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氧、硫及其化合物和環(huán)境保護 考點1 硫單質(zhì) 1. [2018黑龍江齊齊哈爾第八中學高三第一次測試]下列化合物能用相應(yīng)元素的單質(zhì)直接化合生成的是 (　　) ①CuS　②FeS　③Al2S3?、蹻e2S3　⑤Cu2S?、轋eCl2　⑦H2S?、郌eCl3 A.②③⑤⑦⑧　　B.①④⑥⑦C.①②③⑦⑧ D.②③⑤⑥⑦⑧ 2. 下列關(guān)于硫及其化合物的說法中正確的是 (　　) A.自然界中存在游離態(tài)的硫 B.二氧化硫的排放會導致光化學煙霧的產(chǎn)生 C.二氧化硫能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液褪色,體現(xiàn)了其漂白性 D.可用pH試紙測濃硫酸的pH 3. [2018成都畢業(yè)班摸底考試]如圖是硫元素在自然界中的循環(huán)示意圖,下列有關(guān)說法不正確的是 (　　) A.硫元素在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài) B.過程⑤可在土壤的缺氧區(qū)實現(xiàn) C.硫元素的循環(huán)過程中只有硫的還原 D.若生物體有機硫的成鍵方式為,則過程④中S未發(fā)生氧化還原反應(yīng) 4. [2018鄭州高三1月一模,10]在給定條件下,下列物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實現(xiàn)的是 (　　) A.S SO3 H2SO4 B.粗硅 SiCl4 Si C.NH3 NO HNO3 D.CuCuS H2S 考點2 硫的氫化物和重要的氧化物 5. [2017北京理綜,10,6分]根據(jù)SO2通入不同溶液中的實驗現(xiàn)象,所得結(jié)論不正確的是 (　　) 溶液 現(xiàn)象 結(jié)論 A 含HCl、BaCl2的FeCl3溶液 產(chǎn)生白色沉淀 SO2有還原性 B H2S溶液 產(chǎn)生黃色沉淀 SO2有氧化性 C 酸性KMnO4 溶液 紫色溶液褪色 SO2有漂白性 D Na2SiO3溶液 產(chǎn)生膠狀沉淀 酸性:H2SO3> H2SiO3 6. [高考組合改編題]下列說法正確的是 (　　) A.[2016四川理綜,1C改編]SO2作紙漿的漂白劑沒有發(fā)生化學變化 B.[2015重慶理綜,2D]SO2和SO3混合氣體通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4 C.[2015安徽理綜,9C]H2、SO2、CO2三種氣體都可用濃H2SO4干燥 D.[2014重慶理綜,2A]用KOH溶液鑒別SO3(g)和SO2 7.下列有關(guān)物質(zhì)用途的說法不符合事實的是(　　) A.SO2可用于殺菌、消毒 B.氧化鋁可用于制耐火坩堝 C.濃硫酸可用于干燥SO2 D.SiO2可用于制太陽能電池 8.如圖所示是研究二氧化硫性質(zhì)的微型實驗裝置?，F(xiàn)用60%的硫酸溶液和亞硫酸鈉晶體反應(yīng)制取SO2氣體,實驗現(xiàn)象明顯,且不易污染空氣。下列說法中錯誤的是 (　　) A.紫色石蕊溶液變藍 B.品紅溶液褪色 C.溴水褪色 D.含酚酞的NaOH溶液紅色變淺或褪去 9.下列有關(guān)氣體檢驗的說法正確的是 (　　) A.能使澄清石灰水變渾濁的氣體一定是CO2 B.能使品紅溶液褪色的氣體一定是SO2 C.能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍的氣體一定是Cl2 D.能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體一定是NH3 10.向溶液X中持續(xù)通入氣體Y,不會產(chǎn)生“渾濁→澄清”現(xiàn)象的是(　　) A.X:澄清石灰水,Y:二氧化硫 B.X:漂白粉溶液,Y:二氧化硫 C.X:氫氧化鋇溶液,Y:二氧化碳 D.X:偏鋁酸鈉溶液,Y:二氧化氮 考點3 硫酸 11. [2016上海,14,3分]在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中,為了有利于SO2的轉(zhuǎn)化,且能充分利用熱能,采用了中間有熱交換器的接觸室(見圖)。下列說法錯誤的是 (　　) A.a、b兩處的混合氣體成分含量相同,溫度不同 B.c、d兩處的混合氣體成分含量相同,溫度不同 C.熱交換器的作用是預熱待反應(yīng)的氣體,冷卻反應(yīng)后的氣體 D.c處氣體經(jīng)熱交換后再次催化氧化的目的是提高SO2的轉(zhuǎn)化率 12.(1)用過量的鋅與濃 H2SO4反應(yīng),某同學認為除了生成SO2外,還有H2產(chǎn)生,理由是　。 (2)用過量銅片與含0.2 mol H2SO4的濃 H2SO4共熱足夠長時間(只考慮銅與濃H2SO4反應(yīng),忽略其他副反應(yīng)),甲認為產(chǎn)生的SO2少于 0.1 mol,理由是　　　　　　　　　;而乙同學認為產(chǎn)生的SO2為0.1 mol,理由是　　　　　　　　　　　。 (3)實驗證明在低溫下銅不能與O2反應(yīng),也不能與稀H2SO4共熱發(fā)生反應(yīng),但工業(yè)上卻是將廢銅屑倒入熱的稀H2SO4中并通入空氣來制備CuSO4溶液的。銅屑在此狀態(tài)下被溶解的化學方程式為　　　　　　　　　。利用銅制備CuSO4的另一種方法為　　　　　　　　(用化學方程式表示)。以上兩種方法　　　　(填“前”或“后”)者較好,原因是　。 考點4 臭氧和過氧化氫 13. [2017全國卷Ⅰ,27(4),2分]Li2Ti5O15中Ti的化合價為+4,其中過氧鍵的數(shù)目為　。 14.下列有關(guān)雙氧水的說法錯誤的是 (　　) A.雙氧水是綠色氧化劑,可作醫(yī)療消毒劑,說明H2O2對人體無害 B.H2O2、Na2O2中都存在非極性共價鍵 C.H2O2既有氧化性,又有還原性,與KMnO4反應(yīng)時表現(xiàn)還原性 15.高錳酸鉀(KMnO4)和過氧化氫(H2O2)是兩種典型的氧化劑。 請回答下列問題: (1)H2O2的結(jié)構(gòu)式為　。 (2)下列物質(zhì)中能使酸性KMnO4溶液褪色的是　　　(填序號)。 A.臭堿(Na2S)　　　B.小蘇打(NaHCO3)C.水玻璃(Na2SiO3) D.酒精(C2H5OH) (3)高錳酸鉀、雙氧水、活性炭常用于飲用水的處理,但三者聯(lián)合使用時必須有先后順序。 ①在稀硫酸中,KMnO4和H2O2能發(fā)生氧化還原反應(yīng): 氧化反應(yīng):H2O2-2e-2H++O2↑ 還原反應(yīng):MnO4-+5e-+8H+Mn2++4H2O 寫出該氧化還原反應(yīng)的離子方程式:　　　　　　　　　。 ②在處理飲用水時,活性炭應(yīng)在高錳酸鉀反應(yīng)結(jié)束后投加,否則會發(fā)生反應(yīng):KMnO4+C+H2OMnO2+X+K2CO3(未配平),其中X的化學式為　　　　　　　。 答案 1.A　硫的氧化性較弱,與銅反應(yīng)生成Cu2S,①錯誤,⑤正確;硫的氧化性較弱,與鐵反應(yīng)生成FeS,②正確,④錯誤;硫和鋁反應(yīng)可以生成硫化鋁,③正確;氯氣有強氧化性,與鐵反應(yīng)生成氯化鐵,⑧正確,⑥錯誤;硫和氫氣加熱時可以生成硫化氫,⑦正確,故選A。 2.A　火山噴發(fā)口或地殼的巖層中等地方存在游離態(tài)的硫,A項正確;二氧化硫的排放會污染空氣,形成酸雨,但不會導致光化學煙霧的產(chǎn)生,B項錯誤;二氧化硫能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液褪色,體現(xiàn)了酸性氧化物的性質(zhì),C項錯誤;濃硫酸具有脫水性,可使pH試紙脫水變黑,D項錯誤。 3.C　硫元素在自然界中有游離態(tài)和化合態(tài)兩種存在形態(tài),A項正確;在土壤缺氧的條件下可實現(xiàn)⑤的轉(zhuǎn)化,B項正確;題圖循環(huán)過程中①、②均為硫的氧化,C項錯誤;結(jié)合生物體有機硫中S的成鍵方式可知,硫元素為-2價,則過程④中硫元素化合價未發(fā)生變化,D項正確。 4.B　A項,S和O2在點燃條件下不能直接生成SO3;B項,粗硅和Cl2可以在高溫下反應(yīng)生成SiCl4,H2可以將SiCl4還原為Si;C項,NO不溶于水,和水反應(yīng)不能生成HNO3;D項,Cu和S在加熱條件下反應(yīng)生成Cu2S,錯誤。 5.C　產(chǎn)生的白色沉淀為BaSO4,SO2中硫元素的化合價從+4升高到+6,被Fe3+氧化,體現(xiàn)了SO2的還原性,A項正確;黃色沉淀為硫單質(zhì),SO2中硫元素的化合價從+4降低為0,被H2S還原,體現(xiàn)了SO2的氧化性,B項正確;紫色溶液褪色,是因為酸性KMnO4溶液具有強氧化性,能將SO2氧化,自身被還原為無色的Mn2+,體現(xiàn)了SO2的還原性而不是漂白性,C項錯誤;膠狀沉淀為硅酸,發(fā)生的反應(yīng)為SO2+H2O+SiO32-H2SiO3↓+SO32-,原理為強酸制弱酸,因此H2SO3的酸性強于H2SiO3的,D項正確。 6.C　SO2的漂白性是利用SO2與有色物質(zhì)化合生成無色物質(zhì),是化學變化,A項錯誤;SO3溶于水生成H2SO4,NO3-在酸性條件下能將SO2氧化為SO42-,因而SO2和SO3的混合氣體通入Ba(NO3)2溶液中最終沉淀為BaSO4,B項錯誤;H2、SO2、CO2均不與濃H2SO4反應(yīng),能用濃硫酸干燥,C項正確;KOH與SO2、SO3都能反應(yīng),而且都沒有明顯現(xiàn)象,因此不能用KOH溶液鑒別,D項錯誤。 7.D　A項,SO2有氧化性,能起到殺菌、消毒的作用;B項,Al2O3的熔點高,可用于制耐火坩堝;C項,濃硫酸具有吸水性,可用于干燥SO2;D項,SiO2是光導纖維的主要成分,硅可用于制太陽能電池。 8.A　SO2的水溶液顯酸性,能使紫色石蕊溶液變紅,A錯誤。SO2有漂白性,能使品紅溶液褪色,B正確。SO2有還原性,與溴水發(fā)生反應(yīng):Br2+SO2+2H2O H2SO4+2HBr,使溴水褪色,C正確。SO2能與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SO3,使紅色變淺或褪去,D正確。 9.D　SO2也能使澄清石灰水變渾濁,A項錯誤;Cl2也能使品紅溶液褪色,B項錯誤;O3、NO2等氣體也能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍,C項錯誤;NH3是中學階段所學的唯一的堿性氣體,能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,D項正確。 10.B　根據(jù)Ca(OH)2+SO2CaSO3↓+H2O、CaSO3+H2O+SO2Ca(HSO3)2,可知會產(chǎn)生“渾濁→澄清”現(xiàn)象,A項不符合題意;根據(jù)Ca(ClO)2+2H2O+2SO2CaSO4↓+H2SO4+2HCl,可知溶液會變渾濁,但不會變澄清,B項符合題意;根據(jù)Ba(OH)2+CO2BaCO3↓+H2O、BaCO3+H2O+ CO2Ba(HCO3)2,可知會產(chǎn)生“渾濁→澄清”現(xiàn)象,C項不符合題意;根據(jù)3NO2+H2O2HNO3 +NO、AlO2-+H++H2O Al(OH)3↓、Al(OH)3+3H+Al3++3H2O,可知會產(chǎn)生“渾濁→澄清”現(xiàn)象,D項不符合題意。 11.B　熱交換器預熱待反應(yīng)的SO2、O2,使其在b處達到反應(yīng)溫度,管道內(nèi)幾乎不會生成SO3,故a、b兩處的混合氣體成分含量相同,只是溫度不同,A項正確;c處氣體(含SO2、O2和SO3)經(jīng)熱交換后,在下層催化劑表面再度發(fā)生反應(yīng),可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率,故d處SO3的含量比c處的高,C、D項正確,B項錯誤。 12.(1)Zn過量,隨著反應(yīng)的進行,濃H2SO4變稀,稀H2SO4可與Zn反應(yīng)產(chǎn)生H2　(2)由反應(yīng)Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O可知,若0.2 mol H2SO4全部反應(yīng)可生成0.1 mol SO2,但隨著反應(yīng)的進行,濃H2SO4變稀,而稀H2SO4與銅不反應(yīng)加熱時間足夠長,水比硫酸易揮發(fā),硫酸始終保持較高濃度,直至與銅完全反應(yīng)　(3)2Cu+2H2SO4(稀)+O22CuSO4+2H2O Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+ SO2↑+2H2O　前　若制得1 mol CuSO4,第一種方法只需1 mol H2SO4,而第二種方法則要用2 mol H2SO4,而且生成的SO2會造成大氣污染 【解析】　濃H2SO4與金屬反應(yīng)時,隨著反應(yīng)的進行,H2SO4的量不斷減少,硫酸由濃變稀,稀H2SO4可與鋅反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,但稀H2SO4不與銅反應(yīng)。在稀H2SO4存在的條件下,Cu與O2在加熱條件下反應(yīng)生成堿性氧化物CuO,并迅速溶解在熱的稀H2SO4中生成CuSO4。 13.4(2分) 【解析】　Li2Ti5O15中Li為+1價,O為-2價,Ti為+4價,過氧根(O22-)中氧元素顯-1價,設(shè)過氧鍵的數(shù)目為x,根據(jù)正負化合價代數(shù)和為0,可知(+1)2+(+4)5+(-2)(15-2x)+(-1)2x=0,解得: x=4。 14.A　雙氧水有致癌性,對人體有害,選項A錯誤;H2O2、Na2O2中都存在—O—O—非極性共價鍵,選項B正確;H2O2與KMnO4反應(yīng)時,KMnO4作氧化劑,H2O2作還原劑,選項C正確;SO2的漂白原理是與有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì),H2O2和HClO作漂白劑均是利用了它們的強氧化性,選項D正確。 15.(1)H—O—O—H　(2)AD　(3)①5H2O2+2MnO4-+6H+2Mn2++5O2↑+8H2O?、贙HCO3 【解析】　(1)H2O2中每個原子都達到了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。(2)A項中的S2-、D項中的酒精(碳元素是-2價)都具有還原性,都能使酸性KMnO4溶液褪色;B、C項中的物質(zhì)不與酸性KMnO4溶液反應(yīng)。(3)②KMnO4~3e-~MnO2,C~4e-~K2CO3,根據(jù)得失電子守恒有4KMnO4~12e-~3C,再結(jié)合原子守恒可得X是KHCO3。