高中化学鲁科版第三章自然界中的元素第三节硫的转化 全国一等奖

硫及其化合物18．（2023学年吉林省四平市高一（上）入学化学试卷）现要制取一些二氧化氮气体来做演示分子运动的实验．已知二氧化氮气体可以通过铜和浓硝酸反应：Cu+4HNO3（浓）═Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O得到．二氧化氮是一种红棕色的气体，密度比空气大，能和水反应生成一种酸和一种大气污染物．现给出下列装置（A﹣F）：（1）制二氧化氮的发生装置可选B（填字母，下同），收集二氧化氮的装置最好选E；（2）写出二氧化氮和水反应的化学方程式3NO2+H2O═2HNO3+NO．（3）用如上图F装置演示分子运动时，为了缩短演示的时间，NO2最好放在上（填“上”或“下”）面的集气瓶中，另一瓶是空气．考点：常见气体制备原理及装置选择．分析：（1）发生装置主要由反应物的状态和反应条件决定；收集装置主要由气体的密度和溶水性决定．（2）根据题目中告诉的反应物、生成物、反应条件写出反应的化学方程式；（3）从分子的性质进行分析，将密度大的气体放在上面，密度小的气体放在下面会加快分子运动的速度．解答：解：（1）反应物的状态是固态和液态，反应条件是常温，应选固﹣液不加热型的发生装置即选择B装置；二氧化氮是空气污染物，不能用排空气法收集，二氧化氮和水反应，不能用排水法收集，可用E装置收集，氢氧化钠溶液可以吸收多余的二氧化氮，防止污染空气，故答案为：B，E；（2）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，该反应的化学方程式为：3NO2+H2O═2HNO3+NO，故答案为：3NO2+H2O═2HNO3+NO；（3）一切物质的分子都在不停的运动，将密度大的气体放在上面，密度小的气体放在下面会加快分子运动的速度，为了缩短演示的时间，NO2最好放在上面，故答案为：上．点评：本题考查了气体制备，性质验证和装置选择，在选择一种气体的收集方法时一定要考虑全面，这种气体的溶水性、是否与水反应、是否与空气中的某物质反应、密度、是否会污染空气等．要收集一瓶干燥的气体时一定要先干燥再收集，题目难度中等．2023学年北京市东城区普通高中高一（上）期中化学试卷27．在化学课上，围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究：将适量的蔗糖放入烧杯中，加入几滴水，搅拌均匀．然后加入适量浓硫酸，迅速搅拌，放出大量的热，同时观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体．请回答：（1）生成的黑色物质是C（填化学式）．（2）刺激性气味的气体主要成分是SO2（填化学式），产生该气体的化学方程式为2H2SO4（浓）+CCO2↑+2SO2↑+2H2O．（3）根据上述实验现象，表明浓硫酸具有③④（填序号）．①酸性②吸水性③脱水性④强氧化性．【考点】浓硫酸的性质实验．【专题】氧族元素．【分析】（1）浓硫酸具有脱水性，将蔗糖脱水变成黑色的C；（2）浓硫酸氧化C，同时被还原生成具有刺激性气味的二氧化硫；（3）浓硫酸的脱水性和强氧化性．【解答】解：（1）生成的黑色物质是浓硫酸将蔗糖脱水生成的C，故答案为：C；（2）生成的具有刺激性气味的气体是二氧化硫，反应的化学方程式是：2H2SO4（浓）+CCO2↑+2SO2↑+2H2O，故答案为：SO2；2H2SO4（浓）+CCO2↑+2SO2↑+2H2O；（3）蔗糖逐渐变黑表现了浓硫酸的脱水性，放出有刺激性气味的气体说明浓硫酸具有强氧化性，故选③④．【点评】本题考查了浓硫酸和C的反应，表现了强氧化性浓硫酸的脱水性，本题难度中等．24．（河南省商丘二中2023学年高一（上）期中）（18分）某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用图所示装置进行有关实验．请回答：（1）装置A中发生的化学反应方程式为2H2SO4（浓）+CuCuSO4+2H2O+SO2↑；．（2）装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体，这种液体是氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液等碱性溶液，其作用是吸收多余的二氧化硫，防止污染空气．（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并移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升．B中应放置的液体是（填字母）d．a．水b．酸性KMnO4溶液c．浓溴水d．饱和NaHSO3溶液（4）实验中，取一定质量的铜片和一定体积18mol•L﹣1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余．①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是随反应进行，硫酸浓度变稀，Cu不与稀H2SO4反应；．②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是ad（填字母）．a．铁粉b．BaCl2溶液c．银粉d．NaHCO3溶液．【考点】浓硫酸的性质；性质实验方案的设计．【专题】实验题．【分析】（1）浓硫酸具有强氧化性，在加热时可以氧化单质铜，生成硫酸铜、二氧化硫和水；（2）依据二氧化硫是污染性气体，不能排放到大气中分析；（3）依据储气装置的原理是利用压强大小，密闭容器通过改变液面的高低调节分析，试剂不能和气体反应也不能溶于液体；（4）①从浓硫酸随着反应进行浓度变稀，铜不和稀硫酸发生反应分析；②证明有酸剩余是验证稀硫酸的存在关键是氢离子的检验．【解答】解：（1）浓硫酸具有强氧化性，在加热时可以氧化单质铜，生成硫酸铜、二氧化硫和水方程式为：2H2SO4（浓）+CuCuSO4+2H2O+SO2↑，故答案为：2H2SO4（浓）+CuCuSO4+2H2O+SO2↑；（2）二氧化硫气体排放到大气中污染环境，所以装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体能与二氧化硫反应，可以浸氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液等碱性溶液，作用是吸收多余的二氧化硫气体，防止污染空气，故答案为：氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液等碱性溶液；吸收多余的二氧化硫，防止污染空气；（3）置B的作用是贮存多余的气体，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，在密闭容器中随着气体的生成，广口瓶内压强增大，会使瓶内液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终达到内外大气压相同，二氧化硫气体是酸性氧化物，易溶于水，B中的试剂不能和二氧化硫发生反应，不能溶解二氧化硫，a．水能溶解二氧化硫不能储存气体，故a错误；b．酸性KMnO4溶液能氧化二氧化硫为硫酸，不能储存气体，故b错误；c．浓溴水吸收二氧化硫，不能储存气体，故c错误；d．二氧化硫通入饱和NaHSO3溶液中，降低了二氧化硫的溶解度，不反应，可以用来储存气体，故d正确；故答案为：瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升；d；（4）①一定质量的铜片和一定体积18mol•L﹣1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，浓硫酸随着反应进行，浓度变小成为稀硫酸，稀硫酸不再和铜发生反应，所以有一定量的余酸但未能使用铜片完全溶解，故答案为：随反应进行，硫酸浓度变稀，Cu不与稀H2SO4反应；②能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸，实质证明氢离子的存在，a．铁粉与稀硫酸反应放气体，可以证明；b．BaCl2溶液加入后出现白色沉淀，但因为生成产物中有硫酸铜生成，也可以生成白色沉淀，故不能证明；c．银粉不与稀硫酸反应不能证明；d．Na2CO3溶液会与稀硫酸反应发出二氧化碳气体，可以证明，故答案为：ad．【点评】本题考查了浓硫酸的性质应用，反应产物的验证、测定方法的设定和判断，关键是产物中的二氧化硫性质的应用．2023年6月广东省普通高中学生学业水平考试14．下列关于硫酸的叙述正确的是A．浓硫酸具有吸水性B．稀硫酸可用铁罐贮存C．稀硫酸能使蔗糖脱水D．SO2溶于水，可得到稀硫酸【答案】A【解析】试题分析：A．浓硫酸具有吸水性，A正确；B．稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气，不能用铁罐贮存，B错误；C．稀硫酸没有脱水性，不能使蔗糖脱水，C错误；D．SO2溶于水，可得到亚硫酸，D错误，答案选A。2023年6月广东省普通高中学生学业水平考试61．煤在燃烧时会产生SO2，造成环境污染。下列说法正确的有A．SO2是形成酸雨的主要气体B．用碱液吸收燃煤废气可减少环境污染C．往燃煤中混入生石灰，可减少SO2排放D．用水溶解、过滤除去煤中的单质硫以减少SO2排放【答案】ABC【解析】试题分析：A．SO2是形成酸雨的主要气体，A正确；B．SO2是酸性氧化物，可用碱液吸收燃煤废气可减少环境污染，B正确；C．往燃煤中混入生石灰，与SO2反应最终转化为硫酸钙，可减少SO2排放，C正确；D．S不溶于水，不能用水溶解、过滤除去煤中的单质硫以减少SO2排放，D错误，答案选ABC。2023年6月广东省普通高中学生学业水平考试65．有关蔗糖与浓硫酸的反应，下列说法正确的有A．产生CO2B．浓硫酸表现出脱水性C．放出大量的热D．浓硫酸表现出还原性【答案】ABC【解析】试题分析：A．浓硫酸具有脱水性和强氧化性，与蔗糖的反应中能产生CO2，A正确；B．浓硫酸表现出脱水性，B正确；C．反应放出大量的热，C正确；D．浓硫酸表现出氧化性，D错误，答案选ABC。2023学年河北省保定市定州市李亲顾中学高一（上）开学检测7．如图所示的装置，打开分液漏斗的活塞，让水滴入锥形瓶中可以看到水浮在硫酸上面且水立即沸腾，硫酸液滴飞溅，同时U形管中甲端下降，乙端上升．这个实验说明了浓硫酸的密度大于水的密度、浓硫酸溶于水的时候放出热量，这个事实告诉我们为了防止发生事故，在稀释浓硫酸时，一定要将浓硫酸沿容器壁慢慢倒入水中，并不断搅拌．考点：浓硫酸的性质．分析：根据“浓硫酸遇水溶解放出大量的热”的性质，分析产生上述现象的原因．实验室稀释浓硫酸的方法：将浓硫酸沿器壁慢慢地倒入水中，并不断地用玻璃棒搅拌，使热量迅速扩散．解答： 解：如图所示，在锥形瓶中盛浓硫酸，在分液漏斗中装水．打开分液漏斗的活塞，让水滴入锥形瓶；浓硫酸遇水溶解放出大量的热，密度比水大，使浮在浓硫酸上面的水立即沸腾，造成液滴飞溅，锥形瓶内温度升高，压强增大，所以U形管中甲端下降，乙端上升；实验室稀释浓硫酸的方法是：将浓硫酸沿器壁慢慢地倒入水中，并不断地用玻璃棒搅拌，使热量迅速扩散．故答案为：浓硫酸的密度大于水的密度，浓硫酸溶于水的时候放出热量；将浓硫酸沿容器壁慢慢倒入水中，并不断搅拌．点评：本题考查了浓硫酸的物理性质，题目难度不大，注意把握浓硫酸稀释时的操作方法．10．(2023学年浙江省衢州二中高一（上）竞赛选拔考试)两个体积相同的容器，一个盛有二氧化硫，一个盛有杂质为水蒸气的二氧化碳，在同温（120℃以上）同压（小于1个标准大气压）下，两容器内的气体一定相同的是()A．质子总数 B．质量 C．密度 D．原子总数【考点】阿伏加德罗定律及推论．【分析】同温同压下的气体具有相同的气体摩尔体积，所以二氧化硫与二氧化碳和水蒸气的物质的量相等，三者分子中都含有3个原子，所以含有原子的物质的量、分子数相等；它们分子中含有的质子数、摩尔质量不同，则含有的质子数、质量、密度一定不同，据此进行判断．【解答】解：在同温（120℃以上）同压（小于1个标准大气压）下，气体的摩尔体积相同，相同容积的容器内含有气体的物质的量一定相等，A．二氧化硫分子中含有32个质子、水分子中含有10个质子、二氧化碳含有22个质子，所以两个容器内含有的质子总数不相等，故A错误；B．二氧化硫的摩尔质量为64g/mol、水的摩尔质量为18g/mol、二氧化碳的摩尔质量为44g/mol，根据m=nM可知，摩尔质量不同、物质的量相等的物质的质量一定不相等，故B错误；C．气体的密度与摩尔质量成正比，由于气体的摩尔质量不相等，则密度一定不相等，故C错误；D．由于二氧化硫、水、二氧化碳分子中都含有3个原子，所以两个容器内含有的原子的物质的量、原子总数一定相等，故D正确；故选D．【点评】本题考查了阿伏伽德罗定律及其推论的应用，题目难度中等，注意掌握阿伏伽德罗定律及其推论的内容，明确摩尔质量与密度、质量、物质的量等物理量之间的关系，试题侧重考查学生灵活应用基础知识的能力．13．(2023学年浙江省衢州二中高一（上）竞赛选拔考试)取含有的硫酸溶液，先投入镁粉，再滴入NaOH溶液，当使溶液中的镁离子全部转化为沉淀时，需要NaOH的物质的量为()A． B． C． D．【考点】化学方程式的有关计算．【专题】计算题．【分析】向反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，溶液中的镁离子全部转化为氢氧化镁沉淀时，此时溶液中溶质为Na2SO4，根据硫酸根守恒n（Na2SO4）=n（H2SO4），根据钠离子守恒n（NaOH）=2n（Na2SO4），据此计算．【解答】解：向反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，溶液中的镁离子全部转化为氢氧化镁沉淀时，此时溶液中溶质为Na2SO4，根据硫酸根守恒n（Na2SO4）=n（H2SO4）=，根据钠离子守恒n（NaOH）=2n（Na2SO4）=×2=，故选C．【点评】本题考查化学方程式计算，比较基础，明确发生的反应是关键，注意利用守恒思想解答．16．(2023学年浙江省衢州二中高一（上）竞赛选拔考试)某温度下，将Cl2通入氢氧化钾溶液中，反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液，经测定ClO﹣与ClO离子的物质的量之比是1：2，则Cl2与氢氧化钾反应时，被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为()A．2：3 B．4：3 C．10：3 D．11：3【考点】氧化还原反应的计算．【专题】计算题．【分析】Cl2生成ClO﹣、ClO3﹣化合价升高，是被氧化的过程，而Cl2生成NaCl是化合价降低被还原的过程，氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等，根据ClO﹣与ClO3﹣的物质的量浓度之比可计算出失去电子的总物质的量，进而可计算得到电子的总物质的量；再根据氯元素被还原生成KCl的化合价变化为1计算出被还原的氯元素的物质的量，最后计算出被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比．【解答】解：Cl2生成ClO﹣与ClO3﹣是被氧化的过程，化合价分别由0价升高为+1价和+5价，经测定ClO﹣和ClO3﹣物质的量之比为1：2，则可设ClO﹣为1mol，ClO3﹣为2mol，被氧化的氯元素的物质的量为：1mol+2mol=3mol，根据化合价变化可知，反应中失去电子的总物质的量为：1mol×（1﹣0）+2mol×（5﹣0）=11mol，氧化还原反应中得失电子数目一定相等，则该反应中失去电子的物质的量也是11mol，Cl2生成KCl是被还原的过程，化合价由0价降低为﹣1价，则被还原的Cl的物质的量为：=11mol，所以被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为11mol：3mol=11：3，故选D．【点评】本题考查氧化还原反应的计算，题目难度中等，注意掌握氧化还原反应的实质、特征，能够根据化合价变化判断得失电子总数，明确电子守恒在化学计算中的应用方法．18．(2023学年浙江省衢州二中高一（上）竞赛选拔考试)将8克SO3加入X克水中，所形成的溶液里SO42﹣和水分子个数比为1：5，则X等于()A．9克 B．克 C．克 D．克【考点】物质的量的相关计算．【分析】根据n=计算SO3的物质的量，根据SO3+H2O=H2SO4计算反应消耗水的物质的量、生成硫酸物质的量，再计算形成的溶液中水的物质的量，进而计算水的总物质的量，根据m=nM计算水的质量．【解答】解：8gSO3的物质的量为=，SO3+H2O=H2SO4形成的溶液中SO42﹣和水分子的个数比为1：5，则溶液中水的物质的量为×5=，故水的总质量为（+）×18g/mol=，故选B．【点评】本题考查物质的量有关计算，难度不大，属于易错题目，学生容易忽略参加反应水的质量．20．(2023学年浙江省衢州二中高一（上）竞赛选拔考试)工业品盐酸中因含有Fe3+而带黄色，若某工业品盐酸中的H+和Cl﹣的个数比为91：94，则该盐酸中Fe3+和Cl﹣的个数比为()A．1：1 B．1：3 C．91：94 D．1：94【考点】物质的量的相关计算．【专题】计算题．【分析】根据溶液呈中性，所有的阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数相等进行分析：设溶液中的H+个数是91x，则Cl﹣的个数是94x，再设的Fe3+个数是y，由所有的阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数相等得94x=91x+3y，所以=x，得出盐酸中Fe3+和Cl﹣的个数比．【解答】解：设溶液中的H+个数是91x，则Cl﹣的个数是94x，再设的Fe3+个数是y，由所有的阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数相等得：94x=91x+3y，所以y=x，得出盐酸中Fe3+和Cl﹣的个数比：1：94，所以，A、B、C错误，D正确．故选：D．【点评】本题考查微粒的个数计算，解答本题的关键是：利用了在溶液中所有的阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数相等的关系进行求离子的个数比，题目难度不大．8．(2023学年浙江省衢州二中高一（上）竞赛选拔考试)如图所示的甲、乙两个装置中，胶头滴管中吸入某种液体，平底烧瓶中充入（或放入）另一种物质，挤压胶头滴管加入液体，一段时间后两装置中的气球都明显胀大（忽略液体体积对气球体积的影响）．则滴管和烧瓶中所用试剂可能是()甲乙A稀硫酸和铜片水和CO2B双氧水和MnO2NaOH溶液和CO2CNa2CO3溶液和稀硫酸NaOH溶液和SO2DH2O和NH3硝酸银溶液和HClA．A B．B C．C D．D【考点】常见气体制备原理及装置选择；二氧化硫的化学性质．【专题】实验题．【分析】根据容器内气体压强与外界大气的压强相对大小判断．【解答】解：A、甲中稀硫酸和铜片不反应，所以容器内气体压强不变，气球不变化；乙中二氧化碳部分溶于水，使容器内的压强小于大气压，所以气球变大，故A错误．B、甲中双氧水在二氧化锰的催化下迅速反应生成氧气，使容器内压强大于大气压，所以气球变大；乙中二氧化碳极易溶于氢氧化钠溶液，导致容器内的压强小于大气压，所以气球变大，故B正确．C、甲中稀硫酸和碳酸钠反应生成二氧化碳，导致容器内压强大于大气压，所以气球变大；乙中二氧化硫极易溶于氢氧化钠溶液，导致容器内的压强小于大气压，所以气球变大，故C正确．D、甲中氨气极易溶于水，导致容器内压强小于大气压，所以气球不会胀大；乙中硝酸银和HCl反应生成白色沉淀，导致容器内压强小于大气压，所以气球变大，故D错误．故选BC．【点评】本题考查了常见气体的制备原理及装置选择，同时考查酸、碱、盐的性质，要理解和掌握酸、碱、盐常