3.2.2 实验室里研究不同价态硫元素之间的转化　酸雨及其防治同步练习2023-2024学年高一上学期化学鲁科版（2019）必修1

高中化学必修课程PAGEPAGE1第2课时实验室里研究不同价态硫元素之间的转化酸雨及其防治[学考练]1．根据硫元素的化合价判断下列物质中的硫元素不能表现氧化性的是()A．Na2S B．SC．SO2 D．H2SO4解析处于最低价态的元素，无氧化性。答案A2．在下列生成二氧化硫的反应中，反应物中的含硫物质被氧化的是()A．硫在空气中燃烧B．铜片与浓硫酸共热C．红热的木炭与浓硫酸反应D．亚硫酸钠与较大浓度硫酸反应解析A选项中硫元素化合价升高，被氧化；B、C选项中浓硫酸中的硫元素化合价均降低；D项中硫元素的价态不变，故选A。答案A3．将浓硫酸与下列物质作用时，浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性的是()①红热的木炭②H2S气体③Cu④FeO⑤NH3⑥使木材碳化⑦CuSO4·5H2O⑧对铁、铝的钝化A．③④ B．①②⑤⑧C．①②③④⑦ D．以上答案均不正确解析与木炭、H2S反应及Fe、Al钝化时浓硫酸只表现氧化性；浓硫酸与NH3反应时只表现酸性，⑥是浓硫酸的脱水性；⑦是吸水性。③和④符合题意。答案A4．下列反应中，调节反应物用量或浓度，不会改变反应产物的是()A．铁在硫蒸气中燃烧B．H2SO4与Cu反应C．二氧化硫通入澄清石灰水D．硫酸中加入锌粉解析A项中无论硫蒸气量如何，只发生反应：Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS；B项中浓H2SO4时产生SO2，稀H2SO4时不反应；C项中若SO2少量，发生反应：SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓＋H2O，若SO2足量，发生反应：2SO2＋Ca(OH)2=Ca(HSO3)2；D项中若为稀H2SO4，发生反应：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，若为浓H2SO4，发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，故选A项。答案A5．选用下图所示仪器中的两个或几个(内含物质)组装成实验装置，以验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2，下列说法正确的是()A．按气流从左向右流向，连接装置的正确顺序是A→F→E→C→D→BB．丁中溶液褪色，乙中溶液变浑浊说明甲中生成CO2C．丙中品红溶液褪色，乙中溶液变浑浊说明甲中生成CO2D．丁和丙中溶液都褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中有CO2生成解析检验木炭与热浓硫酸反应的生成物中含有CO2，需排除SO2的干扰，再通入澄清的石灰水中，洗气装置中导管长进短出，A正确；用酸性KMnO4溶液除去SO2时还应再通入品红溶液不褪色，检验确认不含SO2，否则结论不可靠，B、C、D均不正确。答案A6．为了检验某溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)，下列操作最合理的是()A．先用盐酸酸化，再加BaCl2溶液B．先用硝酸酸化，再加BaCl2溶液C．加入用硝酸酸化的BaCl2溶液D．先用盐酸酸化，再加Ba(NO3)2溶液解析检验SOeq\o\al(2－,4)时常用Ba2＋，但是需要排除COeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,3)的影响，COeq\o\al(2－,3)可以通过将溶液酸化排除影响，SOeq\o\al(2－,3)也可以通过将溶液酸化排除影响，但要注意不能用硝酸等强氧化性酸，防止SOeq\o\al(2－,3)被氧化成SOeq\o\al(2－,4)，所以通常先用盐酸酸化溶液，排除COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋等的影响以后，再用BaCl2溶液检验SOeq\o\al(2－,4)。答案A7．下列有关物质检验的实验结论正确的是()选项实验操作及现象实验结论A向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成该溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)B向某溶液中加入盐酸，将生成的气体通入品红溶液中，品红溶液褪色该溶液一定含有SOeq\o\al(2－,3)C将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色该气体一定是SO2D将SO2通入Na2CO3溶液中，将生成的气体，先通入足量的酸性KMnO4溶液，再通入澄清石灰水中变浑浊说明酸性H2SO3>H2CO3解析A项，该溶液中可能含Ag＋；B项，该溶液中可能含有HSOeq\o\al(－,3)；C项，该气体可能是Cl2、O3等。答案D8．SO2被认为是造成大气污染的“首犯”。大气中的SO2主要来源于化石燃料(煤、石油)的燃烧。下列与SO2污染有关的是()①酸雨现象②伦敦“毒雾”事件③洛杉矶“光化学烟雾”事件④温室效应A．①③ B．②④C．①② D．③④解析SO2在空气中遇水蒸气形成亚硫酸、硫酸，随雨水降落到地面，形成“酸雨”。1952年12月5日到8日，伦敦上空出现的“毒雾”4天内导致4000人死亡，事件过后的两个月内还陆续有8000人死亡。这种“毒雾”就是工厂排出的SO2气体引起的。SO2气体主要可引发气管炎、冠心病、肺结核等。洛杉矶“光化学烟雾”是由汽车排放的尾气(含碳氢化合物和氮氧化物)造成的。“温室效应”是由CO2等引起的。故正确答案为C项。答案C9．下列因果关系不正确的是()选项原因结果A植树造林温室效应BSO2和NO2大量排放酸雨C汽车尾气的排放光化学烟雾D含氮、磷等元素的生活废水的大量排放赤潮解析A项，温室效应是CO2的大量排放导致的，植树造林可降低空气中CO2的浓度，缓解温室效应；B项，SO2和NO2等酸性气体的大量排放，会导致酸雨；C项，汽车尾气中含氮氧化合物、碳氢化合物，可引起光化学烟雾；D项，氮、磷等营养元素可使水体富营养化，引起赤潮。答案A10．物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。请根据如图所示，回答下列问题：(1)Y的化学式为________，检验Y所用的试剂是________。(2)W的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应，反应的化学方程式为。(3)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，合理的是________(填序号)。a．Na2S＋S b．Na2SO3＋Sc．Na2SO3＋Na2SO4 d．SO2＋Na2SO4(4)将X与SO2混合，可生成淡黄色固体。该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。解析X为气态氢化物H2S，Y为硫元素＋4价的氧化物SO2，Z为硫元素＋4价的盐，可以为Na2SO3，W为＋6价的含氧酸H2SO4。(1)由上述分析可知Y为二氧化硫气体，二氧化硫具有漂白性可以使品红溶液褪色，加热恢复红色，所以检验二氧化硫的试剂可以是品红溶液。(2)W的浓溶液是浓硫酸，与铜单质在加热条件下可以发生化学反应，反应的化学方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋2H2O＋SO2↑。(3)Na2S2O3中S为＋2价，从氧化还原的角度分析，反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2，a中S化合价都小于2，c、d中S的化合价都大于2，b符合题意。(4)将X即H2S与SO2混合，可生成淡黄色固体，发生反应：2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O，反应中H2S做还原剂，SO2做氧化剂，则该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。答案(1)SO2品红溶液(2)Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋2H2O＋SO2↑(3)b(4)1∶211．盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”。现就硫酸与金属铜反应的情况，回答下列问题：(1)工业上制备硫酸铜是利用废铜屑经灼烧后，在加热条件下跟稀硫酸反应，有关的化学方程式是___________________________________________________________________________________________________________________。不采用铜跟浓硫酸反应来制取硫酸铜的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在一定体积的10mol·L－1的浓硫酸中加入过量铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为0.9mol。则浓硫酸的实际体积________(填“大于”“等于”或“小于”)180mL。(3)将8gFe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中，再投入7g铁粉，充分反应后，收集到1.68LH2(标准状况)，同时，Fe和Fe2O3均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗4mol·L－1的NaOH溶液150mL。则原硫酸的物质的量浓度为________。解析(1)加热条件下，Cu和氧气反应生成CuO：2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO，CuO和稀硫酸反应方程式为CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O；浓硫酸和铜反应方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，生成等量的硫酸铜时需要浓硫酸较多且生成的二氧化硫污染环境，所以不采用铜跟浓硫酸反应来制取硫酸铜。(2)在加热条件下，浓硫酸和铜反应生成二氧化硫，但浓硫酸浓度达到一定值后变为稀硫酸，稀硫酸和铜不反应，所以当被还原的硫酸为0.9mol时，则所用浓硫酸的实际体积应大于180mL。(3)该过程中发生的反应为：Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O、Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑、Fe2(SO4)3＋Fe=3FeSO4、FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋Na2SO4、2NaOH＋H2SO4=Na2SO4＋2H2O，最终溶液中的溶质是Na2SO4，由原子守恒得eq\f(1,2)n(NaOH)＝n(Na2SO4)＝n(H2SO4)，则c(H2SO4)＝eq\f(n（NaOH）,2×0.15L)＝eq\f(4mol·L－1×0.15L,2×0.15L)＝2mol·L－1。答案(1)2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO、CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O生成等量的硫酸铜需浓硫酸较多且生成的二氧化硫污染环境(2)大于(3)2mol·L－1[能力练]12．某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验时，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气。为了验证甲、乙两位同学的判断是否正确，丙同学设计了如图所示实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该装置略去)，试回答下列问题：(1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为___________________________________________________________________________________________。(2)乙同学认为还可能产生氢气的理由是________________________________________________________________________________________。(3)丙同学在安装好装置后，必须首先进行的一步操作是。(4)A中加入的试剂可能是________，作用是；B中加入的试剂可能是________，作用是；E中加入的试剂可能是________，作用是。(5)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是：C中：____________，D中：____________________________________。如果去掉装置B，还能否根据D中的现象判断气体X中有氢气？________(填“能”或“不能”)，原因是_________________________________________。解析本题对Zn与浓H2SO4反应的产物进行两种推测，而后设计装置进行验证。设计时既要验证有无SO2生成，又要验证有无H2生成。验证SO2，可用品红溶液，验证H2可利用它的还原性，在加热条件下让气体通过CuO，再通过无水硫酸铜，同时必须注意验证H2时，应考虑空气中的水蒸气和从洗气装置中带出的水蒸气对氢气检验的干扰。答案(1)Zn＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))ZnSO4＋SO2↑＋2H2O(2)当Zn与浓H2SO4反应时，浓H2SO4浓度逐渐变稀，Zn与稀H2SO4反应可产生H2(3)检查装置的气密性(4)品红溶液检验SO2浓H2SO4吸收水蒸气碱石灰防止空气中水蒸气进入D中(5)黑色(CuO)变成红色(Cu)白色粉末变成蓝色不能因为混合气体中含H2O，会干扰H2的检验13．SO2是常见的大气污染物，燃煤是产生SO2的主要原因。工业上有多种方法可以减少SO2的排放。(1)往煤中添加一些石灰石，可使燃煤过程中产生的SO2转化成硫酸钙。该反应的化学方程式是_________________________________________________。(2)可用多种溶液做燃煤烟气中SO2的吸收液。①分别用等物质的量浓度的Na2SO3溶液和NaOH溶液做吸收液，当生成等物质的量NaHSO3时，两种吸收液体积比V(Na2SO3)∶V(NaOH)＝__________________________________________________________________。②NaOH溶液吸收了足量的SO2后会失效，可将这种失效的溶液与一定量的石灰水溶液充分反应后过滤，使NaOH溶液再生，再生过程的离子方程式是_______________________________________________________________________________________________________________________。(3)甲同学认为BaCl2溶液可以做SO2的吸收液。为此甲同学设计如下实验(夹持装置和加热装置略，气密性已检验)：已知：Na2SO3(固体)＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋SO2↑＋H2O反应开始后，A中Na2SO3固体表面有气泡产生同时有白雾生成；B中有白色沉淀。甲认为B中白色沉淀是SO2与BaCl2溶液反应生成的BaSO3，所以BaCl2溶液可做SO2吸收液。乙同学认为B中的白色沉淀是BaSO4，产生BaSO4的原因是①A中产生的白雾是浓硫酸的酸雾，进入B中与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀。②________________________________________________________________。为证明SO2与BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀，乙同学对甲同学的实验装置做了如下改动并实验(夹持装置和加热装置略，气密性已检验)：反应开始后，A中Na2SO3固体表面有气泡产生同时有白雾生成；B、C试管中除了有气泡外，未见其他现象；D中红色褪去。③试管B中试剂是________溶液；滴加浓硫酸之前的操作是___________________________________________________________________。④通过甲、乙两位同学的实验，得出的结论是_________________________________________________________________________________________。解析(1)根据题意，碳酸钙与二氧化硫、氧气在高温条件下反应生成硫酸钙，同时生成二氧化碳，所以反应的化学方程式为2CaCO3＋2SO2＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2CaSO4＋2CO2。(2)①假设生成的NaHSO3物质的量都为2mol，Na2SO3＋SO2＋H2O=2NaHSO3，吸收的二氧化硫的物质的量为1mol，需1molNa2SO3；N