- 非金属及其化合物
- 共31702题
浓硫酸有强氧化性，铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。请你协助他们探究所得气体的成分。
Ⅰ【提出猜想】
猜想1：所得气体中可能是SO2。 猜想2：所得气体中可能是__________。
猜想3：所得气体中可能是_______的混合气体。
Ⅱ【实验探究】
（1）将所得气体通入如下装置
证明猜想3正确的实验现象是___________、______________、________________。
（2）点燃余下的气体前，必须要进行的操作是_________________________________。
（3）写出浓硫酸表现出强氧化性的化学反应方程式_____________________________。
（4）如果把一定量的铁与浓硫酸加热时产生的气体通过装有过量Na2O2粉末的玻璃管，则玻璃管中反应的生成物可能含有(填化学式)__________________ ___________ _。
正确答案
Ⅰ猜想2：H2 猜想3：SO2和H2
Ⅱ（1）甲中KMnO4溶液褪色，乙中KMnO4溶液颜色不变(或变浅但不完全褪色)；试管中收集到无色气体
（2）验纯
（3）2Fe＋6H2SO4
试题分析：Ⅰ：铁是比较活泼的金属。比较活泼的金属与酸反应置换出氢气。所以猜想2的气体可能是H2。浓硫酸是氧化性的酸，反应开始时首先是浓硫酸与铁发生氧化还原反应2Fe＋6H2SO4（浓）
（13分）硫及其化合物有广泛的应用，对SO2性质的研究是高中化学教学的一项重要内容。
（1）对比研究是一种重要的研究方法。若将硫的单质及部分化合物按如下表所示分成3组，则第2组中物质M的化学式是 。
（2）某校化学学习小组用下图所示的实验装置研究SO2的性质。
①在装置Ⅰ中发生SO2的催化氧化反应，其化学方程式是 。
②若按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序连接装置，（已知：SO3熔点 16.8℃； SO2沸点—10℃。）装置Ⅱ的作用是 ；装置Ⅲ中溶液逐渐褪色，生成Mn2+的同时pH降低，则该反应的离子方程式是 。
③若按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置，如果装置Ⅳ中有30mL 2.5mol/LNaOH溶液，反应后增重4.8g，则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是 。
正确答案
（13分）
（1）Na2SO3。（2分）
（2）①2SO2＋O2
②使SO3凝结成固体与SO2分离；（2分，只要合理即给分）
5SO2＋2MnO4—＋2H2O＝5SO42—＋2Mn2+＋4H+（3分，没配平扣1分）
③SO2＋NaOH＝NaHSO3（4分）
试题分析：（1）根据第3组的化学式判断，M是Na2SO3；
（2）①装置I发生的二氧化硫的催化氧化反应，化学方程式为2SO2＋O2
②三氧化硫的熔点较低，二氧化硫的沸点较低，所以装置Ⅱ的作用是使SO3凝结成固体与SO2分离；二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，生成硫酸根离子和Mn2+、水，离子方程式为5SO2＋2MnO4—＋2H2O＝5SO42—＋2Mn2+＋4H+；
③30mL 2.5mol/LNaOH溶液中氢氧化钠的物质的量是0.075mol，反应后增重4.8g，即二氧化硫的质量是4.8g，物质的量是0.075mol,二者的物质的量之比是1:1，所以生成的产物是亚硫酸氢钠，化学方程式为SO2＋NaOH＝NaHSO3。
（15分）以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：
（1）写出燃烧黄铁矿的化学方程式 。
当有6mol SO2生成时，转移电子 mol。
（2）进入接触室的气体中含标准状态下1120m3SO2气体，达平衡后放出热量为4.728×106kJ，此时SO2转化率为96%。该反应的热化学方程式为 。
（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母） 。
a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
b．过量空气能提高SO2的转化率
c．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率
d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
e．吸收塔用水作吸收剂
（4）某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.1000 g样品充分灼烧，生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，再用0.02000 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液25.00mL。
已知：SO2＋2Fe3+＋2H2O=SO42－＋2Fe2+＋4H+
Cr2O72－＋6Fe2+＋14H＋=2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O
则样品中FeS2的质量分数是多少？（假设杂质不参加反应）
（5）该生产过程中产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2、微量的SO3和酸雾。能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是 。(填字母)
正确答案
（1）4FeS2 + 11O2 2Fe2O3+8SO2 （2分） 33（2分）
（2）2SO2(g) ＋ O2(g) ＝ 2SO3(g) ；⊿H＝－197 kJ/mol （2分）
（3）a b d （各1分）
（4） 3FeS2 ～ 2Cr2O72－
3×120 2
m(FeS2) 0.0200×25.00×10-3
m(FeS2)= 
w(FeS2)= 
（1）黄铁矿燃烧生成SO2和氧化铁，方程式为4FeS2 + 11O2 2Fe2O3+8SO2 。反应中氧气是氧化剂，转移电子是44，所以当有6mol SO2生成时，转移电子44mol÷8×6＝33mol。
（2）标准状态下1120m3SO2气体是50000mol，所以反应中消耗的SO2是50000mol×0.96＝48000mol，所以2molSO2反应放出的热量是4.728×106kJ÷24000＝197 kJ/mol，所以热化学方程式为2SO2(g) ＋ O2(g) ＝ 2SO3(g) ；⊿H＝－197 kJ/mol。
（3）粉碎可以增大反应物的接触面积，加快反应速率，a正确。增大氧气的浓度可以提高SO2的转化率，b正确。催化剂不能改变平衡状态，只能改变反应速率，c不正确。d正确，阿保质期，用浓硫酸吸收，答案选abd。
（4）考查根据关系式进行的有关计算。根据有关方程式可知
3FeS2 ～ 2Cr2O72－
3×120 2
m(FeS2) 0.0200×25.00×10-3
m(FeS2)=
w(FeS2)=
（5）SO2具有还原性，所以BC正确，AD不正确，因为三氧化硫和酸雾也能被吸收。答案选BC。
在化学课上围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究，将适量的蔗糖放入烧杯中，加入几滴水，搅拌均匀，然后加入浓硫酸，生成黑色物质。
请回答下列问题：
(1)生成的黑色物质(单质)是 (填化学式)。
(2)这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体，其中一种气体有刺激性气味，是大气的主要污染物之一，这种刺激性气味的气体成分是 (填化学式)，反应的化学方程式为 。
(3)据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象，说明浓硫酸具有 (填序号)。
(4)将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入品红溶液中，可以看到品红溶液 ，说明这种气体具有 性；将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入水中可生成一种不稳定、易分解的酸，请写出该反应的化学方程式： 。
(5)能否用澄清石灰水鉴别这两种气体？ (填“能”或“不能”)，若不能，请填写两种能鉴别的试剂 。
正确答案
(1)C
(2)SO2 C＋2H2SO4(浓) 
(3)BCD
(4)退色 漂白 SO2＋H2OH2SO3
(5)不能 品红溶液、溴水(其他合理答案均可)
(1)因为浓硫酸具有脱水性，故蔗糖在浓硫酸中生成的黑色物质是蔗糖脱水后形成的碳单质。(2)因为浓硫酸具有强氧化性，故蔗糖脱水形成的碳单质可以继续和浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O，其反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)
SO2是一种重要的化工原料，也是一种环境污染物。
（1）SO2可用于工业制Br2过程中吸收潮湿空气中的Br2，反应的离子方程式是 。
（2）直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应： 。
（3）工业上用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2。将烟气通入1.0 mol•L-1的Na2SO3溶液，溶液pH不断减小。当溶液pH约为6时，吸收SO2的能力显著下降，应更换吸收剂。
①此时溶液中c(SO32-)的浓度是0.2 mol•L-1，则溶液中c(HSO3-)是_________mol•L-1，由此说明NaHSO3溶液显 性，用化学平衡原理解释： 。
②向pH约为6的吸收剂中通入足量的O2，可将其中的NaHSO3转化为两种物质，反应的化学方程式是 。
正确答案
（1）SO2 + Br2 + 2H2O = SO42—+ 2Br—+ 4H+；（2）SO2 + H2O 
试题分析：（1）SO2发生氧化反应生成SO42—而Br2被还原为Br—，反应离子方程SO2+Br2+2H2O= SO42—+2Br—+4H+；（2）氧化硫是酸性氧化物，和水反应生成亚硫酸，亚硫酸不稳定能被空气中的氧气氧化生成硫酸，反应方程式为SO2+H2O
(11分)某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，设计了下图所示装置进行有
关实验：
（1）先关闭活塞a，将6.4 g铜片和12 mL 18 mol/L的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应完成，发现烧瓶中还有铜片剩余．再打开活塞a，将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧瓶，最后铜片完全消失．
①写出上述过程中烧瓶内发生反应的化学方程式：
打开活塞a之前 ；
打开活塞a之后 。
②B是用来收集实验中产生的气体的装置，但集气瓶内的导管未画全，请直接在图上把导管补充完整。
（2）实际上，在打开活塞a之前硫酸仍有剩余。为定量测定余酸的物质的量，甲、乙两学生进行了如下设计：
①甲学生设计方案是：先测定铜与浓硫酸反应产生SO2的量，再通过计算确定余酸的物质的量。他测定SO2的方法是将装置A产生的气体缓缓通过装置D，从而测出装置A产生气体的体积(已折算成标准状况)。你认为甲学生设计的实验方案中D装置中试剂为： (填化学式)。
②乙学生设计的方案是：将反应后的溶液冷却后全部移入到烧杯中稀释，并按正确操作配制100 mL溶液，再取20 mL于锥形瓶中，用 作指示剂，用标准氢氧化钠溶液进行滴定[已知：Cu(OH)2开始沉淀的pH约为5]，选择该指示剂的理由为 ，再求出余酸的物质的量，若耗去a mol/L氢氧化钠溶液b mL，则原余酸的物质的量为 mol(用含a、b的表达式来表示)。
正确答案
（1）①Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 2Cu＋2H2SO4＋O2===2CuSO4＋2H2O
②B装置中导管长进短出
（2）①饱和NaHSO3 ②甲基橙
因为Cu(OH)2开始沉淀的pH约为5，若用酚酞作指示剂时溶液中的Cu2＋会和NaOH反应，Cu(OH)2的蓝色会干扰滴定终点的正确判断
试题分析：（1）①打开活塞a之前发生的是铜和浓硫酸的反应，方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应进行硫酸浓度变小，反应停止发生，打开活塞a后氧气进入，在酸性条件下反应生成硫酸铜，方程式为：2Cu＋2H2SO4＋O2===2CuSO4＋2H2O。②收集的是SO2气体，密度比空气大，所以应该用向上排空气法，因此B中导管是长进短出。
（2）①SO2在NaHSO3溶液中的溶解度最小所以D装置中的试剂应该是NaHSO3溶液。
②用NaOH滴定反应后的溶液时，由于溶液中有Cu2+所以不能让Cu2+沉淀干扰滴定终点的判断，因此pH应该控制在5之内，因此选用甲基橙做指示剂。滴定中用掉a mol/L氢氧化钠溶液b mL，则原剩余的硫酸为
点评：本题综合性强，主要考查学生分析问题的能力，尤其在选择指示剂的时候，要注意考虑到Cu2+会发生反应。
（15分）
S2Cl2是一种易挥发的液体(熔点：—76℃，沸点：138℃)，且易与水发生水解反应，可能生成H2S、SO2、H2SO3、H2SO4等物质。它是橡胶硫化剂。在熔融的硫中通以氯气即可生成S2Cl2。下图是实验室用S和Cl2制备S2Cl2的装置 (夹持装置、加热装置均已略去)。
(1)已知S2Cl2分子结构与H2O2相似，则S2Cl2的分子中共含有 条共价键。
(2)装置a中应放试剂为 ；装置d的名称是 ，它的作用是 。
(3)该实验的操作顺序应为 (用序号表示)。
①加热装置c ②通入Cl2 ③通冷凝水 ④停止通Cl2 ⑤停止加热装置c
(4)图中f装置中应放置的试剂为 ，其作用为 。
(5)将S2Cl2的水解气体产物通入氯水中，若观察到 的现象，则可证明水解产物中有硫化氢生成。
正确答案
略
用下图所示装实验置进行铜与浓硫酸反应的实验探究，请回答下列问题：
（1）试管A中发生反应的化学方程式为 。
（2）试管B中的实验现象是 ，将试管B中反应后的溶液进行加热，观察到试管B中的实验现象是 。
（3）反应一段时间后，试管C中没有观察到沉淀生成，若往试管C中通入或加入一种物质X，即生成白色沉淀，该物质X不可能是下列的 。（填序号）
a、
（4）试管A中的铜和硫酸充分反应后，铜和硫酸都有剩余，下列物质中能使试管A中的铜片继续溶解的是 。（填序号）
a、
（5）试管D中的试剂是 溶液，其作用是 。
正确答案
（13分）（1）Cu＋2H2SO4(浓)
（2）品红溶液褪色；品红溶液又恢复为原来的颜色
（3） c ；（4） b ；（5） NaOH溶液；吸收二氧化硫气体
试题分析：（1）浓硫酸具有强氧化性，能氧化金属铜，则试管A中发生反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)
（2）SO2具有漂白性，则试管B中的实验现象是品红溶液褪色；由于SO2的漂白性是不稳定的，则在加热的条件下又恢复到原来的颜色，则将试管B中反应后的溶液进行加热，观察到试管B中的实验现象是品红溶液又恢复为原来的颜色。
（3）SO2溶于水生成亚硫酸，溶液显酸性，得不到亚硫酸钡白色沉淀。因此要生成白色沉淀则可以加入氧化剂或碱性气体，即选项abd都可以，其中ad生成的是硫酸钡白色沉淀，c是的亚硫酸钡白色沉淀，答案选b。
（4）在酸性条件下，硝酸盐具有强氧化性，能氧化单质铜，因此加入的物质是硝酸钠，答案选b。
（5）SO2是大气污染物，应该用氢氧化钠溶液吸收，防止污染空气。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题贴近高考，基础性强，在注重对学生基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生能力的培养。有利于培养学生的逻辑推理能力和规范严谨的实验设计能力，也有助于调动学生的学习兴趣和学习积极性。
（l6分）某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分，设计了如右图装置。倾斜A使稀硫酸（足量)与固体M充分反应，待反应停止后，B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入量气管气体的体积为VmL（已折算成标准状况）（已知CuS是黑色沉淀，不溶于水也不溶于酸）
由上述实验事实可知：
（1）①固体M中一定有的物质是_________（填化学式），理由是_______________。
②其中一种物质的质量可以确定为___________g（用代数式表示）。
（2）写出B装置中反应的离子方程式__________________。
（3）C装置的作用是______，如果实验中没有B装置，则C装置中产生的现象是_______。
（4）通过进一步实验，测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和，产生这种现象的原因可能是_____________
正确答案
(每空2分，共16分)
（2）2OH－＋H2S=2H2O＋S2－（或OH－＋H2S=H2O＋HS－）
（3）检验H2S是否吸收完全 有黑色沉淀
（4）B、C
略
硫与热强碱溶液可生成S2-和SO32-；生成物继续与硫作用得S22-和S2O32-。过滤后除去过量硫，向滤液中加入一定量的强碱后，再适入足量的SO2，SO2与S22-也完全转化为S2O32-。问：
正确答案
(1) S+SO2+2OH-=S2O32-+H2O (2) a、2amol (3)
3S+6OH‑ △ 2S2-+SO32-+3H2O …………①
（11分）有一瓶无色气体可能含有H2S、CO2、HBr、SO2、Cl2中的一种或几种，将其通入稀氯水中得无色透明溶液，将溶液分成两份，向一份中加入用稀HNO3酸化的AgNO3，生成白色沉淀，向另一份中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，也生成白色沉淀。
（1）原气体中肯定含有____________________________，可能含有
____________________________。
（2）对可能含有的成分，请你设计一套简单合理的实验方案，并具体说明在此方案中，气体通过的各装置的作用。
正确答案
（1）SO2 CO2
（1）因为气体为无色气体，所以不含Cl2。该气体通入稀氯水中得无色透明溶液，证明不含H2S和HBr，含SO2。因为，如果含H2S，则发生下列反应：
H2S+Cl2====2HCl+S↓
生成的S会使溶液变浑浊；如果含有HBr，则会发生下列反应：
2HBr+Cl2====2HCl+Br2
生成的Br2会使溶液显黄色（或橙色）；如果不含SO2，就不会发生下列反应：
SO2+Cl2+2H2O====2HCl+H2SO4
不发生上列反应，就不会除去氯水中的Cl2，所得溶液就不会无色，而是浅黄绿色。
将该气体通入氯水中所得溶液为稀HCl（aq）和稀H2SO4（aq）的混合溶液，加入AgNO3（aq）生成AgCl沉淀：
Ag++Cl—====AgCl↓
加入BaCl2（aq）生成BaSO4沉淀：
Ba2++
由此也能证明原气体肯定含有SO2，CO2可能含有，也可能不含有。
（2）欲验证CO2，可除去SO2，将验证不含SO2的剩余气体通过足量石灰水，石灰水变浑浊，证明含CO2；石灰水不变浑浊，证明不含CO2。
（10分）
（1）浓硫酸和木炭(C)加热时反应的化学方程式为：
；
为了验证反应的全部生成物，用下图装置进行实验。
（2）上图A处是完成实验的必要装置，它是下列图中的（填编号） ；
（3） C装置中盛放的试剂为 ，
其作用是 ；
（4）能够证明存在CO2气体的实验现象是：
。
正确答案
（1）C + 2H2SO4(浓)CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O；（2分）
（2）③（2分）
（3）酸性KMnO4溶液（2分） 除去SO2；（2分）
（4）C中酸性KMnO4溶液不褪色，同时D中澄清石灰水变混浊。（2分）
由反应C + 2H2SO4(浓)CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O知道，由于CO2和SO2的检验过程中都需要水溶液，故产物检验时必须先检验水，一般用无水硫酸铜；
而CO2和SO2均为酸性氧化物，性质相近，而SO2具有还原性、漂白性，是独有性质，故可用品红溶液来检验它的存在，再用酸性KMnO4溶液进行吸收，随后用澄清石灰水检验CO2的存在。
使一定质量的Zn与100mL18.5mol/L的浓硫酸充分反应，Zn完全溶解，同时生成标准状况下的气体A为33.6L。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液中c(H+)=0.1mol/L。求气体A中各组分的体积比
正确答案
V(SO2)/V(H2)=1/4
设A中SO2、H2的物质的量分别为x、y
Zn＋2H2SO4（浓）=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑
_ 2x X y y
则：2x+y=0.1×18.5-1×0.1/2 x+y=33.6/22.4
解得：x=0.3mol y=1.2mol
所以：V(SO2)/V(H2)=1/4
（12分）某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用如图所示的装置进行有关实验。请回答：
(1)装置A中发生的化学反应方程式为 。
(2)装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体，这种液体是 ，其作用是 。
(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是 。B中应放置的液体是 (填字母)。
a. 水 b. 酸性KMnO4溶液 c. 浓溴水 d. 饱和NaHSO3溶液
(4)实验中，取一定质量的铜片和一定体积18mol·L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是 。
②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是 (填字母)。
a. 铁粉 b. BaCl2溶液 c. 银粉 d. Na2CO3溶液
正确答案
（12分）
(1) Cu+2H2SO4==CuSO4+SO2↑+2H2O 。
(2) NaOH溶液 ， 吸收SO2尾气 。
(3) 广口瓶B中液体被压入漏斗中 。 d. 。
(4) ① 反应变成稀硫酸后不与铜反应 。 ② a. d
略
(10分) 向氢氧化钠溶液中慢慢地通入二氧化硫气体，反应生成正盐，当继续通入过量二氧化硫时，正盐便转化成酸式盐。
⑴写出上述反应的化学方程式①
②
⑵标准状态下，向100mL2mol／L的NaOH溶液中通入3.36L二氧化硫气体，反应后溶液中溶质的成分为 。
⑶试计算，在标准状态下，100mL2mol／L的NaOH溶液中最多可吸收多少体积二氧化硫气体？
正确答案
(10分)⑴SO2+2NaOH Na2SO3+H2O 2分
Na2SO3+SO2+H2O 2NaHSO3 2分
⑵Na2SO3 、NaHSO3 2分
⑶当NaOH溶液反应吸收最多体积二氧化硫气体时，反应为
SO2 + NaOH NaHSO3
1mol 1mol
0.2mol x x=0.2mol
V(SO2)=22.4L／mol×0.2mol=4.48L 4分
略
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