河北省衡水市衡水中学高一第二学期第一次质量检测化学试题
一、选择题
1.下列说法正确的是
A.可用澄清石灰水鉴别二氧化硫和二氧化碳
B.将二氧化硫通入氯化钡溶液中无明显现象,不断振荡,溶液变浑浊
C.工业上或实验室用亚硫酸钠固体与稀硫酸反应制备二氧化硫
D.二氧化硫能使含酚酞的氢氧化钠溶液褪色,体现了其漂白性
【答案】C
【详解】
A.二氧化硫和二氧化碳均为酸性氧化物,均可使石灰水变浑浊,现象相同,不能鉴别,故A错误;
B.二氧化硫与氯化钡溶液不反应,振荡,溶液不会变浑浊,故B错误;
C.亚硫酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,则实验室用亚硫酸钠与稀硫酸反应制备二氧化硫,故C正确;
D.二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色,体现了酸性氧化物的性质,与漂白性无关,故D错误;
故选:C。
2.下列有关硫及其化合物的说法中正确的是( )
A.浓硫酸与灼热的炭反应,体现了浓硫酸的强氧化性和酸性
B.浓硫酸具有吸水性,可做干燥剂,不能干燥 NH3、 H2S等气体
C.SO2和 Cl2均可使品红溶液褪色,但将溶有 SO2的品红溶液加热后又恢复红色,说明 SO2的氧化性没有 Cl2强
D.以 FeS和稀硫酸反应制H2S气体为氧化还原反应
【答案】B
【详解】
CO,浓硫酸被还原成SO2,体现了硫酸的强氧化A.浓硫酸与灼热的炭反应,炭被氧化成2
性,但是反应产物中没有硫酸盐,因此无法体现硫酸的酸性,A项错误;
B.由于浓硫酸具有酸性和强氧化性,浓硫酸不能干燥碱性气体(如NH3)和还原性气体(如H2S、HI等),B项正确;
C.二氧化硫的漂白原理与氯气的漂白原理不一样,二氧化硫漂白的原理是二氧化硫与有色物质化合成不稳定的无色物质,因此不能根据二氧化硫的漂白是可逆的这一点来判断二者的氧化性强弱,C项错误;
D.FeS中硫的化合价为-2价,2H S中硫的化合价也是-2价,则FeS与稀硫酸发生复分解反应制备H2S,没有元素化合价的变化,因此不是氧化还原反应,D项错误;
答案选B。
3.下列关于物质的检验说法不正确的是( )
A .加入氯化钡溶液有白色沉淀生成,再加稀硝酸沉淀不消失,一定含有24SO -
B .观察钾元素焰色反应的操作是:将铂丝用稀盐酸洗涤后灼烧至火焰为无色,然后再用铂丝蘸取固体氯化钾,置于酒精灯的火焰上进行灼烧,透过蓝色钴玻璃进行观察
C .待检液加入NaOH 溶液并加热,有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成,则原溶液中一定含有4NH +
D .待检液加入氯化钡溶液有白色沉淀生成,再加入足量盐酸沉淀消失且产生无色无味的气体,则待检液中一定含有23CO -
【答案】A
【详解】
A. 加入氯化钡溶液有白色沉淀生成,再加稀硝酸沉淀不消失,可能含有24SO -,还可能含有SO 32-被硝酸氧化成24SO -,所以A 错误;
B. 观察钾元素焰色反应的操作是:将铂丝用稀盐酸洗涤后灼烧至火焰为无色,然后再用铂丝蘸取固体氯化钾,置于酒精灯的火焰上进行灼烧,透过蓝色钴玻璃进行观察,如果火焰呈紫色,说明含有钾元素,故正确;
C.加入NaOH 溶液并加热,有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成,说明有NH 3产生,则原溶液中一定含有4NH +,故C 正确;
D. 待检液加入氯化钡溶液有白色沉淀生成,再加入足量盐酸沉淀消失且产生无色无味的CO 2气体,则待检液中一定含有23CO -,故D 正确;
答案:A 。
【点睛】
根据离子鉴别方法进行分析。要鉴别24SO -先加入稀盐酸排除干扰离子;要鉴别4NH +
选择强碱和湿润的红色石蕊试纸;要鉴别23CO -需加入氯化钡溶液有白色沉淀生成,再加入足量
盐酸沉淀消失且产生无色无味的气体。
4.一定量的SO 2与NaOH 溶液反应,所得产物中含有Na 2SO 3和NaHSO 3,物质的量之比为2∶3,则参加反应的SO 2与NaOH 的物质的量之比为( )
A .1∶2
B .3∶5
C .5∶7
D .8∶11
【答案】C
【详解】
假设Na 2SO 3和NaHSO 3的物质的量分别为x 、y ,由原子守恒可知,则SO 2的物质的量为x+y ,NaOH 的物质的量为2x+y ;由于x :y=2:3,则参加反应的SO 2与与NaOH 的物质的量之比为2x y x y ++=23223
x x x x +
+=5:7,故答案选C 。 5.化学在工农业生产和日常生活中都有重要应用。下列叙述正确的是
A.硅是良好的半导体材料,可以用作光导纤维
B.酸雨是指pH<7.0的雨水
C.居室中放置一盆石灰水可以吸收CO,预防中毒
D.水玻璃可以用作木材防火剂
【答案】D
【详解】
A.硅是良好的半导体材料,可制取太阳能电池板,光导纤维的主要成分是SiO2,不是Si,A 错误;
B.酸雨是指pH<5.6的酸性雨水,B错误;
C.CO不能溶于水,也不能与Ca(OH)2溶液反应,所以居室中放置一盆石灰水不能吸收CO,也就不能起到预防中毒的作用,C错误;
D.硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,它不能燃烧,也不支持燃烧,因此可以用作木材防火剂,D 正确;
故合理选项是D。
6.下列有关硫及其化合物的说法中正确的是
A.浓硫酸具有吸水性,可做干燥剂,如可干燥氯气、二氧化硫、氨气等
B.浓硫酸与炭共热反应,仅体现了浓硫酸的强氧化性
C.SO2和 Cl2均可使品红溶液褪色,但溶有 SO2的品红溶液加热后恢复红色,说明 SO2的氧化性没有 Cl2强
D.以 FeS2为原料生产硫酸过程中,要用到沸腾炉、接触室、吸收塔等设备,所涉及的反应均为氧化还原反应
【答案】B
【详解】
A.浓硫酸的强氧化性和酸性,不能干燥氨气和硫化氢等还原性气体,可干燥氯气和二氧化硫,故A错误;
B.浓硫酸与灼热的炭反应,硫元素化合价都发生变化,只体现了浓硫酸的强氧化性,故B 正确;
C.二氧化硫的漂白性是因为二氧化硫和有色物质反应生成无色物质,该反应中二氧化硫不体现氧化性,次氯酸的漂白性是利用次氯酸的强氧化性,二者漂白原理不同,不能说明二氧化硫的氧化性没有氯气强,故C错误;
D.工业制硫酸的三设备是:沸腾炉4FeS2+11O22Fe2O3+4SO2,接触室
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),吸收塔SO3+H2O=H2SO4,沸腾炉、接触室所涉及的反应均为氧化还原反应、吸收塔所涉及的反应不是,故D错误;
故答案为B。
7.下列“解释或结论”与“实验操作及现象”不相符的一组是
序号实验操作及现象解释或结论
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】
A、浓硫酸具有强脱水性,遇到有机物后,“强行”以H2O的形式脱去有机物中的H、O元素,从而使有机物碳化变黑,A正确;
B、氯水中含有HCl和HClO,HCl使石蕊变红,HClO再氧化石蕊成无色物质,氯水的酸性主要靠HCl体现,漂白性靠HClO体现,B正确;
C、能使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是CO2,还可能是SO2,故该溶液中的离子可能是CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-中的一种或者几种,C错误;
D、能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3,NH4+和强碱溶液在加热的条件下,可以反应产生NH3,D正确;
故选C。
【点睛】
能使澄清石灰水变浑浊的气体,一般认为是CO2,和酸反应产生CO2的离子有CO32-、HCO3-,在分析时,这两种离子都要考虑到;此外,SO2也能使澄清石灰水变浑浊,故若题中没有说明,也要考虑到SO2,相应的,和酸反应产生SO2的离子有SO32-、HSO3-。
8.向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到产生白色沉淀CuI,溶液变为深黄色。再向反应后的混合物中不断通入SO2气体,溶液逐渐变成无色。下列分析正确的是()A.上述实验条件下,物质的氧化性:Cu2+>I2>SO2
B.通入SO2时,SO2与I2反应,I2作还原剂
C.通入SO2后溶液逐渐变成无色,体现了SO2的漂白性
D.滴加KI溶液时,转移2mol电子时生成1mol白色沉淀
【答案】A
【分析】
向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到产生白色沉淀CuI,溶液变为深黄色,说明有I2生成。碘元素化合价由-1价升高到0价,Cu2+被还原为CuI,向反应后的混合物中不断通入SO2气体,溶液逐渐变成无色,说明I2被还原,I2与SO2反应生成HI和H2SO4,据
此分析解答。
【详解】
CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液,发生反应化学方程式为2CuSO4+4KI=2K2SO4+2CuI↓+I2,向反应后的混合物中不断通入SO2气体,发生反应:SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI。
A. 在2CuSO4+4KI=2K2SO4+2CuI↓+I2反应中,Cu2+化合价降低,Cu2+作氧化剂,I2是I-失去电子形成的,I2是氧化产物,根据物质的氧化性:氧化剂>氧化产物,可知氧化性:Cu2+>I2;在反应SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI中,碘元素化合价由0价降低为-1价,I2作氧化剂,SO2被氧化,SO2作还原剂。由于物质氧化性:氧化剂>还原剂,因此氧化性:I2>SO2,故氧化性:Cu2+>I2>SO2,A正确;
B. 向反应后的混合物中不断通入SO2气体,发生反应:SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI,由反应方程式可知,碘元素化合价由0价降低为-1价,被还原,所以I2作氧化剂,B错误;
C. 向反应后的混合物中不断通入SO2气体,发生反应:SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI,因为I2不断被还原消耗变为I-使碘水褪色,SO2体现强还原性,而不能表现漂白性,C错误;
D. CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液,发生反应的化学方程式为
2CuSO4+4KI=2K2SO4+2CuI↓+I2,可知:每转移2 mol电子生成2 mol CuI,D错误;
故合理选项是A。
【点睛】
本题考查氧化还原反应,掌握物质的性质与元素化合价的关系是本题解答的关键。根据题目信息推断实验中发生的反应,利用物质的氧化性:氧化剂大于氧化产物,氧化剂大于还原剂;物质的还原剂:还原剂大于还原产物,还原剂大于氧化剂,电子转移数目等于反应中元素化合价升降总数,本题考查了学生对氧化还原反应的利用及对陌生信息的接受与应用能力。
9.把70 mL硫化氢和90 mL氧气(标准状况)混合,在一定条件下点燃,使之反应。当反应完全后恢复到原来状况时,可得到SO2的体积是(不考虑二氧化硫在水中溶解)() A.50 mL B.55 mL C.60 mL D.70 mL
【答案】B
【详解】
H2S完全燃烧的化学方程式为:2H2S+3O22SO2+2H2O,根据方程式可知90mLO2完全反应消耗60mLH2S,同时产生60mLSO2,剩余10mL H2S,剩余H2S与反应产生的SO2会进一步发生反应:SO2+2H2S=3S+2H2O,10mLH2S反应消耗5mL SO2,因此充分反应后,剩余SO2气体的体积是60mL-5mL=55mL,故合理选项是B。
10.下列物质都具有漂白性,漂白原理与其它几种不同的是()
A.氯水B.SO2C.H2O2D.HClO
【答案】B
【详解】
二氧化硫漂白原理是它与有色物质化合生成不稳定的无色物质;氯水、双氧水、次氯酸具有强氧化性能使有色物质褪色,故选B。
11.如图所示是某一短周期元素的“类价二维图”。图中箭头表示的物质间转化,均能一步完成,a、g的焰色反应均为黄色。下列说法错误的是
A.x为O2,y为H2O
B.c为S,g为Na2SO4或NaHSO4
C.f的浓溶液不能用铁制容器盛装
D.反应a→b的离子方程式可能是S2-+2H+=H2S↑
【答案】C
【分析】
a、g的焰色反应均为黄色,说明含有钠元素;根据图示,最低价为-2价,即为第ⅥA族元素,可能为硫元素或氧元素,且存在+4价,即元素为硫元素。根据物质分类可知,b为硫化氢,c为硫单质,d为二氧化硫,即x为氧气,e为三氧化硫,f为硫酸,y为水,g为硫酸钠或硫酸氢钠,a为硫化钠或硫氢化钠。
【详解】
A.根据物质分类和反应过程可知,x为O2,y为H2O,A正确,不选;
B.根据物质分类可知,c为S,g为Na2SO4或NaHSO4,B正确,不选;
C.常温下,f的浓溶液会与Fe发生钝化反应,阻止金属与浓硫酸进一步反应,故能用铁制容器盛装,C错误,符合题意;
D.a为硫化钠或硫氢化钠,b为硫化氢,反应a→b的离子方程式可能是S2-+2H+=H2S↑,D正确,不选。
答案为C。
12.下列实验的现象与对应结论均正确的是()
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】
A. 将浓硫酸滴到蔗糖表面,固体变黑膨胀,浓硫酸具有脱水性使蔗糖脱水生成碳变黑,碳和浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫气体表现浓硫酸的氧化性,故A正确;
B. 常温下将Al片放入浓硝酸中,无明显变化,铝和浓硝酸发生钝化现象,发生反应生成一薄层致密的氧化物薄膜阻止反应进行,表现了强氧化性,故B错误;
C. 过量的Fe粉中加入稀HNO3,充分反应后,滴入KSCN溶液,由于铁粉过量,生成亚铁离子,不能变成红色,故C错误;
D. 将水蒸气通过灼热的铁粉,反应生成黑色的四氧化三铁固体,说明铁在高温下和水反应,不是生成氧化铁,故D错误;
故选:A。
13.下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】
A. 向盛FeSO4溶液的试管中滴入NaOH溶液,发生反应:
FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4,反应产生的Fe(OH)2具有还原性,容易被溶解在溶液中的氧气氧化产生Fe(OH)3,反应方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,因此观察到现象是:反应产生白色沉淀,随后沉淀由白色变为红褐色,A不符合题意;
B. Cl2与水反应产生HCl、HClO,酸使紫色石蕊试液变为红色,而HClO具有强氧化性,能够将红色物质氧化变为无色,因此会看到溶液又由红色变为无色,与物质的氧化性有关,B 不符合题意;
C. SO2具有漂白性,能够使品红溶液褪色,SO2的漂白是结合漂白,与氧化还原反应无关,C符合题意;
D. NO气体是无色气体,遇O2二者反应产生红棕色的NO2气体,因此看到气体由无色变为红棕色,有元素化合价的变化,因此反应属于氧化还原反应,D不符合题意;
故合理选项是C。
14.检验某未知溶液中是否含有SO42-的下列操作中,合理的是
A.先加硝酸酸化,再加氯化钡溶液B.先加硝酸酸化,再加硝酸钡溶液
C.先加盐酸酸化,再加硝酸钡溶液D.先加盐酸酸化,再加氯化钡溶液
【答案】D
【详解】
A.先加HNO3酸化,再滴加氯化钡溶液,原溶液中若有SO32-、Ag+,也会生成白色沉淀,干扰SO42-的检验,故A错误;
B.先加HNO3酸化,再加Ba(NO3)2溶液,若原溶液中有SO32-也生成白色沉淀,干扰SO42-的检验,故B错误;
C.先加盐酸酸化,再加硝酸钡溶液,可排除Ag+和CO32-的干扰,无法排除SO32-的干扰,故C错误;
D.先加盐酸酸化,再加氯化钡溶液,可以排除SO32-、Ag+和CO32-的干扰,产生的沉淀只能是硫酸钡,故D正确;
故答案为D。
15.能正确表示下列反应的离子方程式是( )
CO-+2H+=CO2↑+H2O
A.在稀盐酸中投入大理石粉末:2
3
B.1mol氯气通入含1molFeBr2的溶液中:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
C.金属钠投入硫酸铜溶液中:2Na+Cu2+=2Na++Cu
HSO-
D.过量SO2通入NaClO溶液中:SO2+ClO-+H2O=HClO+
3
【答案】B
【详解】
CO-的形式,A不正确;
A.大理石的主要成分为CaCO3,难溶于水,不能改写成2
3
B.0.5molCl2先与1molFe2+反应,另外0.5molCl2再与1molBr-反应,离子方程式为:
2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-,B正确;
C.金属钠投入硫酸铜溶液中,钠先与水反应,产物再与硫酸铜反应,而钠不能与Cu2+发生置换反应,C不正确;
HSO-还会发生氧化还原反应,二者不能D.过量SO2通入NaClO溶液中,产物中HClO与
3
共存,D不正确;
故选B。
16.运输化学药品浓硫酸的车辆,应该张贴的标志为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】
A.浓硫酸不是易燃液体,不能张贴,故A错误;
B.浓硫酸有强氧化性,可作氧化剂,但不张贴,故B错误;
C.浓硫酸不是剧毒品,不能张贴,故C错误;
D.浓硫酸具有强腐蚀性,应该张贴,故D正确;
故答案为D。
17.将一定量的锌与浓度为18.5mol/L的100mL浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成26.88L标准状况下的气体,反应后测得溶液中氢离子浓度为1.0mol/L,则生成的气体的物质的量之比为
A.n(SO2)/n(H2)=1/1 B.n(SO2)/n(H2)=4/1
C.n(SO2)/n(H2)=1/4 D.n(SO2)/n(H2)=3/2
【答案】A
【详解】
根据题意,发生反应的化学方程式为Zn+2H2SO4=ZnSO4+SO2↑+2H2O,
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,设反应生成SO2的物质的量为x mol,生成氢气的物质的量为y mol,列方程为x+y=26.88÷22.4=1.2mol,2x+y=18.5×0.1-1.0×0.1÷2=1.8,解得
x=0.6mol,y=0.6mol,则n(SO2)/n(H2)=1/1,答案选A。
18.二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂,其分子结构与双氧水分子相似。常温下,S2Cl2是一种橙黄色液体,遇水可发生反应,并产生能使品红褪色的气体。下列说法中不正确的是
A.S2Br2与S2Cl2结构相似,沸点S2Br2 > S2Cl2
B.S2Cl2的结构式为Cl—S—S—Cl
C.S2Cl2中S显—1价
D.2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl
【答案】C
【详解】
A. 组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高;S2Br2与S2Cl2结构相似,S2Br2相以分子质量较大,所以沸点S2Br2 > S2Cl2,A正确;
B. 由题中信息分子结构与双氧水分子相似,双氧水的结构式为H-O-O-H,所以S2Cl2的结构式为Cl-S-S-Cl,B正确;
C. 氯和硫都是第3周期元素,氯的非金属性较强,所以S2Cl2中Cl显-1价,S显+1价,C错误;
D. 由题中信息S2Cl2遇水可发生反应,并产生能使品红褪色的气体,可知反应后生成二氧化硫,所以S2Cl2与水发生反应的化学方程式为2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl,D正确;故选C。
19.一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1的浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体甲33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L,测得溶液的c(H+)=0.1 mol·L-1。下列叙述不正确的是( )
A.反应中共消耗1.8 mol H2SO4B.气体甲中SO2与H2的体积比为4∶1 C.反应中共消耗97.5 g Zn D.反应中共转移3 mol电子
【答案】B
【分析】
Zn和浓硫酸发生:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O,随着反应的进行,溶液浓度减小,
稀硫酸与Zn发生:Zn+ H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑,则生成的气体为SO2和的H2混合物,根据反应的有关方程式结合质量守恒定律列方程组计算。
【详解】
生成气体的物质的量为
33.6
22.4/
L
L mol
=1.5mol,溶液剩余硫酸的物质的量为
1
2
×1L×0.1mol/L=0.05mol,
参加反应的n(H2SO4)=0.1L×18.5mol/L-0.05mol=1.8mol,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,
设反应生成xmolSO2,ymolH2,
Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O
x 2x x
Zn+ H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑
y y y
x+y=1.5
2x+y=1.8
解之得 x=0.3,y=1.2
所以反应会生成0.3mol的二氧化硫和1.2mol的氢气。
A.由以上计算可知,反应中共消耗1.8mol H2SO4,故A正确;
B.气体A为SO2和H2的混合物,且V(SO2):V(H2)=1:4,故B错误;
C.反应中共消耗金属Zn的质量m(Zn)=(0.3mol+1.2mol)×65g/mol=97.5g,故C正确;D.在反应Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O 中,生成0.3mol的二氧化硫转移电子为0.6mol,反应Zn+ H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑中,生成1.2mol氢气转移电子2.4mol,所以反应中共转移3mol电子,故D正确。
故选B。
【点睛】
本题考查方程式的相关计算,侧重于学生的分析、计算能力的考查,注意浓硫酸和稀硫酸性质的不同,从质量守恒的角度解答该题,计算生成气体的物质的量关系是解答该题的关键。
20.物质间纷繁复杂的转化关系是化学的魅力所在,下列选项中物质的转化在一定条件下不能一步实现的是()
A.Si SiO2Si B.NO2HNO3NO2
C.Fe FeCl3Fe D.S SO2S
【答案】C
【详解】
A.Si+O2加热SiO2;SiO2+2C高温Si+2CO,选项物质转化在一定条件下能一步实现,故A正确;
B.3NO2+H2O═2HNO3+NO,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,选项物质转化在一定条件下能一步实现,故B正确;
C.2Fe+3Cl2加热2FeCl3,Cu+2FeCl3═2FeCl2+CuCl2,在金属活动性顺序中,铁在铜的前面,
??→Fe的转化无法一步实现,故C错误;铜不能与亚铁盐溶液发生置换反应,故FeCl3Cu
D.S+O2点燃SO2,SO2+2H2S═3S↓+2H2O,选选项物质转化在一定条件下能一步实现,故D 正确;
答案选C。
二、非选择题
21.某化学兴趣小组为探究SO2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(Na2SO3)的仪器名称是___,其中发生反应的化学方程式为
___。
(2)实验过程中,装置B中紫红色变为无色,说明SO2具有___(填“氧化性”或“还原性”),C中无色溶液中出现黄色浑浊,说明SO2具有___(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性,请写出实验操作及现象____;(4)尾气可以用NaOH溶液吸收,其反应的化学方程式为____。
【答案】蒸馏烧瓶 Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O 还原性氧化性品红溶
液褪色后关闭
..,溶液恢复
..为红色 SO2+2NaOH=Na2SO3+.....分液漏斗活塞,点燃酒精灯加热
H2O
【分析】
(1)装置A中盛放亚硫酸钠(Na2SO3)的仪器名称是蒸馏烧瓶,其中发生的反应为亚硫酸钠与硫酸发生的复分解反应。
(2)实验过程中,装置B中紫红色变为无色,说明SO2能将MnO4-转化为Mn2+,C中无色溶液中出现黄色浑浊,说明SO2将H2S转化为S。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性,先通SO2,然后再给烧杯加热;(4)尾气可以用NaOH溶液吸收,生成盐和水。
【详解】
(1)装置A中盛放亚硫酸钠(Na2SO3)的仪器名称是蒸馏烧瓶,其中发生的反应为亚硫酸钠与硫酸发生的复分解反应,方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O。答案为:蒸馏烧瓶;Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)实验过程中,装置B中紫红色变为无色,说明SO2能将MnO4-转化为Mn2+,具有还原性;C中无色溶液中出现黄色浑浊,说明SO2将H2S转化为S,具有氧化性。答案为:还
原性;氧化性;
(3)装置D的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性,先通SO2,品红溶液褪色后关闭
.....
分液漏斗活塞,点燃酒精灯加热
.....分液漏
..为红色。答案为:品红溶液褪色后关闭
..,溶液恢复
斗活塞,点燃酒精灯加热
..,溶液恢复
..为红色;
(4)尾气可以用NaOH溶液吸收,生成盐和水,反应的化学方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。答案为:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
【点睛】
二氧化硫的漂白原理有别于氯水和活性炭,活性炭吸附有色物质,属于物理过程;二氧化硫与水反应生成的亚硫酸与有色物质结合,生成不稳定的无色化合物,属于非氧化还原反应;氯水具有强氧化性,能将有色物质氧化成无色物质,属于氧化还原反应,产物稳定,是永久性漂白。
22.亚硫酰氯(SOC12)又名氯化亚砜,其熔点一105℃,沸点79℃,140℃以上时易分解。是一种无色或淡黄色发烟液体,遇水剧烈与水反应生成SO2和另一酸性气体,常用作脱水剂,广泛应用于医药、农药、来料工业及有机合成工业。
(1)氯化亚砜储存于阴凉、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可合成氯化亚砜,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)实验室合成SOCl2的原理之一为SO2+Cl2+SCl22SOCl2,部分装置如图所示。
①装置b的作用是___。
②实验室制取SOCl2所选仪器的链接顺序:③→___。
(3)甲同学设计如图装置用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)。选用装置如图:
①向仪器A中缓慢滴加SOCl2,需打开活塞___(填“a”、“b”或“a和b”)。
②为了更加充分的回收SOCl2,写出可对装置B采取的有效措施___。
(4)乙同学认为利用(3)中装置,由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3也可用SOCl2作脱水剂,但丙同学认为会发生氧化还原反应而难以制无水FeCl3。丙同学设计了如下实验方案验证自己的观点:
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,加入___,证明该过程发生了氧化还原反应。
【答案】氯化亚砜久置后分解生成的黄绿色气体氯气溶解在二氯化砜2:3:1吸收逸出有毒的Cl2、SO2,防止空气中的水蒸气进入反应装置,防止SOCl2水解
⑨→⑧→⑥→⑦→①→②→⑦→⑥→④b将B中锥形瓶置于冰水浴中KSCN溶液
【分析】
(1)氯化亚砜久置后分解生成的氯气溶解在二氯化砜,要想合成氯化亚砜达到原子利用率最大化,则三者按方程式比例参与反应,据此解答;
(2)①合成SOCl2的原理之一为SO2+Cl2+SCl22SOCl2,实验过程中剩余的SO2和Cl2均为有毒气体,据此分析;
②实验室制取SOCl2前,应先制备纯净的氯气和二氧化硫,再通入三颈烧瓶内,据此分析;
(3)①向仪器A中滴加SOCl2,需保证液面上方和容器A中压强相等,据此分析;
②SOCl2沸点较低,易使装置B处于较低温度,应防其气化,据此分析;
(4)若发生氧化还原反应,则Fe3+会被还原为Fe2+,据此分析。
【详解】
(1)氯化亚砜后微显黄色是因为久置后分解生成的黄绿色气体氯气溶解在二氯化砜,用硫黄、液氯和三氧化硫为原料合成氯化亚砜的化学方程式为:2S+3Cl2+SO3=3SOCl2,要想达到原子利用率最大化,则三者按方程式比例参与反应,三者的物质的量之比为2:3:1,
故答案为:氯化亚砜久置后分解生成的黄绿色气体氯气溶解在二氯化砜;2:3:1;
(2)①合成SOCl2的原理之一为SO2+Cl2+SCl22SOCl2,实验过程中剩余的SO2和Cl2均为有毒气体,且生成物SOCl2遇水剧烈与水反应生成SO2和另一酸性气体,因此装置b的作用是吸收逸出有毒的Cl2、SO2,防止空气中的水蒸气进入反应装置,防止SOCl2水解,
故答案为:吸收逸出有毒的Cl2、SO2,防止空气中的水蒸气进入反应装置,防止SOCl2水解;
②实验室制取SOCl2前,应先制备纯净的氯气和二氧化硫,再通入三颈烧瓶内,因此制取SOCl2所选仪器的链接顺序:③→⑨→⑧→⑥→⑦→①→②→⑦ →⑥→④,
故答案为:⑨→⑧→⑥→⑦→①→②→⑦→⑥→④;
(3)①向仪器A中缓慢滴加SOCl2,为保证SOCl2顺利流下,需确保液面上方和容器A中压强相等,则需打开活塞b,
故答案为:b;
②为了更加充分的回收SOCl2,应防止SOCl2气化,应将B中锥形瓶置于冰水浴中,
故答案为:将B中锥形瓶置于冰水浴中;
(4)若发生氧化还原反应,则Fe3+会被还原为Fe2+,滴加KSCN溶液没有明显现象,即可说明发生了氧化还原反应,
故答案为:KSCN溶液。
【点睛】
Fe3+遇KSCN会生成血红色溶液,Fe2+遇KSCN会没有明显现象。
23.某学习兴趣小组为测定某葡萄酒中SO2的含量,设计了如图所示的装置:
实验步骤如下:在B中加入300.00mL葡萄酒和适量盐酸,加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应。除去C中剩余的H2O2后,用0.0900mol·L-1NaOH溶液测定反应生成的酸,消耗NaOH溶液25.00mL。
(1)C中通入SO2发生反应的化学方程式为___。
(2)通过计算求出该葡萄酒中SO2的含量(以g·L-1为单位,即每升葡萄酒中含有SO2的质量)___。(写出计算过程)
(3)该测定结果比实际值偏高,可能的原因是____。针对此原因提出一条改进措施:
___。
【答案】SO2+H2O2=H2SO4 0.24 g/L 盐酸易挥发,有氯化氢进入装置C中B中用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸
【分析】
(1)二氧化硫具有还原性,能够与双氧水反应生成硫酸,据此写出反应的化学方程式;
(2)根据关系式2NaOH~H2SO4~SO2及氢氧化钠的物质的量计算出二氧化硫的质量,再计算出该葡萄酒中的二氧化硫含量;
(3)盐酸是挥发性酸,挥发的酸消耗氢氧化钠,据此分析解答。
【详解】
(1)双氧水具有氧化性,能够将二氧化硫氧化成硫酸,反应的化学方程式为:
SO2+H2O2=H2SO4,故答案为:SO2+H2O2=H2SO4;
(2)根据2NaOH~H2SO4~SO2可知SO2的质量为:
1
×(0.0900mol/L×0.025L)×64g/mol=0.072g,该葡萄酒中的二氧化硫含量为:
2
0.072g
0.3L=0.24g/L,故答案为:0.24 g/L;
(3)由于盐酸是挥发性酸,挥发的酸能够消耗氢氧化钠,使得消耗的氢氧化钠溶液体积增大,测定结果偏高;因此可以用不挥发的强酸,如硫酸代替盐酸,故答案为:盐酸易挥发,有氯化氢进入装置C中;B中用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸。
24.I.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)盛装亚硫酸钠的仪器名称为________,若将亚硫酸钠改为铜片,与浓硫酸反应制取
SO2,还缺少的仪器有_______,写出用铜片制取SO2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___________(填代号)。
a.饱和Na2CO3溶液
b.NaOH溶液
c.饱和NaHCO3溶液
d.饱和NaHSO3溶液
(3)验证SO2的还原性。取充分反应后装置D中的溶液,将其分成三份,分别进行如下实验:
方案I:第一份溶液中滴入AgNO3溶液,有白色沉淀生成;
方案II:第二份溶液中滴入品红溶液,红色褪去;
方案III:第三份溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
上述方案合理的是___________(填“方案I”、“方案II”或“方案III”);对不合理的方案作出简要评价___________(如果认为都合理,可以不作答)。
II.已知2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,若采用该方案制备Cl2并验证Cl2的性质。B、C、D中的试剂依次为:饱和食盐水、FeCl2溶液、石蕊溶液。
(4)C中反应的离子方程式为:_________________________________。
(5)D中可能观察到的现象为:_________________________________。
(6)装置E中盛放NaOH溶液,其目的是_________________________________,该反应的化学方程式是:_________________________________。
【答案】圆底烧瓶酒精灯、石棉网 Cu+2H2SO4= CuSO4+SO2↑+2H2O d III 方案I:反应前后的溶液中均有氯离子,可以与硝酸银溶液反应生成白色沉淀,无法通过该方案证明二氧化硫具有还原性;方案II:加人品红溶液,红色褪去,说明溶液中含有HClO或SO2,不能证明二氧化硫具有还原性; 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-先变红后褪色除去多余氯气,防止污染;2NaOH+Cl2=NaCl+ NaClO+H2O
【分析】
(1)根据装置图分析盛装亚硫酸钠的仪器名称;铜与浓硫酸反应需要加热;铜片与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水;
(2)SO2和水反应生成亚硫酸,为防止SO2溶解,应该选取NaHSO3洗气;
(3)SO2被氧化生成SO42-,若验证二氧化硫的还原性,只要证明溶液中含有SO42-即可;
(4)C中FeCl2溶液和氯气反应生成氯化铁;
(5)氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性;
(6)装置E中盛放NaOH溶液,氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水。
【详解】
(1)根据装置图,盛装亚硫酸钠的仪器名称为圆底烧瓶;铜与浓硫酸反应需要加热,若将亚硫酸钠改为铜片,与浓硫酸反应制取SO2,还缺少的仪器有酒精灯、石棉网;铜片与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为
Cu+2H2SO4= CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)SO2和水反应生成亚硫酸,为防止SO2溶解,应该选取NaHSO3洗气,NaHCO3溶液、NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液都可以吸收二氧化硫,所以不能选取abc,故选d;
(3)方案I:氯水中本身就含有Cl-,滴入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,不能证明二氧化硫具有还原性,所以方案I不合理;
方案II:氯水具有漂白性,次氯酸、SO2都能使品红褪色,第二份溶液中滴入品红溶液,红色褪去,不能证明二氧化硫具有还原性,所以方案II不合理;
方案III:第三份溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,沉淀一定是硫酸钡,说明SO2被氧化生成SO42-,能证明二氧化硫具有还原性,所以方案III合理;
(4)C中FeCl2溶液和氯气反应生成氯化铁,反应的化学方程式是2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
(5)氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,D中的现象是溶液先变红后褪色;
(6)装置E中盛放NaOH溶液,氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,所以装置E中盛放NaOH溶液的目的是尾气处理,防止污染,反应的化学方程式是2NaOH+Cl2=NaCl+ NaClO+H2O。
【点睛】
本题以二氧化硫为载体考查性质实验方案设计,明确二氧化硫的氧化性、还原性、漂白性及实验原理即可解答,知道各个步骤发生的反应,明确实验目的是解题关键。
25.根据物质所处的类别,以及是否具有氧化性或还原性能帮助我们认识其化学性质。(1)根据下图所示物质的转化信息书写相应的反应方程式。以红土镍矿(主要成分Ni2O3、Fe2O3、SiO2)为原料制备兰尼镍的工艺流程如图所示:
①“酸溶”时,Fe2O3反应的离子方程式为____________;
②“还原”步骤中铁元素转化时对应离子方程式(已知H2S是弱酸)为____________。
(2)请从下列试剂中选择合适的试剂完成指定转化(试剂可以重复选择)。
试剂:浓盐酸、NaCl溶液、浓硫酸、Na2SO4溶液、FeSO4溶液
①Cl2→Cl-的离子方程式:____________;
②H2S→SO2的化学方程式:____________;
③Ba(OH)2→NaOH的化学方程式:____________。
【答案】Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 3H2SO4(浓)+H2S=4SO2+4H2O Ba(OH)2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaOH
【分析】
从整个流程看,红土镍矿中的Ni2O3最终转化为兰尼镍,所以在物质的转化过程中,应将Fe2O3、SiO2除去。起初加入H2SO4,只有SiO2不溶,过滤后可去除;Ni2O3、Fe2O3分别转化为相应的硫酸盐,加入还原剂H2S,可将Fe3+还原为Fe2+,同时H2S被氧化为S,过滤出S后,滤液中含有Fe2+、Ni3+等,再经过一系列操作,便可制得兰尼镍。
【详解】
(1)①“酸溶”时,Fe2O3与H2SO4发生复分解反应,生成Fe2(SO4)3和水,反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;
②由分析知,“还原”步骤中,Fe3+还原为Fe2+,同时H2S被氧化为S,对应离子方程式为
2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+。答案为:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+;
(2)①Cl2→Cl-,需加入还原剂,只能选择还原性较强的FeSO4溶液,离子方程式:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
②H2S→SO2,需加入强氧化剂,只能选择浓硫酸,化学方程式:3H2SO4(浓)+H2S=4SO2+4H2O;
③Ba(OH)2→NaOH,应加入含Na+且能与Ba2+生成沉淀的试剂,所以只能选择Na2SO4溶液,化学方程式:Ba(OH)2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaOH。答案为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl -;3H2SO4(浓)+H2S=4SO2+4H2O;Ba(OH)2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaOH。
【点睛】
要实现物质的转化,常需提供另一种物质;另一物质的选择,可依据转化物质表现的性质作出决定,如转化物质表现出还原性,则加入的物质应具有氧化性。
26.一种生产高氯酸(HClO4)的工艺流程如图所示,该流程同时产出重要含氯消毒剂(ClO2)和漂白剂亚氯酸钠(NaClO2):
已知:①NaHSO4溶解度随温度的升高而增大,适当条件下可结晶析出。
②高氯酸是一种强酸,沸点130℃左右。.
请回答下列问题:
(1)完成反应器1中生成高氯酸的化学方程式:
NaClO 3+H 2SO 4=HClO 4+__ClO 2↑+NaHSO 4+
___。冷却的目的是__,能用蒸馏法分离出高氯酸的原因是___。
(2)反应器II 中发生反应的离子方程式为___。
(3)通入反应器II 中的SO 2用H 2O 2代替同样能生成NaClO 2,请简要说明H 2O 2能代替SO 2的原因是___。
【答案】3NaClO 3+3H 2SO 4=HClO 4+2ClO 2↑+3NaHSO 4+H 2O 降低NaHSO 4的溶解度,使NaHSO 4结晶析出 HClO 4沸点低,且与滤液中其他成分沸点差异较明显 2ClO 2+SO 2+4OH -=2-
2ClO +2-4SO +2H 2O H 2O 2有还原性,也能把ClO 2还原为NaClO 2
【分析】
(1) 根据得失电子守恒和原子守恒,书写出化学反应方程式;冷却的目的是是利用NaHSO 4溶解度来冷却结晶;用蒸馏法分离混合物是因为两者的沸点相差明显;
(2) 根据通入到反应容器Ⅱ中的反应物有NaOH 、SO 2、H 2O 、ClO 2,生成物有NaClO 2,根据氧化还原反应的得失电子守恒,和质量守恒定律来配平离子方程式;
(3) SO 2用H 2O 2代替同样能生成NaClO 2,因为H 2O 2与SO 2一样具有还原性。
【详解】
(1)反应中Cl 元素的化合价部分由+5价升至+7价、部分由+5价降至+4价,根据得失电子守恒和原子守恒,书写出化学反应方程式为:3NaClO 3+3H 2SO 4=HClO 4+2ClO 2+3NaHSO 4+H 2O ;因为硫酸氢钠的溶解度随温度的升高而增大,将反应生成物的溶液冷却得到NaHSO 4晶体,过滤后,将滤液蒸馏得到纯净的HClO 4,是因为高氯酸的沸点低,且与滤液中其他成分沸点差异较明显,故答案为:3NaClO 3+3H 2SO 4=HClO 4+2ClO 2↑+3NaHSO 4+H 2O ;降低NaHSO 4的溶解度,使NaHSO 4结晶析出;HClO 4沸点低,且与滤液中其他成分沸点差异较明显;
(2) 根据通入到反应容器Ⅱ中的反应物有NaOH 、SO 2、H 2O 、ClO 2,生成物有NaClO 2,氯的化合价由+4价变成了+3价,得到电子,根据氧化还原反应的原理硫应失电子,由+4价变成+6价,根据氧化还原反应原理:氧化剂得到电子总数等于还原剂失去电子的总数,则氧化还原反应方程式为:2ClO 2+SO 2+4OH -=2-
2ClO +2-
4SO +2H 2O ,故答案为:2ClO 2+SO 2+4OH -
=2-
2ClO +2-4SO +2H 2O ;
(3) 如果将反应器Ⅱ中的SO 2用H 2O 2代替同样能生成NaClO 2,说明变换物质后,氧化还原反应照样能发生生成NaClO 2,也就说明H 2O 2也具有还原性,也能把ClO 2还原为NaClO 2,故答案为:H 2O 2有还原性,也能把ClO 2还原为NaClO 2。