2021届高三化学一轮复习课时同步跟踪检测（十四） 氧、硫及其化合物（含答案）

第 1 页 共 9 页 跟踪检测（十四） 氧、硫及其化合物 1．下列关于鉴别 1 mol·L－1 的稀硫酸和 98%的浓硫酸的叙述正确的是(　　) A．常温下测定两溶液的导电能力，导电能力强的是浓硫酸 B．常温下可以用铜片鉴别两种溶液 C．常温下铝片不能用于鉴别两种溶液 D．两溶液敞口在空气中放置一段时间后质量明显增大的是浓硫酸 解析：稀硫酸中硫酸完全电离，浓硫酸几乎没有电离，稀硫酸中离子浓度较大，因此常 温下测定两溶液的导电能力，导电能力强的是稀硫酸，A 项错误；常温下铜与稀硫酸和浓硫 酸接触都没有明显现象，不能鉴别两种溶液，B 项错误；常温下，铝片与稀硫酸反应能够产 生气泡，与浓硫酸无明显现象，可以鉴别两种溶液，C 项错误；浓硫酸具有吸水性，两溶液 敞口在空气中放置一段时间后质量明显增大的是浓硫酸，D 项正确。 答案：D 2．某硫酸厂废气中 SO2 的回收利用方案如图所示，下列说法不正确的是(　　) 废气 ――→氨水 X 过量 硫酸Error! A．X 可能含有 2 种盐 B．a 是 SO3 C．Y 可能含有(NH4)2SO4 D．(NH4)2S2O8 中 S 的化合价不可能为＋7 答案：B 3．为确定某纯净的气体 X 的成分，进行了如下几种实验，其中不正确的是(　　) 选项 操作(现象) 结论 A 闻 X 气味(有刺激性) ――→通入 酸性 KMnO4 溶液 (褪色) X 一定是 SO2 B 闻 X 气味(有刺激性) ――→通入 澄清石灰水(变浑 浊) X 一定是 SO2 C X ――→通入 品红溶液(褪色) ――→△ 变红色 X 一定是 SO2 D X ――→通入 紫色石蕊溶液(先变红色后褪色) X 一定不是 SO2 解析：选 A　能使 KMnO4 溶液褪色且有刺激性气味的气体还有 HCl 等，A 项错误；能 使澄清石灰水变浑浊的有 CO2、SO2，但前者无气味，B 项正确；使品红溶液褪色且加热又第 2 页 共 9 页 恢复红色的只有 SO2，C 项正确；SO2 不能漂白紫色石蕊溶液，D 项正确。 4.某同学进行 SO2 的性质实验。在点滴板 a、b、c 处分别滴有不 同的试剂，再向 Na2SO3 固体上滴加数滴浓 H2SO4 后，在整个点滴板 上盖上培养皿，一段时间后观察到的实验现象如下表所示： 序号 试剂 实验现象 a 品红溶液 红色褪去 b 酸性 KMnO4 溶液 紫色褪去 c NaOH 溶液(含 2 滴酚酞) 红色褪去 下列说法正确的是(　　) A．浓硫酸与 Na2SO3 固体发生了氧化还原反应 B．a、b 均表明 SO2 具有漂白性 C．c 中只可能发生反应：SO2＋2OH－===SO2－3 ＋H2O D．c 中所得溶液的离子浓度一定存在关系： c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO2－3 )＋c(HSO－3 )＋c(OH－) 解析：选 D　浓硫酸与 Na2SO3 固体反应可生成 Na2SO4、SO2 和 H2O，该反应中各元素 的化合价没有发生变化，是非氧化还原反应，A 错。SO2 可与酸性 KMnO4 溶液发生氧化还 原反应而使 KMnO4 溶液的紫色褪去，表明 SO2 具有还原性，B 错。SO2 过量时，c 中还可能 发生 OH－＋SO2===HSO－3 ，C 错。c 溶液中含有 SO2－3 、HSO －3 等，根据电荷守恒可得：c(Na ＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HSO－3 )＋2c(SO2－3 )，D 正确。 5.含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计 了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下 列叙述不正确的是(　　) A．该过程中可得到化工产品 H2SO4 B．该工艺流程是除去煤燃烧时产生的 SO2 C．该过程中化合价发生改变的元素为 Fe 和 S D．图中涉及的反应之一为 Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4 解析：选 C　根据图可知，该工艺中 Fe2(SO4)3 溶液吸收 SO2 生成 FeSO4 和 H2SO4，该 反应的化学方程式为 Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，该工艺不仅吸收了二氧化 硫，还得到了化工产品硫酸，A、D 正确；根据以上分析可知该工艺流程是除去煤燃烧时产 生的 SO2，B 正确；该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫，C 错误。 6．(2020·常德模拟)如图是检验气体性质的实验装置。向装置中缓慢通入气体 X，若关 闭活塞 K，品红溶液无变化、澄清石灰水变浑浊；若打开活塞 K，品红溶液褪色。据此判断， 气体 X 和液体 Y 可能是(　　)第 3 页 共 9 页 选项 物质 A B C D X H2S SO2 CO2 Cl2 Y 浓硫酸 NaHCO3 饱 和溶液 Na2SO3 溶液 NaHSO3 溶液 解析：选 B　H2S 不能使品红溶液褪色，A 项错误；SO2 可与 NaHCO3 饱和溶液反应生 成二氧化碳，若关闭活塞 K，则品红溶液无变化，生成的二氧化碳气体使澄清石灰水变浑浊， 若打开活塞 K，则品红溶液褪色，B 项正确；二氧化碳不能使品红溶液褪色，所以打开活塞 K，品红溶液不会褪色，C 项错误；Cl2 不能使澄清石灰水变浑浊，D 项错误。 7．探究浓硫酸和铜的反应，下列装置或操作正确的是(　　) A．用装置甲进行铜和浓硫酸的反应 B．用装置乙收集二氧化硫并吸收尾气 C．用装置丙稀释反应后的混合液 D．用装置丁测定余酸的浓度 解析：选 C　铜与浓硫酸需要在加热条件下才能反应，A 错误；二氧化硫的密度比空气 的大，应使用向上排空气法收集，即气体“长进短出”，B 错误；反应后的混合液中含有过量 的浓硫酸，稀释时，应将其沿烧杯内壁慢慢倒入水中，且用玻璃棒不断搅拌，C 正确；应使 用碱式滴定管(带胶管)量取氢氧化钠溶液，D 错误。 8.(2020·长沙模拟)已知 X 为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末 变黑。A 与 X 反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均 已略去，则下列有关说法正确的是(　　) A．X 使蔗糖变黑主要体现了 X 的强氧化性 B．若 A 为铁，则足量 A 与 X 在室温下即可完全反应 C．若 A 为碳单质，则将 C 通入少量的澄清石灰水，一定可以观察到白色沉淀产生 D．工业上，B 转化为 D 的反应条件为高温、常压、催化剂第 4 页 共 9 页 解析：选 D　由题意知 X 为浓 H2SO4。浓 H2SO4 使蔗糖变黑主要体现了浓 H2SO4 的脱 水性，A 项错误；浓 H2SO4 在室温下使 Fe 钝化，B 项错误；A 为碳单质时，生成的 C 为 CO2，CO2 通入少量澄清石灰水生成可溶性的 Ca(HCO3)2，C 项错误；SO2 与 O2 反应的条件 为高温、常压、催化剂，D 项正确。 9．下列物质的检验中，其结论一定正确的是(　　) A．向某溶液中加入 BaCl2 溶液，产生白色沉淀，加入稀 HNO3 后，白色沉淀不溶解， 也无其他现象，说明原溶液中一定含有 SO2－4 B．向某溶液中加盐酸产生无色气体，该气体能使澄清的石灰水变浑浊，说明该溶液中 一定含有 CO 2－3 或 SO2－3 C．取少量久置的 Na2SO3 样品于试管中加水溶解，再加足量盐酸酸化，然后加 BaCl2 溶 液，若加盐酸时有气体产生，加 BaCl2 溶液时有白色沉淀产生，说明 Na2SO3 样品已部分被 氧化 D．将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，该气体一定是 SO2 解析：选 C　该溶液中可能含有 Ag＋或 SO2－3 ，A 错误；使澄清石灰水变浑浊的气体可 能为 CO2、SO2，溶液中可能存在 CO 2－3 或 HCO －3 或 SO 2－3 或 HSO－3 ，B 错误；加入足量盐 酸有气体产生，气体为 SO2，排除 SO 2－3 的干扰，再加入 BaCl2 溶液有白色沉淀产生，沉淀 为 BaSO4，说明一定含有 SO2－4 ，所以说明 Na2SO3 样品已部分被氧化，C 正确；氧化性气体 如氯气都能使品红溶液褪色，D 错误。 10．用如图所示实验装置进行物质性质的探究实验。下列说法不合理的是(　　) A．若品红溶液①褪色，则说明产物中含有 SO2 B．若溴水褪色，则说明 SO2 具有还原性 C．若烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡，则说明 Na2S2O3 只作氧化剂 D．若品红溶液②不褪色、Na2SiO3 溶液中出现白色浑浊，则说明亚硫酸比碳酸的酸性 强 解析：选 C　SO2 有漂白性，能使品红溶液褪色，A 正确；SO2 使溴水褪色表现的是还 原性，B 正确；此反应中 Na2S2O3 既作氧化剂又作还原剂，C 错误；品红溶液②不褪色说明 无 SO2，Na2SiO3 溶液中出现白色浑浊说明 SO2 与 NaHCO3 溶液反应生成了 CO2，依据强酸 制弱酸的原理说明亚硫酸比碳酸的酸性强，D 正确。 11．H2O2 广泛应用于化学品合成、纸浆和纺织品的漂白，是环保型液体漂白剂。有研第 5 页 共 9 页 究表明，H2O2 溶液的漂白性是 HO －2 所致。 (1)H2O2 溶液显弱酸性，测得 0.15 mol·L－1 H2O2 溶液 pH 约为 6。写出 H2O2 生成 HO －2 的电离方程式：__________________________________。 (2)其他条件相同时，研究不同初始 pH 条件下 H2O2 溶液的漂白效果，结果如下： 由上图可得到的结论是____________________________________， 结合平衡移动原理简述理由：__________________________________________。 (3)实验发现：若 pH＞11，则 H2O2 溶液的漂白效果随 pH 增大而降低。针对这一现象， 继续进行实验，发现溶液中 H2O2 的分解与 pH 有关。测定不同初始 pH 条件下，初始浓度均 为 0.15 mol·L－1 的 H2O2 溶液发生分解反应，结果如下： 初始 pH pH＝10 pH＝12 1 小时后 H2O2 溶液浓度 0.13 mol·L－1 0.07 mol·L－1 1 小时后 pH 没有明显变化 没有明显变化 查阅资料：HO－2 ＋H2O2===H2O＋O2＋OH－。 ①结合离子方程式解释 1 小时后 pH 没有明显变化的原因：______________________。 ②从反应速率的角度分析 pH 过大，H2O2 溶液漂白效果会降低的原因：____________。 解析：(1)H2O2 溶液显弱酸性，电离是微弱的，用可逆号，故 H2O2 生成 HO －2 的电离方 程式为 H2O2HO－2 ＋H＋。(2)由图可知，其他条件相同时，初始 pH 越大染料脱色率越高， 即 H2O2 的漂白效果越好，H2O2 溶液中存在平衡 H2O2HO－2 ＋H＋，pH 增大，OH－的浓度 增大，OH－可与 H2O2 电离的 H＋反应，使 H＋浓度减小，平衡 H2O2HO－2 ＋H＋正向移动， HO －2 的浓度越大，漂白效果越好。(3)①根据第(2)问解析可知：碱性条件下 H 2O2＋OH－ ===HO－2 ＋H2O，且 HO－2 ＋H2O2===H2O＋O2＋OH－，则 OH－可看作是 H2O2 分解的催化剂， 故反应前后 pH 不变；②表格中是 H2O2 的分解速率与 pH 的关系，由表格中的数据可知，pH 越大，H2O2 的分解越快，使参与漂白的 HO －2 的浓度下降，故漂白效果降低。 答案：(1)H2O2HO－2 ＋H＋ (2)其他条件相同时，初始 pH 越大染料脱色率越高，即 H2O2 的漂白效果越好 c(OH－)增大，促使 H2O2HO－2 ＋H＋正向移动，c(HO－2 )增大，漂白效果增强 (3)①碱性条件下：H2O2＋OH－===HO－2 ＋H2O，又知 HO－2 ＋H2O2===H2O＋O2＋OH－， OH－可看作是 H2O2 分解反应的催化剂，故反应前后 pH 不变 ②pH 过大，H2O2 分解过快，使参与漂白的 c(HO－2 )下降，故漂白效果降低第 6 页 共 9 页 12．氯和硫是重要的非金属元素，两者存在 SCl2、S2Cl2、SO2Cl2 等多种化合物。 (1)S2Cl2 是黄绿色油状液体，沸点为 136 ℃。其分子结构中每个原子均满足 8 电子稳定 结构，S 2Cl2 的电子式为__________________________。将 Cl 2 通入熔融态 S 中可制得 S2Cl2(溶有少量 S)，要得到较纯的 S2Cl2，采用的实验操作方法是________。 (2)磺酰氯(SO 2Cl2)极易水解，水解后溶液呈强酸性，写出该反应的化学方程式： ________________________________________________________________________； 磺酰氯具有较强的氧化性，可以和白磷发生反应：P4＋10SO2Cl2===4PCl5＋10SO2↑，若 生成 1 mol SO2，则转移电子的物质的量为________。 (3)下列可作为判断 S 和 Cl 非金属性强弱依据的是________(填字母) a．跟金属反应时，硫被还原为－2 价，氯被还原为－1 价 b．HClO3 酸性比 H2SO3 强 c．Na2S 溶液中通入 Cl2，有淡黄色沉淀产生 d．HCl 的稳定性强于 H2S 解 析 ： (1)S2Cl2 中 每 个 原 子 都 达 到 8 电 子 的 稳 定 结 构 ， 则 电 子 式 为 ，利用沸点的不同采用蒸馏的方法分离 S 与 S2Cl2。(2)SO2Cl2 与 H2O 反应生成 H2SO4 和 HCl，依据原子守恒即可写出化学方程式为 SO2Cl2＋2H2O===H2SO4＋ 2HCl；由化学方程式可知每生成 1 mol SO2，S 的化合价由＋6 价降低到＋4 价，得 2 mol 电 子。(3)a.跟金属反应时，硫被还原为－2 价，氯被还原为－1 价，与非金属性强弱无关；b. 最高价含氧酸酸性越强非金属性越强，应比较 HClO4 与 H2SO4 的酸性，错误；c.Cl2 可以把 S 从盐溶液中置换出来，Cl 的非金属性强于 S，正确；d.HCl 的稳定性强于 H2S，非金属性越 强，氢化物越稳定，Cl 的非金属性强于 S，正确。 答案：(1) 　蒸馏 (2)SO2Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl　2 mol　(3)cd 13．过氧化氢(H2O2，俗称双氧水，无色液体)是一种应用广泛的化工原料。 请回答下列问题： (1)过氧化氢的电子式为____________。 (2)工业上用电解硫酸氢铵水溶液的方法制备过氧化氢，其反应原理是： 2NH4HSO4 =====电解 (NH4)2S2O8＋H2↑， (NH4)2S2O8＋2H2O===2NH4HSO4＋H2O2 其流程如下：第 7 页 共 9 页 ①电解硫酸氢铵溶液时，阴极的电极反应式为__________________________________。 ②制备过程中，采用减压蒸馏的原因是________________________________，可循环 利用的物质是______________________________________________。 (3)在火箭推进器中装有液态 H2O2 和液态肼(N2H4)，当它们混合时，即产生大量的氮气 和水蒸气，并放出大量的热量。已知一些化学键的键能数据如下： 化学键 N—N NN NN H—H N—H H—O O—O OO E/(kJ·mol－1) 159 419 945 436 389 465 138 498 写出肼和双氧水反应的热化学方程式：_____________________________。上述反应物 用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是 ________________________________________________________________________。 (4)H2O2 的用途广泛。 ①用双氧水把黑色 PbS 转化为白色 PbSO4，修复变黑的古代油画，该反应中氧化剂与 还原剂的物质的量之比为________。 ②碱性溶液中，H2O2 可以吸收工业尾气中的 ClO2，同时制得 NaClO2，反应的离子方 程式为__________________________________________________________________。 解析：(2)①电解池中阳离子在阴极得电子被还原，溶液中的 H＋放电，阴极的电极反应 式为 2H＋＋2e－===H2↑。②由于过氧化氢不稳定，受热容易分解，所以减小压强，使液体沸 点降低，易于蒸出；根据反应原理和流程可知，在生成双氧水的同时，还生成 NH4HSO4， 所以能循环使用的物质是 NH4HSO4。 (3)反应热就是断开化学键吸收的热量和形成化学键放出的热量的差值，所以该反应的 反应热 ΔH＝4×389 kJ·mol － 1 ＋159 kJ·mol － 1 ＋2×2×465 kJ·mol － 1 ＋2×138 kJ·mol － 1 － 4×2×465 kJ·mol－1－945 kJ·mol－1＝－814 kJ·mol－1，所以该反应的热化学方程式为 N2H4(l)＋ 2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－814 kJ·mol－1；上述反应用于火箭推进剂，除释放大量 热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是生成 N2 和 H2O，对环境无污染。 (4)①PbS→PbSO4，S 元素化合价升高 8，故 H2O2 作氧化剂，H2O2 中 O 元素的化合价 降低 2，根据氧化还原反应中化合价升降总数相等，可得氧化剂与还原剂的物质的量之比为 4∶1。 答案：(1) (2)①2H＋＋2e－===H2↑ ②过氧化氢不稳定，受热易分解，减压使液体沸点降低　NH4HSO4 (3)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－814 kJ·mol－1　生成 N2 和 H2O，对环境无污染第 8 页 共 9 页 (4)①4∶1 ②H2O2＋2OH－＋2ClO2===2ClO－2 ＋O2↑＋2H2O 14．(2020·南京一模)碳、硫的含量影响钢铁性能。某兴趣小组用如下流程对钢样进行探 究。 (1)钢样中硫元素以 FeS 形式存在，FeS 在足量氧气中灼烧，生成的固体产物中 Fe、O 两种元素的质量比为 21∶8，则该固体产物的化学式为____________。 (2)检验钢样灼烧生成气体中的 CO2，需要的试剂是____(填字母)。 a．酸性 KMnO4 溶液　　　　　　 b．澄清石灰水 c．饱和小苏打溶液 d．浓 H2SO4 (3)取 10.00 g 钢样在足量氧气中充分灼烧，将生成的气体用足量 1%的 H2O2 溶液充分吸收，再用 0.100 0 mol·L－1 NaOH 溶液滴定吸收液至终点， 消耗 NaOH 溶液 20.00 mL；另取 10.00 g 钢样在足量氧气中充分灼烧，将生 成的气体通过盛有足量碱石灰的 U 形管(如图)，碱石灰增重 0.614 g。 ①用 1%H2O2 溶液吸收 SO2，发生反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。 ②分别计算该钢样中硫、碳元素的质量分数(写出计算过程)。 ③实验测得的碳元素质量分数比真实值偏高，其可能的原因是________(填字母)。 a．U 形管中生成的亚硫酸盐吸收了 O2 b．碱石灰吸收了空气中的 CO2 c．气体通过碱石灰的流速过快，未被充分吸收 解析：(1)设固体产物的化学式为 FexOy，则 x∶y＝21 56∶ 8 16＝3∶4，所以化学式是 Fe3O4。(2) 由于灼烧生成气体中除含有 CO2 外还含有 SO2，所以先用酸性 KMnO4 溶液除去 SO2，再用 澄清石灰水检验 CO2。(3)①SO2 被 H2O2 氧化：SO2＋H2O2===2H＋＋SO2－4 。②由于 NaOH 只与生成的 H2SO4 反应，所以可根据 消耗的 NaOH 计算出硫的量，从而计算出硫的质量分数，碱石灰增重的是 CO2 和 SO2 的总 质量，所以根据硫的量可计算出生成 SO2 的质量，再用总增重减去 SO2 的质量可得 CO2 的 质量，从而求出碳的量，最终求出碳的质量分数。③a 项，亚硫酸盐吸收了 O2 使得增重变 大，由于硫的量已确定，所以增重的部分被认为是 CO2 的量，从而使得碳的质量分数偏高； b 项，空气中的 CO2 被认为是生成 CO2 的质量，从而使得结果偏高；c 项，流速过快使得气第 9 页 共 9 页 体没有被完全吸收，使得增重变小，所以碳的质量分数变小。 答案：(1)Fe3O4　(2)ab (3)①H2O2＋SO2===2H＋＋SO2－4 ②n(S)＝n(SO2)＝1 2n(NaOH) ＝1 2×0.020 00 L×0.100 0 mol·L－1 ＝1.000×10－3 mol w(S)＝1.000 × 10－3 mol × 32 g·mol－1 10.00 g ×100%＝0.32% m(SO2)＝1.000×10－3 mol×32 g·mol－1÷32 64＝0.064 g m(CO2)＝0.614 g－m(SO2)＝0.550 g n(C)＝n(CO2)＝ 0.550 g 44 g·mol－1＝0.012 5 mol w(C)＝0.012 5 mol × 12 g·mol－1 10.00 g ×100%＝1.5% ③ab