3.2.2 實(shí)驗(yàn)室里研究不同價(jià)態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化　酸雨及其防治同步練習(xí)2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）必修1

高中化學(xué)必修課程PAGEPAGE1第2課時(shí)實(shí)驗(yàn)室里研究不同價(jià)態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化酸雨及其防治[學(xué)考練]1．根據(jù)硫元素的化合價(jià)判斷下列物質(zhì)中的硫元素不能表現(xiàn)氧化性的是()A．Na2S B．SC．SO2 D．H2SO4解析處于最低價(jià)態(tài)的元素，無氧化性。答案A2．在下列生成二氧化硫的反應(yīng)中，反應(yīng)物中的含硫物質(zhì)被氧化的是()A．硫在空氣中燃燒B．銅片與濃硫酸共熱C．紅熱的木炭與濃硫酸反應(yīng)D．亞硫酸鈉與較大濃度硫酸反應(yīng)解析A選項(xiàng)中硫元素化合價(jià)升高，被氧化；B、C選項(xiàng)中濃硫酸中的硫元素化合價(jià)均降低；D項(xiàng)中硫元素的價(jià)態(tài)不變，故選A。答案A3．將濃硫酸與下列物質(zhì)作用時(shí)，濃硫酸既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性的是()①紅熱的木炭②H2S氣體③Cu④FeO⑤NH3⑥使木材碳化⑦CuSO4·5H2O⑧對(duì)鐵、鋁的鈍化A．③④ B．①②⑤⑧C．①②③④⑦ D．以上答案均不正確解析與木炭、H2S反應(yīng)及Fe、Al鈍化時(shí)濃硫酸只表現(xiàn)氧化性；濃硫酸與NH3反應(yīng)時(shí)只表現(xiàn)酸性，⑥是濃硫酸的脫水性；⑦是吸水性。③和④符合題意。答案A4．下列反應(yīng)中，調(diào)節(jié)反應(yīng)物用量或濃度，不會(huì)改變反應(yīng)產(chǎn)物的是()A．鐵在硫蒸氣中燃燒B．H2SO4與Cu反應(yīng)C．二氧化硫通入澄清石灰水D．硫酸中加入鋅粉解析A項(xiàng)中無論硫蒸氣量如何，只發(fā)生反應(yīng)：Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS；B項(xiàng)中濃H2SO4時(shí)產(chǎn)生SO2，稀H2SO4時(shí)不反應(yīng)；C項(xiàng)中若SO2少量，發(fā)生反應(yīng)：SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓＋H2O，若SO2足量，發(fā)生反應(yīng)：2SO2＋Ca(OH)2=Ca(HSO3)2；D項(xiàng)中若為稀H2SO4，發(fā)生反應(yīng)：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，若為濃H2SO4，發(fā)生反應(yīng)：Zn＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，故選A項(xiàng)。答案A5．選用下圖所示儀器中的兩個(gè)或幾個(gè)(內(nèi)含物質(zhì))組裝成實(shí)驗(yàn)裝置，以驗(yàn)證木炭可被濃H2SO4氧化成CO2，下列說法正確的是()A．按氣流從左向右流向，連接裝置的正確順序是A→F→E→C→D→BB．丁中溶液褪色，乙中溶液變渾濁說明甲中生成CO2C．丙中品紅溶液褪色，乙中溶液變渾濁說明甲中生成CO2D．丁和丙中溶液都褪色，乙中溶液變渾濁，說明甲中有CO2生成解析檢驗(yàn)?zāi)咎颗c熱濃硫酸反應(yīng)的生成物中含有CO2，需排除SO2的干擾，再通入澄清的石灰水中，洗氣裝置中導(dǎo)管長(zhǎng)進(jìn)短出，A正確；用酸性KMnO4溶液除去SO2時(shí)還應(yīng)再通入品紅溶液不褪色，檢驗(yàn)確認(rèn)不含SO2，否則結(jié)論不可靠，B、C、D均不正確。答案A6．為了檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐惺欠窈蠸Oeq\o\al(2－,4)，下列操作最合理的是()A．先用鹽酸酸化，再加BaCl2溶液B．先用硝酸酸化，再加BaCl2溶液C．加入用硝酸酸化的BaCl2溶液D．先用鹽酸酸化，再加Ba(NO3)2溶液解析檢驗(yàn)SOeq\o\al(2－,4)時(shí)常用Ba2＋，但是需要排除COeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,3)的影響，COeq\o\al(2－,3)可以通過將溶液酸化排除影響，SOeq\o\al(2－,3)也可以通過將溶液酸化排除影響，但要注意不能用硝酸等強(qiáng)氧化性酸，防止SOeq\o\al(2－,3)被氧化成SOeq\o\al(2－,4)，所以通常先用鹽酸酸化溶液，排除COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋等的影響以后，再用BaCl2溶液檢驗(yàn)SOeq\o\al(2－,4)。答案A7．下列有關(guān)物質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論正確的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論A向某溶液中加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，有白色沉淀生成該溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)B向某溶液中加入鹽酸，將生成的氣體通入品紅溶液中，品紅溶液褪色該溶液一定含有SOeq\o\al(2－,3)C將某氣體通入品紅溶液中，品紅溶液褪色該氣體一定是SO2D將SO2通入Na2CO3溶液中，將生成的氣體，先通入足量的酸性KMnO4溶液，再通入澄清石灰水中變渾濁說明酸性H2SO3>H2CO3解析A項(xiàng)，該溶液中可能含Ag＋；B項(xiàng)，該溶液中可能含有HSOeq\o\al(－,3)；C項(xiàng)，該氣體可能是Cl2、O3等。答案D8．SO2被認(rèn)為是造成大氣污染的“首犯”。大氣中的SO2主要來源于化石燃料(煤、石油)的燃燒。下列與SO2污染有關(guān)的是()①酸雨現(xiàn)象②倫敦“毒霧”事件③洛杉磯“光化學(xué)煙霧”事件④溫室效應(yīng)A．①③ B．②④C．①② D．③④解析SO2在空氣中遇水蒸氣形成亞硫酸、硫酸，隨雨水降落到地面，形成“酸雨”。1952年12月5日到8日，倫敦上空出現(xiàn)的“毒霧”4天內(nèi)導(dǎo)致4000人死亡，事件過后的兩個(gè)月內(nèi)還陸續(xù)有8000人死亡。這種“毒霧”就是工廠排出的SO2氣體引起的。SO2氣體主要可引發(fā)氣管炎、冠心病、肺結(jié)核等。洛杉磯“光化學(xué)煙霧”是由汽車排放的尾氣(含碳?xì)浠衔锖偷趸?造成的?！皽厥倚?yīng)”是由CO2等引起的。故正確答案為C項(xiàng)。答案C9．下列因果關(guān)系不正確的是()選項(xiàng)原因結(jié)果A植樹造林溫室效應(yīng)BSO2和NO2大量排放酸雨C汽車尾氣的排放光化學(xué)煙霧D含氮、磷等元素的生活廢水的大量排放赤潮解析A項(xiàng)，溫室效應(yīng)是CO2的大量排放導(dǎo)致的，植樹造林可降低空氣中CO2的濃度，緩解溫室效應(yīng)；B項(xiàng)，SO2和NO2等酸性氣體的大量排放，會(huì)導(dǎo)致酸雨；C項(xiàng)，汽車尾氣中含氮氧化合物、碳?xì)浠衔?，可引起光化學(xué)煙霧；D項(xiàng)，氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素可使水體富營(yíng)養(yǎng)化，引起赤潮。答案A10．物質(zhì)的類別和核心元素的化合價(jià)是研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個(gè)重要角度。請(qǐng)根據(jù)如圖所示，回答下列問題：(1)Y的化學(xué)式為________，檢驗(yàn)Y所用的試劑是________。(2)W的濃溶液與銅單質(zhì)在加熱條件下可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)欲制備Na2S2O3，從氧化還原角度分析，合理的是________(填序號(hào))。a．Na2S＋S b．Na2SO3＋Sc．Na2SO3＋Na2SO4 d．SO2＋Na2SO4(4)將X與SO2混合，可生成淡黃色固體。該反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________。解析X為氣態(tài)氫化物H2S，Y為硫元素＋4價(jià)的氧化物SO2，Z為硫元素＋4價(jià)的鹽，可以為Na2SO3，W為＋6價(jià)的含氧酸H2SO4。(1)由上述分析可知Y為二氧化硫氣體，二氧化硫具有漂白性可以使品紅溶液褪色，加熱恢復(fù)紅色，所以檢驗(yàn)二氧化硫的試劑可以是品紅溶液。(2)W的濃溶液是濃硫酸，與銅單質(zhì)在加熱條件下可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋2H2O＋SO2↑。(3)Na2S2O3中S為＋2價(jià)，從氧化還原的角度分析，反應(yīng)物中S元素化合價(jià)必須分別大于2和小于2，a中S化合價(jià)都小于2，c、d中S的化合價(jià)都大于2，b符合題意。(4)將X即H2S與SO2混合，可生成淡黃色固體，發(fā)生反應(yīng)：2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O，反應(yīng)中H2S做還原劑，SO2做氧化劑，則該反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2。答案(1)SO2品紅溶液(2)Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋2H2O＋SO2↑(3)b(4)1∶211．鹽酸、硫酸和硝酸是中學(xué)階段常見的“三大酸”?，F(xiàn)就硫酸與金屬銅反應(yīng)的情況，回答下列問題：(1)工業(yè)上制備硫酸銅是利用廢銅屑經(jīng)灼燒后，在加熱條件下跟稀硫酸反應(yīng)，有關(guān)的化學(xué)方程式是___________________________________________________________________________________________________________________。不采用銅跟濃硫酸反應(yīng)來制取硫酸銅的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在一定體積的10mol·L－1的濃硫酸中加入過量銅片，加熱使之反應(yīng)，被還原的硫酸為0.9mol。則濃硫酸的實(shí)際體積________(填“大于”“等于”或“小于”)180mL。(3)將8gFe2O3投入150mL某濃度的稀硫酸中，再投入7g鐵粉，充分反應(yīng)后，收集到1.68LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，同時(shí)，F(xiàn)e和Fe2O3均無剩余，為了中和過量的硫酸，且使溶液中鐵元素完全沉淀，共消耗4mol·L－1的NaOH溶液150mL。則原硫酸的物質(zhì)的量濃度為________。解析(1)加熱條件下，Cu和氧氣反應(yīng)生成CuO：2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO，CuO和稀硫酸反應(yīng)方程式為CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O；濃硫酸和銅反應(yīng)方程式為：Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，生成等量的硫酸銅時(shí)需要濃硫酸較多且生成的二氧化硫污染環(huán)境，所以不采用銅跟濃硫酸反應(yīng)來制取硫酸銅。(2)在加熱條件下，濃硫酸和銅反應(yīng)生成二氧化硫，但濃硫酸濃度達(dá)到一定值后變?yōu)橄×蛩?，稀硫酸和銅不反應(yīng)，所以當(dāng)被還原的硫酸為0.9mol時(shí)，則所用濃硫酸的實(shí)際體積應(yīng)大于180mL。(3)該過程中發(fā)生的反應(yīng)為：Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O、Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑、Fe2(SO4)3＋Fe=3FeSO4、FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋Na2SO4、2NaOH＋H2SO4=Na2SO4＋2H2O，最終溶液中的溶質(zhì)是Na2SO4，由原子守恒得eq\f(1,2)n(NaOH)＝n(Na2SO4)＝n(H2SO4)，則c(H2SO4)＝eq\f(n（NaOH）,2×0.15L)＝eq\f(4mol·L－1×0.15L,2×0.15L)＝2mol·L－1。答案(1)2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO、CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O生成等量的硫酸銅需濃硫酸較多且生成的二氧化硫污染環(huán)境(2)大于(3)2mol·L－1[能力練]12．某課外活動(dòng)小組的同學(xué)，在實(shí)驗(yàn)室做鋅與濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，甲同學(xué)認(rèn)為產(chǎn)生的氣體是二氧化硫，而乙同學(xué)認(rèn)為除二氧化硫氣體外，還可能產(chǎn)生氫氣。為了驗(yàn)證甲、乙兩位同學(xué)的判斷是否正確，丙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置(鋅與濃硫酸共熱時(shí)產(chǎn)生的氣體為X，且該裝置略去)，試回答下列問題：(1)上述反應(yīng)中生成二氧化硫的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________________________________。(2)乙同學(xué)認(rèn)為還可能產(chǎn)生氫氣的理由是________________________________________________________________________________________。(3)丙同學(xué)在安裝好裝置后，必須首先進(jìn)行的一步操作是。(4)A中加入的試劑可能是________，作用是；B中加入的試劑可能是________，作用是；E中加入的試劑可能是________，作用是。(5)可以證明氣體X中含有氫氣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：C中：____________，D中：____________________________________。如果去掉裝置B，還能否根據(jù)D中的現(xiàn)象判斷氣體X中有氫氣？________(填“能”或“不能”)，原因是_________________________________________。解析本題對(duì)Zn與濃H2SO4反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)行兩種推測(cè)，而后設(shè)計(jì)裝置進(jìn)行驗(yàn)證。設(shè)計(jì)時(shí)既要驗(yàn)證有無SO2生成，又要驗(yàn)證有無H2生成。驗(yàn)證SO2，可用品紅溶液，驗(yàn)證H2可利用它的還原性，在加熱條件下讓氣體通過CuO，再通過無水硫酸銅，同時(shí)必須注意驗(yàn)證H2時(shí)，應(yīng)考慮空氣中的水蒸氣和從洗氣裝置中帶出的水蒸氣對(duì)氫氣檢驗(yàn)的干擾。答案(1)Zn＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))ZnSO4＋SO2↑＋2H2O(2)當(dāng)Zn與濃H2SO4反應(yīng)時(shí)，濃H2SO4濃度逐漸變稀，Zn與稀H2SO4反應(yīng)可產(chǎn)生H2(3)檢查裝置的氣密性(4)品紅溶液檢驗(yàn)SO2濃H2SO4吸收水蒸氣堿石灰防止空氣中水蒸氣進(jìn)入D中(5)黑色(CuO)變成紅色(Cu)白色粉末變成藍(lán)色不能因?yàn)榛旌蠚怏w中含H2O，會(huì)干擾H2的檢驗(yàn)13．SO2是常見的大氣污染物，燃煤是產(chǎn)生SO2的主要原因。工業(yè)上有多種方法可以減少SO2的排放。(1)往煤中添加一些石灰石，可使燃煤過程中產(chǎn)生的SO2轉(zhuǎn)化成硫酸鈣。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________________。(2)可用多種溶液做燃煤煙氣中SO2的吸收液。①分別用等物質(zhì)的量濃度的Na2SO3溶液和NaOH溶液做吸收液，當(dāng)生成等物質(zhì)的量NaHSO3時(shí)，兩種吸收液體積比V(Na2SO3)∶V(NaOH)＝__________________________________________________________________。②NaOH溶液吸收了足量的SO2后會(huì)失效，可將這種失效的溶液與一定量的石灰水溶液充分反應(yīng)后過濾，使NaOH溶液再生，再生過程的離子方程式是_______________________________________________________________________________________________________________________。(3)甲同學(xué)認(rèn)為BaCl2溶液可以做SO2的吸收液。為此甲同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)(夾持裝置和加熱裝置略，氣密性已檢驗(yàn))：已知：Na2SO3(固體)＋H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋SO2↑＋H2O反應(yīng)開始后，A中Na2SO3固體表面有氣泡產(chǎn)生同時(shí)有白霧生成；B中有白色沉淀。甲認(rèn)為B中白色沉淀是SO2與BaCl2溶液反應(yīng)生成的BaSO3，所以BaCl2溶液可做SO2吸收液。乙同學(xué)認(rèn)為B中的白色沉淀是BaSO4，產(chǎn)生BaSO4的原因是①A中產(chǎn)生的白霧是濃硫酸的酸霧，進(jìn)入B中與BaCl2溶液反應(yīng)生成BaSO4沉淀。②________________________________________________________________。為證明SO2與BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀，乙同學(xué)對(duì)甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置做了如下改動(dòng)并實(shí)驗(yàn)(夾持裝置和加熱裝置略，氣密性已檢驗(yàn))：反應(yīng)開始后，A中Na2SO3固體表面有氣泡產(chǎn)生同時(shí)有白霧生成；B、C試管中除了有氣泡外，未見其他現(xiàn)象；D中紅色褪去。③試管B中試劑是________溶液；滴加濃硫酸之前的操作是___________________________________________________________________。④通過甲、乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是_________________________________________________________________________________________。解析(1)根據(jù)題意，碳酸鈣與二氧化硫、氧氣在高溫條件下反應(yīng)生成硫酸鈣，同時(shí)生成二氧化碳，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CaCO3＋2SO2＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CaSO4＋2CO2。(2)①假設(shè)生成的NaHSO3物質(zhì)的量都為2mol，Na2SO3＋SO2＋H2O=2NaHSO3，吸收的二氧化硫的物質(zhì)的量為1mol，需1molNa2SO3；N