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专题整合　素养提升
思考1.二氧化硫有哪些化学性质 二氧化硫的漂白作用有什么特点 怎么区别二氧化硫和二氧化碳
提示:二氧化硫具有氧化性、还原性、漂白性等;二氧化硫能漂白的物质较少,可使品红溶液褪色,加热可以恢复原来的颜色;可以用品红溶液、溴水、酸性高锰酸钾溶液等来鉴别,能使品红溶液、溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色的是二氧化硫。
思考2.写出工业制硫酸的三阶段、三设备的反应的化学方程式。工业制硫酸矿石为什么要粉碎且从炉顶投入 原料气为什么要净化 工业上可以直接用水吸收三氧化硫吗 工业中提高硫酸的产率的措施有哪些
提示:沸腾炉用于造气(生成SO2),反应为S+O2SO2或4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2;接触室用于接触氧化(生成SO3),反应为2SO2+O22SO3;吸收塔用于吸收SO3(生成H2SO4),反应为SO3+H2OH2SO4。粉碎矿石且从炉顶投入可以增大接触面积;净化原料气可以防止催化剂中毒;不可以直接用水吸收三氧化硫,用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫;工业中采用适当增加反应物浓度、粉碎矿石增大接触面积、使用催化剂、循环利用反应物等措施提高硫酸产率。
思考3.画出硫的“价—类”二维图。写出0价→-2价、0价→+4价、+4价→+6价硫转化的化学方程式。
提示:
0价→-2价转化:S+H2H2S、Fe+SFeS。
0价→+4价转化:S+O2SO2。
+4价→+6价转化:2SO2+O22SO3、2Na2SO3+O22Na2SO4。
思考4.回忆氧化还原反应化学方程式的配平步骤。配平KMnO4与浓盐酸反应的化学方程式。
提示:
2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
思考5.什么是酸雨 酸雨有哪些危害 硫酸型酸雨是如何形成的 怎么治理硫酸型酸雨
提示:pH小于5.6的降雨;造成土壤酸化,腐蚀文物、建筑物等危害;硫酸型酸雨的形成过程如图。
少用煤作燃料,燃料进行脱硫预处理,开发新能源,改进汽车尾气的处理技术,控制尾气排放等。
思考6.空气质量指数是根据哪些物质的浓度计算出来的数值 该指数与空气质量有怎样的关系 雾霾是如何形成的 怎样才能减少雾霾
提示:空气质量指数是根据空气中的细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳的浓度计算出来的数值;空气质量指数越小,空气质量越好;大量极细微的颗粒物均匀地悬浮在空中,这些颗粒物容易吸附空气中的水蒸气形成雾滴,使空气水平能见度小于10 km,形成了雾霾;改变能源结构、控制SO2等有害气体的排放、提高污染排放标准等。
考点一　硫及其化合物
1.(2023·广东卷,9改编)按如图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法正确的是(已知:S2+2H+S↓+SO2↑+H2O)(　　)
A.Ⅰ中试管内的反应,体现H+的氧化性
B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象
D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
【答案】 C
【解析】 Ⅰ 中发生反应S2+2H+S↓+SO2↑+H2O,二氧化硫进入Ⅱ中使品红溶液褪色,二氧化硫进入Ⅲ中与硫化钠反应生成硫沉淀,二氧化硫进入Ⅳ中与氢氧化钠反应使溶液碱性减弱,溶液褪色。Ⅰ中试管内的反应中氢元素化合价不变, H+未体现氧化性,A错误;Ⅱ中品红溶液褪色,体现了SO2的漂白性,B错误;Ⅰ、Ⅲ试管内发生反应,在Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象,C正确;撤掉水浴,重做实验,反应速率减小,Ⅳ中红色褪去的速率减小,D错误。
2.(2022·江苏卷,4)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是(　　)
A.用装置甲制取SO2气体
B.用装置乙制取SO2水溶液
C.用装置丙吸收尾气中的SO2
D.用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
【答案】 C
【解析】 60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应 H2SO4+2NaHSO3Na2SO4+2SO2↑+2H2O,因此装置甲可以制取SO2气体,A正确;气体通入液体时“长进短出”,装置乙可以制取SO2水溶液,B正确;SO2与饱和NaHSO3溶液不反应,因此装置丙不能吸收尾气中的SO2,C错误;SO2水溶液显酸性,可用干燥的pH试纸检验其酸性,D正确。
3.(2023·北京卷,7改编)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。下列关于该过程的分析不正确的是(　　)
A.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性
D.产生大量气体的原理为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
【答案】 C
【解析】 浓硫酸具有脱水性,蔗糖中加入浓硫酸,白色固体变黑,体现了浓硫酸的脱水性,A正确;浓硫酸脱水过程中释放大量热,此时发生反应C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,产生大量气体,使固体体积膨胀,B、D正确;根据上述分析可知,浓硫酸脱水过程中生成的SO2能使品红溶液褪色,体现了浓硫酸的强氧化性,C错误。
考点二　氧化还原反应方程式的配平
4.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的化学(或离子)方程式书写正确的是(　　)
A.Cl2通入石灰乳中:Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O(2023·重庆卷)
B.Al放入NaOH溶液中:2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑(2023·重庆卷)
C.向硫化钠溶液通入足量二氧化硫:S2-+2SO2+2H2OH2S+2HS(2023·浙江6月选考)
D.CaH2与水反应:CaH2+2H2OCa(OH)2+H2↑(2023·江苏卷)
【答案】 B
【解析】 石灰乳为氢氧化钙的悬浊液,离子方程式中应保留化学式,Cl2+Ca(OH)2Ca2++ClO-+Cl-+H2O,A错误;Al放入NaOH溶液中生成偏铝酸钠和氢气,2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑,B正确;向硫化钠溶液通入足量二氧化硫,溶液变浑浊,溶液中有硫单质生成,2S2-+5SO2+2H2O3S↓+4HS,C错误;化学方程式中氢原子未配平,CaH2与水反应的化学方程式为CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑,D错误。
5.(1)(2022·广东卷,19)催化剂Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加热分解制备,反应同时生成无污染气体。完成化学方程式:(NH4)2Cr2O7Cr2O3+　　　　+　　　　。
(2) (2023·北京卷,18)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知:酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。
①“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。
将“浸银”反应的离子方程式补充完整。
□Fe3++Ag2S+□　　　 □　　　+2[AgCl2]-+S
②“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。该步反应的离子方程式有 　。
【答案】 (1)N2↑　4H2O
(2)①2　4　Cl-　2　Fe2+　②2[AgCl2]-+FeFe2++2Ag+4Cl-、2Fe3++Fe3Fe2+
【解析】 (1)(NH4)2Cr2O7分解过程中,生成Cr2O3和无污染气体,根据元素守恒可知,其余生成物为N2、H2O,根据原子守恒可知反应的化学方程式为(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O。
(2)①Ag2S中硫元素的化合价升高,FeCl3中铁元素的化合价降低,根据得失电子守恒、元素守恒,该离子方程式为2Fe3++Ag2S+4Cl-2Fe2++2[AgCl2]-+S。
②铁粉可将[AgCl2]-还原为单质银,过量的铁粉还可以与铁离子发生反应,因此离子方程式为2[AgCl2]-+FeFe2++2Ag+4Cl-、2Fe3++Fe3Fe2+。
专题4　检测试题
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意。
1.化学与环境密切相关,下列有关说法正确的是(　　)
A.CO2属于大气污染物
B.酸雨是pH小于7的雨水
C.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
D.大气中CO2含量的增加会导致温室效应的加剧
【答案】 D
【解析】 常见的大气污染物有颗粒物、二氧化硫、三氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、碳氢化合物等,二氧化碳不属于大气污染物,A错误;酸雨是pH小于5.6的雨水,B错误;酸雨是由氮的氧化物和硫的氧化物引起的,二氧化碳不会引起酸雨,C错误;温室效应与二氧化碳的排放有关系,D正确。
2.下列物质类别不是硫在自然界存在的形式的是(　　)
A.单质 B.硫化物
C.亚硫酸盐 D.硫酸盐
【答案】 C
【解析】 硫在自然界中通常以硫化物、硫酸盐和单质的形式存在。
3.有一瓶Na2SO3溶液,它可能部分被氧化。某同学取少量该溶液,滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硫酸,充分振荡后仍有白色沉淀。对此实验下述结论正确的是(　　)
A.亚硫酸钠已部分被空气中的氧气氧化
B.加入BaCl2溶液后,生成的沉淀中一定含有BaSO4
C.加入稀硫酸后,不溶沉淀可能是BaSO3
D.此实验不能确定亚硫酸钠是否部分被氧化
【答案】 D
【解析】 若Na2SO3溶液没有被氧化,加入BaCl2溶液会生成BaSO3白色沉淀,再加入稀硫酸,根据强酸制弱酸原理,BaSO3白色沉淀与稀硫酸反应生成BaSO4白色沉淀、二氧化硫和水;若Na2SO3部分被氧化为Na2SO4,加入BaCl2溶液会生成BaSO3和BaSO4白色沉淀,再加入稀硫酸,根据强酸制弱酸原理,BaSO3白色沉淀与稀硫酸反应生成BaSO4白色沉淀、二氧化硫和水。根据上述分析,不论Na2SO3溶液是否被氧化,都能产生与题中描述相同的现象,即此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化,故D正确。
4.在一定条件下,R和F2可发生如下反应:R+F2+2OH-R+2F-+H2O。从而可知在R中 ,元素R的化合价是(　　)
A.+4价 B.+5价
C.+6价 D.+7价
【答案】 B
【解析】 根据电荷守恒有n+1×2=1+1×2,n=1。设元素R在R中的化合价为x价,则x-2×3=-1,x=+5。
5.硫元素的几种化合物及其单质存在下列转化关系(反应条件省略)。
浓硫酸SO2Na2SO3Na2S2O3S
下列判断不正确的是(　　)
A.反应①中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1
B.反应②表明SO2具有酸性氧化物的性质
C.反应③为化合反应
D.反应④中稀硫酸作氧化剂
【答案】 D
【解析】 反应①为浓硫酸氧化铜单质的反应,浓硫酸作氧化剂,被还原成SO2,化合价降低2价,Cu作还原剂,被氧化成Cu2+,化合价升高2价,所以氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1,故A正确;二氧化硫与NaOH反应生成盐和水,表明二氧化硫为酸性氧化物,故B正确;反应③为Na2SO3+SNa2S2O3,为化合反应,故C正确;反应④的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4(稀)Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,稀硫酸既不是氧化剂也不是还原剂,故D错误。
6.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.浓度均为0.1 mol/L的K2SO4溶液和Na2SO4溶液中,S数目均为0.1NA
B.0.2 mol Cu和0.2 mol S充分反应转移电子数为0.2NA
C.常温下,将2.7 g铝片投入足量的浓硫酸中,铝失去的电子数为0.3NA
D.标准状况下,22.4 L SO2与足量O2反应,生成的SO3分子数为NA
【答案】 B
【解析】 未说明溶液的体积,无法计算S数目,A错误;Cu与S反应生成Cu2S,故0.2 mol Cu与 0.2 mol S充分反应转移的电子数为0.2NA,B正确;常温下,将 2.7 g 铝片投入足量的浓硫酸中,发生钝化,C错误;2SO2+O22SO3,该反应为可逆反应,所以 22.4 L SO2即1 mol SO2与足量O2反应,生成的SO3分子数小于NA,D错误。
7.已知:常温下,70%浓硫酸与亚硫酸钠固体反应可制取SO2。用下列装置进行SO2制取、性质验证和尾气处理,能达到相应实验目的的是(　　)
A.制取SO2,并控制反应的发生与停止 B.检验SO2具有漂白性
C.验证SO2具有氧化性 D.收集SO2,并进行尾气处理
【答案】 D
【解析】 亚硫酸钠能溶于水,有孔塑料板不起作用,该装置不能控制反应的发生与停止,A不符合题意;二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,常用品红溶液检验二氧化硫,气体应“长进短出”,B不符合题意;SO2具有还原性,能将酸性KMnO4溶液还原而使酸性KMnO4溶液褪色,C不符合题意;二氧化硫的密度比空气大,可用向上排空气法收集,过量的二氧化硫用氢氧化钠溶液吸收,防止污染空气,D符合题意。
8.选用如图所示仪器中的两个或几个(内含物质)组装成实验装置,以验证木炭可被浓硫酸氧化成CO2。下列说法正确的是(　　)
A.按气流从左向右流向,连接装置的正确顺序是 A→F→E→C→D→B
B.丁中溶液褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中生成CO2
C.丙中品红溶液褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中生成CO2
D.丁和丙中溶液都褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中生成CO2
【答案】 A
【解析】 根据题意分析,按气流从左向右流向,题述装置的连接顺序为甲→丁→丙→乙,气体长进短出,连接装置中接口的正确顺序是A→F→E→C→D→B,A正确;SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,丁装置用酸性KMnO4溶液除SO2,可使丁中溶液褪色(SO2可能没被除尽),而乙中的澄清石灰水变浑浊,无法证明甲中反应生成了CO2,B、C错误;丁和丙中溶液都褪色,说明SO2没有被除尽,SO2干扰CO2的检验,不能根据乙中澄清石灰水变浑浊判断甲中生成了CO2,D错误。
9.下列化合物中,能用相应的单质直接化合得到的是(　　)
①CuS　②FeS　③HCl　④SO2　⑤SO3　⑥FeCl2　⑦CuCl2
A.全部 B.①③⑤⑥
C.②④⑤⑦ D.②③④⑦
【答案】 D
【解析】 氯气有强氧化性,与变价金属反应生成最高价态的化合物,与铁反应生成FeCl3,与铜反应生成CuCl2;硫的氧化性较弱,与变价金属反应生成低价态的化合物,与铜反应生成Cu2S,与铁反应生成FeS;氯气和氢气可以反应生成氯化氢;硫和氧气反应可以生成二氧化硫。综上所述,②③④⑦正确。
10.反应NH3+O2NO+H2O(未配平)是工业制备硝酸的基础,下列有关该反应的说法正确的是(　　)
A.该反应是置换反应
B.反应中NH3被还原
C.NO只是氧化产物
D.O2的化学计量数为5
【答案】 D
【解析】 反应中无单质生成,不是置换反应,A错误;反应中NH3中氮元素由-3价升高为+2价,氨气为还原剂,被氧化,B错误;反应中NH3为还原剂,O2为氧化剂,故NO既是氧化产物又是还原产物,C错误;根据得失电子守恒可知,反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O,O2的化学计量数为5,D正确。
11.如图中的字母代表硫及其化合物,相关推断不合理的是(　　)
A.a、b溶液反应有d生成
B.e和f都存在酸式盐
C.硫酸型酸雨的形成过程涉及b→c的转化
D.检验g中阴离子所用试剂只需BaCl2溶液
【答案】 D
【解析】 根据硫及其化合物的转化关系图可知,a为 H2S,b为 H2SO3,c为H2SO4,d为S,e为硫化物,f为亚硫酸盐,g为硫酸盐。H2S和H2SO3反应可以生成中间价态的S,故A正确;若为钠盐,则e为Na2S或NaHS,f为Na2SO3或NaHSO3,故B正确;b为H2SO3,c为H2SO4,H2SO3易被空气中的氧气氧化为H2SO4,形成硫酸型酸雨,故C正确;检验硫酸根离子,应该用盐酸酸化的BaCl2溶液,故D错误。
12.某化学课题小组将二氧化硫的制备与多个性质实验进行了一体化设计,实验装置如图所示。已知:Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O,下列说法错误的是(　　)
A.a、b、c中盛装物质可以分别为浓硫酸、Na2SO3固体、NaOH溶液
B.实验时,湿润的pH试纸、鲜花、品红溶液、酸性KMnO4溶液均褪色,Na2S溶液中出现淡黄色沉淀
C.此设计可证明SO2水溶液呈酸性,SO2具有氧化性、还原性、漂白性
D.点燃酒精灯加热,可证明SO2使品红溶液褪色具有可逆性,使酸性KMnO4溶液褪色不具有可逆性
【答案】 B
【解析】 用浓硫酸与Na2SO3固体反应制备SO2,用NaOH溶液来吸收尾气中的SO2防止污染环境,所以a、b、c中依次盛装浓硫酸、Na2SO3固体、NaOH溶液,A正确;SO2只能使湿润的pH试纸变红色,不能使其褪色,B错误;SO2使湿润的pH试纸变红可证明SO2水溶液的酸性,SO2与Na2S溶液反应出现淡黄色沉淀可以证明SO2的氧化性,SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色可证明SO2的还原性,使品红溶液褪色可以证明SO2的漂白性,C正确;点燃酒精灯加热,通过观察褪色后的品红溶液又恢复红色,证明SO2使品红溶液褪色具有可逆性,使酸性高锰酸钾溶液褪色发生了氧化还原反应,加热褪色后的酸性KMnO4溶液不能恢复紫红色,证明SO2使酸性KMnO4溶液褪色不具有可逆性,D正确。
13.双碱法脱除烟气中SO2的过程如图所示。下列说法中不正确的是(　　)
A.双碱法中的“双碱”是指NaOH和Ca(OH)2
B.过程Ⅰ和过程Ⅱ中碱的作用不同
C.脱除过程中硫元素的化合价一直没有变化
D.脱除SO2的过程中,NaOH可以循环利用
【答案】 C
【解析】 由反应Ⅰ和反应Ⅱ的化学方程式可知,双碱法中的“双碱”是指NaOH和Ca(OH)2,A正确;过程Ⅰ中氢氧化钠与酸性氧化物SO2反应生成Na2SO3,而过程Ⅱ中Ca(OH)2与Na2SO3先发生复分解反应生成CaSO3、NaOH,CaSO3具有还原性,容易被O2氧化,反应生成CaSO4,可见两个过程中碱的作用不相同,B正确;SO2中的S为+4价,过程Ⅱ中CaSO3最终变为CaSO4,硫元素由+4价变为+6价,可见在脱除过程中硫元素化合价升高,C错误;在过程Ⅰ中NaOH作为反应物被消耗,过程Ⅱ中又生成NaOH,因此整个过程中,NaOH可以循环利用,D正确。
14.烟气中的SO2易造成酸雨,一种烟气脱硫技术如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.煅烧分解产物CaO可以循环利用
B.烟气脱硫过程中,氧元素发生了氧化反应
C.图中涉及了分解反应、化合反应和氧化还原反应
D.高浓度CO2收集后可用作灭火器的原料
【答案】 B
【解析】 碳酸钙煅烧分解生成CaO,CaO与二氧化碳反应生成碳酸钙,碳酸钙又可分解生成氧化钙,因此CaO可循环利用,A正确;碳酸化过程中CaO结合SO2生成亚硫酸钙,亚硫酸钙被氧气氧化生成硫酸钙,该过程中氧气得电子被还原,发生了还原反应,B错误;碳酸钙加热分解生成CaO,CaO与二氧化碳、二氧化硫分别发生化合反应生成碳酸钙、亚硫酸钙,同时还有亚硫酸钙被氧气氧化生成硫酸钙,发生了氧化还原反应,C正确;CO2具有阻燃性,高浓度的二氧化碳收集后可用作二氧化碳灭火器的原料,D正确。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(14分)利用“价—类”二维图是研究、推测元素的单质、化合物化学性质的重要学习手段。如图是硫元素的“价—类”二维图,请回答下列问题。
(1)从硫元素化合价变化的角度分析,图中既有氧化性又有还原性的化合物有　　　　　　　　(填化学式)。
(2)将X的溶液与Y混合反应,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　 。
(3)Z的浓溶液与硫单质在加热条件下可以发生化学反应生成Y,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)Z的浓溶液具有强氧化性、吸水性和脱水性,常可作干燥剂,则下列气体可用Z的浓溶液干燥的是　　　　(填字母)。
A.X B.Y
C.氨气 D.HI
(5)已知Na2SO3能被K2A2O7氧化为Na2SO4,则24 mL 0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液与 20 mL 0.02 mol·L-1的K2A2O7溶液恰好反应时,A元素在还原产物中的化合价为　　　　。
【答案】 (1)SO2、H2SO3、Na2SO3　(2)1∶2
(3)S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑　(4)B
(5)+3
【解析】 (1)当含硫化合物中硫元素处于中间价态,该化合物既有氧化性又有还原性,图中SO2、H2SO3、Na2SO3中硫元素处于+4价,处于中间价态,这些化合物既有氧化性又有还原性。
(2)由图可知,X为H2S,Y为SO2,两者混合,可生成淡黄色固体,反应的化学方程式为2H2S+SO23S↓+2H2O,则氧化剂为SO2,还原剂为H2S,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。
(3)Z的浓溶液为浓硫酸,S与浓硫酸在加热的条件下反应生成二氧化硫和水,则该反应的化学方程式为S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑。
(4)X为H2S,H2S具有还原性,浓硫酸可以氧化H2S,不能干燥,A不符合题意;浓硫酸不能氧化SO2,可以干燥,B符合题意;氨气可以和硫酸发生反应,不能干燥,C不符合题意;HI具有还原性,浓硫酸可以氧化HI,不能干燥,D不符合题意。
(5)已知Na2SO3能被K2A2O7氧化为Na2SO4,则 24 mL 0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液与20 mL 0.02 mol·L-1的K2A2O7溶液恰好反应时,设A元素在还原产物中的化合价为a价,根据氧化还原反应中得失电子总数相等可知,24×10-3L×0.05 mol·L-1×(6-4)=20×10-3L×0.02 mol·L-1×2×
(6-a),解得a=+3。
16.(16分)下表是甲城市某日空气质量报告的部分内容:
城市 污染 指数 首要污 染物 空气质 量级别 空气质 量状况
甲 55 SO2 Ⅱ 良
该市某校研究性学习小组对表中首要污染物SO2导致酸雨的成因进行探究。
[探究实验]
用如图所示装置进行实验。
(1)写出实验室由铜和浓硫酸反应制取SO2的化学方程式:　　　　　　　　　　　　。
(2)A装置的作用是　　　　　　(填“干燥”或“氧化”)SO2气体。
(3)实验过程中,B装置内石蕊试纸的颜色没有发生变化,C装置内湿润的蓝色石蕊试纸变红。说明SO2与水反应生成一种酸,该酸的化学式是　　　　　　。
(4)写出D装置中发生反应的离子方程式: 　。
D装置中倒置的漏斗的作用是　　　　　　　　　　　　　。
[查阅资料]
(5)SO2形成酸雨的另一途径:SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3,SO3溶于降水生成H2SO4。在此过程中飘尘作　　　　　　,写出第一步反应生成SO3的化学方程式:　
　。
[探究结论]
SO2与空气中的氧气、水反应生成硫酸而形成酸雨。本市可能易出现酸雨。
[知识联想]
(6)酸雨造成的危害有　　　　　　　　　　(举一例)。
(7)汽车排放的尾气,硝酸、化肥等工业生产排出的废气中都含有氮的氧化物,氮的氧化物溶于水最终转化为　　　　,是造成酸雨的另一主要原因。
[提出建议]
(8)本市汽车数量剧增,为了减少汽车尾气造成的污染,建议推广使用混合型汽油,即往汽油中按一定比例加入　　　　(填“水”或“乙醇”)。
【答案】 (1)2H2SO4(浓) + CuCuSO4 + 2H2O +SO2↑　(2)干燥　(3)H2SO3　(4)SO2+2OH-S+H2O　防倒吸　(5)催化剂　2SO2+O22SO3　(6)毁坏森林树木(合理即可)　(7)硝酸　(8)乙醇
【解析】 (1)实验室由铜和浓硫酸反应制取SO2的化学方程式为2H2SO4(浓)+ CuCuSO4 + 2H2O +SO2↑。
(2)A装置中的浓硫酸可干燥SO2气体。
(3)B装置内干燥的蓝色石蕊试纸与SO2气体接触,不变色,可以说明SO2无酸性;C装置内湿润的蓝色石蕊试纸变红,说明试纸遇到了酸性物质,而SO2并不能使试纸变红,因此可推断SO2与水作用生成酸而使试纸变红,则二氧化硫与水形成亚硫酸,化学式为H2SO3。
(4)二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,发生反应的离子方程式为SO2+2OH-S+H2O;SO2极易溶于NaOH溶液,则D装置中倒置的漏斗的作用是防倒吸。
(5)SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3,SO3溶于降水生成H2SO4,此过程中飘尘作催化剂,生成SO3的反应的化学方程式为2SO2+O22SO3。
(6)酸雨呈酸性,所以酸雨能够腐蚀主要成分是碳酸钙或金属的建筑物、雕像等,同时也能毁坏森林树木,使水体、土壤酸化等。
(7)氮的氧化物溶于水最终转化为硝酸。
(8)水不能燃烧,而乙醇可燃烧,且燃烧产物为CO2和水,则使用混合型汽油,即往汽油中按一定比例加入乙醇。
17.(14分)二氧化硫是大气污染物之一,充分了解它的性质具有非常重要的意义。
(1)实验室中用下列装置测定SO2被催化氧化为SO3的转化率。(已知SO3的熔点为16.8 ℃,假设气体进入装置时分别被完全吸收,且忽略空气中CO2的影响)
①当停止通入SO2,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气,其目的是 　。
②实验结束后,若装置D增加的质量为m g,装置E中产生白色沉淀的质量为n g,则此条件下二氧化硫的转化率是　　　　　　　　　　　 (用含字母的代数式表示,不用化简)。
(2)某学习小组采用如图所示装置验证二氧化硫的化学性质。
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为　　　　　　　　　　　　　。
②为验证二氧化硫的还原性,充分反应后,取试管b中的溶液分成三份,分别进行如下实验。
方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成;
方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去;
方案Ⅲ:向第三份溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
上述方案中合理的是　　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管b中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】 (1)①使残留在装置中的SO2和SO3被充分吸收　②×100%
(2)①试管a中出现淡黄色浑浊　②Ⅲ　SO2+Cl2+2H2O4H++S+2Cl-
【解析】 (1)①反应停止后还要继续通入一段时间氧气的目的是将产物SO3以及未反应的SO2全部赶至吸收装置。
②装置D中增加的质量为SO3的质量,装置E中沉淀为BaSO4,根据硫元素守恒,被氧化的SO2的物质的量为 mol,未被氧化的SO2的物质的量为 mol,故SO2的转化率为×100%。
(2)①SO2能将S2-氧化,生成硫单质,试管a中出现淡黄色浑浊,说明二氧化硫具有氧化性。
②方案Ⅰ中氯水能与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀;方案Ⅱ中氯水可使品红溶液褪色;方案Ⅲ中产生白色沉淀可证明SO2与Cl2发生了氧化还原反应,所以方案Ⅲ合理;试管b中发生反应的离子方程式为SO2+Cl2+2H2O4H++S+2Cl-。
18.(14分)硫有多种化合物,如H2S、SO2等,它们对环境均有一定的影响,含硫化合物的综合利用既可以消除污染,又可以带来一定的经济效益。
(1)有学者提出利用Fe3+、Fe2+等离子的作用,在常温下将SO2氧化成S而实现SO2的回收利用,写出Fe3+将SO2氧化成S的反应的离子方程式:　　　　　　　　　。
(2)含有Fe2+、Fe3+的硫酸盐混合溶液可用于吸收H2S回收硫单质,其转化关系如图所示。其中反应①中作氧化剂的是　　　　(填离子符号或化学式),该图示中总反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)某企业利用下列流程综合处理工厂排放的含SO2的烟气,以减少其对环境造成的污染。“SO2吸收塔”中发生反应的化学方程式为 　　 　　　　　　,该流程中可循环利用的物质为　　　　　　　　　　　　　　　(填化学式)。
(4)生产过程中的尾气需要测定SO2的含量符合标准才能排放。已知有V L(已换算成标准状况)尾气,通入足量H2O2溶液吸收再加入足量BaCl2溶液充分反应后(不考虑尾气中其他成分的反应),过滤,洗涤、干燥、称量得到b g沉淀。H2O2溶液的作用是　　　　　　;尾气中SO2含量(体积分数)的计算式是　　　　　(用含V、b的代数式表示)。
【答案】 (1)2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+
(2)Fe3+　2H2S+O22H2O+2S↓
(3)SO2+(NH4)2SO3+H2O2NH4HSO3　
(NH4)2SO3和NH4HSO3
(4)将SO2氧化为H2SO4　×100%
【解析】 (1)Fe3+将SO2氧化成S,Fe3+被还原为Fe2+,根据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒,该反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+。
(2)从题图中可以看出,反应①中发生的是Fe3+和H2S的反应,在反应①中,Fe3+被还原为Fe2+,所以Fe3+作氧化剂。由题图可知,反应物是H2S和氧气,生成物是S和水,总反应的化学方程式为2H2S+O22H2O+2S↓。
(3)用亚硫酸铵溶液吸收尾气中的SO2,生成NH4HSO3,化学方程式为SO2+(NH4)2SO3+H2O2NH4HSO3。从题给流程图中可以看出,从吸收塔中出来的NH4HSO3可以吸收氨气,吸收了氨气生成的(NH4)2SO3可以再次吸收二氧化硫并生成NH4HSO3,所以可以循环利用的物质为(NH4)2SO3和NH4HSO3。
(4)二氧化硫和H2O2反应生成硫酸,硫酸和BaCl2反应生成硫酸钡沉淀,根据沉淀的质量可以计算尾气中SO2的含量,所以H2O2溶液的作用是将SO2氧化为硫酸;BaSO4的质量为b g,物质的量为 mol,根据硫元素守恒,SO2的物质的量也是 mol,标准状况下的体积为 L,则尾气中SO2的体积分数为 ×100%。(共23张PPT)
专题整合　素养提升
思考1.二氧化硫有哪些化学性质 二氧化硫的漂白作用有什么特点 怎么区别二氧化硫和二氧化碳
提示:二氧化硫具有氧化性、还原性、漂白性等;二氧化硫能漂白的物质较少,可使品红溶液褪色,加热可以恢复原来的颜色;可以用品红溶液、溴水、酸性高锰酸钾溶液等来鉴别,能使品红溶液、溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色的是二氧化硫。
思考2.写出工业制硫酸的三阶段、三设备的反应的化学方程式。工业制硫酸矿石为什么要粉碎且从炉顶投入 原料气为什么要净化 工业上可以直接用水吸收三氧化硫吗 工业中提高硫酸的产率的措施有哪些
思考3.画出硫的“价—类”二维图。写出0价→-2价、0价→+4价、+4价→+6价硫转化的化学方程式。
提示:
思考4.回忆氧化还原反应化学方程式的配平步骤。配平KMnO4与浓盐酸反应的化学方程式。
提示:
思考5.什么是酸雨 酸雨有哪些危害 硫酸型酸雨是如何形成的 怎么治理硫酸型酸雨
提示:pH小于5.6的降雨;造成土壤酸化,腐蚀文物、建筑物等危害;硫酸型酸雨的形成过程如图。
少用煤作燃料,燃料进行脱硫预处理,开发新能源,改进汽车尾气的处理技术,控制尾气排放等。
思考6.空气质量指数是根据哪些物质的浓度计算出来的数值 该指数与空气质量有怎样的关系 雾霾是如何形成的 怎样才能减少雾霾
提示:空气质量指数是根据空气中的细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳的浓度计算出来的数值;空气质量指数越小,空气质量越好;大量极细微的颗粒物均匀地悬浮在空中,这些颗粒物容易吸附空气中的水蒸气形成雾滴,使空气水平能见度小于
10 km,形成了雾霾;改变能源结构、控制SO2等有害气体的排放、提高污染排放标准等。
考点一　硫及其化合物
A
2.(2022·江苏卷,4)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是(　　)
A.用装置甲制取SO2气体
B.用装置乙制取SO2水溶液
C.用装置丙吸收尾气中的SO2
D.用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
C
3.(2023·北京卷,7改编)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。下列关于该过程的分析不正确的是(　　)
C
考点二　氧化还原反应方程式的配平
4.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的化学(或离子)方程式书写正确的是(　　)
B
N2↑
4H2O
(2) (2023·北京卷,18)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿
(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知:酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。
①“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。
将“浸银”反应的离子方程式补充完整。
2
4
Cl-
2
Fe2+
②“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。该步反应的离子方程式有
　。 专题整合　素养提升
思考1.二氧化硫有哪些化学性质 二氧化硫的漂白作用有什么特点 怎么区别二氧化硫和二氧化碳
思考2.写出工业制硫酸的三阶段、三设备的反应的化学方程式。工业制硫酸矿石为什么要粉碎且从炉顶投入 原料气为什么要净化 工业上可以直接用水吸收三氧化硫吗 工业中提高硫酸的产率的措施有哪些
思考3.画出硫的“价—类”二维图。写出0价→-2价、0价→+4价、+4价→+6价硫转化的化学方程式。
0价→-2价转化:S+H2H2S、Fe+SFeS。
0价→+4价转化:S+O2SO2。
+4价→+6价转化:2SO2+O22SO3、2Na2SO3+O22Na2SO4。
思考4.回忆氧化还原反应化学方程式的配平步骤。配平KMnO4与浓盐酸反应的化学方程式。
2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
思考5.什么是酸雨 酸雨有哪些危害 硫酸型酸雨是如何形成的 怎么治理硫酸型酸雨
少用煤作燃料,燃料进行脱硫预处理,开发新能源,改进汽车尾气的处理技术,控制尾气排放等。
思考6.空气质量指数是根据哪些物质的浓度计算出来的数值 该指数与空气质量有怎样的关系 雾霾是如何形成的 怎样才能减少雾霾
考点一　硫及其化合物
1.(2023·广东卷,9改编)按如图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法正确的是(已知:S2+2H+S↓+SO2↑+H2O)(　　)
A.Ⅰ中试管内的反应,体现H+的氧化性
B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象
D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
2.(2022·江苏卷,4)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是(　　)
A.用装置甲制取SO2气体
B.用装置乙制取SO2水溶液
C.用装置丙吸收尾气中的SO2
D.用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
3.(2023·北京卷,7改编)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。下列关于该过程的分析不正确的是(　　)
A.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性
D.产生大量气体的原理为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
考点二　氧化还原反应方程式的配平
4.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的化学(或离子)方程式书写正确的是(　　)
A.Cl2通入石灰乳中:Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O(2023·重庆卷)
B.Al放入NaOH溶液中:2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑(2023·重庆卷)
C.向硫化钠溶液通入足量二氧化硫:S2-+2SO2+2H2OH2S+2HS(2023·浙江6月选考)
D.CaH2与水反应:CaH2+2H2OCa(OH)2+H2↑(2023·江苏卷)
5.(1)(2022·广东卷,19)催化剂Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加热分解制备,反应同时生成无污染气体。完成化学方程式:(NH4)2Cr2O7Cr2O3+　　　　+　　　　。
(2) (2023·北京卷,18)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知:酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。
①“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。
将“浸银”反应的离子方程式补充完整。
□Fe3++Ag2S+□　　　 □　　　+2[AgCl2]-+S
②“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。该步反应的离子方程式有 　。
(2)①2　4　Cl-　2　Fe2+　②2[AgCl2]-+FeFe2++2Ag+4Cl-、2Fe3++Fe3Fe2+
(2)①Ag2S中硫元素的化合价升高,FeCl3中铁元素的化合价降低,根据得失电子守恒、元素守恒,该离子方程式为2Fe3++Ag2S+4Cl-2Fe2++2[AgCl2]-+S。
②铁粉可将[AgCl2]-还原为单质银,过量的铁粉还可以与铁离子发生反应,因此离子方程式为2[AgCl2]-+FeFe2++2Ag+4Cl-、2Fe3++Fe3Fe2+。
专题4　检测试题
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意。
1.化学与环境密切相关,下列有关说法正确的是(　　)
A.CO2属于大气污染物
B.酸雨是pH小于7的雨水
C.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
D.大气中CO2含量的增加会导致温室效应的加剧
2.下列物质类别不是硫在自然界存在的形式的是(　　)
A.单质 B.硫化物
C.亚硫酸盐 D.硫酸盐
3.有一瓶Na2SO3溶液,它可能部分被氧化。某同学取少量该溶液,滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硫酸,充分振荡后仍有白色沉淀。对此实验下述结论正确的是(　　)
A.亚硫酸钠已部分被空气中的氧气氧化
B.加入BaCl2溶液后,生成的沉淀中一定含有BaSO4
C.加入稀硫酸后,不溶沉淀可能是BaSO3
D.此实验不能确定亚硫酸钠是否部分被氧化
4.在一定条件下,R和F2可发生如下反应:R+F2+2OH-R+2F-+H2O。从而可知在R中 ,元素R的化合价是(　　)
A.+4价 B.+5价
C.+6价 D.+7价
5.硫元素的几种化合物及其单质存在下列转化关系(反应条件省略)。
浓硫酸SO2Na2SO3Na2S2O3S
下列判断不正确的是(　　)
A.反应①中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1
B.反应②表明SO2具有酸性氧化物的性质
C.反应③为化合反应
D.反应④中稀硫酸作氧化剂
6.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.浓度均为0.1 mol/L的K2SO4溶液和Na2SO4溶液中,S数目均为0.1NA
B.0.2 mol Cu和0.2 mol S充分反应转移电子数为0.2NA
C.常温下,将2.7 g铝片投入足量的浓硫酸中,铝失去的电子数为0.3NA
D.标准状况下,22.4 L SO2与足量O2反应,生成的SO3分子数为NA
7.已知:常温下,70%浓硫酸与亚硫酸钠固体反应可制取SO2。用下列装置进行SO2制取、性质验证和尾气处理,能达到相应实验目的的是(　　)
A.制取SO2,并控制反应的发生与停止 B.检验SO2具有漂白性
C.验证SO2具有氧化性 D.收集SO2,并进行尾气处理
8.选用如图所示仪器中的两个或几个(内含物质)组装成实验装置,以验证木炭可被浓硫酸氧化成CO2。下列说法正确的是(　　)
A.按气流从左向右流向,连接装置的正确顺序是 A→F→E→C→D→B
B.丁中溶液褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中生成CO2
C.丙中品红溶液褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中生成CO2
D.丁和丙中溶液都褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中生成CO2
9.下列化合物中,能用相应的单质直接化合得到的是(　　)
①CuS　②FeS　③HCl　④SO2　⑤SO3　⑥FeCl2　⑦CuCl2
A.全部 B.①③⑤⑥
C.②④⑤⑦ D.②③④⑦
10.反应NH3+O2NO+H2O(未配平)是工业制备硝酸的基础,下列有关该反应的说法正确的是(　　)
A.该反应是置换反应
B.反应中NH3被还原
C.NO只是氧化产物
D.O2的化学计量数为5
11.如图中的字母代表硫及其化合物,相关推断不合理的是(　　)
A.a、b溶液反应有d生成
B.e和f都存在酸式盐
C.硫酸型酸雨的形成过程涉及b→c的转化
D.检验g中阴离子所用试剂只需BaCl2溶液
12.某化学课题小组将二氧化硫的制备与多个性质实验进行了一体化设计,实验装置如图所示。已知:Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O,下列说法错误的是(　　)
A.a、b、c中盛装物质可以分别为浓硫酸、Na2SO3固体、NaOH溶液
B.实验时,湿润的pH试纸、鲜花、品红溶液、酸性KMnO4溶液均褪色,Na2S溶液中出现淡黄色沉淀
C.此设计可证明SO2水溶液呈酸性,SO2具有氧化性、还原性、漂白性
D.点燃酒精灯加热,可证明SO2使品红溶液褪色具有可逆性,使酸性KMnO4溶液褪色不具有可逆性
13.双碱法脱除烟气中SO2的过程如图所示。下列说法中不正确的是(　　)
A.双碱法中的“双碱”是指NaOH和Ca(OH)2
B.过程Ⅰ和过程Ⅱ中碱的作用不同
C.脱除过程中硫元素的化合价一直没有变化
D.脱除SO2的过程中,NaOH可以循环利用
14.烟气中的SO2易造成酸雨,一种烟气脱硫技术如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.煅烧分解产物CaO可以循环利用
B.烟气脱硫过程中,氧元素发生了氧化反应
C.图中涉及了分解反应、化合反应和氧化还原反应
D.高浓度CO2收集后可用作灭火器的原料
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(14分)利用“价—类”二维图是研究、推测元素的单质、化合物化学性质的重要学习手段。如图是硫元素的“价—类”二维图,请回答下列问题。
(1)从硫元素化合价变化的角度分析,图中既有氧化性又有还原性的化合物有　　　　　　　　(填化学式)。
(2)将X的溶液与Y混合反应,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　 。
(3)Z的浓溶液与硫单质在加热条件下可以发生化学反应生成Y,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)Z的浓溶液具有强氧化性、吸水性和脱水性,常可作干燥剂,则下列气体可用Z的浓溶液干燥的是　　　　(填字母)。
A.X B.Y
C.氨气 D.HI
(5)已知Na2SO3能被K2A2O7氧化为Na2SO4,则24 mL 0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液与 20 mL 0.02 mol·L-1的K2A2O7溶液恰好反应时,A元素在还原产物中的化合价为　　　　。
(3)S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑　(4)B
(5)+3
(2)由图可知,X为H2S,Y为SO2,两者混合,可生成淡黄色固体,反应的化学方程式为2H2S+SO23S↓+2H2O,则氧化剂为SO2,还原剂为H2S,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。
(3)Z的浓溶液为浓硫酸,S与浓硫酸在加热的条件下反应生成二氧化硫和水,则该反应的化学方程式为S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑。
(4)X为H2S,H2S具有还原性,浓硫酸可以氧化H2S,不能干燥,A不符合题意;浓硫酸不能氧化SO2,可以干燥,B符合题意;氨气可以和硫酸发生反应,不能干燥,C不符合题意;HI具有还原性,浓硫酸可以氧化HI,不能干燥,D不符合题意。
(5)已知Na2SO3能被K2A2O7氧化为Na2SO4,则 24 mL 0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液与20 mL 0.02 mol·L-1的K2A2O7溶液恰好反应时,设A元素在还原产物中的化合价为a价,根据氧化还原反应中得失电子总数相等可知,24×10-3L×0.05 mol·L-1×(6-4)=20×10-3L×0.02 mol·L-1×2×
(6-a),解得a=+3。
16.(16分)下表是甲城市某日空气质量报告的部分内容:
城市 污染 指数 首要污 染物 空气质 量级别 空气质 量状况
甲 55 SO2 Ⅱ 良
该市某校研究性学习小组对表中首要污染物SO2导致酸雨的成因进行探究。
[探究实验]
用如图所示装置进行实验。
(1)写出实验室由铜和浓硫酸反应制取SO2的化学方程式:　　　　　　　　　　　　。
(2)A装置的作用是　　　　　　(填“干燥”或“氧化”)SO2气体。
(3)实验过程中,B装置内石蕊试纸的颜色没有发生变化,C装置内湿润的蓝色石蕊试纸变红。说明SO2与水反应生成一种酸,该酸的化学式是　　　　　　。
(4)写出D装置中发生反应的离子方程式: 　。
D装置中倒置的漏斗的作用是　　　　　　　　　　　　　。
[查阅资料]
(5)SO2形成酸雨的另一途径:SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3,SO3溶于降水生成H2SO4。在此过程中飘尘作　　　　　　,写出第一步反应生成SO3的化学方程式:　
　。
[探究结论]
SO2与空气中的氧气、水反应生成硫酸而形成酸雨。本市可能易出现酸雨。
[知识联想]
(6)酸雨造成的危害有　　　　　　　　　　(举一例)。
(7)汽车排放的尾气,硝酸、化肥等工业生产排出的废气中都含有氮的氧化物,氮的氧化物溶于水最终转化为　　　　,是造成酸雨的另一主要原因。
[提出建议]
(8)本市汽车数量剧增,为了减少汽车尾气造成的污染,建议推广使用混合型汽油,即往汽油中按一定比例加入　　　　(填“水”或“乙醇”)。
(2)A装置中的浓硫酸可干燥SO2气体。
(3)B装置内干燥的蓝色石蕊试纸与SO2气体接触,不变色,可以说明SO2无酸性;C装置内湿润的蓝色石蕊试纸变红,说明试纸遇到了酸性物质,而SO2并不能使试纸变红,因此可推断SO2与水作用生成酸而使试纸变红,则二氧化硫与水形成亚硫酸,化学式为H2SO3。
(4)二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,发生反应的离子方程式为SO2+2OH-S+H2O;SO2极易溶于NaOH溶液,则D装置中倒置的漏斗的作用是防倒吸。
(5)SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3,SO3溶于降水生成H2SO4,此过程中飘尘作催化剂,生成SO3的反应的化学方程式为2SO2+O22SO3。
(6)酸雨呈酸性,所以酸雨能够腐蚀主要成分是碳酸钙或金属的建筑物、雕像等,同时也能毁坏森林树木,使水体、土壤酸化等。
(7)氮的氧化物溶于水最终转化为硝酸。
(8)水不能燃烧,而乙醇可燃烧,且燃烧产物为CO2和水,则使用混合型汽油,即往汽油中按一定比例加入乙醇。
17.(14分)二氧化硫是大气污染物之一,充分了解它的性质具有非常重要的意义。
(1)实验室中用下列装置测定SO2被催化氧化为SO3的转化率。(已知SO3的熔点为16.8 ℃,假设气体进入装置时分别被完全吸收,且忽略空气中CO2的影响)
①当停止通入SO2,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气,其目的是 　。
②实验结束后,若装置D增加的质量为m g,装置E中产生白色沉淀的质量为n g,则此条件下二氧化硫的转化率是　　　　　　　　　　　 (用含字母的代数式表示,不用化简)。
(2)某学习小组采用如图所示装置验证二氧化硫的化学性质。
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为　　　　　　　　　　　　　。
②为验证二氧化硫的还原性,充分反应后,取试管b中的溶液分成三份,分别进行如下实验。
方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成;
方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去;
方案Ⅲ:向第三份溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
上述方案中合理的是　　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管b中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。
(2)①试管a中出现淡黄色浑浊　②Ⅲ　SO2+Cl2+2H2O4H++S+2Cl-
②装置D中增加的质量为SO3的质量,装置E中沉淀为BaSO4,根据硫元素守恒,被氧化的SO2的物质的量为 mol,未被氧化的SO2的物质的量为 mol,故SO2的转化率为×100%。
(2)①SO2能将S2-氧化,生成硫单质,试管a中出现淡黄色浑浊,说明二氧化硫具有氧化性。
②方案Ⅰ中氯水能与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀;方案Ⅱ中氯水可使品红溶液褪色;方案Ⅲ中产生白色沉淀可证明SO2与Cl2发生了氧化还原反应,所以方案Ⅲ合理;试管b中发生反应的离子方程式为SO2+Cl2+2H2O4H++S+2Cl-。
18.(14分)硫有多种化合物,如H2S、SO2等,它们对环境均有一定的影响,含硫化合物的综合利用既可以消除污染,又可以带来一定的经济效益。
(1)有学者提出利用Fe3+、Fe2+等离子的作用,在常温下将SO2氧化成S而实现SO2的回收利用,写出Fe3+将SO2氧化成S的反应的离子方程式:　　　　　　　　　。
(2)含有Fe2+、Fe3+的硫酸盐混合溶液可用于吸收H2S回收硫单质,其转化关系如图所示。其中反应①中作氧化剂的是　　　　(填离子符号或化学式),该图示中总反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)某企业利用下列流程综合处理工厂排放的含SO2的烟气,以减少其对环境造成的污染。“SO2吸收塔”中发生反应的化学方程式为 　　 　　　　　　,该流程中可循环利用的物质为　　　　　　　　　　　　　　　(填化学式)。
(4)生产过程中的尾气需要测定SO2的含量符合标准才能排放。已知有V L(已换算成标准状况)尾气,通入足量H2O2溶液吸收再加入足量BaCl2溶液充分反应后(不考虑尾气中其他成分的反应),过滤,洗涤、干燥、称量得到b g沉淀。H2O2溶液的作用是　　　　　　;尾气中SO2含量(体积分数)的计算式是　　　　　(用含V、b的代数式表示)。
(2)Fe3+　2H2S+O22H2O+2S↓
(3)SO2+(NH4)2SO3+H2O2NH4HSO3　
(NH4)2SO3和NH4HSO3
(4)将SO2氧化为H2SO4　×100%
(2)从题图中可以看出,反应①中发生的是Fe3+和H2S的反应,在反应①中,Fe3+被还原为Fe2+,所以Fe3+作氧化剂。由题图可知,反应物是H2S和氧气,生成物是S和水,总反应的化学方程式为2H2S+O22H2O+2S↓。
(3)用亚硫酸铵溶液吸收尾气中的SO2,生成NH4HSO3,化学方程式为SO2+(NH4)2SO3+H2O2NH4HSO3。从题给流程图中可以看出,从吸收塔中出来的NH4HSO3可以吸收氨气,吸收了氨气生成的(NH4)2SO3可以再次吸收二氧化硫并生成NH4HSO3,所以可以循环利用的物质为(NH4)2SO3和NH4HSO3。
(4)二氧化硫和H2O2反应生成硫酸,硫酸和BaCl2反应生成硫酸钡沉淀,根据沉淀的质量可以计算尾气中SO2的含量,所以H2O2溶液的作用是将SO2氧化为硫酸;BaSO4的质量为b g,物质的量为 mol,根据硫元素守恒,SO2的物质的量也是 mol,标准状况下的体积为 L,则尾气中SO2的体积分数为 ×100%。

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