高考化学硫及其化合物-经典压轴题附答案

  • 格式:doc
  • 大小:614.50 KB
  • 文档页数:18

高考化学硫及其化合物-经典压轴题附答案一、高中化学硫及其化合物1.亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、医药等工业。

实验室用如图装置(夹持装置略)制备少量NOSO4H,并测定产品的纯度。

已知:NOSO4H遇水分解,但溶于浓硫酸而不分解。

(1)装置A制取SO2①A中反应的化学方程式为___。

②导管b的作用是___。

(2)装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H。

①该反应必须维持体系温度不得高于20℃,采取的措施除了冷水浴外,还可以是___(只写1种)。

②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速度明显加快,其原因是___。

(3)装置C的主要作用是___(用离子方程式表示)。

(4)该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是___。

(5)测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度准确称取1.380g产品放入250mL的碘量瓶中,加入0.1000mol·L-1、60.00mL的KMnO4标准溶液和10mL25%H2SO4溶液,然后摇匀。

用0.2500mol·L-1草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。

已知:2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4①配平:__MnO4-+__C2O42-+__=__Mn2++__+__H2O②滴定终点时的现象为___。

③亚硝酰硫酸的纯度=___。

(精确到0.1%)[M(NOSO4H)=127g·mol-1]【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑平衡压强,使分液漏斗中的液体能顺利流下;调节分液漏斗活塞,控制浓硫酸的滴加速度生成的NOSO4H作为该反应的催化剂SO2+2OH-=SO32-+H2O C装置中的水蒸气会进入B中使NOSO4H分解 2 5 16H+ 210CO2↑ 8 溶液恰好由粉红色变为无色,且半分钟内不恢复 92.0%【解析】【分析】(1)①装置A是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应制取SO2;②导管b的作用平衡压强的作用;(2)①装置B中浓硝酸与二氧化硫在浓硫酸的作用下反应制得NOSO4H,该反应必须维持体系温度不得高于20℃,采取的措施除了冷水浴外,结合反应的操作;②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速率加快,说明NOSO4H 起到了催化作用;(3)装置C主要作用是吸收二氧化硫防止污染空气;(4)NOSO4H遇水分解;(5)①高锰酸钾溶液在酸性条件下氧化草酸钠生成二氧化碳,结合元素化合价变化和电子守恒、原子守恒配平书写离子反应方程式;②高锰酸钾自身在反应中的颜色变化就可作为终点判断指示剂;③根据反应2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4,结合滴定中消耗高锰酸钾的物质的量可得到亚硝酰硫酸的物质的量,据此计算纯度。

【详解】(1)①利用装置A,固液混合制取二氧化硫,其方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;②导管b的作用是:平衡压强,使分液漏斗中的液体能顺利流下;(2)①浓硫酸遇水放出大量热,维持体系温度不得高于20℃,还可以是调节分液漏斗活塞,控制浓硫酸的滴加速度;②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,反应速率明显加快,温度变化不大,排除温度的影响,其原因是:生成的NOSO4H作为该反应的催化剂,加快了反应速率;(3)装置C利用NaOH溶液将剩余的SO2吸收,防止污染环境,方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O;(4)NOSO4H遇水分解,C装置(或A)中的水蒸气会进入B中使NOSO4H发生分解;(5)①发生的是MnO4-和C2O42-的氧化还原反应,MnO4-做氧化剂,被还原成生成Mn2+,C2O42-做还原剂,被氧化成二氧化碳。

结合得失电子守恒和电荷守恒可得到MnO4-和C2O42-的离子反应方程式为:2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;②利用草酸钠溶液滴定酸性KMnO4溶液,滴定终点时的现象为:溶液恰好由粉红色变为无色,且半分钟内不恢复;③根据题意可知,酸性KMnO4溶液先与NOSO4H反应,利用草酸钠溶液滴定剩余酸性KMnO4溶液。

用0.2500mol·L-1草酸钠标准溶液滴定酸性KMnO4溶液,消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。

可知剩余的KMnO4的物质的量n1(MnO4-)=25n(C2O42-)=25×0.2500mol·L-1×20.00×10-3L=2×10-3mol,则亚硝酰硫酸消耗的KMnO4的物质的量n2(MnO4-)=0.1000mol·L-1·60.00×10-3L-2×10-3mol=4×10-3mol。

n(NOSO4H)=52n2(MnO4-)=10-2mol,亚硝酰硫酸的纯度=()4m NOSO H1.380g×100%=2110mol127g mol1.380g-⨯⋅-×100%=92.0%。

2.实验室用如图所示装置模拟石灰石燃煤烟气脱硫实验:(1)实验中为提高石灰石浆液脱硫效率可采取的一种措施是____,写出通入SO2和空气发生反应生成石膏(CaSO4·2H2O)的化学方程式____。

(2)将脱硫后的气体通入KMnO4溶液,可粗略判断烟气脱硫效率的现象是____。

(3)研究发现石灰石浆液的脱硫效率受pH和温度的影响。

烟气流速一定时,脱硫效率与石灰石浆液pH的关系如图所示,在pH为5.7时脱硫效果最佳,石灰石浆液5.7<pH<6.0时,烟气脱硫效果降低的可能原因是____,烟气通入石灰石浆液时的温度不宜过高,是因为____。

(4)石灰石烟气脱硫得到的物质中的主要成分是CaSO4和CaSO3,实验人员欲测定石灰石浆液脱硫后的物质中CaSO3的含量,以决定燃煤烟气脱硫时通入空气的量。

请补充完整测定CaSO3含量的实验方案:取一定量石灰石烟气脱硫后的物质,____。

[浆液中CaSO3能充分与硫酸反应。

实验中须使用的药品:75%的硫酸、标准浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液,标准浓度的酸性KMnO4溶液]【答案】不断搅拌、制成浆液2CaCO3 + 2SO2 + O2 +4H2O=2 CaSO4·2H2O + 2CO2高锰酸钾溶液颜色褪去的快慢石灰石的溶解度减小,减慢了与SO2的反应温度升高SO2的溶解度小加入足量的75%的硫酸,加热,将生成的SO2气体通入一定体积过量的标准浓度的酸性KMnO4溶液,记录加入KMnO4溶液的体积,充分反应后,用标准浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定(过量酸性KMnO4溶液),记录达到滴定终点时消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积,计算得出结果【解析】【分析】(1)根据加快反应速率的条件分析;利用电子守恒、原子守恒写出化学方程式;(2)用高锰酸钾溶液检测SO2的含量;(3)根据影响化学反应速率的因素分析;(4)利用氧化还原滴定的方法测定CaSO3含量。

【详解】(1)实验中为提高石灰石浆液脱硫效率采取的措施是不断搅拌、制成浆液;根据电子守恒和原子守恒,写出通入SO2和空气发生反应生成石膏(CaSO4·2H2O)的化学方程式2CaCO3 + 2SO2 + O2 +4H2O=2 CaSO4·2H2O + 2CO2。

(2)脱硫后的气体含有少量SO2气体,通入KMnO4溶液能使高锰酸钾溶液颜色,因此根据颜色褪去的快慢,可粗略判断烟气脱硫效率,本题答案为:高锰酸钾溶液颜色褪去的快慢。

(3)由脱硫效率与石灰石浆液pH的关系图知,在为5.7时脱硫效果最佳,pH增大石灰石的溶解度减小,减慢了与SO2的反应;温度升高SO2的溶解度小,因此,本题正确答案为:石灰石的溶解度减小,减慢了与SO2的反应;温度升高SO2的溶解度小。

(4)欲测定CaSO3的含量,根据所给实验药品,先向样品中加入足量的75%的硫酸,加热,将生成的SO2气体通入一定体积过量的标准浓度的酸性KMnO4溶液,记录加入KMnO4溶液的体积,充分反应后,用标准浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定(过量酸性KMnO4溶液),记录达到滴定终点时消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积,计算得出结果。

【点睛】本题考查影响化学反应速率的因素、反应条件的选择、定量测定实验的设计,难点是(4)小题中,实验步骤的设计,要注意实验原理的分析,根据实验原理设计实验步骤。

3.某小组同学用如图所示装置进行铜与浓硫酸的反应,并探究产物的性质 (夹持装置已略去)。

(1)试管①中反应的化学方程式是______;(2)若试管②中的试剂为品红溶液,实验中观察到的现象是______;若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时,观察到溶液褪色,则说明生成的气体具有______性。

(3)试管③中的试剂为NaOH溶液,其作用是______,反应的离子方程式是______。

【答案】Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 品红溶液褪色还原吸收尾气SO2+2OH-=SO32-+H2O【解析】【分析】(1)铜与浓硫酸在加热时反应生成硫酸铜和二氧化硫气体;(2)二氧化硫能使品红溶液褪色;若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时,观察到溶液褪色,二氧化硫与高锰钾发生氧化还原反应而褪色;(3)二氧化硫是有毒的酸性氧化物,不能直接排放空气中,所以用NaOH溶液吸收尾气。

【详解】(1)铜与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜和二氧化硫气体和水,反应方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;(2)SO2气体具有漂白性,能使品红溶液褪色,所以试管②品红溶液褪色;SO2气体具有强的氧化性,可以被强氧化剂氧化为硫酸,若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时,观察到溶液褪色,二氧化硫与高锰钾发生氧化还原反应而褪色,体现二氧化硫的还原性;(3) SO 2是有毒气体,不能直接排放空气中,由于SO 2属于酸性氧化物,所以可用NaOH 溶液进行尾气处理,反应的离子方程式为:SO 2+2OH -=SO 32-+H 2O 。

【点睛】本题考查性质实验方案的设计。

把握实验装置的作用、元素化合物知识、实验技能为解答的关键,注意元素化合物知识与实验的结合,题目侧重考查学生的分析能力与实验能力。

4.实验室从含碘废液(除H 2O 外,含有CCl 4、I 2、I - 等)中回收碘,实验过程如下:(1)向含碘废液中加入稍过量的Na 2SO 3溶液,将废液中的I 2还原为I -,其离子方程式为___________;该操作将I 2还原为I -的目的是________。