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1、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(NOSQH)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NOSQH,并测定产品的纯度。已知:NOSQH遇水分解,但溶于浓硫酸而不分解。(1)装置A制取SO2A中反应的化学方程式为 。导管b的作用是一。(2)装置B中浓HNO3与SC2在浓H2S。作用下反应制得NOSOH。(只写该反应必须维持体系温度不得高于20 C,采取的措施除了冷水浴外,还可以是1种)。开始反应缓慢,待生成少量NOSQH后,温度变化不大,但反应速度明显加快,其原因是 O(3)装置C的主要作用是(用离子方程式表示)。(4)该实验装置
2、存在可能导致NOSQH产量降低的缺陷是。(5)测定亚硝酰硫酸 NOSQH的纯度准确称取1.380g产品放入 250mL的碘量瓶中,力口入 0.1000mol L-1、 60.00mL的KMnO4标准溶液和10mL25%H2SQ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+5NOSQH+2H2O=K?SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2Sd 配平:_MnO4-+_C2O42-+_=_Mn 2+_+_H2O滴定终点时的现象为 。亚硝酰硫酸的纯度=。(精确到0.1%) M(NOSO4H)=127gmol-1【答案】N
3、&SQ+HzSONazSO+HzO+SQ T 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SQ+2OH-=SO2-+H2O C装置中的水蒸气会进入 B中使NOSQH分解 2 5 16Ht 210CQT 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)装置A是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应制取SQ;导管b的作用平衡压强的作用;(2)装置B中浓硝酸与二氧化硫在浓硫酸的作用下反应制得NOSQH,该反应必须维持体 系温度不得高于20C,采取的措施除了冷水浴外,结合反应的操作;开始反应缓慢,待生成少量NOSQH后
4、,温度变化不大,但反应速率加快,说明NOSQH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)NOSQH遇水分解;(5)高镒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;高镒酸钾自身在反应中的颜色变化就可作为终点判断指示剂;根据反应 2KMnO4+5NOSQH+2H2O=K2SQ+2MnSO4+5HNO3+2H2S。,结合滴定中消耗高镒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)利用装置A,固液混合制取二氧化硫,其方程式为Na2SQ+H2SO4=Na2SO4+H2O+SQ T ;导管b的
5、作用是:平衡压强,使分液漏斗中的液体能顺利流下;(2)浓硫酸遇水放出大量热,维持体系温度不得高于20 C,还可以是调节分液漏斗活塞,控制浓硫酸的滴加速度;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SQ+2OH-=SQ2-+H2O;(4) NOSO4H遇水分解,C装置(或A)中的水蒸气会进入 B中使NOSQH发生分解;(5)发生的是 MnO4和C2O42一的氧化还原反应, MnO4一做氧化剂,被还原成生成 Mn2+,C
6、2O42一做还原剂,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+10CO4 +8H2O;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;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二1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 )= 2 n(C2O42 )=- x 0.2500molL
7、 -551X 20.00 X31=2XT0mol,则亚硝酰硫酸消耗的 KMnO4 的物质的量 n2(MnO4 )=0.1000mol L -1 60.00 x -30.-2 x 130nol=4 x T0mol。n(NOSQH)=: n2(MnO4 )=10-2mol,亚硝酰硫酸的纯度21m NOSO4H10 mol 127g mol=x 100%=x 100%=92.0%1.380g1.380g2.实验室用如图所示装置模拟石灰石燃煤烟气脱硫实验:SO之、空气损怦.一,,(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SO和空气发生反应生成石膏(CaSQ-2H2O)的化学方程
8、式。(2)将脱硫后的气体通入KMnM液,可粗略判断烟气月硫效率的现象是 。(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 pHOo.物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个基本视角。1YIlfSO* ,叫号Q* TOC o 1-5 h z i1nl jS。七I,国0 ”、2 X.xJ_.气啰的蜕制他初量M的4的球制状化物(1)Y的分子式 j(2)图中X的电子式为 ;其水溶液长期在空气中放置容易变浑浊,原因是(用化学方程式表示)。该变化体现出:S非金属性比O(填 强”或 弱”。
9、)用原子结构解释原因:同主族元素最外层电子数相同,从上 到下,,得电子能力逐渐减弱。(3) Z与图表中某物质反应生成SQ的化学方程式 。 【答案】SQ H : S :H 2H2S+O2=2SJ + 2H20 弱 电子层数增多,原子半径增大H2SO+Na2S03=Na2S04+S0d +H2O【解析】【分析】(1)Y为S元素+6价的氧化物;(2)X为H2S, S最外层6个电子,能够与2个H原子形成共价键;H2s在空气中变浑浊是因 为被氧气氧化为 S;同主族元素最外层电子数相同,原子半径自上而下逐渐增大,得电子 能力逐渐减弱,失电子能力逐渐增强;Z为S元素+4价的盐,可以与硫酸反应生成SQ。【详解
10、】(1)Y为S元素+6价的氧化物S03;(2)X为H2S, S最外层6个电子,能够与2个H原子形成共价键,其电子式为:H: S -H2S在空气中变浑浊是因为被氧气氧化为S,反应为2H2S+ O2=2SJ+2H20,所以S非金属性比O弱,从结构上可知,氧和硫同主族,同主族元素最外层电子数相同,从上到下,电 子层数增多,原子半径增大,得电子能力逐渐减弱;(3)Z为S元素+4价的盐,如Na2SQ,可以与硫酸反应生成 SQ,化学方程式为 H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SOd +H2O。12.铝是一种过渡金属元素,其单质通常用作合金及不锈钢的添加剂,这种金属可增强合 金的强度、硬度、可焊性及韧
11、性,还可增强其耐高温及耐腐蚀性能。下图是化工生产中制 备金属铝的主要流程:t-周体杂膜二业钠酸核溶液 足如拉般 “门 3 (常叫Ml.叫丽之用虹k R(1)用简单氧化物形式表示 Na3 P M0120g6H2O的组成:(2)写出反应的化学方程式:。(3)反应的尾气可以再利用,写出两种利用该尾气制得的化学药品:高温(4)工业上制备还原性气体的反应原理有:CO2 CH42CO 2H2,高温一一CH4 HzOCO 3H2。将含甲烷体积分数为 80%勺a L (标准状况下)天然气与足量二氧化碳和水蒸气混合物在高温下反应,甲烷的转化率为90%用产生的还原性气体(CO和H2)依据反应冶炼铝,理论上生成铝的
12、质量为 (已知Mo的相对 原子质量为96)高温【答案】3Na2O 24MoO 3 P2O5 12H2O 2MoS2 7O2= 2MoO3 4SO2144aNa2SO3、 NH4 2sO3 (合理即可) g235【解析】【分析】【详解】(1)该物质化学式按改写类似硅酸盐的化学式改写,可表示为3Na2O 24MoO 3 P2O5 12H2O;(2)二硫化铝与氧气在高温条件下反应生成三氧化铝和二氧化硫,反应的化学方程式为高温2MoS2 7O2=2MoO3 4SO2 ; 2232 ,(3)二氧化硫再收集利用,可制备盐类物质等,如NazSO3、 NH4 2sO3;(4)根据反应方程式可知,1 mol甲烷
13、完全反应生成 4 mol还原性气体,又因高温高温3CO MoO3=Mo 3CO2、3H2 MoO3=Mo 3H2O ,所以 3 mol 还原性气aL体理论上生成1 mol电目。由于n CH4 =8 80% ,则22.4L molan H2+CO =80%22.4n(Mo)=q 1mol=5.630.72a16.8mol , m(Mo)0.72a16.81mol 96g mol144a35g。13.化学实验装置的正确连接是实验成功的关键,如图是中学化学中常见的实验装置。a 72%,90% 4mol=mol ,故5.6A B C D EFG(1)若要干燥SQ气体,应选择装置(填字母序号);若先将装
14、置D装满水,再收集NO,则气流方向应为 (填 长进短出”或 短进长出”)。(2)若制备纯净干燥的氯气,装置连接顺序可以为:ZB-B-D-G ,装置A中发生反应:2KMnO4+16HCl (浓)=2KCl+2MnC2+5Cl2 T +8H2O,第一个装置 B 中所装试剂为,装 置G中发生反应的离子方程式为 。(3)甲同学用A、B组合来验证硫酸、碳酸、硅酸的酸性强弱时,硫酸应装入(填仪器名称)中,B装置中发生的有明显现象的反应的离子方程式为。【答案】B短进长出饱和食盐水(或饱和NaCl溶液)C2+2OH-=Cl-+ClO+H2O分液漏斗 CQ+H2O+SiQ2-=H2SQ J +CQ2-(或 2C
15、O2+2H2O+SiQ2-=H2SiO3 J +2HCO-)【解析】【分析】若要干燥SO2气体,应用浓硫酸进行干燥,若先将装置D装满水,NO不溶于水,收集NO时利用排水法收集。由于氯气中含有水蒸气和 HCl杂质,先用饱和食盐水除 HCl杂质,再用浓硫酸干燥,尾 气处理用NaOH溶液进行尾气处理。甲同学用A、B组合来验证硫酸、碳酸、硅酸的酸性强弱时,硫酸应装入分液漏斗中, 硫酸和碳酸盐反应生成二氧化碳和水,二氧化碳和易溶于水的硅酸盐反应生成硅酸和碳酸 盐。【详解】若要干燥SO2气体,应用浓硫酸进行干燥,因此应选择装置B;若先将装置D装满水,NO不溶于水,收集 NO时利用排水法收集,因此气流方向应
16、为短进长出;故答案为:B;短进长出。由于氯气中含有水蒸气和 HCl杂质,先用饱和食盐水除 HCl杂质,再用浓硫酸干燥,因 此第一个装置B中所装试剂为饱和食盐水,尾气处理用NaOH溶液进行尾气处理,装置 G中发生反应的离子方程式为 CE+2OH-= Cl + ClO +H2O;故答案为:饱和食盐水 (或饱和 NaCl溶液);C2+2OH = Cl + ClO +H2O。甲同学用A、B组合来验证硫酸、碳酸、硅酸的酸性强弱时,硫酸应装入分液漏斗中,硫酸和碳酸盐反应生成二氧化碳和水,二氧化碳和硅酸盐反应生成硅酸和碳酸盐,因此B装置中发生的有明显现象的反应的离子方程式为CQ+H2O+SiQ2- = H2
17、SiO3 J +CQ2-(或2CQ+2H2O+SiQ2- = H2SQJ +2HCO );故答案为:分液漏斗;CQ+WO+SiQ2-=H2SQ J +CQ2-(或 2CO2+2H2O+SiQ2- = H2SQ J +2HCO )。14. Na2s203 5H2O可作为高效脱氯剂,工业上用硫铁矿(FeS)为原料制备该物质的流程如图。空气 睛铁矿福闲工泰卷浓细 冷却察iT已知:a.气体A可以使品红溶液褪色,与硫化氢(H2s混合能获得单质硫。b.pH约为11的条件下,单质硫与亚硫酸盐可以共热生成硫代硫酸盐。 回答下列问题:(1)吸收塔中的原料 B可以选用_(填字母序号)。A. NaCl溶液 B Na
18、2CO3溶液C. Na2SO4溶液(2)某小组同学用如图装置模拟制备Na2s2O3的过程(加热装置已略去)。B CA中使用70%的硫酸比用98%的浓硫酸反应速率快,其原因是_。装置B的作用是_。C中制备Na2&O3发生的连续反应有:Na2S+H2O+SQ=Na2SO3+H2S,和Na2SQ+SNa2s2。3。(3)工程师设计了从硫铁矿获得单质硫的工艺,将粉碎的硫铁矿用过量的稀盐酸浸取,得到单质硫和硫化氢气体,该反应的化学方程式为_。【答案】B该反应的实质是 H+与SO32-反应,70%的硫酸中含水较多,c(H+)和c(SQ2-)都较 大,生成SQ速率更快(或者强调浓硫酸中硫酸以分子形式存在)防
19、止倒吸2H2S+SO=3S+2H2O(或 2H2S+H2SQ=3S J +3HIO) Fe8+2HCl=FeC2+H2S T +SJ【解析】【分析】硫铁矿在沸腾炉中燃烧生成氧化铁与二氧化硫,气体A是二氧化硫,溶液 D蒸发浓缩、冷却结晶得到硫代硫酸钠晶体,D为Na2s2O3,单质硫与亚硫酸盐可以共热生成硫代硫酸盐,则溶液C为NazSQ,吸收塔中B要能吸收SQ生成NazSQ,所以原料B可以为碳酸钠溶液 或氢氧化钠溶液,根据以上分析解答。【详解】(1)B吸收二氧化硫转化为亚硫酸钠,碳酸钠可以与二氧化硫反应生成亚硫酸钠,而NaC太Na2SO4与二氧化硫不反应。答案选Bo(2)A为制备二氧化硫,该反应的
20、实质是H+与SO2-反应,70%的硫酸中含水较多,c(H+)和c(SQ2)都较大,生成SQ速率更快,而浓硫酸中硫酸以分子形式存在,电离出的氢离子浓 度很低,因此反应慢。二氧化硫在C中与硫化钠溶液反应得到硫化氢,硫化氢与二氧化硫反应得到S单质,S单质与亚硫酸钠反应得到硫代硫酸钠,C中反应导致装置内压强减小,B装置的作用是防止倒吸;答案为:该反应的实质是 H+与SQ2-反应,70%的硫酸中含水较多,c(H+)和c(SO32-)都较大, 生成SQ速率更快(或者强调浓硫酸中硫酸以分子形式存在);防止倒吸。C 中制备 NazQQ 发生的连续反应有:Na2S+H2O+SQ=Na2SO3+H2s 2H2S+
21、SQ=3S+2H2O(或2H2S+H2SQ=3S J +3HO)、Na2SOfe+S- Na2s2O3。答案为:2H2S+SO=3S+2H2O(或 2H2S+h2SQ=3S J +3HO)。由题中信息可知,Fe9与HCl反应生成H2S、S,同时还生成 FeC2,根据信息写出反应方 程式为:Fe8+2HCl=FeCl+H2ST +Si 答案为:Fe8+2HCl=FeCl+H2ST +SJ。15.分别向盛有紫色石蕊溶液澄清石灰水 品红溶液 酸性高镒酸钾溶液的试管中通入SQ气体。(1)试管中的实验现象为 。(2)试管中发生反应的离子方程式为 (通入少量的SQ)。(3)上述实验中,出现溶液褪色现象的是
22、 (填试管标号)。(4)上述实验中,SQ表现出酸性氧化物性质的是 (填试管标号,下同),SO2表现出漂白性的是。【答案】溶液变为红色O22+2OH +SQ=CaSQ J +H2O 【解析】【分析】(1)SO2是酸性气体,与水反应生成亚硫酸,使紫色石蕊试液变红色;(2)开始SO2与澄清石灰水反应生成亚硫酸钙与水,SO2气体过量,与亚硫酸钙、水反应生成亚硫酸氢钙,通入少量的SO2,生成亚硫酸钙与水;(3)SQ气体具有漂白性,与品红化合为不稳定的无色物质;SQ气体具有还原性,被酸性高镒酸钾溶液氧化;(4)二氧化硫使紫色石蕊试液变红色,能与氢氧化钠反应,体现酸性氧化物性质;使品红溶 液褪色表现漂白性;与酸性高镒酸钾
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