高中化学新教材同步必修第二册 第5章 第一节 第3课时　不同价态含硫物质的转化

第3课时不同价态含硫物质的转化[核心素养发展目标]1.了解含硫物质在自然界中的存在与转化，熟悉自然界中常见的含硫物质的类别及硫元素的化合价。2.根据硫元素化合价会分析含硫物质的性质，并能设计实验实现不同价态硫元素的相互转化。一、自然界中硫的存在与转化1.硫元素广泛存在于自然界中，是植物生长不可缺少的元素，组成生命体的蛋白质中含有硫元素。2.自然界中游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层里，煤中也含有少量硫。3.自然界中化合态的硫广泛存在于硫酸盐、硫化物、火山喷发时释放的气体中、地下水里、动植物体内。自然界中有丰富的含硫元素物质，如下图(1)将以上含硫物质，填入下列“价—类”二维图中(2)完成以上转化的化学方程式：①H2Seq\o(=,\s\up7(△))H2＋S↓②S＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))SO2③2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3④SO3＋H2O=H2SO4⑤SO2＋H2OH2SO3⑥2H2SO3＋O2=2H2SO4相关链接自然界中不同价态硫元素之间的转化大气中SO2主要有三个来源：化石燃料的燃烧、火山爆发和微生物的分解作用。在自然状态下，大气中的SO2，一部分被绿色植物吸收；一部分则与大气中的水结合，经过一系列反应形成H2SO4，随降水落入土壤或水体中，以硫酸盐的形式被植物的根系吸收，转变成蛋白质等有机物，进而被各级消费者所利用，动植物的遗体被微生物分解后，又能将硫元素释放到土壤或大气中，这样就形成一个完整的循环。1.下列关于硫的叙述中不正确的是()A.在自然界中既有化合态的硫又有游离态的硫B.游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里C.实验室常用酒精除去附着在试管壁上的硫黄D.硫是黑火药的主要成分之一答案C解析硫在自然界中既能以化合态(主要为硫化物和硫酸盐)又能以游离态(火山喷口附近或地壳岩层)的形式存在。硫单质俗称硫黄，是一种黄色或淡黄色固体，难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，常用二硫化碳除去试管内壁附着的硫单质。2.硫在自然界中的循环过程如下图所示，下列说法不正确的是()A.石油和煤等化石燃料中含有硫元素B.大气中的二氧化硫只来源于火山喷发产生的气体C.地壳中的硫元素常以硫化物和硫酸盐的形式存在D.动植物遗体被微生物分解后，可产生SOeq\o\al(2－,4)和SO2答案B解析大气中的二氧化硫主要来源于化石燃料的燃烧、火山喷发和微生物的分解。二、实验室中研究不同价态含硫物质的转化1.转化原理(1)硫元素常见价态及其转化关系eq\o(S,\s\up6(－2))eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(S,\s\up6(＋4))eq\o(S,\s\up6(＋6))(2)通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。(3)低价态的硫向高价态转化时需加入氧化剂，高价态的硫向低价态转化时需加入还原剂。2.实验设计设计实验实现不同价态硫转化，遵循的原则是科学性、可行性、安全性和绿色化。预期转化选择试剂实验操作和现象实验结论H2eq\o(S,\s\up6(－2))→eq\o(S,\s\up6(0))二氧化硫、硫化氢、蒸馏水将H2S和SO2通入水中，生成淡黄色沉淀(或溶液变浑浊)SO2与H2S反应生成单质硫eq\o(S,\s\up6(＋4))O2→eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(S,\s\up6(＋4))O2→H2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4二氧化硫、新制氯水、BaCl2溶液将SO2通入新制氯水中，溶液浅黄绿色褪去；再向溶液中滴入氯化钡溶液，产生白色沉淀二氧化硫在水中能被强氧化剂氧化为SOeq\o\al(2－,4)H2SO4→SO2浓硫酸、铜片加热铜片和浓硫酸的混合物，有刺激性气味气体生成浓硫酸被金属铜还原为SO2不同价态硫元素间转化的思维模型1.同价态硫(＋4价)化合物之间的相互转化关系如图。写出图中序号所示反应的化学方程式。①Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O；②SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O；③H2SO3eq\o(=,\s\up7(△))H2O＋SO2↑。2.当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降，可用下图表示(1)H2Seq\o(,\s\up7(①O2不足),\s\do5(④H2、△))Seq\o(,\s\up7(②O2),\s\do5(⑤H2S))SO2eq\o(→,\s\up7(③O2))SO3写出③④⑤的化学方程式(选考)③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________；⑤________________________________________________________________________。(2)Na2Seq\o(,\s\up7(①O2),\s\do5(②NaOH))Seq\o(,\s\up7(③NaOH),\s\do5(④Na2S、H＋))Na2SO3eq\o(→,\s\up7(⑤O2))Na2SO4写出①②⑤的化学方程式(选考)①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；⑤________________________________________________________________________。答案(1)③2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3④S＋H2eq\o(=,\s\up7(△))H2S⑤SO2＋2H2S=3S＋2H2O(2)①2Na2S＋O2＋2H2O=4NaOH＋2S↓②3S＋6NaOHeq\o(=,\s\up7(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O⑤2Na2SO3＋O2=2Na2SO4硫单质及其化合物之间的转化规律(1)邻位价态原则当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降，如H2eq\o(S,\s\up6(－2))eq\o(,\s\up7(O2不足),\s\do5(H2，△))eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(,\s\up7(O2),\s\do5(H2S))eq\o(S,\s\up6(＋4))O2eq\o(→,\s\up7(O2))eq\o(S,\s\up6(＋6))O3(2)相邻价态的粒子不发生氧化还原反应：如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。(3)归中规律当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2H2S＋SO2=3S＋2H2O，2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4=3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。(4)含硫物质的连续氧化规律硫元素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(H2S\o(→,\s\up7(足量O2))SO2\o(→,\s\up7(O2))SO3\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4,S\o(→,\s\up7(O2))SO2\o(→,\s\up7(O2))SO3\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4))1.实验证明铜在低温下不能和氧气发生反应，也不能和稀硫酸共热发生反应。但工业上却是将废铜屑倒入热的稀硫酸中并不断地通入空气来制取硫酸铜溶液的。(1)写出铜屑在上述状态下发生的一系列反应的化学方程式：______________________；__________________________________________________________________________。(2)利用铜和浓硫酸在加热条件下也能制备硫酸铜溶液，其化学方程式为________________________________________________________________________。(3)以上两种方法是前者好还是后者好：________，原因是________________________________________________________________________。答案(1)2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuOCuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O(2)Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O(3)前者好制得相同质量的产品，前者消耗的硫酸少，而且后者生成的SO2会造成大气污染解析第一种方法中，Cu与O2反应后的生成物迅速溶解在热的稀硫酸中生成CuSO4；第二种方法是在加热条件下使铜与浓硫酸反应，H2SO4会被还原为SO2，H2SO4的利用率低且生成的气体有毒。2.A、B、C、D、E五种物质中含有同一种元素，A是淡黄色固体，其相互转化关系如图所示，回答下列问题：(1)写出B、E的化学式：B__________、E_______________________________________。(2)写出C→D的化学方程式：___________________________________________________________________________________________________________________________。(3)将足量的物质C通入BaCl2溶液中，下列说法正确的是________(填序号)。①溶液没有明显变化②溶液中出现白色沉淀③若继续通入Cl2，则溶液中出现白色沉淀答案(1)H2SH2SO4(2)2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3(3)①③解析(1)淡黄色的固体有S和Na2O2，根据A的相关反应可以判断A是S，从而得出B、E分别是H2S、H2SO4。(2)C→D的化学方程式为2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3。(3)SO2与BaCl2不发生反应，若继续通入Cl2，与SO2、H2O反应生成H2SO4，则溶液中出现白色沉淀。课时对点练A组基础对点练题组一自然界中硫的存在与转化1.下列关于硫的叙述中不正确的是()A.硫是一种组成某些蛋白质的生命元素B.石油、煤等化石燃料中常含有硫元素C.硫在自然界中只能以化合态的形式存在D.硫是一种淡黄色的难溶于水的固体答案C解析硫在自然界中既能以化合态(主要为硫化物和硫酸盐)又能以游离态(火山喷口附近或地壳岩层)的形式存在。硫俗称硫黄，是一种黄色固体，难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，常用二硫化碳除去试管内壁附着的硫单质。2.下图有关硫元素循环说法不合理的是()A.煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2B.动物尸体腐败过程产生的H2S气体会进入大气C.循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应D.大气中的硫元素会全部转化成H2SO4随雨水降到土壤里答案D解析A项，煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2，正确；B项，动物尸体腐败过程产生的H2S气体会进入大气，正确；C项，循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应，正确；D项，大气中的硫元素部分转化成亚硫酸，进一步转化为H2SO4随雨水降到土壤里，错误。题组二不同价态含硫物质的性质与转化3.下列有关浓硫酸性质的叙述错误的是()A.在反应：NaCl＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))NaHSO4＋HCl↑中，浓硫酸表现酸性B.在反应：HCOOHeq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CO↑＋H2O中，浓硫酸只表现脱水性C.在反应：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O中，浓硫酸只表现氧化性D.浓硫酸具有吸水性，因而能使CuSO4·5H2O转化为CuSO4答案C解析浓硫酸与氯化钠中元素化合价无变化，浓硫酸只提供H＋，表现为酸性，A项正确；甲酸中的H和O能被浓硫酸以H2O的形式脱出，B项正确；金属与浓硫酸的反应，浓硫酸既表现氧化性也表现酸性，C项错误；CuSO4·5H2O中的水分子被浓硫酸夺取表现为吸水性，D项正确。4.下列变化需要加入氧化剂才能实现的是()A.S2－→HS－ B.Na2SO3→SO2C.SO2→S D.H2S→S答案D解析本题要求加入氧化剂发生的变化，一定是硫元素化合价升高的变化。5.Na2SO3中＋4价的硫元素，既有氧化性，又有还原性。要证明Na2SO3具有还原性，需选用的试剂是()A.硫化钠溶液 B.盐酸C.氯化钙溶液 D.溴水答案D解析要证明Na2SO3具有还原性，应选用具有氧化性的溴水。6.单质X与浓硫酸共热，反应中X与硫酸的物质的量之比为1∶2，则X元素在生成物中的化合价可能为()①＋1②＋2③＋3④＋4A.②④B.③④C.①②D.①③答案A解析若X为金属，X＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))XSO4＋SO2↑＋2H2O，则X为＋2价。若X为非金属，X＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))XO2＋2SO2↑＋2H2O，则X为＋4价。7.在加热条件下：H2Seq\o(=,\s\up7(△))S↓＋H2，硫元素在此反应中表现出()A.酸性 B.不稳定性C.氧化性 D.还原性答案D解析反应中硫元素的化合价由－2价升高为0价，表现还原性。8.如图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为4∶5，化合物D是重要的工业原料。(1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式：____________________________________________________________________________________________________________________。(3)写出一个由D生成B的化学方程式：____________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)H2＋Seq\o(=,\s\up7(△))H2S(2)H2SO3＋2H2S=3S↓＋3H2O(3)C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(合理即可)解析常见的固态单质除了金属之外还有B、C、Si、P、S、I2，而能与空气中氧气反应生成气体化合物的只有C、S。由A在加热条件下可与氢气反应，可知A是单质硫；从B、C的相对分子质量之比为4∶5，确定B是SO2，C是SO3，D是H2SO4，E为H2SO3。9.已知铁和硫的反应为S＋Feeq\o(=,\s\up7(△))FeS，为检测铁和硫的反应产物中铁的化合价，某同学设计了如下实验(部分实验过程)：已知3S＋6KOHeq\o(=,\s\up7(△))2K2S＋K2SO3＋3H2O，请回答下列问题。(1)混合粉末A中硫粉需过量的原因是__________________________________________________________________________________________________________________。(2)操作②的作用是________________________________________________________。(3)操作③中稀硫酸煮沸的目的是______________________________________________________________________________________________________________________。(4)为检测产物中铁的价态，对溶液D的实验操作是_____________________________________________________________________________________________________。答案(1)铁粉过量时，滤渣C中所含铁粉与H2SO4反应，生成的Fe2＋干扰实验，过量的铁粉还能与可能存在的Fe3＋反应，影响实验检测(2)除去过量的硫粉(3)防止H2SO4溶液中溶解的氧气氧化生成的Fe2＋(4)取少量溶液D加入KSCN溶液，观察溶液是否变为红色解析铁和硫反应生成FeS，要检测产物中铁的化合价，必须排除Fe和Fe3＋的干扰。(1)硫粉过量的目的是保证Fe全部反应。(2)加入KOH溶液的目的是除去过量的硫粉。(3)氧气能够将Fe2＋氧化成Fe3＋，所以溶解滤渣C的稀硫酸要先加热煮沸以排除其中所含的氧气。B组综合强化练1.(2019·合肥八中高一月考)下列物质制备实验设计中，能体现“经济、高效、环保”精神的最佳方案是()A.铜与浓硫酸共热制备硫酸铜B.Cu(OH)2与稀硫酸反应制备硫酸铜C.先灼烧废铜屑生成氧化铜，然后再用浓硫酸溶解制备硫酸铜D.适当温度下，使铜片在持续通入空气的稀硫酸中溶解制备硫酸铜答案D解析选项A，该法有环境污染物SO2生成；选项B，该法原料有Cu(OH)2，不经济；选项C，该法需要灼烧，耗能过多。2.某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3＋，他们使用的药品和装置如下图所示，下列说法不合理的是()A.能表明I－的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色B.装置C的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气C.为了验证A中发生了氧化还原反应，加入KMnO4溶液，紫红色褪去D.为了验证A中发生了氧化还原反应，加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀答案C解析溶液蓝色褪去，说明二氧化硫和碘单质反应，I2＋SO2＋2H2O=2HI＋H2SO4，依据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物，二氧化硫还原性大于碘离子；二氧化硫是污染性气体不能排放到空气中，需要用氢氧化钠溶液吸收，因此装置C的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气；二氧化硫、亚铁离子和氯离子都具有还原性，都可以和高锰酸钾溶液发生反应使之褪色，不能验证A中发生了氧化还原反应；铁离子氧化二氧化硫为硫酸，2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，加入氯化钡生成白色沉淀说明反应进行生成了硫酸根离子。3.(2019·武汉期末)已知硫代硫酸钠可作为脱氧剂，25.0mL0.100mol·L－1的Na2S2O3溶液恰好把224mL(标准状况下)Cl2转化为Cl－，则S2Oeq\o\al(2－,3)将转化为()A.S2－B.SC.SOeq\o\al(2－,3)D.SOeq\o\al(2－,4)答案D解析n(Na2S2O3)＝0.025L×0.100mol·L－1＝0.0025mol，n(Cl2)＝eq\f(0.224L,22.4L·mol－1)＝0.01mol，×(n－2)mol＝2×0.01mol，解得n＝＋6。4.如图所示的转化关系。据此回答下列问题：(1)写出A、B的名称：A________，B________。(2)写出C、D、E的化学式：C__________，D__________，E________。(3)写出气体X转化为气体Y的化学方程式：__________________________________。(4)写出生成沉淀E的离子方程式：__________________________________________。答案(1)硫化钠亚硫酸钠(2)H2SO4H2SS(3)2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3(4)2S2－＋SOeq\o\al(2－,3)＋6H＋=3S↓＋3H2O解析本题为框图推断题，首先寻找解题的“突破口”，一般情况下，物质的颜色、状态、气味，反应现象，反应条件和反应类型可作为突破口。本题的突破口在于气体X与氧气在一定条件下生成气体Y，根据相关反应可推知X为SO2，Y为SO3。Y与水反应生成C，则C为H2SO4。X与过量NaOH溶液反应生成B，则B为Na2SO3。由D燃烧生成X(SO2)，且D为气体可推知，D为H2S。D与过量NaOH溶液反应生成A，则A为Na2S。由A、B、C在溶液中反应生成沉淀E可知，E为S。5.(2018·湖北宜昌一中高一期末)已知甲、乙、丙为常见单质，A、B、C、D、E、F、G、X均为常见的化合物；A、B、C、D、E、X等的焰色反应均呈黄色；B和X的摩尔质量相同，E的相对分子质量比D的相对分子质量大16。在一定条件下，各物质相互转化关系如图所示。(1)写出X和G的化学式：X________，G________。(2)写出有关变化的化学方程式。D＋丙：_______________________________________________________________________。C＋G：_______________________________________________________________________。(3)写出B与H2O反应的离子方程式：_____________________________________________；若消耗0.5molB，转移电子________mol。答案(1)Na2SSO3(2)2Na2SO3＋O2=2Na2SO4SO3＋2NaOH=Na2SO4＋H2O(3)2Na2O2＋2H2O=4Na＋＋4OH－＋O2↑0.5解析A、B、C、D、E、X的焰色反应均呈黄色，则均含有钠元素，甲、乙、丙为常见的单质，甲和乙反应生成X，甲和丙反应生成A，可推知甲为钠；甲、乙能与单质丙连续两次反应，可能是甲、乙分别被连续氧化，B和水反应又生成单质丙，则丙为氧气，B为过氧化钠，A为氧化钠，C为氢氧化钠；B和X的摩尔质量相同，则X为硫化钠，乙为单质硫，F为二氧化硫，G为三氧化硫；E的相对分子质量比D的相对分子质量大16，则E为硫酸钠，D为亚硫酸钠，将上述物质代入各转化关系，符合题意。(1)X为硫化钠，化学式为Na2S；G为三氧化硫，化学式为SO3。(2)D为亚硫酸钠，丙为氧气，亚硫酸钠被氧气氧化为硫酸钠，化学方程式为2Na2SO3＋O2=2Na2SO4；C为氢氧化钠，G为三氧化硫，氢氧化钠与三氧化硫反应生成硫酸钠和水，化学方程式为SO3＋2NaOH=Na2SO4＋H2O。(3)B2＋2H2O=4Na＋mol电子。6.在学习了硫的转化后，某学生绘制了如图转化关系。(1)写出指定物质的化学式：A______________________，B_______________________，D_________________________________。(2)写出“H2SO4→C”的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________(写一个即可)。(3)写出A与SO2相互转化的化学方程式：______________________________________________________________________________________________________________。(4)写出一个由SO2直接生成H2SO4的化学方程式：________________________________________________________________________。答案(1)SO3H2SH2SO3(2)H2SO4＋Na2CO3=Na2SO4＋CO2↑＋H2O(合理即可)(3)2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3(4)SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr(合理即可)解析(1)A中S元素为＋6价且可以转化为H2SO4，又可以和二氧化硫相互转化，因此A为SO3；B中硫元素为－2价且为气态氢化物，因此B为H2S；D中S元素为＋4价，且是酸，故D为H2SO3。(2)C中S元素为＋6价，且由H2SO4制得，则“H2SO4→C”的化学方程式可为H2SO4＋Na2CO3=Na2SO4＋CO2↑＋H2O。(3)SO3与SO2相互转化的化学方程式为2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3。7.已知二氧化硫可使酸性高锰酸钾溶液褪色，化学反应方程式为5SO2＋2KMnO4＋2H2O=K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4，用如图装置来验证浓硫酸与木炭在加热条件下反应的产物中含有SO2和CO2。(1)写出浓硫酸和木炭在加热条件下发生反应的化学方程式：______________________。(2)实验时，反应产生的气体应从________(填“a”或“b”，下同)端通入；________端连接盛有澄清石灰水的实验装置。(3)B瓶的作用是__________________________________________________________。(4)证明混合气体中含有二氧化碳的现象是________________、________________。答案(1)C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(2)ab(3)除去SO2气体(4)C中品红溶液不褪色D中出现白色沉淀解析(1)利用信息：浓硫酸和木炭在加热条件下发生反应生成CO2、SO2，结合得失电子守恒、原子守恒可知木炭与浓硫酸反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(2)验证反应产生的气体含有CO2和SO2，需要先验证SO2的存在，除去SO2，再验证CO2的存在，且气体通过溶液时导气管应长进短出，故实验时反应产生的气体应从a端通入；b端连接盛有澄清石灰水的实验装置。(3)B瓶的作用是除去SO2，排除对检验CO2的干扰。(4)当C装置中品红溶液不褪色，D装置中澄清石灰水变浑浊时说明混合气体中含有CO2。课后测评一、选择题(本题包括10小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分,共20分)1.(河北卷,4)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是()A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除答案D解析SO2为无色有刺激性气味的气体,A项错误。汽车尾气中的主要大气污染物为CO、碳氢化合物、氮氧化物、烟尘等,B项错误。氮的固定是将氮由游离态转化为化合态,植物一般利用硝酸盐作为肥料,无法利用NO和NO2,通常大气中不含有NO、NO2,C项错误。工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱硫,原理为SO2+CaOCaSO3,2CaSO3+O22CaSO4,D项正确。2.(安徽师大附中高一期中)下列说法正确的是()A.在反应SiO2+2CSi+2CO↑中,硅被还原,所以碳的还原性强于硅的还原性B.硅酸钠属于盐,不属于碱,故硅酸钠溶液可以保存在磨口玻璃塞的试剂瓶中C.用SiO2制取硅酸,应先使其与NaOH溶液反应,然后再通入CO2D.由反应SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑可知,硅酸的酸性强于碳酸答案C解析反应SiO2+2CSi+2CO↑在高温下进行,不能据此比较碳、硅的还原性,A错误;硅酸钠的水溶液能将磨口玻璃塞和试剂瓶黏在一起,应盛放在带橡胶塞的试剂瓶中,B错误;H2CO3的酸性强于H2SiO3,SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3,再通入CO2气体,可生成H2SiO3,C正确;SiO2和Na2CO3在高温下反应产生的CO2是气体,脱离该反应体系,使反应向生成Na2SiO3的方向进行,不符合较强酸制取较弱酸的规律,实际上H2CO3的酸性强于H2SiO3,D错误。3.(天津部分区高一期末)下列说法不正确的是()A.遇空气变为红棕色的是NOB.NH4HCO3不稳定,受热易分解C.Cl2能使湿润的红色布条褪色D.浓硫酸能使蔗糖变黑并有刺激性气味的气体生成,只体现了浓硫酸的脱水性答案D解析NO遇到空气中的O2反应生成红棕色的NO2,A正确;NH4HCO3不稳定,受热易分解生成NH3、CO2和H2O,B正确;Cl2与湿润红色布条中的水发生反应生成HCl和HClO,HClO具有漂白性,能使红色布条褪色,C正确;浓硫酸能使蔗糖变黑并有刺激性气味的气体生成,在蔗糖脱水炭化后,浓硫酸与炭反应生成CO2、SO2和H2O,故浓硫酸体现了脱水性和强氧化性,D错误。4.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是()A.Na2O2吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具供氧剂B.ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒C.SiO2硬度大,可用于制造光导纤维D.NH3易溶于水,可用作制冷剂答案A解析A项,人呼出气体中含有的CO2可与Na2O2反应生成O2,故Na2O2可用作呼吸面具的供氧剂,正确;B项,ClO2具有强氧化性,可以用于自来水的杀菌消毒,错误;C项,SiO2可用于制造光导纤维不是因为其硬度大,两者无对应关系,错误;D项,NH3易液化,液氨汽化时吸收大量的热是其可用作制冷剂的原因,错误。5.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是()A.FeFeCl2Fe(OH)2B.SSO3H2SO4C.CaCO3CaOCaSiO3D.NH3NOHNO3答案C解析A项,Fe与Cl2反应生成FeCl3,错误;B项,S与O2反应生成SO2,错误;C项,CaCO3高温分解生成CaO和CO2,碱性氧化物CaO与酸性氧化物SiO2在高温条件下反应生成CaSiO3,正确;D项,NO与H2O不反应,错误。6.(山东临沂高一期中)不能利用下图所示装置进行的气体制备实验是()A.用生石灰和浓氨水制取氨气B.用铜和浓硝酸制取二氧化氮C.用二氧化锰和浓盐酸制取氯气D.用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳答案C解析MnO2与浓盐酸在常温下不反应,要在加热条件下反应生成Cl2。7.下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是()选项物质(括号内为杂质)除杂试剂AFeCl2溶液(FeCl3)Fe粉BNaCl溶液(MgCl2)NaOH溶液、稀盐酸CCl2(HCl)H2O、浓硫酸DNO(NO2)H2O、无水CaCl2答案B解析A项,主反应Fe+2FeCl33FeCl2属于氧化还原反应,A不选;B项,加入足量NaOH溶液发生复分解反应生成Mg(OH)2沉淀,过滤后用盐酸中和过量的NaOH得到不含MgCl2的NaCl溶液,B符合题意;C项,除去Cl2中的HCl,可将混合气体通过饱和食盐水,然后再用浓硫酸干燥,C不选;D项,主反应3NO2+H2O2HNO3+NO属于氧化还原反应,D不选。8.(山东枣庄高一期末)在提纯粗盐(含有Ca2+、Mg2+、SO42-A.加入试剂顺序可以是BaCl2、Na2CO3、NaOH、HClB.过滤操作可以在所有的试剂加完后进行C.可以用玻璃棒搅拌溶液,以加快过滤速度D.将提纯后的食盐溶液倒入坩埚,加热,至水分全部蒸干停止加热答案A解析要先加入BaCl2溶液除去SO42-,后加入Na2CO3溶液除去Ca2+及过量Ba2+,最后加入盐酸,A正确;过滤操作要在加入盐酸之前进行,B错误;过滤时,不能用玻璃棒搅拌,防止滤纸破损,C错误;蒸发时,待溶液中析出大量晶体时即可停止加热,9.(全国乙卷,8)在实验室采用如图装置制备气体,合理的是()选项化学试剂制备的气体ACa(OH)2+NH4ClNH3BMnO2+HCl(浓)Cl2CMnO2+KClO3O2DNaCl+H2SO4(浓)HCl答案C解析NH3的密度小于空气的密度,收集NH3应该用向下排空气法,题干中装置采用的是向上排空气法,A项不合理;MnO2与浓盐酸反应制Cl2、NaCl与浓硫酸反应制取HCl,均应该使用固-液加热型制气装置,而题干给出的装置属于固-固加热型制气装置,B、D项不合理;利用MnO2与KClO3共热制取氧气,制取装置及收集装置均正确,C项合理。10.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是()选项操作现象解释或结论A过量的Fe粉中加入稀硝酸,充分反应后,滴加KSCN溶液溶液呈红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3+BAl箔插入稀硝酸中无现象Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜C用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上试纸变蓝色浓氨水呈碱性D向盛有某溶液的试管中滴加稀NaOH溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口试纸不变蓝原溶液中无NH答案C解析稀硝酸与Fe粉反应,首先生成Fe3+,过量的铁将Fe3+还原得到Fe2+,滴入KSCN溶液不显红色,A项错;Al箔能与稀硝酸反应放出NO,B项错;检验溶液中的NH4+,应加入浓NaOH溶液,且需要加热,故无法确定是否含有NH二、选择题(本题包括5小题,每小题有1~2个正确选项,每小题4分,共20分)11.(山东青岛高一期末)已知甲、乙、丙三种物质均含有同种元素X,其转化关系如下。下列说法错误的是()A.若A为硝酸,X为金属元素,则甲与丙反应可生成乙B.若A为氧气,丙在通常状况下为红棕色气体,则甲一定为非金属单质C.若乙为NaHCO3,则A可能是盐酸,也可能是氢氧化钠溶液D.若甲为淡黄色固体,则丙与水形成的浓溶液与某些金属单质和非金属单质都可以生成乙答案B解析若A为硝酸,X为铁元素,甲是Fe,乙是Fe(NO3)2,丙是Fe(NO3)3,Fe和Fe(NO3)3反应可生成Fe(NO3)2,A正确。若A为氧气,丙是红棕色气体,则丙是NO2,乙是NO,甲可以是N2或NH3,B错误。若乙为NaHCO3,A可能是盐酸,甲是Na2CO3,丙是CO2;A也可能是NaOH溶液,丙是Na2CO3,甲是CO2,C正确。若甲为淡黄色固体,可能是S,A是O2,则乙是SO2,丙是SO3,SO3与水反应生成H2SO4,浓硫酸与某些金属单质、非金属单质反应均生成SO2,D正确。12.如图装置,将溶液A逐滴加入固体B中,下列叙述正确的是()A.若A为浓盐酸,B为MnO2,C中盛品红溶液,则C中溶液褪色B.若A为醋酸,B为贝壳,C中盛过量澄清石灰水,则C中溶液变浑浊C.若A为浓氨水,B为生石灰,C中盛AlCl3溶液,则C中先产生白色沉淀后沉淀又溶解D.若A为浓硫酸,B为Na2SO3固体,C中盛石蕊溶液,则C中溶液先变红后褪色答案B解析浓盐酸与MnO2反应需要加热,A项错误;Al(OH)3不与弱碱性的氨水反应,C项错误;SO2具有漂白性,但不能使石蕊溶液褪色,D项错误。13.下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是()选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ判断A向浓盐酸中加入浓硫酸可制备氯化氢气体浓盐酸易挥发,浓硫酸与水作用放出大量的热Ⅰ对,Ⅱ对;有BCu能与浓硝酸反应由于Cu具有还原性,浓硝酸具有氧化性,在任何条件下生成的气体一定是NO2Ⅰ对,Ⅱ对;无C硫单质在纯氧中燃烧有少量SO3生成部分二氧化硫被氧化为SO3Ⅰ对,Ⅱ对;无D氯化铵和碱石灰共热用于实验室制备NH3铵盐与碱能发生复分解反应Ⅰ对,Ⅱ对;有答案AD解析A项,浓硫酸具有吸水性,吸水的过程中放出大量的热,促使浓盐酸中的HCl挥发,从而制得HCl气体;B项,Cu与浓硝酸反应时,随着反应的进行,硝酸浓度逐渐减小,当变为稀硝酸时生成NO,且陈述Ⅱ与陈述Ⅰ有因果关系;C项,硫单质燃烧仅生成SO2;D项,利用铵盐与碱共热能发生复分解反应,实验室用氯化铵和碱石灰共热制备NH3。14.(山东济南高一期末)向200mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中缓慢加入铁粉,产生气体的体积随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列说法错误的是()A.OA段产生的气体是NO,BC段产生的气体是H2B.A点溶液中的溶质为Fe2(SO4)3和H2SO4C.原混合溶液中NO3-的物质的量为0D.原混合溶液中H2SO4的物质的量浓度为1mol·L-1答案CD解析酸性条件下,氧化性:NO3->Fe3+>H+。OA段稀硝酸足量,反应生成Fe(NO3)3,发生反应:①Fe+4H++NO3-Fe3++NO↑+2H2O;由于Fe3+的氧化性强于H+,AB段发生反应:②2Fe3++Fe3Fe2+;BC段铁与H+发生反应:③Fe+2H+Fe2++H2↑。由上述分析可知,OA段产生NO,BC段产生H2,A正确;A点NO3-恰好完全反应,溶液中溶质为Fe2(SO4)3和H2SO4,B正确;A点NO3-完全反应,消耗11.2gFe(即0.2mol),结合反应方程式可知同时消耗0.2molNO3-,故原混合溶液中含0.2molNO3-,C错误;反应①消耗0.2molFe和0.8molH+,反应③消耗0.1molFe和0.2molH+,则溶液中硫酸提供H+为0.8mol+0.2mol-0.2mol=0.8mol,n(H2SO4)=0.8mol2=0.4mol,故原混合液中c(H215.(山东德州高一期末)向500mL稀硝酸中加入一定量的铁粉,铁粉完全溶解后,放出NO6.272L(标准状况下),同时溶液质量增加11.2g。下列判断不正确的是()A.原硝酸溶液的物质的量浓度为2.24mol·L-1B.原溶液中投入铁粉的物质的量是0.2molC.反应后溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=3∶2D.反应后的溶液还可以溶解铜粉4.48g答案BC解析标准状况下6.272LNO的物质的量为0.28mol,假设反应后生成Fe2+、Fe3+的物质的量分别为x、y,据得失电子守恒可得:0.28mol×(5-2)=2x+3y;反应后溶液质量增加11.2g,则有56g·mol-1(x+y)-0.28mol×30g·mol-1=11.2g,联立上述两式解得:x=0.21mol,y=0.14mol,则反应后溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=0.14∶0.21=2∶3,C错误。根据铁元素守恒可知,原溶液中投入铁粉的物质的量为0.21mol+0.14mol=0.35mol,B错误。据氮元素守恒可知,原HNO3溶液中n(HNO3)=0.21mol×2+0.14mol×3+0.28mol=1.12mol,则有c(HNO3)=1.12mol0.5L=2.24mol·L-1,A正确。反应后的溶液为Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的混合溶液,加入铜粉发生反应2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,则0.14molFe3+可溶解0.07molCu,其质量为0.07mol×64g·mol-1三、非选择题(本题包括5小题,共60分)16.(10分)A、B、C、D是中学化学常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如下(反应条件及部分产物已略去):(1)若A是一种黄色固体单质,则反应②③的化学方程式分别为;。

(2)若A是一种金属单质,C是淡黄色固体,则反应③的化学方程式为。

(3)①②③三步反应中,一定属于氧化还原反应的是(填序号)。

答案(1)2SO2+O22SO3SO3+H2OH2SO4(2)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑(3)①②解析图示中的①②反应就是常见的“连续氧化”。在中学教材中,这样的“连续氧化”有:C(或CH4等)→CO→CO2;Na→Na2O→Na2O2;S(或H2S)→SO2→SO3;N2(或NH3)→NO→NO2等。据此可知:(1)的路线为:S→SO2→SO3→H2SO4;(2)的路线为:Na→Na2O→Na2O2→NaOH;根据上述分析可知,反应①②是单质或化合物被氧气氧化的反应,一定属于氧化还原反应,而③则不一定。17.(11分)(1)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的①浓硫酸、②稀硫酸、③浓硝酸、④稀硝酸,能随即发生剧烈反应的是(填序号,下同),常温下缓慢反应(或微热后能发生剧烈反应)的是,常温下不反应,但加热后发生剧烈反应的是,加热也不发生反应的是。由此可以得到上述四种酸氧化性由强到弱的顺序是。

(2)先将铜与浓硫酸反应产生的气体X持续通入如图装置中,一段时间后再将铜与浓硝酸反应产生的大量气体Y也持续通入该装置中,可观察到的现象包括。

A.通入X气体后产生白色沉淀B.通入X气体后溶液中无明显现象C.通入Y气体后开始沉淀D.通入Y气体后沉淀溶解E.通入Y气体后溶液中无明显现象由此可得到的结论是。

A.HNO3的酸性比H2SO4的强B.盐酸的酸性比H2SO3的强C.BaSO3能溶于盐酸D.HNO3能氧化H2SO3(或SO2)E.BaSO4不溶于水也不溶于HNO3溶液答案(1)③④①②③>④>①>②(2)BCBCDE解析(2)因为盐酸的酸性比H2SO3的强,所以SO2不与BaCl2反应,即持续通入X气体(SO2)后溶液中无明显现象。NO2与水反应生成HNO3,HNO3氧化H2SO3(或SO2)生成SO42-,所以通入Y气体(NO2)后开始生成沉淀18.(15分)依据下图中氮元素及其化合物的转化关系,回答问题:(1)图1中,X的化学式为,从化合价上看,X具有(填“氧化”或“还原”)性。

(2)回答下列关于NH3的问题:①实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气,该反应的化学方程式为。

②下列试剂不能用于干燥NH3的是(填字母)。

A.浓硫酸B.碱石灰C.NaOH固体③若要收集一瓶氨气,请将上述装置补充完整,在图2虚框内画出连接图。④氨气是重要的化工原料,可以合成多种物质,写出其催化氧化的化学方程式:。

(3)回答下列关于NO、NO2的问题:①汽车排气管上装有催化转化器可减少尾气对环境的污染,汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体排放,写出相关反应的化学方程式:。

②NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收,写出相关化学方程式:。

工业生产中利用氨水吸收SO2和NO2,原理如下图所示:NO2被吸收过程的离子方程式是。

答案(1)N2O5氧化(2)①Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O②A③④4NH3+5O24NO+6H2O(3)①2NO+2CON2+2CO2②NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O2NO2+4SO32-N2解析(1)X中氮元素化合价是+5价,故该氧化物的化学式为N2O5,氮元素处于最高价,因此X具有氧化性。(2)①实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制备氨气,该反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。②氨气为碱性气体,且具有还原性,浓硫酸具有酸性和强氧化性,会与氨气发生反应,故不能用浓硫酸干燥。③氨气极易溶于水,密度比空气小,可用向下排空气法收集,导气管应短进长出。④氨气催化氧化反应的化学方程式为4NH