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1、2022年高考化學分類匯編 考點15 硫元素單質及其重要化合物
一、選擇題
1.(xx·江蘇高考·8)下列各組物質中,不滿足組內任意兩種物質在一定條件下均能發(fā)生反應的是 ( )
物質
組別
甲
乙
丙
A
Al
HCl
NaOH
B
NH3
O2
HNO3
C
SiO2
NaOH
HF
D
SO2
Ca(OH)2
NaHCO3
【解題指南】解答本題時應注意以下兩點:
(1)熟記常見物質之間的相互轉化。
(2)本題可以采用逐一驗證,判斷能否反應。
【解析】選B。Al與HCl反應生成AlCl3和H2、Al與NaOH溶液反應生成NaAlO2和H
2、2、HCl與NaOH反應生成NaCl和H2O,A正確;NH3與O2反應生成NO(或N2)和H2O、NH3與HNO3反應生成NH4NO3、O2與HNO3不反應,B錯誤;SiO2與NaOH反應生成Na2SiO3和H2O、NaOH與HF反應生成NaF和H2O、HF與SiO2反應生成SiF4氣體和H2O,C正確;SO2與Ca(OH)2反應生成CaSO3和H2O[或Ca(HSO3)2]、Ca(OH)2與NaHCO3反應生成CaCO3與NaOH(或Na2CO3)和H2O、SO2與NaHCO3反應生成NaHSO3和CO2,D正確。
二、非選擇題
2.(xx·海南高考·17)硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可
3、用做分析試劑及鞣革還原劑,它受熱、遇酸易分解。工業(yè)上可用反應:
2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO2制得。實驗室模擬該工業(yè)過程的裝置如圖所示,回答下列問題:
(1)b中反應的離子方程式為 ,
c中試劑為 。
(2)反應開始后,c中先有渾濁產(chǎn)生,后又變澄清,此渾濁物是 。
(3)d中的試劑為 。
(4)實驗中要控制SO2生成速率,可以采取的措施有? (寫出兩條)。
(
4、5)為了保證硫代硫酸鈉的產(chǎn)量,實驗中通入的SO2不能過量,原因是? 。
【解題指南】解答本題時應注意以下兩點:
(1)二氧化硫的制備及其化學性質;
(2)信息的捕捉和應用(如本題中硫代硫酸鈉受熱、遇酸易分解)等。
【解析】硫代硫酸鈉的制備需要硫化鈉、碳酸鈉和二氧化硫,所以裝置a、b為制備二氧化硫(可用亞硫酸鈉和中等濃度的硫酸反應),c裝置為反應容器,里面盛裝硫化鈉和碳酸鈉,d裝置為尾氣處理裝置,吸收未反應的二氧化硫和反應產(chǎn)生的CO2,因此試劑為氫氧化鈉溶液;反應開始后,c中先
5、有渾濁出現(xiàn),后變澄清,此渾濁物為硫化鈉和二氧化硫反應產(chǎn)生的單質硫;影響反應速率的因素:溫度、濃度和壓強,因此實驗室為了控制二氧化硫生成速率可以通過控制硫酸的濃度、添加硫酸的快慢以及反應溫度;根據(jù)題目信息,硫代硫酸鈉受熱、遇酸易分解,如果二氧化硫過量,則容易生成亞硫酸,使溶液呈酸性,而制備的硫代硫酸鈉發(fā)生分解,因此二氧化硫的量不能過量。
答案:(1)S+2H+SO2↑+H2O或HS+H+SO2↑+H2O 硫化鈉和碳酸鈉混合溶液
(2)硫 (3)NaOH溶液
(4)控制反應溫度、調節(jié)酸的滴加速度(或調節(jié)酸的濃度等)
(5)若SO2過量,溶液顯酸性,產(chǎn)物分解
3.(xx·上海高考·十大題)
6、硫有多種含氧酸,亞硫酸(H2SO3)、硫酸(H2SO4)、焦硫酸(H2SO4·SO3)、硫代硫酸(H2S2O3)等,其中硫酸最為重要,在工業(yè)上有廣泛的應用。在實驗室,濃硫酸是常用的干燥劑。
完成下列計算:
(1)焦硫酸(H2SO4·SO3)溶于水,其中的SO3都轉化為硫酸,若將445 g焦硫酸溶于水配成4.00 L硫酸,該硫酸的物質的量濃度為 mol·L-1。
(2)若以濃硫酸吸水后生成H2SO4·H2O計算,250 g質量分數(shù)為98%的硫酸能吸收多少g水?
(3)硫鐵礦是工業(yè)上制硫酸的主要原料。硫鐵礦氧化焙燒的化學反應如下:
3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2
4FeS
7、2+11O22Fe2O3+8SO2
若48 mol FeS2完全反應耗用氧氣2 934.4 L(標準狀況),計算反應產(chǎn)物中Fe3O4與Fe2O3物質的量之比。
(4)用硫化氫制取硫酸,既能充分利用資源又能保護環(huán)境,是一種很有發(fā)展前途的制備硫酸的方法。硫化氫體積分數(shù)為0.84的混合氣體(H2S、H2O、N2)在空氣中完全燃燒,若空氣過量77%,計算產(chǎn)物氣體中SO2體積分數(shù)(水是氣體)。
已知空氣組成:N2體積分數(shù)0.79、O2體積分數(shù)0.21。
【解題指南】解答本題時應注意以下兩點:
(1)熟練掌握與運用有關物質的量計算的公式;
(2)根據(jù)質量守恒、原子守恒進行計算。
【解析】(1
8、)n(焦硫酸)=2.5 mol,則含硫是5 mol,根據(jù)硫原子守恒知生成5 mol硫酸,所需體積為5 mol/4.00 L=1.25 mol·L-1。
(2)250 g質量分數(shù)為98%的硫酸所結合水的質量為250×98%×18/98=45 g,減去原來的水:250×2%=5 g,實際吸水為45 g-5 g=40 g。
(3)根據(jù)化學方程式得出生成兩種氧化物所消耗的氧氣的物質的量等于消耗的氧氣的總物質的量。
(4)根據(jù)原子守恒計算生成氣體及消耗氧氣的量。
答案: (1)1.25
(2)250×98%÷98×18=45 g,250 g×2%=5 g,45 g-5 g=40 g
(3)2
9、 934.4÷22.4=131(mol)
設Fe3O4為amol,Fe2O3為bmol
3a+2b=48 8a+b=131,解得:a=4 b=18
n(Fe3O4)∶n(Fe2O3)=2∶9
(4)設混合氣體為1體積,0.84體積硫化氫完全燃燒生成0.84體積二氧化硫和0.84體積水,消耗1.26體積氧氣。
所需空氣為1.26÷0.21×1.77=10.62體積
φ(SO2)=0.84÷(10.62-1.26+1.84)=0.075
【誤區(qū)提醒】對于“250 g質量分數(shù)為98%的硫酸能吸收多少g水?”的問題,一般容易忽略將原溶液中的水去掉而使結果偏大。
4.(xx·福建高考·2
10、5)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。某研究小組進行如下實驗:
實驗一 焦亞硫酸鈉的制取
采用如圖裝置(實驗前已除盡裝置內的空氣)制取Na2S2O5。裝置Ⅱ中有Na2S2O5晶體析出,發(fā)生的反應為Na2SO3+SO2Na2S2O5
(1)裝置Ⅰ中產(chǎn)生氣體的化學方程式為 。
(2)要從裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體,可采取的分離方法是 。
(3)裝置Ⅲ用于處理尾氣,可選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為
(填序號)。
實驗二 焦亞硫酸鈉的性質
Na2S2O5溶于水即生成
11、NaHSO3。
(4)證明NaHSO3溶液中HS的電離程度大于水解程度,可采用的實驗方法是
(填序號)。
a.測定溶液的pH b.加入Ba(OH)2溶液 c.加入鹽酸
d.加入品紅溶液 e.用藍色石蕊試紙檢測
(5)檢驗Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實驗方案是? 。
實驗三 葡萄酒中抗氧化劑殘留量的測定
(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化劑。測定某葡萄酒中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計算)的方案如下:
溶液出現(xiàn)藍色且30 s內不褪色
(已知:滴
12、定時反應的化學方程式為SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI)
①按上述方案實驗,消耗標準I2溶液25.00 mL,該次實驗測得樣品中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計算)為 g·L-1。
②在上述實驗過程中,若有部分HI被空氣氧化,則測得結果 (填“偏高”“偏低”或“不變”)。
【解題指南】解答本題時應注意以下兩點:
(1)硫及其化合物的性質以及二氧化硫的制備;
(2)弱酸酸式鹽電離、水解程度相對大小實驗設計以及硫酸根離子的檢驗。
【解析】(1)根據(jù)焦亞硫酸鈉的制備實驗,裝置Ⅰ為二氧化硫氣體產(chǎn)生的裝置,發(fā)生反應的化學方程式為Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO
13、2↑+H2O或Na2SO3+2H2SO42NaHSO4+SO2↑+H2O;
(2)裝置Ⅱ中析出Na2S2O5晶體,分離固體、液體混合物的方法是過濾;
(3)整個實驗裝置中會出現(xiàn)二氧化硫尾氣,尾氣處理即吸收二氧化硫,因此裝置Ⅲ選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為氫氧化鈉溶液且用防倒吸裝置即d裝置;
(4)NaHSO3溶液中HS既存在電離又存在水解,如何確定二者程度相對大小,可以通過溶液的酸堿性來判斷,若電離大于水解,呈酸性;反之呈堿性。因此選擇的實驗方法是a、e;
(5)Na2S2O5晶體在空氣中容易被氧化,如何確定Na2S2O5晶體在空氣中是否被氧化,可以借助信息:Na2S2O5溶于水
14、即生成NaHSO3。若沒有被氧化,則溶于水后只生成亞硫酸氫鈉,則加入足量鹽酸,然后再加氯化鋇就沒有沉淀析出;若被氧化則溶于水后再加足量鹽酸后,滴加氯化鋇有沉淀析出,因此可以確定方案來檢驗Na2S2O5晶體在空氣中是否被氧化;
(6)葡萄酒中抗氧化劑殘留量的測定實驗,根據(jù)滴定時反應的化學方程式為SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI,通過碘的消耗量來確定樣品中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計算)。
設100.00 mL樣品中含有二氧化硫的質量為m
SO2 + I2+2H2OH2SO4+2HI
64 g 1 mol
m 0.010 00 mol·L-1×25.00 mL=2.5
15、×10-4mol
m=1.6×10-2g
樣品中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計算)為
1.6×10-2g/0.1 L=0.16 g·L-1
因此在整個實驗中碘的消耗量數(shù)值確定最為重要,若反應過程中部分HI被空氣氧化生成碘單質,則消耗標準I2溶液的體積變小,使測量數(shù)值偏低。
答案:(1)Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O
(或Na2SO3+2H2SO42NaHSO4+SO2↑+H2O)
(2)過濾
(3)d
(4)a、e
(5)取少量Na2S2O5晶體于試管中,加適量水溶解,滴加足量鹽酸,振蕩,再滴入氯化鋇溶液,有白色沉淀生成
(6)①0.16?、谄?/p>
16、
【誤區(qū)提醒】
(1)二氧化硫氣體制備原料記不清楚而無法回答第一問;
(2)題目信息獲得和應用有欠缺,不能把握實驗信息中的主要信息;
(3)化學實驗方案的評價把握不住,碘化氫被氧化生成碘單質,進而氧化更多的二氧化硫,消耗標準I2溶液減少,導致含量偏低。
5.(xx·天津高考·9)Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定。
Ⅰ.制備Na2S2O3·5H2O
反應原理:Na2SO3(aq)+S(s)Na2S2O3(aq)
實驗步驟:
①稱取15 g Na2SO3加入圓底燒瓶中,再加入80 mL蒸餾水。另取5 g研細的硫粉,用3 mL乙醇潤濕,加入上述溶液中
17、。
②安裝實驗裝置(如圖所示,部分夾持裝置略去),水浴加熱,微沸60分鐘。
③趁熱過濾,將濾液水浴加熱濃縮,冷卻析出Na2S2O3·5H2O,經(jīng)過濾、洗滌、干燥,得到產(chǎn)品。
回答問題:
(1)硫粉在反應前用乙醇潤濕的目的是 。
(2)儀器a的名稱是 ,其作用是 。
(3)產(chǎn)品中除了有未反應的Na2SO3外,最可能存在的無機雜質是 ,檢驗是否存在該雜質的方法是 。
(4)該實驗一般控制在堿性環(huán)境下進行,否則產(chǎn)品發(fā)黃,用離子反應方程式表示其原因:
18、 。
Ⅱ.測定產(chǎn)品純度
準確稱取Wg產(chǎn)品,用適量蒸餾水溶解,以淀粉作指示劑,用0.100 0 mol·L-1碘的標準溶液滴定。
反應原理為2S2+I2S4+2I-
(5)滴定至終點時,溶液顏色的變化: 。
(6)滴定起始和終點的液面位置如圖,則消耗碘的標準溶液體積為
mL。產(chǎn)品的純度為(設Na2S2O3·5H2O相對分子質量為M) 。
Ⅲ.Na2S2O3的應用
(7)Na2S2O3還原性較強,在溶液中易被Cl2氧化成S,常用作脫氯劑,該反應的離子方程式為
19、 。
【解題指南】解答本題需注意以下兩點:
(1)S的檢驗方法是先加稀鹽酸,再加入BaCl2溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則產(chǎn)品含有S。
(2)滴定管讀數(shù)要估讀到小數(shù)點后面兩位,如本題終點讀數(shù)應為18.10 mL。
【解析】(1)硫粉難溶于水而微溶于乙醇,所以硫粉在反應前用乙醇潤濕的目的是使硫粉均勻地分散到溶液中。
(2)根據(jù)實驗裝置圖可知a為冷凝管,作用是冷凝回流。
(3)S具有還原性,很容易被氧化成S,所以最可能存在的無機雜質是Na2SO4,S的檢驗方法是:取少量產(chǎn)品溶于過量的稀鹽酸,過濾后向濾液中加入BaCl2溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則產(chǎn)品含有Na2SO4。
20、(4)S2與H+發(fā)生氧化還原反應,生成S而使產(chǎn)品發(fā)黃,方程式為S2+2H+S↓+SO2↑+H2O。
(5)滴定結束后,I2使淀粉變藍,所以滴定至終點時,溶液由無色變?yōu)樗{色。
(6)根據(jù)液面示意圖,滴定起始時,讀數(shù)為0,終點液面讀數(shù)為18.10 mL,所以消耗碘的標準溶液體積為18.10 mL,產(chǎn)品純度=0.100 0 mol·L-1×18.10×10-3L×2M÷W×100%=×100%。
(7)Cl2被還原成Cl-,配平可得離子方程式為S2+4Cl2+5H2O2S+8Cl-+10H+。
答案:(1)使硫粉易于分散到溶液中
(2)冷凝管 冷凝回流
(3)Na2SO4 取少量產(chǎn)品溶于過量稀鹽酸,過濾,向濾液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,則產(chǎn)品中含有Na2SO4
(4)S2+2H+S↓+SO2↑+H2O
(5)由無色變?yōu)樗{色
(6)18.10 ×100%
(7)S2+4Cl2+5H2O2S+8Cl-+10H+