证明装置A中灰白色沉淀的主要成分为硫酸铜,可以取冷却后的灰白色沉淀放入盛水的小烧杯中,得

22、到蓝色溶液即可。(2)【设计并实施实验】根据CuS、Cu2S的性质可知,二者均难溶于稀硫酸,可溶于硝酸,结合上层溶液无色可判断试剂A应该为稀硫酸。根据题意,亚铁氰化钾K4Fe(CN)6是Cu2+的灵敏检测剂,取少许上层清液于试管中,滴加2滴亚铁氰化钾溶液,没有明显现象或无红棕色沉淀生成,可证明溶液中无铜离子,说明黑色固体中无氧化铜。【获得结论】CuS微溶于浓氨水或热的浓盐酸,Cu2S微溶于浓氨水,难溶于浓盐酸,根据实验3,加入适量浓氨水,固液分界线附近的溶液呈浅蓝色,则至少含有CuS和Cu2S中的一种;加入适量浓盐酸,微热后静置,溶液变成浅绿色,说明一定含有CuS,故黑色固体中含有CuS、可能

23、含有Cu2S。【实验反思】黑色固体与浓硫酸反应的含硫产物除无水硫酸铜外还有二氧化硫,则CuS、Cu2S与浓硫酸反应的化学方程式分别为CuS+4H2SO4(浓)CuSO4+4SO2+4H2O,Cu2S+6H2SO4(浓)2CuSO4+5SO2+6H2O。【教材链接】本题是对人教版化学(必修1)第101页“实验4-9浓硫酸与铜反应”的深度挖掘、创新拓展,是对课堂实验中出现的学生感兴趣却无法解释的实验现象的再探究,既可拓宽学生的视野,又能激发学生的探究兴趣。6.(1)+2(1分)(1分)(2)除去水中溶解的O2,防止Na2S被氧化(2分)(3)2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO

24、2(2分)(4) S2O32-+2H+S+SO2+H2O (2分)(5)减少因降温析出和溶解造成的产品损耗(2分)(6)淀粉溶液(1分)由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色(1分)b(1分)ab(2分)【解析】(1)Na2S2O3中Na为+1价、O为-2价,根据化合物中各元素化合价代数和为零,知S为+2价,Na2S为强碱弱酸盐,水解使溶液呈碱性(S2-+H2OHS-+OH-),常温下溶液pH大于7。(2)Na2S具有还原性,为避免其被氧化,溶解原料的蒸馏水需加热煮沸一段时间,以除去水中溶解的O2。(3)由得失电子守恒和原子守恒可写出反应的化学方程式:2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O

25、3+CO2。(4)在酸性条件下产品会发黄,是因为硫代硫酸钠在酸性环境中发生了自身的氧化还原反应,生成了硫单质,反应的离子方程式为S2O32-+2H+S+SO2+H2O。(5)充分反应后趁热过滤,可减少因降温时物质溶解度减小而析出固体导致的损失;由于五水硫代硫酸钠易溶于水,不溶于乙醇,用乙醇洗涤,可减少五水硫代硫酸钠的溶解损失。(6)淀粉遇碘变蓝,根据滴定原理知,应用淀粉溶液作指示剂。滴定至终点时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色。碘水具有氧化性,应用酸式滴定管盛装,操作酸式滴定管时,左手拇指与食指跨握滴定管的活塞处,与中指一起控制活塞的转动,故b操作符合要求。装标准液的滴定管水洗后未润洗,

26、会导致标准液浓度偏小,消耗的体积偏大,则测定结果偏高,a正确;滴定过程中出现漏液,会导致消耗的标准液体积偏大,则测定结果偏高,b正确;滴定结束时俯视读数,会使测得的标准液体积偏小,则测定结果偏低,c错误。7.(1)氯化亚砜久置后分解生成的氯气溶解在氯化亚砜中(1分)231(2分)(2)DFEC(2分)b(1分)将装置B中的锥形瓶置于冰水浴中(其他合理答案也可)(1分)2.1(2分)ZnCl2xH2O+xSOCl2ZnCl2+2xHCl+xSO2(2分)(3)没有明显现象(1分)Fe2+(1分)SO42-(1分)【解析】(1)由题给信息知,氯化亚砜不稳定,易分解,再根据元素组成分析可知,能使氯化

27、亚砜久置后微显黄色的产物只能是Cl2;用硫黄(用S表示)、液氯和三氧化硫为原料合成氯化亚砜,如果想达到原子利用率最大化,则可知三者发生了化合反应2S+3Cl2+SO33SOCl2,故三者的物质的量之比为231。(2)用SOCl2与ZnCl2xH2O晶体制取无水ZnCl2,由题给信息知,SOCl2与水反应生成两种酸性气体,则两种酸性气体为SO2和HCl。题目要求回收剩余的SOCl2并验证生成物中含有SO2,根据题给信息可知,AB是冷凝汽化的SOCl2并进行回收,由于SOCl2易与水反应,故应防止装置B后的装置中的水蒸气进入装置B中,因此装置B后的装置中应盛浓硫酸;检验SO2应该用品红溶液,尾气应

28、用NaOH溶液吸收,防止污染环境;为防止倒吸,应该在尾气吸收装置之前加防倒吸装置,故装置的连接顺序为ABDFEC。盛装SOCl2的漏斗是恒压分液漏斗,放出液体时不需要打开活塞a,只要打开活塞b即可。由题给信息可知,SOCl2在-10579时为液态,反应时SOCl2变成气态,要回收SOCl2,将其冷凝为液体即可,理论上温度越低冷凝效果越好,但还要考虑可操作性,因而用冰水浴最好。若ZnCl2xH2O晶体已完全脱水,则ag固体应为ZnCl2,与足量硝酸银溶液反应后得到的bg固体应为AgCl,由关系式ZnCl22AgCl可得,136287=ab,故ba2.1。装置A中的反应物为ZnCl2xH2O和SOCl2,SOCl2遇水剧烈反应生成两种酸性气体,两种酸性气体应为SO2和HCl,故装置A中发生反应的化学反应方程式是ZnCl2xH2O+xSOCl2ZnCl2+2xHCl+xSO2。(3)若FeCl36H2O与过量SOCl2发生了氧化还原反应,则Fe3+被还原为Fe2+,此时加入KSCN溶液,不会出现明显现象。若发生了氧化还原反应,除生成Fe2+外,SOCl2应被氧化为SO42-,故还可以通过检验Fe2+或SO42-是否存在来证明该过程是否发生了氧化还原反应。