专题4 硫与环境保护 章末自测题 2023-2024学年高一化学苏教版（2019）必修1
一、选择题
1．下列过程可能会引起大气中CO2含量上升的是（ ）
A．光合作用 B．自然降雨 C．煤的燃烧 D．碳酸盐沉积
2．硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是（ ）
A．硫元素在自然界中均以化合态形式存在
B．空气中排放过量SO2会形成酸雨，且酸雨的pH会随时间增长而降低
C．常温下浓H2SO4能使铁片钝化是因为浓硫酸具有脱水性
D．质量分数为49%、密度为1.4g·cm-3的硫酸，其物质的量浓度为2.8 mol·L-1
3．我国二氧化碳的排放量位居世界第二，为减少二氧化碳这种温室气体的排放，下列措施不对的是（ ）
A．大力发展氢能源 B．充分利用太阳能
C．使用含碳能源 D．提高能源利用率
4．将蘸有浓硫酸的温度计置于空气中，片刻后，温度计读数升高，说明浓硫酸具有（ ）
A．吸水性 B．脱水性 C．强酸性 D．氧化性
5．将足量SO2气体通入BaCl2溶液中，无明显现象。若要观察到BaSO3沉淀，可再通入
A．Cl2 B．NO2 C．H2S D．NH3
6．下列五种有色溶液与SO2作用均能褪色，其实质相同的是（ ）
①品红溶液：
②酸性KMnO4溶液；
③滴有酚酞的NaOH溶液：
④溴水；
⑤淀粉碘溶液。
A．①④ B．①③ C．②⑤ D．②④⑤
7．下列粒子不具有还原性的是
A． B． C． D．
8．在实验室完成下列实验时，不需要考虑尾气处理的是（ ）
A．Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
B．Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O
C．3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
D．2KClO3 2KCl＋3O2↑
9．硫酸是当今世界上最重要的化工产品之一、目前工业制备硫酸主要采用接触法，常见的有硫铁矿制酸、硫磺制酸等。以硫铁矿 ()为原料制备硫酸的主要设备有：沸腾炉、接触室、吸收塔。硫酸工业、金属冶炼产生的尾气中含有，需经回收利用处理才能排放到空气中。下列有关硫铁矿为原料制备硫酸说法不正确的是（ ）
A．将原料硫铁矿经过粉碎后投入沸腾炉
B．产生的气体无需除尘净化可直接通入接触室
C．用98.3%浓硫酸代替水吸收
D．金属冶炼产生的含的废气经回收也可用于制硫酸
10．干法氧化铁脱硫除去大气污染物 的原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A． 为该反应的催化剂
B．脱硫反应为
C．再生过程中，硫元素被还原
D．总反应为
11．利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯，进行水体修复的过程如图。H+、O2、NO 等共存物的存在会影响水体修复效果，定义单位时间内ZVI释放电子的物质的量为nt，其中用于有效腐蚀的电子的物质的量ne。下列说法错误的是（ ）
A．反应①②③④均在正极发生
B．单位时间内，三氯乙烯脱去amolCl时ne=amol
C．④的电极反应式为NO +10H++8e-=NH +3H2O
D．增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量，可使nt增大
12．探究金属与过量浓硫酸反应的装置(固定装置已略去)如图所示。关于实验操作或叙述错误是（ ）
A．为确定a中白色固体是否是硫酸铜，可向冷却后的试管中注入水，振荡后观察现象
B．e中可以选用溶液或酸性溶液
C．其他条件不变，用铁丝代替铜丝，c、d中两次实验现象相同
D．上下抽动铜丝，可控制反应随时发生或停止
二、非选择题
13．浓硫酸和木炭在加热时发生化学反应。用如图所示各装置设计一个实验，验证浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生的各种产物。
（1）写出浓硫酸和木炭在加热时反应的化学方程式： 。
（2）这些装置的连接顺序(按产物气流从左到右的方向)是 → → → (填装置的序号)。
（3）装置②中要检验产物中有水蒸气，则放入的药品是 ；装置③中要检验产物中有二氧化碳气体，则放入的药品是 ；实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，B瓶溶液的作用是 。
14．某炼锌厂利用含ZnO的烟尘脱除硫酸工艺烟气中的SO2制ZnSO4。
已知：Ⅰ．ZnSO3· H2O微溶于水，ZnSO4易溶于水。
Ⅱ.25℃时，溶液中S（+4价）各组分的物质的量分数随pH变化曲线如下图。
Ⅲ．O3为强氧化剂，1 mol O3被还原转移2 mol e ，同时生成1 mol O2。
（1）SO2造成的环境问题主要是 。
（2）ZnO将SO2转化为ZnSO3· H2O的化学方程式是 。
（3）将ZnSO3· H2O悬浊液转化为ZnSO4时，因其被O2氧化的速率很慢，易造成管道堵塞，实验室模拟O3氧化解决该问题。初始时用盐酸将5% ZnSO3悬浊液调至 pH＝3.5，以一定的进气流量通入O3，研究O3氧化ZnSO3· H2O，其中溶液pH随时间变化的曲线如下：
①pH＝3.5的溶液中含S（+4价）的离子主要是 。
②一段时间后，溶液的pH减小，此过程中主要反应的离子方程式是 。
③解释O3氧化可防止管道堵塞的原因： 。
15．高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理，工业上有多种制备高铁酸钠的方法，其中一种方法的化学反应原理可用离子方程式表示为
（1）上述反应中的x= ，y= 。
（2）上述反应中氧化剂为 ；还原产物为 。
（3）由上述反应可知，氧化性强弱： (填“>”或“<”，下同)；还原性强弱： 。
（4）请用单线桥法表示该反应中电子的转移情况： 。
（5）已知：在处理饮用水的过程中铁元素会被转化为，进而在水中产生胶体，胶体具有吸附性。
①在处理饮用水的过程中 (填“发生了”或“未发生”)氧化还原反应。
②胶体为 色，写出区分胶体与溶液的操作及现象： 。
16．下图为浓硫酸与铜片反应的装置。请回答：
（1）铜与浓硫酸反应的化学方程式 。
（2）反应一段时间后，试管乙中品红溶液的现象是 。
（3）下列关于该实验的说法中错误的是________。
A．该反应体现了浓硫酸的氧化性和酸性
B．试管乙中含有碱液的棉花，其作用是吸收过量的SO2，防止环境污染
C．反应一段时间后，试管甲中的溶液显蓝色
D．含0.04mol溶质的浓硫酸与足量Cu反应，可生成标准状况下气体448mL。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A．光合作用是将二氧化碳转化为氧气的过程，不会引起大气中CO2含量上升，故A不符合题意；
B．自然降雨过程中，空气中二氧化碳部分溶于水，过程中不会引起大气中CO2含量上升，故B不符合题意；
C．化石燃料为煤、石油、天然气等，都含碳元素，化石燃料的燃烧过程中都会生成二氧化碳气体，过程会引起大气中CO2含量上升，故C符合题意；
D．碳酸盐的沉积是碳元素减少的过程，过程中不会引起大气中CO2含量上升，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.光合作用能减少大气中二氧化碳含量；
B.二氧化碳微溶于水，自然降雨过程中二氧化碳含量减少；
C.煤的燃烧会产生大量二氧化碳；
D.碳酸盐沉积是空气中二氧化碳反应生成沉淀的过程。
2．【答案】B
【解析】【解答】A．硫元素在自然界中既能以化合态形式存在，又能以游离态的形式存在，如硫磺是S单质，故A不符合题意；
B．SO2溶于水生成亚硫酸从而使雨水的酸性增强，随着时间增长，亚硫酸被氧气氧化生成硫酸，酸性增强而pH降低，故B符合题意；
C．浓H2SO4能使铁片钝化是因为浓硫酸具有强氧化性，故C不符合题意；
D．硫酸的物质的量浓度为，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.自然界中有游离态的硫也有化合态的硫；
B.空气中排放二氧化硫会形成硫酸型酸雨，且随着时间增长亚硫酸被氧化为硫酸，酸性增强；
C.浓硫酸使铁片钝化是因为浓硫酸的强氧化性；
D.根据计算。
3．【答案】C
【解析】【解答】目前全球能源还主要依靠含碳物质的燃烧。要减少二氧化碳的排放应在开发新能源、提高能源利用率等方面下工夫。
故答案为：C。
【分析】题目中是为了减少二氧化碳的排放，也就是说减少含碳元素能源的使用，
A.属于清洁能源
B.属于清洁能源
C.属于含碳能源
D.符合能源节约原则
4．【答案】A
【解析】【解答】A．浓硫酸具有吸水性，浓硫酸吸水放热。温度计读数升高，说明浓硫酸吸收空气中的水蒸气放热，证明浓硫酸具有吸水性，故选A；
B．浓硫酸脱水性指的是把有机物当中的氢和氧按2：1的比例脱出来，将蘸有浓硫酸的温度计置于空气中，不可能体现脱水性，故不选B；
C．浓硫酸遇碱性物质表现强酸性，将蘸有浓硫酸的温度计置于空气中，没有遇到碱性物质，不可能体现强酸性，故不选C；
D．浓硫酸遇还原性物质表现强氧化性，将蘸有浓硫酸的温度计置于空气中，没有遇到还原性物质，不可能体现强氧化性，故不选D；
故答案为：A。
【分析】温度计读数升高，说明浓硫酸吸收水蒸气放出热量。
5．【答案】D
【解析】【解答】A．Cl2与SO2反应生成硫酸，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，不能得到BaSO3沉淀，故A不符合；
B．NO2与SO2反应生成硫酸，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，不能得到BaSO3沉淀，故B不符合；
C．H2S与SO2反应生成S单质沉淀，不能得到BaSO3沉淀，故C不符合；
D．NH3与SO2反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与氯化钡生成BaSO3沉淀，故D符合；
故答案为：D。
【分析】二氧化硫要和氯化钡反应生成亚硫酸钡，需要先将溶液中氢离子转化，需要加入碱性物质。
6．【答案】D
【解析】【解答】①SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色；
②SO2具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色；
③SO2属于酸性氧化物，能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色；
④SO2具有还原性，能使溴水褪色；
⑤SO2具有还原性，能被单质碘氧化，能使淀粉碘溶液褪色；
实质相同的是②④⑤，
故答案为：D。
【分析】利用二氧化硫的化学性质解答。
7．【答案】D
【解析】【解答】A．钠单质中钠元素的化合价处于最低价态，只具有还原性，A不符合题意；
B．Fe2+中Fe元素化合价处于中间价态，既具有氧化性又具有还原性，B不符合题意；
C．I-中碘元素化合价处于最低价态，只具有还原性，C不符合题意；
D．H+中H元素化合价处于最高价态，只具有氧化性，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】物质含元素处于最高价，只有氧化性，物质含元素处于最低价，只有还原性；物质含元素处于中间价态既有氧化性又有还原性。
8．【答案】D
【解析】【解答】NO2、SO2、NO均为有毒气体，应有尾气处理装置，而氧气无需处理，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】考查的是产物中是否含有污染大气的物质
9．【答案】B
【解析】【解答】A：粉碎后的硫铁矿增大了表面积，加快反应速率，故A不符合题意；
B：SO2有毒，对环境有害，产生的气体不能直接排入空气中，故B符合题意；
C：用98.3%浓硫酸代替水吸收 ，故C不符合题意；
D：金属冶炼产生的含 的废气经回收也可用于制硫酸，故D不符合题意；
故答案为：B
【分析】工业制硫酸的过程：硫铁矿粉碎后在沸腾炉与氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫在接触室催化氧化为三氧化硫，三氧化硫在吸收塔与水反应生成硫酸。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．根据转化过程可知， 先参与后生成，整个过程中 为该反应的催化剂，故A不符合题意；
B．根据图示可知，脱硫过程中 反应生成 ，反应方程式为 ，故B不符合题意；
C．再生过程中， 转化为S单质，硫元素的化合价升高，被氧化，故C符合题意；
D．根据转化关系可知，总反应为 ，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据图示的反应，一水合三氧化二铁在整个过程中并未减少，因此做的是催化剂，根据反应物和生成物即可写出方程式，根据再生的方程式判断硫元素的变化情况，根据脱硫和再生的过程写出总的反应式
11．【答案】B
【解析】【解答】A．由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知，反应①②③④均为得电子的反应，所以应在正极发生，故A不符合题意；
B．三氯乙烯C2HCl3中C原子化合价为+1价，乙烯中C原子化合价为-2价，1molC2HCl3转化为1molC2H4时，得到6mol电子，脱去3mol氯原子，所以脱去amolCl时ne=2amol，故B符合题意；
C．由示意图及N元素的化合价变化可写出如下转化NO +8e-→NH ，由于生成物中有NH ，所以只能用H+和H2O来配平该反应，而不能用H2O和OH-来配平，所以④的电极反应式为NO +10H++8e-=NH +3H2O，故C不符合题意；
D．增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量，可以增大小微粒ZVI和正极的接触面积，加快ZVI释放电子的速率，可使nt增大，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.依据正极发生得电子反应分析解答；
B.由三氯乙烯C2HCl3到乙烯中C原子化合价的变化和脱去氯原子的个数分析解答；
C.由N元素的化合价变化及结合用H+和H2O来配平即可；
D.从化学反应速率的影响因素角度分析即可。
12．【答案】A
【解析】【解答】A、反应后试管中仍未浓度较高的硫酸溶液，因此需将反应后的溶液沿烧杯壁慢慢注入水中，并用玻璃棒搅拌，再观察溶液的颜色，A符合题意。
B、SO2能与NaOH溶液反应，也能被酸性KMnO4溶液所氧化，因此装置e中可用NaOH溶液或酸辛KMnO4溶液，B不符合题意。
C、若用铁丝代替铜丝，刚开始是Fe与浓硫酸反应生成SO2，当浓硫酸变为稀硫酸时，Fe与稀硫酸反应生成H2，H2能还原CuO，得到红色金属，因此装置c、d中两次实验现象相同，C不符合题意。
D、上下抽动铜丝，可控制铜丝与浓硫酸的接触，从而控制反应速率，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】装置a中Cu与浓硫酸反应生成SO2，SO2进入装置b中，用浓硫酸干燥。干燥的SO2进入灼热的CuO中不反应。SO2进入装置d中，使品红溶液褪色。装置e用于吸收尾气中的SO2，防止污染空气，倒置的漏斗可以额起到防倒吸的作用。
13．【答案】（1）2H2SO4(浓)＋C CO2↑＋2H2O＋2SO2↑
（2）④；②；①；③
（3）无水硫酸铜粉末；澄清石灰水；除去气体中的SO2
【解析】【解答】(1)浓硫酸具有氧化性，与木炭共热生成CO2、SO2和H2O，反应的化学方程式为：C+2H2SO4 CO2↑+2SO2↑+2H2O，故答案为：C+2H2SO4 CO2↑+2SO2↑+2H2O；
(2)反应生成CO2、SO2和H2O，应先检验水蒸气的存在，因为在验证二氧化碳、二氧化硫的存在时都需通过溶液，可带出水蒸气；二氧化碳、二氧化硫都能使澄清的石灰水变浑浊，所以不能先通过澄清的石灰水来检验二氧化碳的存在，所以先检验二氧化硫的存在并除去二氧化硫后才检验二氧化碳的存在．检验过程应为检验水蒸气→检验并除尽二氧化硫→检验二氧化碳，故答案为：④②①③；
(3)水蒸气用无水硫酸铜为白色固体遇水变蓝检验；装置②中要检验产物中有水蒸气，则放入的药品是：无水硫酸铜；装置③中要检验产物中有二氧化碳气体，二氧化碳的检验方法为通过澄清的石灰水，使澄清的石灰水变浑浊．则放入的药品是：澄清石灰水；实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，SO2能使红色的品红溶液褪色，CO2不能使红色的品红溶液褪色，因此装置A中盛有红色的品红溶液来检验二氧化硫；二氧化硫影响二氧化碳的检验，因此检验二氧化碳前先除尽二氧化硫，装置B中盛有的酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫，而不除去二氧化碳，装置C中的红色的品红溶液是用来证明SO2气体已完全除尽的，故答案为：无水硫酸铜粉末；澄清石灰水；除去混合气体中的SO2。
【分析】根据题意可知浓硫酸与木炭共热生成CO2、SO2和H2O，反应的化学方程式为C+2H2SO4 CO2↑+2SO2↑+2H2O；依次检验CO2、SO2和H2O的存在时，应先检验水蒸气的存在，因为在验证二氧化碳、二氧化硫的存在时都需通过溶液，可带出水蒸气；二氧化碳、二氧化硫都能使澄清的石灰水变浑浊，所以不能先通过澄清的石灰水来检验二氧化碳的存在，所以先检验二氧化硫的存在并除去二氧化硫后才检验二氧化碳的存在．
14．【答案】（1）酸雨
（2）2ZnO+2SO2+5H2O=2ZnSO3· H2O
（3）HSO3 ；HSO3 +O3=SO42 +O2+H+（2HSO3 +O3=SO42 +O2+H2SO3）；O3将ZnSO3· H2O氧化为可溶的ZnSO4的化学反应速率快，单位时间内固体残留量少，防止管道堵塞
【解析】【解答】(1)SO2造成的环境问题主要是酸雨；
(2) ZnO和SO2以及水反应生成ZnSO3· H2O，化学方程式是2ZnO+2SO2+5H2O=2ZnSO3· H2O；
(3)①根据25℃时，溶液中S(+4价)各组分的物质的量分数随pH变化曲线，pH＝3.5的溶液中HSO3 浓度远远大于H2SO3，pH＝3.5的溶液中含S(+4价)的离子主要是HSO3 ；
②一段时间后，由于通入O3，将HSO3 氧化为SO42 ，硫酸是强电解质，HSO3 的氢离子被释放，溶液的pH减小；离子方程式是：HSO3 +O3=SO42 +O2+H+(或2HSO3 +O3=SO42 +O2+H2SO3)；
③O3将ZnSO3· H2O氧化为可溶的ZnSO4的化学反应速率快，单位时间内固体残留量少，防止管道堵塞。
【分析】（1）二氧化硫溶于水，雨水的酸性增强；
（2）ZnO将SO2转化为ZnSO3 H2O，无元素的化合价变化，反应物还有水；
（3）①由图1可知，pH=3.5的溶液中含亚硫酸分子、亚硫酸氢根离子；
②一段时间后，溶液的pH减小，亚硫酸氢根离子被氧化为硫酸；
③ZnSO3 H2O微溶于水，ZnSO4易溶于水，O3氧化ZnSO3 H2O生成可溶性盐。
15．【答案】（1）10；5
（2）；
（3）>；<
（4）
（5）发生了；红褐；用激光笔照射液体，从垂直于光束的方向观察，若是胶体则可以看到一条光亮的“通路”
【解析】【解答】(1)在中，根据电荷守恒：-3+6-x=-4-3，所以x=10，然后根据质量守恒可求出y=5，即该反应的化学方程式为：。
(2)在中，ClO-中氯元素的化合价从+1价降低到反应后Cl-中的-1价，做氧化剂，被还原，还原产物为Cl-。
(3)该反应中，ClO-做氧化剂，Cl-是还原产物，Fe3+被氧化为，则Fe3+是还原剂，是氧化产物。在一个氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性强于还原产物的还原性，则氧化性：>，还原性：Fe3+>Cl-。
(4)该反应中，1mol转化为Cl-，得到2mol电子，则3mol转化为Cl-，得到6mol电子；1molFe3+转化为，失去3mol电子，则2molFe3+转化为，失去6mol电子。即2molFe3+转移6mol电子给3mol，用单线桥法表示表示该反应中电子的转移情况为：。
(5)在处理饮用水的过程中铁元素会被转化为，铁元素发生了化合价的变化，发生了氧化还原反应。胶体为红褐色，区分胶体与溶液的方法为丁达尔效应，具体操作为用激光笔照射液体，从垂直于光束的方向观察，若是胶体则可以看到一条光亮的“通路”。
【分析】（1）根据电荷守恒求出x，根据质量守恒计算y；
（2）中，ClO-中的Cl元素化合价降低，为氧化剂，还原产物为Cl-；
（3）根据同一氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物，还原剂的还原性大于还原产物判断；
（4）①在处理饮用水的过程中铁元素会被转化为， 铁元素的化合价发生变化；
②氢氧化铁胶体为红褐色；胶体具有丁达尔效应，溶液不具有丁达尔效应。
16．【答案】（1）Cu+2H2SO4 CuSO4+SO2↑+2H2O
（2）品红溶液褪色
（3）C；D
【解析】【解答】(1)铜与浓硫酸反应的化学方程式为：Cu+2H2SO4 CuSO4+SO2↑+2H2O，故答案为Cu+2H2SO4 CuSO4+SO2↑+2H2O；
(2)二氧化硫能和有色物质生成无色物质，二氧化硫能使品红溶液褪色，所以二氧化硫具有漂白性；但生成的无色物质不稳定，加热时会恢复原来的颜色；故答案为品红溶液褪色；
(3)A．该反应中浓硫酸只体现酸性和氧化性，故A正确；B．试管乙中含有碱液的棉花，防止二氧化硫散失到空气中，造成大气污染，其作用是吸收过量的SO2，防止环境污染，故B正确；C．反应一段时间后，试管中的溶液中水很少，生成的硫酸铜几乎不溶，故C不正确；D．含0.04mol溶质的浓硫酸与足量的铜片反应，随着反应的进行浓度减小，稀硫酸与铜不反应，所以收集到SO2的体积在标准状况小于448mL，故D不正确；
故答案为：CD。
【分析】(1)铜与浓硫酸反应生成CuSO4、SO2和H2O；
(2)SO2能使品红溶液褪色；
(3)A．浓硫酸为氧化剂，且反应后作为酸根，体现酸性和氧化性；
B．SO2可与碱液反应；
C．反应中水很少，硫酸铜几乎不溶；
D．浓硫酸变稀后不再反应；
