2018年化学高考题分类解析考点15 硫元素单质及其重要化合物

高考试题分类解析PAGE考点15硫元素单质及其重要化合物一、选择题1.(2018·全国卷Ⅱ·8)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是 ()A.雾和霾的分散剂相同B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关【命题意图】本题通过雾霾的形成考查氮和硫的化合物知识,意在考查学生利用所学化学知识解释生活中化学问题的能力。【解题关键】解答本题的关键点:(1)明确分散系和分散剂等基本概念;(2)读懂题目给出雾霾的形成图示。【解析】选C。雾和霾的分散剂均是空气,故A项正确;根据题目给出的流程图示可以得出雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵,故B项正确;由图示可以得出硝酸铵和硫酸铵的形成是NH3与硝酸和硫酸反应生成的,不是催化剂而是反应物,故C项错误;过度使用氮肥会导致空气中的NOx和NH3的含量增多,而NOx和NH3均与雾霾的形成有关,故D项正确。二、非选择题2.(2018·全国卷Ⅰ·27)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题:(1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式。

(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为:①pH=4.1时,Ⅰ中为溶液(写化学式)。

②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是。

(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为。电解后,室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。

(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00mL葡萄酒样品,用0.01000mol·L-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00mL。滴定反应的离子方程式为,

该样品中Na2S2O5的残留量为g·L-1(以SO2计)。

【命题意图】本题以焦亚硫酸钠的制备、应用为载体考查学生流程的分析、电解原理的应用以及定量分析等知识点,题目难度中等。【解析】(1)NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水可以制得Na2S2O5,该过程反应的化学方程式为2NaHSO3Na2S2O5+H2O。(2)由于碳酸的酸性弱于亚硫酸,所以向碳酸钠饱和溶液中通入二氧化硫会生成亚硫酸钠或者亚硫酸氢钠,但是亚硫酸钠水溶液显碱性,而该溶液显酸性,故该溶液为NaHSO3溶液;由于生产Na2S2O5通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得,而前一步产生的亚硫酸氢钠溶液不是过饱和溶液,所以再次加入碳酸钠固体、并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液。(3)根据题中的图示,左侧为电解池的阳极,右侧为电解池的阴极,离子交换膜均为阳离子交换膜,只允许阳离子通过,阳极的电解质溶液为稀硫酸,所以阳极的电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑,则阳极的氢离子会透过阳离子交换膜进入a室,与a室中的SO2碱吸收液中含有的Na2SO3发生反应生成亚硫酸氢钠,所以a室中的NaHSO3浓度增加。(4)由于Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂,所以在氧化还原反应中作还原剂,因此在与碘标准液反应时,会被氧化成硫酸根,碘单质被还原为碘离子,该反应的离子方程式为+2I2+3H2O2+4I-+6H+;根据硫原子守恒及上述反应的离子方程式可得如下关系:2SO2~~2I2,故该样品中Na2S2O5的残留量为0.01L×0.01000mol·L-1×64g·mol-1÷0.05L=0.128g·L-1。答案:(1)2NaHSO3Na2S2O5+H2O(2)①NaHSO3②得到NaHSO3过饱和溶液(3)2H2O-4e-4H++O2↑a(4)+2I2+3H2O2+4I-+6H+0.128【易错警示】本题的易错点有两处:一是电解池的分析与判断,没注意结合电解原理、交换膜的作用、离子的移动方向等题设条件导致分析电极反应、亚硫酸氢钠浓度的变化有偏差;二是计算残留量时以焦亚硫酸钠计算,而不是以二氧化硫计算,导致计算错误。3.(2018·北京高考·27)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551kJ·mol-1反应Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH3=-297kJ·mol-1反应Ⅱ的热化学方程式:。

(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。p2p1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是。

(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。i.SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2Oii.I2+2H2O+

++2I-

(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)序号ABCD试剂组成0.4mol·L-1KIamol·L-1KI0.2mol·L-1H2SO40.2mol·L-1H2SO40.2mol·L-1KI0.0002molI2实验现象溶液变黄,一段时间后出现浑浊溶液变黄,出现浑浊较A快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快①B是A的对比实验,则a=。

②比较A、B、C,可得出的结论是。

③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A。结合i、ii反应速率解释原因:。

【命题意图】本题考查了盖斯定律、反应速率和化学平衡的相关内容,意在考查学生应用化学反应原理等相关知识对实验数据和现象的分析与推理能力。【解析】(1)根据盖斯定律,反应Ⅰ和反应Ⅲ相加后的逆反应为反应Ⅱ的热化学方程式:3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s)ΔH2=-254kJ·mol-1。(2)根据图示,在相同温度下,p2时硫酸的物质的量分数更大。反应Ⅱ是气体分子数减小的反应,增大压强,平衡右移,硫酸的物质的量分数增大,故p2>p1。(3)反应ii中I2化合价降低,所以另一种反应物应为还原剂SO2,其化合价升高,生成物是SO42-,根据电荷守恒原则,在酸性条件下用H+调整电荷守恒,故I2+2H2O+SO2SO42-+4H++2I-。(4)①B是A的对比实验,c(I-)②A、B、C三组实验中,C为对照实验,证明在无I-存在时,H2SO4对SO2的歧化反应无影响;A、B对比证明c(I-)相同时,c(H+)越大,反应i速率越快。③I2易溶解在KI溶液中,将反应ii乘以2与反应i相加,得反应式3SO2+2H2OS↓+2SO42-+4H+,可知随着反应的进行c(H+)增大,根据②的结论,SO2的歧化反应速率答案:(1)3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s)ΔH2=-254kJ·mol-1(2)>反应Ⅱ是气体分子数减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向移动,H2SO4的物质的量增大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大(3)SO2SO42(4)①0.4②I-是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率③反应ii比i快;D中由反应ii产生的H+使反应i加快4.(2018·江苏高考·18)碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末,反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液,反应方程式为(2-x)Al2(SO4)3+3xCaCO3+3xH2O2[(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]+3xCaSO4↓+3xCO2↑生成物(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。(1)制备碱式硫酸铝溶液时,维持反应温度和反应时间不变,提高x值的方法有。

(2)碱式硫酸铝溶液吸收SO2过程中,溶液的pH(填“增大”“减小”“不变”)。

(3)通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值,测定方法如下:①取碱式硫酸铝溶液25.00mL,加入盐酸酸化的过量BaCl2溶液充分反应,静置后过滤、洗涤,干燥至恒重,得固体2.3300g。②取碱式硫酸铝溶液2.50mL,稀释至25mL,加入0.1000mol·L-1EDTA标准溶液25.00mL,调节溶液pH约为4.2,煮沸,冷却后用0.08000mol·L-1CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点,消耗CuSO4标准溶液20.00mL(已知Al3+、Cu2+与EDTA反应的化学计量比均为1∶1)。计算(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值(写出计算过程)。【命题意图】本题考查碱式硫酸铝的制备以及碱式硫酸铝化学式的确定,难度中等。【解析】(1)碱式硫酸铝是由Al2(SO4)3与CaCO3反应而得,(2-x)molAl2(SO4)3转化为2mol(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3,该过程就是要使Al2(SO4)3被消耗,可以通过增多CaCO3使得Al2(SO4)3被消耗,也可以通过搅拌,使反应物充分接触,而生成更多的产物。(2)(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中Al(OH)3可以吸收SO2,生成Al2(SO4)3,Al3+浓度增大,其水解出的H+浓度大,溶液酸性增强,即pH减小。(3)①可计算出25.00mL碱式硫酸铝溶液中,n(SO42-)=n(BaSO4)=0.0100mol。②用总的EDTA的量减去CuSO4消耗的EDTA的量,即为Al3+消耗的EDTA的量,由此得出2.5mL碱式硫酸铝溶液中的n(Al3+),扩大10倍得出③1mol(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中n(Al3+)=2(1-x)+x=(2-x)mol,n(SO42-)=3(1-x)mol,由此列式:n(Al3+)n答案:(1)适当增加CaCO3的量或加快搅拌速率(2)减小(3)25mL碱式硫酸铝溶液中:n(SO