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硫的性质与应用习题及答案


硫的性质与应用习题
一、选择题(本题包括 10 小题,每小题 6 分,共 60 分) 1.SO2 是常见的大气污染物之一,下列有关 SO2 的说法不正确的是( A.SO2 对环境的主要影响是形成酸雨 B.用天然气、水煤气等清洁燃料代替煤炭作民用燃料或在煤中加入生石灰后燃烧,可以减少 SO2 的排放量 C.硫酸厂使用 V2O5 作催化剂,加快 SO2 的转化速率,可以减少

SO2 的排放量 D.植树造林,绿化环境有利于减少空气中 SO2 的含量 2.(2012· 临沂模拟)SO2 通入 BaCl2 溶液中并不产生沉淀,而通入另一种气体后可以产生白色沉淀。则图中右 侧 Y 形管中放置的药品组合不符合要求的是(必要时可以加热)( A.Cu 和浓硝酸 B.CaO 和浓氨水 C.大理石和稀盐酸 D.高锰酸钾溶液和浓盐酸 3.用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应,下列有关说法不合理的是( A.上下移动①中铜丝可控制 SO2 的量 B.②中选用品红溶液验证 SO2 的生成 C.③中选用 NaOH 溶液吸收多余的 SO2 D.为确认 CuSO4 生成,向①中加水,观察颜色 4.下列有关说法不正确的是( ) ) ) )

A.(2011· 山东高考)要清洗附着在试管壁上的硫,可用的试剂是 CS2 B.(2011· 江苏高考)硫化亚铁溶于稀硝酸中反应的离子方程式为:FeS+2H ===Fe2 +H2S↑
+ +

C.(2011· 新课标全国卷)常温下浓硫酸能使铝发生钝化,可在常温下用铝制容器贮运浓硫酸 D.(2011· 海南高考)在 Na2SO3 和 BaCO3 混合物中加入过量的稀硫酸,能产生气泡并有沉淀生成 5.(2011· 上海高考)下列溶液中通入 SO2 一定不会产生沉淀的是( A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 ) C.Na2S ) D.BaCl2

6.(2012· 泰安模拟)下列说法正确的是(

A.因为 SO2 具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、酸性高锰酸钾溶液、石蕊试液退色 B.能使品红溶液退色的不一定是 SO2 C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2 都能使红墨水退色,其原理相同 D.SO2 和 Cl2 等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好 7.某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质,其中不能达到目的的是( A 实验 吸水性 目的 脱水性 溶解放热 强氧化性 B C ) D

1

实验 装置

8.(易错题)(2011· 山东高考改编)常温下,H2SO3 的电离常数 K a =1.2× 10 2, K a =6.3× 10 8;H2CO3 的电
- -

1

2

离常数 K a =4.5× 10 7, K a =4.7× 10


-11

1

2

。某同学设计实验验证 H2SO3 的酸性强于 H2CO3,下列方案不正

确的是(

)

A.将 SO2 和 CO2 气体分别通入水中至饱和, 立即用酸度计测两溶液的 pH, 若前者的 pH 小于后者, 则 H2SO3 的酸性强于 H2CO3 B.配制相同物质的量浓度的 NaHCO3、NaHSO3 溶液,用酸度计测定两溶液的 pH,若前者的 pH 大于后者, 则证明 H2CO3 的酸性弱于 H2SO3 C.将 SO2 依次通过 NaHCO3 溶液、酸性 KMnO4 溶液、品红溶液、饱和石灰水。若发现品红溶液不退色,饱 和石灰水变浑浊,则证明 H2CO3 的酸性弱于 H2SO3 D.将 CO2 依次通过 NaHSO3 溶液、品红溶液。若发现品红溶液不退色,则证明 H2CO3 的酸性弱于 H2SO3
2 9.已知某溶液中可能含有 SO2 3 、SO4 及其他某些未知离子,某同学取适量试液放入四支试管中,然后分别
- -

进行如下实验并得出相应的结论,其中合理的是 (
2 ①若加入 BaCl2 溶液得到白色沉淀,然后加入足量的稀硝酸,沉淀不消失,说明原溶液中一定含有 SO4


)

②若加入 BaCl2 溶液得到白色沉淀,然后加入足量的稀盐酸,沉淀溶解并产生刺激性气味的气体,说明原 溶液中一定含有 SO2 3


2 ③若先加入盐酸无现象,再加入 BaCl2 溶液得到白色沉淀,说明原溶液中一定有 SO4




④若做焰色反应实验时,火焰呈黄色,说明溶液中一定有 Na ,但不能确定是否有 K A.①②③④ C.②③④ 10.将一定量的锌与 100 mL 18.5 mol· L
-1



B.①④ D.②③ 的浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体 A 33.6 L(标准状
+ -

况)。将反应后的溶液稀释至 1 L,测得溶液中 c(H )=0.1 mol· L 1,则下列叙述中错误的是( A.反应中消耗的 Zn 的质量为 97.5 g B.气体 A 中 SO2 和 H2 的体积比为 1∶4 C.反应中被还原的元素只有一种 D.反应中共转移电子 3 mol 二、非选择题(本题包括 3 小题,共 40 分) 11.(12 分)在通常状况下,A 是固体单质。根据如图所示的转化关系,回答:

)

2

(1)写出 A、E 的化学式: A ;E 。

(2)写出指定反应的化学方程式: E→C:______________________________________________________ 。 C→D:______________________________________________________。 (3)若 A 为气态单质,则 A、E 的化学式: A ;E 。

12.(14 分)(预测题)黄铁矿(主要成分为 FeS2)是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。 某化学学习小组对某 黄铁矿石进行如下实验探究。 【实验一】测定硫元素的含量。 Ⅰ.将 m1 g 该黄铁矿样品放入如图所示装置(夹持和加热装置省略)的石英管中, 从 a 处不断地缓缓通入空气, 高温 高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全。 石英管中发生反应的化学方程式为: 4FeS2+11O2=====2Fe2O3 +8SO2。

Ⅱ.反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如下处理:

【实验二】测定铁元素的含量。 Ⅲ.测定铁元素含量的实验步骤如下:

3

问题讨论: (1)Ⅰ中,甲瓶内所盛试剂是 溶液(填名称)。乙瓶内发生反应的离子方程式有

____________________________、________________________。 (2)Ⅱ中,所加 H2O2 溶液(氧化剂)需足量的理由是____________________。 (3)该黄铁矿中硫元素的质量分数为_______________________________。 (4)Ⅲ 的步骤②中,若选用铁粉作还原剂,你认为合理吗? _______________,理由是____________________________________。 (5) Ⅲ 的步骤③中,需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还有 。

13.(14 分)(探究题)工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进 行了以下探究活动: 【探究一】 (1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10 分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察, 铁钉表面无明显变化,其原因是_______________ _______________________________________________________________ 。 (2)另取铁钉 6.0 g 放入 15.0 mL 浓硫酸中,加热,充分反应后收集到气体 Y。 甲同学取 336 mL(标准状况)气体 Y 通入足量溴水中,发生反应:SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4 然后加入足量 BaCl2 溶液,经适当操作后得干燥固体 2.33 g。由此推知气体 Y 中 SO2 的体积分数为 ______________________________________________ 。 【探究二】 分析上述实验中 SO2 体积分数的结果,乙同学认为气体 Y 中还可能含有 H2 和 Q 气体。为此设计了下列探 究实验装置(图中夹持仪器省略)。

(3)装置 B 中试剂的作用是_______________________________________。 4

(4)认为气体 Y 中还含有 Q 的理由是_______________________________。 (用化学方程式表示)。 (5)为确认 Q 的存在,需在装置中添加 M 于 a.A 之前 b.A、B 间 c.B、C 间 。

d.C、D 间

(6)如果气体 Y 中含有 H2,预计实验现象应是________________________。 (7)若要测定限定体积气体 Y 中 H2 的含量(标准状况下约有 28 mL H2),除可用测量 H2 体积的方法外,可否 选用质量称量的方法?做出判断并说明理由________ _______________________________________________________________ 。

答案解析 1.【解析】选 C。SO2 溶于水后形成酸性溶液,随雨水降下就会形成酸雨,A 正确;使用清洁能源能减少 SO2 的排放量,在煤中加入生石灰后燃烧可发生反应 SO2+CaO===CaSO3,2CaSO3+O2===2CaSO4,能减少 SO2 的排放量,B 正确;使用催化剂只能加快反应速率,并不能影响 SO2 的含量,C 错误;植树造林能够减 少大气中 SO2 的含量,因为有些树种和植物能吸收 SO2,D 正确。 2.【解析】选 C。A 和 D 中产生的气体通入 BaCl2 溶液中生成 BaSO4 沉淀,选项 B 中产生的气体通入 BaCl2 溶液中生成 BaSO3 沉淀。 3.【解析】选 D。本题是考查铜和浓硫酸反应的实验,意在考查考生对化学实验原理的分析能力。上下移 动铜丝可以控制铜与浓硫酸的接触面积的大小,从而可以控制反应生成 SO2 的量,A 项正确;SO2 可使品 红溶液退色,因此 B 项正确;SO2 有毒,能与 NaOH 溶液反应,因此 C 项正确;铜与浓硫酸反应后①中溶 液显蓝色即可证明有 CuSO4 生成,无需向其中加水,并且将水加入浓硫酸中会使试管中液滴飞溅,发生危 险,D 项错误。 4.【解析】选 B。硫易溶于 CS2,A 正确;硝酸具有强氧化性,能氧化 Fe2 和 H2S ,B 不正确;C 原因和


结论都正确;Na2SO3 与稀硫酸反应生成 SO2、Na2SO4 和 H2O,BaCO3 与稀硫酸反应生成 BaSO4 沉淀、CO2 和 H2O,能产生气泡并有沉淀生成,D 正确。 5. 【解析】 选 D。 A 中生成 BaSO3 沉淀; B 中 SO2 溶于水显酸性, 被 Ba(NO3)2 氧化生成硫酸, 进而生成 BaSO4 沉淀;C 中 SO2 通入 Na2S 溶液中会生成单质 S 沉淀。 【误区警示】 (1)审题时要注意“一定”二字, A 选项中 SO2 少量时可生成 BaSO3 沉淀, SO2 过量时可使 BaSO3 沉淀溶解生成 Ba(HSO3)2 则无沉淀生成;(2)注意 SO2 溶于水中由于生成 H2SO3 而使溶液呈酸性,H 与 NO3
2 可组成 HNO3,能将 SO2 氧化成硫酸;SO3 与 S2 在酸性条件下可反应生成硫沉淀。
- - + -

6.【解析】选 B。SO2 使溴水、酸性高锰酸钾溶液退色是因为其具有还原性,能使品红退色是因为其具有漂 白性,SO2 不能使指示剂退色;能使品红退色的物质有很多,不仅仅是 SO2;C 项中这些漂白剂的漂白原理 不都相同;SO2 和 Cl2 等物质的量混合后在溶液中发生反应:SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,从而失去 漂白能力。 7.【解析】选 D。由于分子是在不断运动着的,故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收,导致左 侧烧杯中的水不断挥发,最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量,A 能达到目的;B 项中 滤纸沾上浓硫酸后,很快会因脱水而变黑;C 项中浓硫酸滴到小试管内的水中,放出的热量会使锥形瓶内 5

气压增大,U 形管内液面出现左低右高的现象;D 项中因常温下铜片与浓硫酸不反应,无法判断浓硫酸是 否表现出氧化性。 8.【解题指南】解答本题应注意以下两点: (1)SO2 和 CO2 在水中的溶解度不同,它们的饱和溶液的物质的量浓度不同。 (2)可用较强的酸与较弱的酸的盐反应生成较弱的酸的方法比较酸性的相对强弱。 【解析】选 A。因 SO2 气体的溶解度远大于 CO2 气体的,得到的 H2SO3 浓度大、H2CO3 浓度小,故所测定 的 H2CO3、H2SO3 二者的浓度不同,A 错误;B 选项利用了水解原理“越弱越水解”,测定等物质的量浓度的 NaHCO3、NaHSO3 的 pH 的大小,pH 小的对应的酸的酸性较强,B 正确;C 选项利用了强酸制弱酸的方法, 将 SO2 通入 NaHCO3 溶液中,再验证产生了 CO2,C 正确;D 选项利用了弱酸不能制强酸的方法,D 正确。 【方法技巧】比较两种同元数的弱酸的酸性强弱常用以下几种实验方法 (1)较强的酸+较弱酸的盐―→较弱的酸+较强酸的盐。 (2)测定同浓度的两种酸溶液的 pH 大小,pH 小的酸性强。 (3)测定同浓度的两种酸所对应的盐溶液的碱性,碱性强的对应的酸酸性弱。 9.【解析】选 C。BaSO3 可被硝酸氧化成 BaSO4 导致沉淀不会消失,①错;BaSO4 不溶于盐酸,BaSO3 溶于
2 盐酸并生成有刺激性气味的 SO2,②对;加盐酸无现象,表明溶液中无 CO2 3 、SO3 等干扰性离子,此时生
- -

成的沉淀只能是 BaSO4,③对;焰色反应中,钾元素的紫色可被钠元素的黄色掩盖住,④对。 10.【解题指南】解答本题应注意以下两点: (1)生成的 33.6 L 气体可能是 SO2 和 H2 的混合气体。 (2)假设反应的 Zn 一部分还原出 SO2,一部分还原出 H2,设未知数、列方程式计算。 【解析】选 C。设气体 A 中 SO2、H2 的物质的量分别为 x、y。 则根据两个反应方程式可知

? L ?2x+y=18.5 mol· ?=1.8 mol
解得 x=0.3 mol

x+y=33.6 L/22.4 L· mol 1=1.5 mol
- -1

1 - × 0.1 L- × 0.1 mol· L 1× 1L 2

y=1.2 mol


消耗 Zn 的质量为(x+y)× 65 g· mol 1=97.5 g,转移电子数为 3 mol,被还原的元素有 S、H 两种。 【一题多解】金属锌与浓硫酸反应的计算可利用守恒法 (1)由于生成 1 mol SO2 或 1 mol H2 转移的电子数目均为 2 mol,故参加反应的锌与 SO2 和 H2 的总物质的量 一定相等,对于本题而言,n(Zn)=1.5 mol。 (2)H2SO4 的作用有二:酸性(生成 ZnSO4)和强氧化性(生成 SO2),由硫元素守恒可得,生成的 SO2 的物质的 量等于硫酸的总物质的量减去剩余的硫酸的物质的量减去 ZnSO4 的物质的量。即 n(SO2)=1.85 mol-0.05 mol-1.5 mol=0.3 mol。 11. 【解析】A 是固体单质,由图知 A 能与 H2 反应,所以它应是一种非金属单质;A 及其氢化物 B 能连续 与 O2 反应,最终生成的氧化物 D 能够与水反应生成含氧酸 E,而 E 能够与 Cu 反应生成 C,所以 E 应是一 种强氧化性酸,故可知 A 是硫。若 A 为气态单质,由转化关系可知,A~E 分别为 N2、NH3、NO、NO2、 HNO3。 6

答案:(1)S

H2SO4

△ (2)Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O 2SO2+O2 (3)N2 2SO3

HNO3

12.【解析】(1)Ⅰ中甲瓶内所盛试剂应该是氢氧化钠或者是氢氧化钾,主要是吸收空气中含有的 SO2 等酸性 气体。由于氢氧化钠过量,所以乙瓶二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,亚硫酸钠易被空气中的氧气 所氧化。 (2)加过氧化氢要过量的主要原因是要把亚硫酸根完全氧化成硫酸根,减少测定误差。 (3)m2 g 固体全部为 BaSO4,可根据此质量进行计算。 (4)如果使用铁粉则会加入铁元素,会使测得的铁元素的质量分数偏大。 (5)由于要将溶液配制成 250 mL 的溶液,所以还需要 250 mL 的容量瓶。 答案:(1)氢氧化钠(或氢氧化钾) SO2+2OH ===SO2 3 +H2O
- -

2 2SO3 +O2===2SO2 4
- -



2 2 (2)使 SO3 完全氧化为 SO4



32m2 (3) × 100% 233m1 (4)不合理 会使所测得的铁元素的质量分数偏大 (5)250 mL 的容量瓶

13.【解析】(1)铁钉在浓硫酸中发生钝化,表面生成一层致密的氧化膜。 2.33 g (2)n(SO2)=n(BaSO4)= - =0.01 mol,所以 V(SO2)=0.01 mol× 233 g· mol 1 224 mL - 22.4 L· mol 1=0.224 L=224 mL,SO2 体积分数为 ×100%≈66.7%。 336 mL (3)铁钉为碳素钢,故加热后碳与浓硫酸反应可产生 CO2、SO2,当浓硫酸变稀后,会产生 H2,所以混合气 体中有 SO2、CO2、H2。能对品红溶液产生作用的只有 SO2,所以品红溶液的作用是检验 SO2 是否在前一洗 气瓶中被除尽。 (5)检验 CO2 要用澄清石灰水,应放在 SO2 被除尽之后进行,因 SO2 与澄清石灰水也可出现浑浊现象;也不 能放在 C、D 之间,因为气体会带出水蒸气,对后面实验结果带来影响,且碱石灰能吸收 CO2,故 M 应放 于 B、C 之间。 (6)H2 还原 CuO(黑色)得 Cu(红色),生成的水被无水 CuSO4 吸收生成蓝色的 CuSO4· 5H2O。 (7)由于 H2 量很少,微小质量变化用托盘天平无法测量,只能用更精密的分析天平称量。 答案:(1)铁钉表面被钝化 (2)66.7% (3)检验 SO2 是否除尽 △ (4)C+2H2SO4(浓)=====CO2↑+2SO2↑+2H2O (5)c (6)D 中固体由黑变红和 E 中固体由白变蓝 7

(7)否,用托盘天平无法称量 D 或 E 的差量(或可以,可用分析天平称量 D 或 E 的差量)

8


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