2023屆高考化學(xué)魯科版一輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)強(qiáng)化練6　硫及其化合物的綜合實(shí)驗(yàn)

熱點(diǎn)強(qiáng)化練6硫及其化合物的綜合實(shí)驗(yàn)1.(雙選)(2021·山東濟(jì)南模擬)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染等方面應(yīng)用廣泛。利用SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝如圖:資料:Na2S2O5通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得,下列說法正確的是(CD)A.Na2S2O5是Na2SO3和SO2的混合物B.pH=4.1時(shí),Ⅰ中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+SO2Na2SO3+CO2C.加入Na2CO3固體的目的是調(diào)節(jié)pH,促進(jìn)Ⅲ中SO2的再吸收D.“結(jié)晶脫水”過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaHSO3Na2S2O5+H2O解析:由流程可知,Ⅰ中發(fā)生Na2CO3+2SO2+H2O2NaHSO3+CO2,加入Na2CO3固體,并再次充入SO2,可得到NaHSO3過飽和溶液,NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得Na2S2O5。Na2S2O5為純凈物,由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得,故A錯(cuò)誤;Na2SO3溶液呈堿性,Ⅰ中反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+2SO2+H2O2NaHSO3+CO2,故B錯(cuò)誤;工藝中加入Na2CO3固體并再次充入SO2的目的是調(diào)節(jié)pH,促進(jìn)Ⅲ中SO2的再吸收,得到NaHSO3過飽和溶液,故C正確;由題給信息可知Na2S2O5通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaHSO3Na2S2O5+H2O,故D正確。2.化學(xué)在“三廢”治理方面發(fā)揮著重要的作用?；卮鹣铝袉栴}。Ⅰ.制革廠含硫廢水中主要含有S2-,需要對(duì)含硫廢水進(jìn)行處理與利用。(1)S2-的電子式為。

(2)廢水混合處理不但可以同時(shí)處理不同類型的廢水,同時(shí)可以獲得某些化工原料。某地區(qū)使用含有硫離子的廢水治理含有銅離子的廢水,寫出該反應(yīng)的離子方程式:。

(3)部分地區(qū)采用空氣催化氧化法脫硫。該方法以空氣中的氧作為氧化劑,將廢水中的S2-轉(zhuǎn)化為SO42-Ⅱ.工業(yè)上用煙氣制酸的廢料(主要含S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等)為原料提取硒,流程如圖:(4)硒與硫是同主族的相鄰元素,其在周期表中的位置是。

(5)“脫硫”過程中,溫度控制在95℃,原因是

。

(6)“氧化”過程中,Se轉(zhuǎn)化成弱酸H2SeO3,該反應(yīng)的離子方程式為

。

Ⅲ.粗硒經(jīng)過下列流程可獲得亞硒酸鈉(Na2SeO3)。(7)已知在上述合成路線中粗硒在轉(zhuǎn)化為二氧化硒時(shí)損失4%,攪拌槽中二氧化硒的利用率為95%,其他損耗忽略不計(jì),試計(jì)算利用1t含硒79%的粗硒最終可生產(chǎn)t(精確到0.01t)含亞硒酸鈉95%的產(chǎn)品。

解析:(1)Ⅰ.S2-為硫原子得到2個(gè)電子形成18電子結(jié)構(gòu),帶有2個(gè)單位負(fù)電荷,電子式為[

··S(2)廢水中硫離子和銅離子反應(yīng)生成CuS沉淀,該反應(yīng)的離子方程式為Cu2++S2-CuS↓。(3)S2-轉(zhuǎn)化為SO42-,其中S的化合價(jià)變化了8,氧氣作為氧化劑生成H2Ⅱ.硫酸泥中加煤油,將S溶解、過濾,以濾液的形式除去,濾渣中的Se用NaClO3氧化成H2SeO3,同時(shí)Fe2O3、CuO、ZnO被稀硫酸溶解,過濾除去SiO2,溶液中主要含有Fe3+、Cu2+、Zn2+、H2SeO3、Na+、SO42-,用Na2SO3還原,H2SeO3被還原成Se,Fe3+被還原成Fe2+,然后過濾使Cu2+、Zn2+、Fe2+、Na+(4)硒與硫是同主族的相鄰元素,硫在第三周期第ⅥA族,則硒在周期表中的位置是第四周期第ⅥA族。(5)S溶于煤油,Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等不溶于煤油,過濾可除去S和煤油,溫度太低,S在煤油中的溶解度太小,脫硫率低,除不盡,溫度太高,煤油揮發(fā)太多。(6)Se化合價(jià)從0升高到+4,作還原劑,NaClO3作氧化劑,還原產(chǎn)物為ClO2,Cl化合價(jià)從+5降低到+4,根據(jù)得失電子守恒可知,氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比=4∶1,再結(jié)合原子守恒可得離子方程式為4ClO3-+Se+4H+4ClO2↑+H2O+H2SeO3(7)根據(jù)硒元素質(zhì)量守恒,設(shè)生產(chǎn)含亞硒酸鈉95%的產(chǎn)品xt,Se～Na2SeO3 79 173 1t×79%×(1-4%)×95% xt×95%解得x≈1.66。答案:(1)[

··S······]2-(2)Cu2++S2-CuS↓(3)1∶2(4)第四周期第ⅥA族(5)溫度低于95℃,脫硫速率偏低(硫在煤油中溶解度降低);溫度高于95℃,煤油揮發(fā)量加大(6)4ClO3-+Se+4H+4ClO23.(2021·湖北八市聯(lián)考)二氧化硫是國(guó)內(nèi)外允許使用的一種食品添加劑,可用于食物的增白、防腐等,但必須嚴(yán)格遵守國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)使用。某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖裝置用于制取SO2并驗(yàn)證其性質(zhì)。(1)儀器a的名稱為。

(2)燒杯F中的試劑可以是(填字母)。

a.飽和Na2SO3溶液b.飽和Na2CO3溶液c.NaOH溶液 d.飽和NaCl溶液(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置E中溶液的現(xiàn)象為

。

(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到裝置B無明顯現(xiàn)象,裝置C紅色褪去,則使品紅的水溶液褪色的微粒一定不是(填化學(xué)式)。

(5)學(xué)生甲預(yù)測(cè)裝置D中沒有白色沉淀產(chǎn)生,但隨著反應(yīng)的進(jìn)行,發(fā)現(xiàn)裝置D中產(chǎn)生了少量白色沉淀。為進(jìn)一步探究產(chǎn)生沉淀的原因,分別用煮沸和未煮沸過的蒸餾水配制的Ba(NO3)2溶液和BaCl2溶液進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)中G、H、I燒杯中觀察到的現(xiàn)象如下表:燒杯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象G無白色沉淀產(chǎn)生,pH傳感器測(cè)得溶液pH=5.3H有白色沉淀產(chǎn)生I有白色沉淀產(chǎn)生,I中出現(xiàn)白色沉淀比H中快很多①據(jù)G中現(xiàn)象得出的結(jié)論是

。

②H中白色沉淀的化學(xué)式為,其產(chǎn)生的原因是(用離子方程式表示)。

③I中出現(xiàn)白色沉淀的速率比H中快很多的原因可能是

。

解析:(1)儀器a是分液漏斗。(2)氯化鈉與二氧化硫不反應(yīng),不能用來進(jìn)行尾氣吸收;亞硫酸鈉與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉,碳酸鈉與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉和二氧化碳,氫氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉,以上三種物質(zhì)均可進(jìn)行尾氣吸收,故選abc。(3)二氧化硫和氯化鐵中的三價(jià)鐵離子反應(yīng)生成硫酸根離子和亞鐵離子,鐵離子為棕黃色,亞鐵離子為淺綠色,溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色。(4)二氧化硫溶于乙醇,在乙醇中不能電離,沒有氧化性,B中紅色不能褪去,所以排除二氧化硫使品紅溶液褪色的可能。(5)①氧氣可以將二氧化硫氧化,所以煮沸排出氧氣排除干擾,pH小于7說明生成了酸性物質(zhì),沒有生成白色沉淀說明其酸性小于鹽酸。②H中白色沉淀為硫酸鋇,二氧化硫溶于水呈酸性,硝酸根離子在酸性條件下有強(qiáng)氧化性,將亞硫酸根離子氧化成為硫酸根離子生成硫酸鋇沉淀,3SO2+Ba2++2NO3-+2H2OBaSO4+2NO+4H++2SO42答案:(1)分液漏斗(2)abc(3)溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色(4)SO2(5)①亞硫酸的酸性小于鹽酸②BaSO43SO2+Ba2++2NO3-+2H2OBaSO4+2NO+4H++2SO4.硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O,M=248g·mol-1)可用作定影劑、還原劑?；卮鹣铝袉栴}。(1)已知:Na2S2O3為易溶于水的固體,往Na2S2O3溶液中加入稀鹽酸會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)S2O32-+2H+S↓+SO2↑+H2O。BaS2O試劑:稀鹽酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象①取少量樣品,加入除氧蒸餾水②固體完全溶解得無色澄清溶液③

④有淡黃色沉淀和刺激性氣體產(chǎn)生⑤靜置,

⑥

(2)利用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液定量測(cè)定硫代硫酸鈉的純度。測(cè)定步驟如下:①溶液配制:稱取1.2000g某硫代硫酸鈉晶體樣品,用新煮沸并冷卻的蒸餾水在中溶解,完全溶解后,全部轉(zhuǎn)移至100mL中,加蒸餾水至。

②滴定:取0.00950mol·L-1的K2Cr2O7(強(qiáng)氧化性物質(zhì),其還原產(chǎn)物為Cr3+)標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL,硫酸酸化后加入過量KI(強(qiáng)還原性物質(zhì)),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

,

然后用硫代硫酸鈉樣品溶液滴定至淡黃綠色,發(fā)生反應(yīng)I2+2S2O32-S4O62-解析:(1)根據(jù)題意BaS2O3為難溶于水的固體,因此檢驗(yàn)硫代硫酸鈉中常含有硫酸根離子雜質(zhì),要先將硫代硫酸鈉與足量鹽酸反應(yīng)生成二氧化硫、水和硫單質(zhì),再向上層清液中加入氯化鋇溶液,看是否有白色沉淀生成。(2)①溶液配制主要是稱量、溶解、冷卻、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、搖勻、裝瓶貼標(biāo)簽,因此稱取1.2000g某硫代硫酸鈉晶體樣品,用新煮沸并冷卻的蒸餾水在燒杯中溶解,完全溶解后,全部轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中,加蒸餾水至凹液面最低處與刻度線相平。②K2Cr2O7在硫酸酸化后加入過量KI(強(qiáng)還原性物質(zhì)),將碘離子氧化為單質(zhì)碘,自身被還原為Cr3+,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cr2O72-+6I-+14H+3I2+2Cr3++7H2O,根據(jù)題意得出關(guān)系式K2Cr2O7～6Na2S2O3,n(Na2S2O3)=0.00950mol·L-1×0.02L×6=1.14×10-3mol,則100mL溶液中n(Na2S2O3)=1.14×10-3答案:(1)向①中溶液加入足量稀鹽酸向上層清液中滴加幾滴氯化鋇溶液有白色沉淀生成(2)①燒杯容量瓶凹液面最低處與刻度線相平②Cr2O72-+6I-+14H+3I2+2Cr3++7H5.連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險(xiǎn)粉,有極強(qiáng)的還原性。難溶于乙醇,可溶于氫氧化鈉水溶液并穩(wěn)定存在。廣泛用于紡織工業(yè)的還原性染色、清洗、印花、脫色以及織物的漂白等。(1)制備二氧化硫。若使用如圖所示裝置制備干燥的SO2氣體,回答以下問題。①A中盛液體的玻璃儀器a的名稱是。

②B裝置的作用是;E中固體試劑為。

(2)鋅粉法制備保險(xiǎn)粉。鋅粉法制備Na2S2O4的工藝流程如圖所示:①工業(yè)上常將鋅塊進(jìn)行預(yù)處理得到鋅粉—水懸濁液,其目的是。

②在步驟Ⅰ制取ZnS2O4過程中發(fā)生了氧化還原反應(yīng),SO2表現(xiàn)了(填“氧化性”“還原性”或“酸性”);生成1molZnS2O4轉(zhuǎn)移電子mol。

③在步驟Ⅲ中分離產(chǎn)品Na2S2O4時(shí)應(yīng)選用下列裝置。

(3)保險(xiǎn)粉的性質(zhì)。①保險(xiǎn)粉不穩(wěn)定,容易分解生成甲、乙、丙三種化合物。若將甲、乙兩種物質(zhì)分別配成溶液,在甲溶液中加入稀硫酸,則有淡黃色沉淀和氣體丙產(chǎn)生;乙溶液中加入BaCl2溶液和稀鹽酸,有氣體丙產(chǎn)生,但無白色沉淀。保險(xiǎn)粉分解的化學(xué)方程式為

。

②保險(xiǎn)粉在空氣中容易吸收氧氣而發(fā)生氧化,其化學(xué)方程式為,甲:2Na2S2O4+O2+2H2O4NaHSO3或乙:Na2S2O4+O2+H2ONaHSO3+NaHSO4。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明氧化時(shí)發(fā)生的是反應(yīng)乙:。

解析:(1)①根據(jù)儀器構(gòu)造可判斷A中盛液體的玻璃儀器a的名稱是分液漏斗。②由于二氧化硫易溶于水,所以B裝置的作用是防倒吸;E裝置吸收尾氣二氧化硫,堿石灰干燥劑是由NaOH和CaO組成的固體混合物,堿石灰呈堿性,能吸收尾氣二氧化硫,堿石灰能干燥,同時(shí)能防止空氣中水蒸氣進(jìn)入集氣瓶,則E中固體試劑為堿石灰。(2)①工業(yè)上常將鋅塊進(jìn)行預(yù)處理得到鋅粉—水懸濁液,可增大鋅粉的表面積,加快反應(yīng)速率。②合成保險(xiǎn)粉過程中發(fā)生的反應(yīng)為Zn+2SO2ZnS2O4,S的化合價(jià)從+4降低到+3,所以氧化劑是SO2,SO2表現(xiàn)了氧化性,生成1molZnS2O4轉(zhuǎn)移電子2mol。③根據(jù)同離子效應(yīng),濾液中加入氯化鈉,增加了Na+濃度,促進(jìn)Na2S2O4結(jié)晶析出,因此在步驟Ⅲ中分離Na2S2O4產(chǎn)品的方法是過濾,應(yīng)選用丁裝置。(3)①保險(xiǎn)粉分解生成甲、乙、丙三種化合物,若將甲、乙兩種物質(zhì)分別配成溶液,在甲溶液中加入稀硫酸,則有淡黃色沉淀和氣體丙產(chǎn)生,則甲應(yīng)為Na2S2O3,乙溶液中加入BaCl2溶液和稀鹽酸,有氣體丙產(chǎn)生,但無白色沉淀,則乙為Na2SO3,根據(jù)元素守恒,保險(xiǎn)粉分解的化學(xué)方程式為2Na2S2O4Na2S2O3+Na2SO3+SO2↑。②若證明溶液中有SO42-存在,即可證明氧化時(shí)發(fā)生的是反應(yīng)乙,實(shí)驗(yàn)操作為取少許固體溶于水中,加入BaCl答案:(1)①分液漏斗②防倒吸堿石灰(2)①增大鋅粉的表面積,加快反應(yīng)速率②氧化性2③丁(3)①2Na2S2O4Na2S2O3+Na2SO3+SO2↑②取少許固體溶于水中,加入BaCl2溶液,有白色沉淀產(chǎn)生,則證明是乙6.(2021·黑龍江哈爾濱期末)連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險(xiǎn)粉,有極強(qiáng)的還原性,在空氣中易被氧化,受熱、遇水都會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)放出大量的熱,甚至引起燃燒。不溶于乙醇,可溶于氫氧化鈉水溶液并穩(wěn)定存在。(1)鋅粉法是制備Na2S2O4的一種常見方法,其原理如圖所示:①若用Na2SO3固體和某酸反應(yīng)制備SO2氣體,下列最適宜選用的酸是(填字母)。

A.濃鹽酸B.質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的硫酸C.稀硝酸D.質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫酸②常溫下,若ZnS2O4懸濁液中c(Zn2+)=0.05mol·L-1,則應(yīng)加氫氧化鈉溶液調(diào)至pH≥,才能使Zn(OH)2沉淀完全(已知離子濃度≤1.0×10-5mol·L-1,即沉淀完全;

Ksp[Zn(OH)2]=4.0×10-17;lg2=0.3)。③步驟Ⅲ中得到的Na2S2O4要用乙醇洗滌,其優(yōu)點(diǎn)是。

請(qǐng)寫出具體的洗滌操作過程:

。

(2)甲酸鈉法是制備Na2S2O4的一種新方法,其原理為將甲酸鈉(HCOONa)和燒堿溶于乙醇水溶液中,再通入SO2發(fā)生反應(yīng),有CO2氣體放出,析出Na2S2O4固體,總反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(3)Na2S2O4固體在隔絕空氣的條件下加熱至75℃時(shí)完全分解,生成Na2SO3、Na2S2O3、SO2,檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否含有Na2SO4的實(shí)驗(yàn)方法是

。

解析:(1)①濃鹽酸有揮發(fā)性,若選用濃鹽酸則制得的SO2不純;若選用稀硝酸,則SO2會(huì)被硝酸氧化;若選用稀硫酸,則反應(yīng)速率較慢,且生成的SO2易溶于水,所以最適宜選用的酸是B。②已知當(dāng)離子濃度≤1.0×10-5mol·L-1時(shí),沉淀完全,根據(jù)Ksp[Zn(OH)2]=4.0×10-17,c(OH-)≥4.0×10-171.0×10-5mol·L-1=2.0×10-6mol·L-1,則c(H+)≤5.0×10-9mol·L-1,所以常溫下,pH≥8.3,才能使Zn(OH)2沉淀完全。③Na2S2O4固體易溶于水,難溶于乙醇,用乙醇洗滌,既可減少Na2S2O4的溶解損失,又易于干燥;步驟Ⅲ中洗滌時(shí),應(yīng)該向漏斗中加無水乙醇至沒過沉淀,濾干后重復(fù)操作2～3次。(2)Na2S2O4中硫元素的化合價(jià)為+3價(jià),由SO2生成Na2S2O4時(shí)硫元素化合價(jià)降低而被還原,則還原劑為HCOONa(碳元素的化合價(jià)為+2價(jià)),氧化產(chǎn)物為CO2,然后根據(jù)質(zhì)量守恒定律和得失電子守恒配平化學(xué)方程式得HCOONa+2SO2+NaOHNa2S2O4↓+H2O+CO2。(3)檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否含有Na答案:(1)①B②8.3③既可減少Na2S2O4的溶解損失,又易于干燥向漏斗中加無水乙醇至沒過沉淀,濾干后重復(fù)操作2～3次(2)HCOONa+2SO2+NaOHNa2S2O4↓+H2O+CO2(3)取少許產(chǎn)物溶于水中,加入稀鹽酸酸化的BaCl2溶液,若有白色沉淀產(chǎn)生,則證明含有Na2SO4,反之則不含有7.(2021·山東濱州一模)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)為白色或黃色結(jié)晶粉末,遇強(qiáng)酸放出SO2,在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品、含鉻污水處理等方面應(yīng)用廣泛。(1)利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝流程如圖:資料:當(dāng)NaHSO3溶液過飽和后靜置,會(huì)結(jié)晶析出焦亞硫酸鈉晶體。①焦亞硫酸鈉中硫元素的化合價(jià)為,常溫下焦亞硫酸鈉溶于水形成的溶液顯(填“酸”“中”或“堿”)性。

②控制Ⅰ中反應(yīng)結(jié)束的方法是測(cè)定溶液的pH,當(dāng)pH=4.1時(shí)停止通入SO2,此時(shí)溶液的溶質(zhì)主要是(填物質(zhì)名稱)。

③Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有