硫及其硫的化合物
一、单选题
1.如下图,将甲、乙两个装有不同物质的针筒用导管连接起来,将甲针筒内的物质压到乙针筒内,进行下列实验,下列说法正确的是
实验序号 甲针筒内物质 乙针筒内物质 乙针筒里的现象
A H2S CuSO4溶液 产生黑色沉淀
B H2S FeSO4溶液 产生黑色沉淀
C SO2 H2S 出现白色固体
D SO2 紫色石蕊溶液 先变红后褪色
A.A B.B C.C D.D
2.下列说法中正确的是
A.活泼金属元素的氧化物一定是碱性氧化物,非金属元素的氧化物一定是酸性氧化物
B.某溶液加入BaCl2溶液产生白色沉淀,再加入稀HNO3,沉淀不消失,证明原溶液中一定存在SO
C.某物质在焰色反应实验中出现黄色的火焰, 则该物质一定是钠盐
D.某溶液与NaOH溶液共热,产生使湿润红色石蕊试纸变蓝气体,说明原溶液中存在 NH
3.Zn与浓硫酸反应的化学方程式:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O。向100 mL 18 mol·L-1的H2SO4溶液中加入足量的锌粒充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量
A.等于1.8 mol B.小于0.9 mol
C.等于0.9 mol D.在0.9 mol和1.8 mol之间
4.某同学设想用下表所给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
A.A B.B C.C D.D
5.将35g锌粉与少量浓硫酸在加热条件下充分反应,共收集到混合气体11.2L(标准状况),其质量为19.6g,则过剩的锌粉的质量为
A.1.0g B.2.0g C.2.5g D.3.5g
6.下列说法正确的是
A.用铂丝分别蘸取K2CO3溶液与Na2CO3溶液,在酒精灯外焰上灼烧,直接观察火焰的颜色,K2CO3溶液火焰呈紫色,Na2CO3溶液火焰呈黄色
B.浓硫酸与灼热的炭反应,只体现浓硫酸的强氧化性
C.浓硫酸具有吸水性,可作为干燥剂,可以干燥Cl2、H2S、H2等气体
D.SO2通入紫色石蕊试液中,溶液先变红后褪色
7.实验室常用热的NaOH溶液洗去试管口沾有的S,其反应方程式为6NaOH+3S2Na2S+Na2SO3+3H2O,下列说法正确的是( )
A.S是氧化剂,NaOH是还原剂
B.还原剂与氧化剂的质量之比是2:1
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为3:2
D.若3mol硫完全反应,则反应中共转移4mol电子
8.化学是以实验为基础的自然科学,下列实验装置合乎规范且能达到实验目的的是
A.检验SO2的漂白性 B.验证X为易挥发性酸
C.蒸馏石油 D.验证NH4HCO3受热易分解
9.下列浓硫酸的叙述错误的是
A.浓硫酸可用作干燥剂,能够干燥氢气、氧气等气体,但不能干燥碱性气体和有较强还原性的HI、H2S等气体
B.浓硫酸与木炭反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O,在此反应中,浓硫酸既表现了强氧化性又表现了酸性
C.1 mol铜粉投到足量浓硫酸中,加热得到气体体积标准状况下为22.4 L
D.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,是因为浓硫酸能使铁、铝钝化
10.下列物质中,不能由单质直接化合生成的是
①Na2O2 ②FeI2 ③SO3 ④Mg3N2 ⑤FeCl2
A.①③⑤ B.②③⑤ C.①②④⑤ D.③⑤
二、填空题
11.按要求完成下列内容
(1)请写出下列反应的化学方程式。
①Na2SO3和较浓H2SO4制取SO2气体:
②足量氨水中通入SO2气体:
③Cu与浓H2SO4加热条件下反应:
(2)一定条件下,和氟气可发生如下反应:,从而可知在中,元素R的化合价是 。
(3)实验室用氯酸钾和浓盐酸制取氯气,配平下列方程式 _______KClO3+_______HCl=_______Cl2↑+_______KCl+_______H2O
(4)①配平该反应的化学方程式: ______FeSO4+_______KNO3+_______H2SO4=_______K2SO4+_______Fe2(SO4)3+_______NO↑+_______H2O。
②该反应中氧化产物是 (填化学式);当15.2 g FeSO4恰好完全反应时,转移电子的物质的量为 。
三、解答题
12.实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)制取SO2并验证其性质。
(1)盛装70%硫酸的仪器名称为 ,用铜片和浓硫酸制取二氧化硫的化学方程式 。
(2)装置B的作用之一是通过观察产生气泡的多少判断SO2生成的快慢,其中的液体最好选择____。
A.饱和Na2CO3溶液 B.饱和Na2SO3溶液
C.饱和NaHCO3溶液 D.饱和NaHSO3溶液
(3)验证二氧化硫的氧化性的装置是 ,现象为 。
(4)充分反应后,取试管D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。
上述方案中能验证SO2具有还原性的是 (填“I”、“II”或“III”);为达到实验目的,还可以将试管D中的新制氯水改为 (填写试剂名称)
13.硫酸是化工行业广泛应用的基础原料,某化学兴趣小组为探究浓硫酸所具有的一些特殊性质,进行如下有关实验。
实验一:浓硫酸与铜反应
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 ;
当反应转移0.2mol电子时,生成气体在标况下的体积为 L,被还原的硫酸为 mol
(2)装置D中试管口放置的棉花浸有NaOH浓溶液,其作用是 ;
(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后,关闭旋塞K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中由于气压增大引发的现象是 ,B中应放置的溶液是 。
A.水 B.酸性KMnO4溶液
C.浓溴水 D.饱和NaHSO3溶液
实验二:浓硫酸与碳反应,并验证反应生成的气体产物
(4)冯同学认为按照甲、丙、丁、乙的装置顺序,即可验证产物为SO2和CO2,那么丁中酸性KMnO4溶液的作用是 ;
(5)陈同学认为丙装置要使用两次才能确保检验气体产物的准确性,如按该同学所说,气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母):
A—— ——B;
能说明气体产物中有CO2的实验现象是① ② 。
14.某化学兴趣小组为研究生铁(含碳)与浓硫酸的反应情况及产物性质,设计如下实验。请回答下列问题:
(1)按上图所示装置进行实验(夹持装置及尾气处理装置未画出)。仪器b的名称为 ;实验过程中,装置B中观察到的现象是 ;装置C中有白色沉淀生成,该沉淀是 (填化学式)。
(2)装置A中还会产生CO2气体,请写出产生CO2的化学方程式: 。
(3)为了验证装置A中产生的气体中含有CO2,应先从下列①~④中选出必要的装置连接A装置中c处管口,从左到右的顺序为 (填序号);然后再进行的操作是从a处多次鼓入N2,其目的是 。
(4)某同学发现实验后期装置A中产生的气体中还含有H2,理由是 (用离子方程式表示)。
15.某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应,用如图所示,装置进行有关实验。实验中甲同学将a g Cu片和12 mL 18 mol·L-1浓硫酸放入圆底烧瓶中加热,直到反应完毕,最后发现烧瓶中还有一定量的 H2SO4和Cu剩余。
请回答下列问题:
(1)写出Cu与浓硫酸反应的化学方程式: 。
(2)装置D内盛品红溶液,当C中气体集满后,D中有可能观察到的现象是 。实验装置中有可能造成环境污染,试用最简单的方法解决(实验用品自选) 。
(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显现象后,关闭旋塞K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B装置中的现象是 。
(4)F中应放置的液体是_______(填字母)。
A.饱和Na2SO3溶液 B.酸性KMnO4溶液
C.浓溴水 D.饱和NaHSO3溶液
(5)为什么有一定量的余酸,但未能使Cu完全溶解,你认为原因是 。
(6)下列足量药品能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是_______(填字母)。
A.Fe粉 B.BaCl2溶液
C.Ag D.Na2CO3溶液
(7)甲同学向A中反应后的溶液中通入一种气体单质,使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液,请问该气体单质是 (填名称),化学反应方程式是 。
16.“生活无处不化学”,请你回答下列问题。
(1)食盐不慎洒落在天然气的火焰上,观察的现象是 。
(2)为了除去不慎洒落的汞,人们常将硫黄粉洒在汞的表面,请写出该过程的化学方程式 ;为检验市售无水酒精中是否掺有水,可向煤油样品中加少许白色粉末 (填试剂化学式)。
(3)使用“84”消毒液(含NaClO)时,按一定比例与水混合,并在空气中浸泡一段时间,使NaClO与H2O及空气中的CO2充分反应,目的是得到杀菌消毒的效果更好的 (填物质名称),同时得到小苏打,该反应的离子方程式是 。
17.Ⅰ.利用下图装置制备,并研究的性质。
(1)A装置利用亚硫酸钠和硫酸反应制备,写出化学方程式 。
(2)填写下表
B中棉花的位置 ① ② ③ ④
所蘸试剂 石蕊试液 品红溶液 淀粉和碘水混合液 氢硫酸
现象 褪色 浅黄色
体现SO2的性质
(3)SO2和氯气按照体积比1∶1通入水中,溶液的漂白性 (填“增强”“减弱”“不变”)原因是 (用化学方程式表示)。
Ⅱ.“以废治废”是基于“绿色化学”观念治理污染的思路。用工业废碱渣(主要成分为)吸收烟气中的SO2,得到亚硫酸钠(Na2SO3)粗品。其流程如下:
(4)上述流程中,加入后,发生反应的离子方程式为 。
(5)亚硫酸钠粗品中含有少量,原因是 。
18.Ⅰ.甲、乙、丙三位同学分别用如下实验装置及化学药品(碱石灰为氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。请你参与探究,并回答问题:
(1)他们制取氨气的化学方程式为: 。
(2)三位同学都用向下排空气法收集氨气,其原因是 。
(3)三位同学用上述装置制取氨气时,其中有一位同学没有收集到氨(实验操作都正确),你认为没有收集到氨气的同学是 填(“甲”、“乙”或“丙”)。
(4)检验氨气是否收集满的方法是:(简述操作方法、现象和结论) 。
(5)三位同学都认为他们的实验装置还可用于加热碳酸氢铵固体来制取纯净的氨气,你判断能够达到实验目的的是 (填“甲”、“乙”或“丙”),该装置中的NH4HCO3固体能否用NH4Cl固体代替? (填“能”或“不能”)。
Ⅱ.已知二氧化硫可使高锰酸钾溶液褪色反应的化学方程式为:5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4。如图为验证浓硫酸与木炭在加热条件下,反应产物中是否含有SO2和CO2的部分装置。
(6)B瓶中KMnO4的作用: 。
(7)可观察到A瓶的溶液的现象是 。
(8)D瓶溶液为Ca(OH)2溶液,当看到 说明生成物中有CO2。
19.硫酸是当今世界最重要的化工产品之一、
I.硫酸的制法:
(1)目前工业上主要采用接触法制备硫酸。实验室模拟其中一步反应过程如图装置,写出该过程反应的化学方程式 ,b装置中装有浓硫酸,其作用是 (填序号)。
a.干燥气体 b.使气体混合均匀 c.控制气流速度,调整气体比例
II.硫酸的性质:某化学学习小组为了探究铁质材料(碳素钢)和浓硫酸反应的产物,利用下列装置进行了如图实验探究活动:
请回答下列问题:
(2)实验开始后,观察到B中品红溶液褪色,则C用于验证该物质的 性。
(3)实验过程中观察到H中无水硫酸铜由白色粉末变成蓝色晶体,则G中发生反应的化学方程式为 ;说明碳素钢与浓硫酸的反应产物中有不同于SO2的还原性气体 (填化学式)产生,试解释产生该气体的原因: 。
(4)若装置D中品红溶液没有褪色,装置E中澄清石灰水变浑浊,根据上述实验现象,推知碳素钢与浓硫酸反应产生的气体有 。
20.我国有广阔的海岸线,海水的综合利用大有可为。海水中溴含量约为65 g/mol,从海水中提取溴的工业流程如下:
(1)以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴,步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴,其目的是 。步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出Br2,利用了溴的 性。
(2)写出以上步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式:
(3)上述流程中吹出的溴蒸气,也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式 ;实验室分离溴还可以用溶剂萃取法,下列可以用作溴的萃取剂的是 。
A.乙醇 B.四氯化碳 C.烧碱溶液 D.苯
(4)将1 m3海水浓缩至1 L最终得到36 g Br2,若提取率为60%,则原海水中溴元素的浓度为 mg/L。
21.某化学兴趣小组为研究生铁(含少量碳)与浓硫酸的反应情况及产物性质,设计如下实验装置(夹持装置及尾气处理装置未画出)。请回答下列问题:
(1)仪器b 的名称为 ,按照上图装置进行实验,实验过程中,装置B中的现象是湿润的品红试纸 ,湿润的蓝色石蕊试纸 。若观察到装置C中会出现白色沉淀,原因是 。
(2)装置A中还会产生能够使得澄清石灰水变浑浊的另一种气体,请写出产生该气体的化学方程式 为了验证该气体,应从下列①~⑤中选出必要的装置连接装置A中出口C处,从左到右的顺序是 (填序号),连接好装置,然后打开弹簧夹a,多次鼓入N2,其目的是 。
参考答案:
1.A
【详解】A.H2S与CuSO4溶液能反应生成硫化铜黑色沉淀,A正确;
B.H2S与FeSO4溶液不能反应,B错误;
C.H2S和SO2反应SO2+2H2S=3S↓+2H2O,析出浅黄色固体,C错误;
D.SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液变红后不褪色,二氧化硫不能漂白指示剂,D错误;
故选A。
【点睛】二氧化硫具有漂白性,但其遇到石蕊溶液时,溶液显红色。
2.D
【详解】A.活泼金属元素的氧化物不一定是碱性氧化物,非金属元素的氧化物不一定是酸性氧化物,如Na2O2不是碱性氧化物、CO不是酸性氧化物,故A错误;
B.某溶液加入BaCl2溶液产生白色沉淀,再加入稀HNO3,沉淀不消失,原溶液中可能存在SO、SO、Ag+,故B错误;
C.某物质在焰色反应实验中出现黄色的火焰, 则该物质一定含有钠元素,但不一定是钠盐,故C错误;
D.NH与碱反应放出氨气,某溶液与NaOH溶液共热,产生使湿润红色石蕊试纸变蓝气体,说明原溶液中存在 NH,故D正确;
选D。
3.D
【详解】n(H2SO4)=0.1L18 mol·L-1=1.8mol,当全部发生Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O时,有0.9molH2SO4被还原,但随着反应进行,硫酸浓度逐渐降低,当为稀硫酸时,发生反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,当只发生此反应时,有1.8molH2SO4被还原,但这两个反应都发生了,被还原的H2SO4的物质的量应处于两者之间,即被还原的H2SO4的物质的量在0.9 mol和1.8 mol之间,答案选D。
4.D
【详解】A.盛有水的烧杯中水量减少可以证明浓硫酸具有吸水性,故A项不符合题意;
B.滤纸片脱水炭化可以证明浓硫酸具有脱水性,故B项不符合题意;
C.右侧仪器中的水面右高左低,说明稀释浓硫酸时放出大量的热,使锥形瓶中压强增大,故C项不符合题意;
D.与浓常温下不反应,不能体现浓硫酸的强氧化性,故D项符合题意。
答案选D。
5.C
【详解】Zn与浓硫酸发生反应:Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O,当反应进行到一定程度后变为稀硫酸,这时发生反应:Zn+H2SO4(稀)= ZnSO4+H2↑。反应产生的气体为SO2、H2的混合物。二者的物质的量的和是n(H2)+n(SO2)=11.2L÷22.4L/mol=0.5mol;根据方程式可知反应消耗Zn的物质的量与反应产生的氢气的物质的量相等,n(气)=10.5mol,则反应消耗Zn的物质的量是0.5mol,消耗的Zn的质量是m(Zn)=nM=0.5mol×65g/mol=32.5g,所以反应后剩余的Zn 的质量是m=35g-32.5g=2.5g,故选C。
6.B
【详解】A.钾元素的焰色反应需要通过蓝色钴玻璃片看,A错误;
B.浓硫酸与木炭反应,硫元素化合价全部降低,体现氧化性,B正确;
C.浓硫酸不能干燥H2S,会发生氧化还原反应,C错误;
D.SO2溶于水溶液显酸性,能使紫色石蕊试液变红,但不会褪色,D正确;
故选B。
7.D
【详解】A.在反应6NaOH+3S2Na2S+Na2SO3+3H2O中,S的化合价部分升高,部分降低,故还原剂和氧化剂都是S,A说法错误;
B.2倍的S化合价降低,1倍的S化合价升高,氧化剂和还原剂的质量之比为2:1,B说法错误;
C.化合价升高之后的产物为1mol时,化合价降低的产物为2mol,故氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:2,C说法错误;
D.3mol硫完全反应时,有1molS转化为亚硫酸钠,转移4mol电子,D说法正确;
答案为D。
8.B
【详解】A.图中酸性高锰酸钾可以和SO2发生氧化还原反应,体现SO2的还原性,A错误;
B.挥发性酸可以和氨气反应生成铵盐,产生白烟,故可以验证X为易挥发性酸,B正确;
C.蒸馏的时候,应该用直形冷凝管,C错误;
D.该装置加热碳酸氢铵分解会有水生成,试管口应略向下倾斜,另外分解产生的氨气、二氧化碳在瓶口又重新结合,不一定有预期现象,D错误;
故选B。
9.B
【详解】A.浓硫酸具有吸水性,可用作干燥剂,能够干燥氢气、氧气等气体;浓硫酸具有强氧化性和酸性,不能干燥碱性气体和有较强还原性的HI、H2S等气体,故A正确;
B.浓硫酸与木炭反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O,在此反应中,S元素化合价降低,浓硫酸既表现了强氧化性,故B错误;
C.Cu能和浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫,方程式为:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,1 mol铜粉投到足量浓硫酸中,加热得到1mol二氧化硫,标准状况下为22.4 L,故C正确;
D.浓硫酸能使铁、铝钝化,常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,故D正确;
故选B。
10.D
【详解】①钠和氧气在加热条件下反应生成Na2O2;②铁和碘单质反应生成FeI2;③硫和氧气反应生成SO2,不能直接生成SO3;④镁和氮气在点燃的条件下反应生成Mg3N2;⑤铁和氯气在加热条件下反应生成FeCl3;不能由单质直接化合生成的是SO3、FeCl2,故选D。
11.(1) Na2SO3+H2SO4(较浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑ 2NH3·H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+H2O
(2)+5
(3)KClO3+6HCl=3Cl2↑+KCl+3H2O
(4) 6FeSO4+2KNO3+4H2SO4=K2SO4+3Fe2(SO4)3+2NO↑+4H2O Fe2(SO4)3 0.1mol
【详解】(1)①Na2SO3和较浓H2SO4反应生成SO2、水、硫酸钠:Na2SO3+H2SO4(较浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑;
②足量氨水中通入SO2气体反应生成亚硫酸铵和水,2NH3·H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O;
③Cu与浓H2SO4加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫、水,Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+H2O;
(2)反应前后电荷守恒,则n=1,中氧为-2价,则R化合价为+5;
(3)氯酸钾和浓盐酸反应生成氯气,反应中氯酸钾中氯元素化合价由+5变为0,部分HCl中氯元素化合价由-1变为0,根据电子守恒、质量守恒配平可得:KClO3+6HCl=3Cl2↑+KCl+3H2O;
(4)①反应中铁元素化合价由+2变为+3,氮元素化合价由+5变为+2,根据电子守恒、质量守恒配平可得:6FeSO4+2KNO3+4H2SO4=K2SO4+3Fe2(SO4)3+2NO↑+4H2O;
②该反应中铁元素化合价升高,发生氧化反应,得到氧化产物Fe2(SO4)3;当15.2 g FeSO4(为0.1mol)恰好完全反应时,转移电子的物质的量为0.1mol。
12.(1) 分液漏斗 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)D
(3) C 淡黄色沉淀生成
(4) III 酸性KMnO4溶液
【分析】制取SO2并验证其性质,由实验装置可知,圆底烧瓶中为盛装亚硫酸钠,A中发生H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O,将亚硫酸钠改为铜片制取二氧化硫,需要酒精灯加热,发生Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,装置B的作用之一是通过观察产生气泡的多少判断SO2生成的快慢,B中试剂为饱和NaHSO3溶液,可抑制二氧化硫的溶解,在盛装Na2S溶液的C中通入SO2有淡黄色S沉淀生成,D中盛装新制氯水,发生SO2+Cl2+H2O=2HCl+H2SO4,F装置吸收未反应的二氧化硫气体,防止污染环境,E的作用是防倒吸,以此来解答。
【详解】(1)盛装硫酸的仪器名称为分液漏斗;用铜片制取二氧化硫的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)装置B的作用之一是通过观察产生气泡的多少判断SO2生成的快慢,则装置中盛装溶液不能减小SO2气体的量,且不引入杂质;
A.饱和Na2CO3溶液能吸收SO2,且生成CO2,故A错误;
B.饱和Na2SO3溶液能吸收SO2生成NaHSO3溶液,故B错误;
C.饱和NaHCO3溶液能吸收SO2,且生成CO2,故C错误;
D.饱和NaHSO3溶液可抑制SO2的溶解,故D正确;
故答案为D;
(3)装置C中通入SO2有淡黄色硫沉淀生成,体现了二氧化硫的氧化性;
(4)为验证二氧化硫的还原性,充分反应后,SO2被氧化生成,只要证明溶液中含有即可;
方案I:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,说明溶液中含有或Cl-;
方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去,说明溶液中含有HClO或SO2;
方案Ⅲ:向第三份溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明溶液中含有;
则上述方案合理的是方案Ⅲ;为达到实验目的,还可以将试管D中的新制氯水改为酸性KMnO4溶液。
13. 2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O 2.24 0.1 吸收多余的SO2 溶液倒流回长颈漏斗中 D 除去CO2中的SO2 CDFECD 第二个丙装置不褪色 乙中生成白色沉淀
【分析】(1)浓硫酸和铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,结合元素的化合价变化情况分析解答;
(2)根据二氧化硫有毒,属于大气污染物分析判断;
(3)装置B的作用是贮存多余的气体,结合二氧化硫的性质分析判断;
(4)根据二氧化硫能干扰二氧化碳的检验分析判断;
(5)检验二氧化硫用品红溶液,检验二氧化碳用澄清石灰水,但二氧化硫能干扰二氧化碳的检验,结合装置图分析解答。
【详解】(1)装置A中浓硫酸和铜在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,发生反应的化学方程式为2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O;反应中硫元素化合价从+6价降低到+4价得到2个电子,则当反应转移0.2mol电子时,生成气体在标况下的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L,根据硫原子守恒可知被还原的硫酸为0.1mol;
(2)二氧化硫有毒,需要尾气处理,又因为二氧化硫是酸性氧化物,则装置D中试管口放置的棉花浸有NaOH浓溶液,其作用是吸收多余的SO2,防止污染空气;
(3)装置B的作用是贮存多余的气体,则B中应放置的溶液不能溶解或吸收二氧化硫,酸性高锰酸钾溶液和溴水均能氧化二氧化硫,二氧化硫易溶于水,所以B中溶液应该是饱和的亚硫酸氢钠溶液,答案选D;当D处有明显的现象后,关闭旋塞K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中由于气压增大引发的现象是溶液倒流回长颈漏斗中。
(4)由于二氧化硫和二氧化碳均是酸性氧化物,都能使澄清石灰水先变浑浊后澄清,则检验二氧化碳之前要首先除去二氧化硫,即丁中酸性KMnO4溶液的作用是除去CO2中的SO2;
(5)由于二氧化硫能干扰二氧化碳,则检验二氧化碳之前要首先除去二氧化硫,且还需要检验二氧化硫是否除尽,则按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是ACDFECDB;能说明气体产物中有CO2的实验现象是第二个丙装置不褪色,乙中生成白色沉淀。
14. 分液漏斗 品红试纸褪色,石蕊试纸变红 BaSO4 C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O ③②④ 赶尽装置中的空气,防止空气中的CO2影响实验 Fe+2H+=Fe2++H2↑
【分析】(1)根据装置图,结合常见仪器的形状分子判断仪器b的名称,生铁(含碳)与浓硫酸反应生成二氧化硫,二氧化硫的水溶液具有漂白性和酸性,据此分析解答装置B中观察到的现象;硝酸具有强氧化性,能够将二氧化硫氧化生成硫酸,据此分析判断;
(2)生铁中的碳能够与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫与水;
(3)二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,需要先将二氧化硫完全除去,才能检验二氧化碳;装置有空气,空气中也含有二氧化碳,据此分析解答;
(4)随着反应的进行浓硫酸变为稀硫酸,Fe和稀硫酸反应生成氢气。
【详解】(1)由装置图可知,仪器b为分液漏斗,生铁(含碳)与浓硫酸反应生成二氧化硫,二氧化硫的水溶液具有漂白性和酸性,可使湿润的品红试纸褪色,使湿润的蓝色石蕊试纸变红;硝酸具有强氧化性,把二氧化硫氧化为硫酸根离子,所以二氧化硫通入硝酸钡溶液,会生成硫酸钡白色沉淀,故答案为:分液漏斗;品红试纸褪色,石蕊试纸变红;BaSO4;
(2)生铁中的碳能够与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫与水,反应方程式为:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,故答案为:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;
(3)二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,因此应先用酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫,然后通过品红溶液检验二氧化硫是否除尽,最后通入澄清石灰水检验二氧化碳,从左到右的顺序为③②④;由于装置有空气,空气中含有二氧化碳,多次鼓入氮气,可以排尽装置中的空气,防止空气中的CO2影响实验,故答案为:③②④;赶尽装置中的空气,防止空气中的CO2影响实验;
(4)随着反应的进行浓硫酸变为稀硫酸,Fe和稀硫酸反应生成氢气,反应离子方程式为:Fe+2H+═Fe2++H2↑,故答案为:Fe+2H+═Fe2++H2↑。
【点睛】解答本题要注意二氧化硫、二氧化碳性质的区别。本题的易错点为(3),要注意二氧化硫的存在对二氧化碳检验的影响。
15.(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
(2) 品红溶液褪色 将浸有NaOH溶液的棉花团塞在D试管口
(3)中液面下降,长颈漏斗中液面上升
(4)D
(5)随着反应的进行,浓硫酸的浓度不断减小,稀硫酸与Cu不反应
(6)AD
(7) 氧气 2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O
【分析】浓硫酸与Cu反应产生的SO2,可以使品红溶液褪色,SO2可以用NaOH溶液吸收。B装置的作用是贮存多余的气体,所以F中应盛放饱和NaHSO3溶液,以减少SO2的溶解,据此分析解题。
【详解】(1)Cu与浓硫酸反应的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)由于反应生成二氧化硫,二氧化硫具有漂白性,D内盛品红溶液,当C中气体集满后,D中有可能观察到的现象是品红溶液褪色;将浸有NaOH溶液的棉花团塞在D试管口吸收过量的二氧化硫;
(3)当D处有明显现象后,关闭旋塞K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,B中压强增加,此时B装置中的现象是中液面下降,长颈漏斗中液面上升;
(4)F中应盛放饱和NaHSO3溶液,以减少SO2的溶解;
(5)随着反应的进行,浓硫酸的浓度逐渐减小,稀硫酸与Cu不反应,所以虽然有一定量的余酸,但未能使Cu完全溶解;
(6)余酸与铁粉反应生成气体、与碳酸钠反应生成气体,由于产物含有硫酸铜,不论酸是否剩余都会与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,故选AD;
(7)要使Cu片全部溶解,应该加入氧化剂,通入的单质气体应为O2,可不引入新的杂质;化学反应方程式是2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O。
16.(1)黄色火焰
(2) Hg+S=HgS CuSO4
(3) 次氯酸 ClO-+H2O+CO2=HClO+
【详解】(1)钠元素的焰色试验显黄色,则食盐不慎洒落在天然气的火焰上,观察的现象是黄色火焰。
(2)常温下硫和汞反应,为了除去不慎洒落的汞,人们常将硫黄粉洒在汞的表面,该过程的化学方程式为Hg+S=HgS;无水硫酸铜遇水显蓝色,为检验市售无水酒精中是否掺有水,可向样品中加少许白色粉末CuSO4。
(3)碳酸的酸性强于次氯酸,使NaClO与H2O及空气中的CO2充分反应,目的是得到杀菌消毒的效果更好的次氯酸,同时得到小苏打,该反应的离子方程式是ClO-+H2O+CO2=HClO+。
17.(1)Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
(2) 溶液变红 褪色 酸性氧化物 漂白性 还原性 氧化性
(3) 减弱 SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
(4)+OH-=+H2O
(5)Na2SO3具有还原性,能够被空气氧化
【详解】(1)利用亚硫酸钠和硫酸反应制备符合“以强酸制弱酸”的规律,化学方程式为:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)是酸性氧化物,能使①处的石蕊试液变红;具有漂白性,能使②处的品红溶液褪色;淀粉和碘水混合液呈蓝色,因与碘单质能发生反应:++2=2HI+ H2SO4,③处会出现蓝色褪去的现象,体现出还原性;与氢硫酸能反应生成浅黄色的硫单质,中硫元素化合价降低,作氧化剂;
(3)SO2和氯气按照体积比1∶1通入水中后会发生反应:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,溶液漂白性大大减弱;
(4)属于酸式酸根,能与OH-反应生成正盐的酸根,反应的离子方程式为:+OH-=+H2O;
(5)亚硫酸钠中硫元素处于+4价,具有一定还原性,能被空气氧化,故亚硫酸钠粗品中含有少量。
18.(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)NH3的密度小于空气的密度
(3)乙
(4)将湿润的红色石蕊试纸置于管口,若试纸变蓝,则说明已收集满(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若有白烟产生,则证明已收集满)
(5) 丙 不能
(6)除去SO2
(7)褪色
(8)溶液变浑浊
【分析】浓硫酸与木炭在加热条件下反应生成SO2和CO2,进行洗气时气体从长管进,短管出,用品红检验SO2,用高锰酸钾溶液除去SO2,并用品红检验SO2是否除尽,最后通过澄清石灰水检验CO2;
【详解】(1)实验室用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下制备氨气,反应方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;故答案为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)氨气易溶于水,不能用排水法收集,氨气密度比空气小,应用向下排空法收集,故答案为NH3的密度小于空气的密度。
(3)氨气为碱性气体,通过盛有浓硫酸的洗气瓶时,与硫酸反应而被吸收,因此,乙同学没有收集到氨气;故答案为乙。
(4)氨气显碱性,检验氨气是否收集满的方法是: 将湿润的红色石蕊试纸置于管口,若试纸变蓝,则说明已收集满;因为氨气与HCl反应生成氯化铵产生白烟,所以也何以用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若有白烟产生,则证明已收集满;故答案为将湿润的红色石蕊试纸置于管口,若试纸变蓝,则说明已收集满(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若有白烟产生,则证明已收集满)。
(5)碳酸氢铵加热分解生成氨气、二氧化碳和水,其中可用碱石灰吸收二氧化碳和水,只有丙能做到,氯化铵加热分解生成氨气和氯化氢,在温度较低时又重新生成氯化铵,不能只用氯化铵制备氨气;故答案为丙;不能。
(6)SO2与高锰酸钾发生氧化还原反应,可用来除去SO2,防止干扰二氧化碳的检验,故答案为:除去SO2;
(7)SO2具有漂白性,可使品红褪色,故答案为:褪色;
(8)为检验二氧化碳气体,应先除去SO2,并检验SO2是否除尽,最后用澄清石灰水检验二氧化碳,当看到溶液变浑浊说明生成物中有CO2。
19.(1) 2SO2+O22SO3 abc
(2)还原
(3) CuO+H2Cu+H2O H2 随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,与铁发生反应放出H2
(4)SO2、CO2、H2
【分析】碳素钢与浓硫酸反应产生的气体通过B检验二氧化硫,通过C吸收二氧化硫,通过D检验二氧化硫是否吸收完全,通过D检验二氧化碳,通过F碱性干燥并吸收二氧化碳,通过G检验氢气,通过H检验生成的水,I可以排除空气中水的干扰。
【详解】(1)二氧化硫在催化剂加热条件下和氧气反应生成三氧化硫,2SO2+O22SO3;b装置中装有浓硫酸,浓硫酸具有吸水性可气体,且可以通过气泡多少从而观察控制气流速度,调整气体比例,使气体混合均匀;故选abc;
(2)酸性高锰酸钾具有强氧化性,能和二氧化硫反应使其转化为硫酸根离子,体现了二氧化硫的还原性;
(3)H中无水硫酸铜由白色粉末变成蓝色晶体,说明G中氧化铜和A中生成的氢气反应生成铜和水,CuO+H2Cu+H2O;装置A中随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,稀硫酸与铁发生反应放出H2,故碳素钢与浓硫酸的反应产物中有不同于SO2的还原性气体氢气产生;
(4)装置D中品红溶液没有褪色,说明二氧化硫被吸收完全;装置E中澄清石灰水变浑浊,说明生成气体中含有二氧化碳;故综合可知,碳素钢与浓硫酸反应产生的气体有SO2、CO2、H2。
20.(1) 富集(或浓缩)溴元素 挥发
(2)3Br2+3CO= BrO+5Br-+3CO2↑
(3) Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4 BD
(4)60
【分析】根据流程分析可知:海水通过一定方法淡化得到淡水和卤水,卤水加入氧化剂将Br-氧化为Br2,通入热空气或水蒸气吹出Br2,利用的是溴单质的易挥发性,再利用酸溶液中和Br-发生氧化还原反应得到Br2。
【详解】(1)步骤Ⅰ中已获得游离态的溴浓度很低,如果直接蒸馏,生产成本较高,不利于工业生产;步骤Ⅰ中已获得游离态的溴,步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴,其目的是富集溴元素,降低成本;步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出Br2,利用了溴的挥发性。
(2)在步骤Ⅱ中,Na2CO3溶液与Br2发生歧化反应产生NaBrO3、NaBr、CO2,该反应的离子方程式为:3Br2+3=+5Br-+3CO2↑。
(3)Br2具有强氧化性,SO2具有还原性,在溶液中会发生氧化还原反应产生HBr、H2SO4,该反应的化学方程式为:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4;
A.乙醇与水混溶,不能作萃取剂,A错误;
B.四氯化碳与水互不相溶,且溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大,因此四氯化碳可以作萃取剂,B正确;
C.溴单质与烧碱溶液会发生反应,因此不能使用烧碱溶液作萃取剂,C错误;
D.苯与水互不相溶,且溴单质在苯中的溶解度比在水中大,因此苯可以作萃取剂,D正确;
故合理选项是BD。
(4)将1m3海水浓缩至1L最终得到36g Br2,若提取率为60%,则在1m3海水中含有溴元素的质量为m(溴)=,故原海水中溴元素的浓度为。
21. 分液漏斗 褪色 变红 SO2水溶液呈酸性,NO3-在酸性条件下使之氧化为SO42-,结合Ba2+生成BaSO4. C+2H2SO4(浓) 2H2O+CO2↑+2SO2↑ ⑤②④或⑤④ 赶尽装置中的空气,防止空气中的CO2干扰实验
【分析】(1)由装置图可知,生铁中的铁和碳在装置A中与浓硫酸共热反应,生成硫酸铁、二氧化硫、二氧化碳和水,反应生成的二氧化硫具有漂白性,能使装置B中湿润的品红试纸漂白褪色,二氧化硫和二氧化碳是酸性氧化物,与水反应生成酸,能使装置B中湿润的蓝色石蕊试纸变红色,NO3-在酸性条件下将二氧化硫氧化生成硫酸,硫酸与硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀;
(2)二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,因此应先用酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫,然后通过品红溶液检验二氧化硫是否除尽,最后通入澄清石灰水检验二氧化碳;由于装置有空气,空气中含有二氧化碳,开始鼓入氮气,排尽装置中的空气。
【详解】(1)由装置图可知,仪器b为分液漏斗,生铁(含碳)与浓硫酸共热反应生成硫酸铁、二氧化硫、二氧化碳和水,反应生成的二氧化硫具有漂白性,可使湿润的品红试纸褪色,二氧化硫和二氧化碳是酸性氧化物,与水反应生成酸,湿润的石蕊试纸变红;NO3-在酸性条件下将二氧化硫氧化生成硫酸,硫酸与硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀,故答案为分液漏斗;品红试纸褪色,石蕊试纸变红;SO2水溶液呈酸性,NO3-在酸性条件下使之氧化为SO42-,结合Ba2+生成BaSO4;
(2)装置A中碳也与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫与水,反应方程式为C+2H2SO4(浓)2H2O+CO2↑+2SO2↑;二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,因此应先用酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫,然后通过品红溶液检验二氧化硫是否除尽,最后通入澄清石灰水检验二氧化碳,则从左到右的顺序为⑤②④;空气中二氧化碳会干扰反应生成二氧化碳的检验,加热前打开弹簧夹a,目的是赶尽装置中的空气,防止空气中的CO2干扰实验,故答案为C+2H2SO4(浓)2H2O+CO2↑+2SO2↑;⑤②④;赶尽装置中的空气,防止空气中的CO2干扰实验。
【点睛】本题考查化学实验方案的设计与评价,涉及了浓硫酸的性质实验、二氧化硫与二氧化碳的检验等,注意二氧化硫性质的分析应用,注意二氧化硫、二氧化碳检验先后顺序,二氧化硫不能使酸碱指示剂褪色是解答关键。