1、1专题十二 硫、氮和可持续发展A 组 20142018 年浙江真题题组考点一 含硫化合物的性质和应用以下为教师用书专用(68)6.(2015 浙江 7 月学考,16,2 分)下列气体能使品红溶液褪色的是( )A.SO2 B.H2 C.CO2 D.HCl答案 A SO 2有漂白性,可使品红溶液褪色。7.(2015 浙江 1 月学考,7,2 分)将某无色气体 X 通入品红溶液,溶液褪色;加热,溶液又变红色。X 可能是( )A.O2 B.SO2 C.Cl2 D.CO2答案 B 结合题给选项知能使品红褪色且加热后又变回红色的无色气体是 SO2。8.(2014 浙江 1 月学考,12,2 分)下列关于
2、SO2的说法中,不正确的是( )A.SO2是酸性氧化物B.SO2是形成酸雨的主要污染物之一C.SO2与水反应生成 H2SO4D.高温下 SO2可被催化氧化生成 SO3答案 C SO 2与水反应生成 H2SO3。B 组 20142018 年全国真题题组考点一 含硫化合物的性质和应用以下为教师用书专用(611)6.(2016 上海单科,18,4 分)一定条件下,一种反应物过量,另一种反应物仍不能完全反应的是( )A.过量的氢气与氮气 B.过量的浓盐酸与二氧化锰C.过量的铜与浓硫酸 D.过量的锌与 18 mol/L 硫酸答案 AC A 项,N 2与 H2的反应为可逆反应,反应物氮气不能消耗完;B 项
3、,当浓盐酸过量时,可使二氧化锰完全反应;C 项,当铜过量时,随着反应进行,硫酸浓度减小,当硫酸浓度减小到一定程度时,反应停止;D 项,过量的锌与 18 mol/L 硫酸反应,锌先把正六价的硫还原,后把氢离子还原,直到硫酸全部反应完。7.(2015 重庆理综,2,6 分)下列说法正确的是( )A.I 的原子半径大于 Br,HI 比 HBr 的热稳定性强B.P 的非金属性强于 Si,H3PO4比 H2SiO3的酸性强C.Al2O3和 MgO 均可与 NaOH 溶液反应D.SO2和 SO3混合气体通入 Ba(NO3)2溶液可得到 BaSO3和 BaSO4答案 B A 项,I 的非金属性比 Br 的非
4、金属性弱,HBr 比 HI 的热稳定性强;B 项正确;C 项,MgO 不与 NaOH 溶液反应;D 项,SO 2通入 Ba(NO3)2溶液后,溶液显酸性,酸性条件下 N 能把 S 氧化为 S,从而产生 BaSO4沉淀,无BaSO3。8.(2014 江苏单科,8,2 分)下列各组物质中,不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是( )物质组别 甲 乙 丙A Al HCl NaOHB NH3 O2 HNO3C SiO2 NaOH HFD SO2 Ca(OH)2 NaHCO3答案 B B 项中 O2与 HNO3不能发生反应。29.(2015 江苏单科,20,14 分)烟气(主要污染物 SO2
5、、NO x)经 O3预处理后用 CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NO x的含量。O 3氧化烟气中 SO2、NO x的主要反应的热化学方程式为:NO(g)+O3(g) NO2(g)+O2(g) H=-200.9 kJmol -1NO(g)+O2(g) NO2(g) H=-58.2 kJmol -1SO2(g)+O3(g) SO3(g)+O2(g) H=-241.6 kJmol -1(1)反应 3NO(g)+O3(g) 3NO2(g)的 H= kJmol -1。 (2)室温下,固定进入反应器的 NO、SO 2的物质的量,改变加入 O3的物质的量,反应一段时间后体系中 n(NO)、n(N
6、O2)和 n(SO2)随反应前 n(O 3)n(NO)的变化见下图。当 n(O3)n(NO)1 时,反应后 NO2的物质的量减少,其原因是 。 增加 n(O3),O3氧化 SO2的反应几乎不受影响,其可能原因是 。 (3)当用 CaSO3水悬浮液吸收经 O3预处理的烟气时,清液(pH 约为 8)中 S 将 NO2转化为 N,其离子方程式为 。 (4)CaSO3水悬浮液中加入 Na2SO4溶液,达到平衡后溶液中 c(S)= 用 c(S)、K sp(CaSO3)和Ksp(CaSO4)表示;CaSO 3水悬浮液中加入 Na2SO4溶液能提高 NO2的吸收速率,其主要原因是 。 答案 (14 分)(1
7、)-317.3(2)O 3将 NO2氧化为更高价氮氧化物(或生成了 N2O5)SO 2与 O3的反应速率慢(3)S+2NO2+2OH- S+2N+H2O(4)c(S) CaSO 3转化为 CaSO4使溶液中 S 的浓度增大,加快 S 与 NO2的反应速率解析 (1)NO(g)+O 3(g) NO2(g)+O2(g) H=-200.9 kJmol -1 ,NO(g)+O 2(g) NO2(g) H=-58.2 kJmol-1 ,运用盖斯定律+2 可得出 3NO(g)+O3(g) 3NO2(g) H=-200.9 kJmol -1+(-58.2 kJmol-12)=-317.3 kJmol-1。(
8、2)由图中信息可知,当 n(O3)n(NO)1 时,SO 2、NO 的量都不随 n(O3)n(NO)的改变而改变,只有 NO2的量在减小,说明 NO2与过量的 O3发生了反应,NO 2被 O3氧化生成了更高价氮氧化物。由题中信息可知 SO2与 O3能发生反应,但题图信息显示,随 O3量的增加,SO 2的量基本不变,说明二者的反应速率很慢,短时间内测不出 SO2的量在改变。(3)依题给信息可知 NO2被还原生成 N,则 S 被氧化生成 S,二者在弱碱性环境中反应。(4)达平衡后溶液中:c(Ca 2+)c(S)=Ksp(CaSO3)、c(Ca 2+)c(S)=Ksp(CaSO4),同一溶液中 c(
9、Ca2+)相等,则有=,故c(S)=c(S);Na2SO4溶液的加入会使 CaSO 3的溶解平衡正向移动,致使 c(S)增大,吸收 NO2的速率加快。10.(2014 福建理综,25,15 分)焦亚硫酸钠(Na 2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验:实验一 焦亚硫酸钠的制取采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取 Na2S2O5。装置中有 Na2S2O5晶体析出,发生的反应为:Na2SO3+SO2 Na2S2O53(1)装置中产生气体的化学方程式为 。 (2)要从装置中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是 。 (3)装置用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略
10、去)为 (填序号)。 实验二 焦亚硫酸钠的性质Na2S2O5溶于水即生成 NaHSO3。(4)证明 NaHSO3溶液中 HS 的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是 (填序号)。 a.测定溶液的 pH b.加入 Ba(OH)2溶液c.加入盐酸 d.加入品红溶液e.用蓝色石蕊试纸检测(5)检验 Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是 。 实验三 葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定(6)葡萄酒常用 Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离 SO2计算)的方案如下:葡萄酒样品100.00 mL 馏分 溶液出现蓝色且 30 s 内不褪色(已知:滴定时反应的化学方程式为 S
11、O2+I2+2H2O H2SO4+2HI)按上述方案实验,消耗标准 I2溶液 25.00 mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离 SO2计算)为 gL-1。 在上述实验过程中,若有部分 HI 被空气氧化,则测定结果 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。 答案 (1)Na 2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2+H 2O(或 Na2SO3+2H2SO4 2NaHSO4+SO2+H 2O)(2)过滤 (3)d (4)a、e(5)取少量 Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成(6)0.16 偏低解析 (2)从装置中分离晶体,即固体和
12、液体分离,采用过滤的方法即可。(3)处理尾气时既要考虑能吸收 SO2,又要考虑防倒吸。a 装置密闭,b 和 c 不能用来吸收 SO2,d 装置符合要求。4(4)要证明 NaHSO3溶液中 HS 的电离程度大于水解程度,即要证明 NaHSO3溶液显酸性,a 和 e 符合。无论 HS 电离程度大还是水解程度大,加入 Ba(OH)2溶液一定有白色沉淀生成,加入盐酸一定有气泡产生,加入品红溶液不会褪色。(5)Na2S2O5晶体在空气中被氧化为 Na2SO4,故此实验方案检验晶体中是否有 S 即可。(6)由题给方程式可知:n(SO 2)=n(I2)=0.025 L0.010 00 molL-1=2.51
13、0-4 mol,抗氧化剂的残留量为=0.16 gL-1。若部分 HI 被空气氧化,则等量的 SO2消耗标准 I2溶液减少,测定结果偏低。11.(2014 天津理综,9,18 分)Na 2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定。.制备 Na2S2O35H2O反应原理:Na 2SO3(aq)+S(s) Na2S2O3(aq)实验步骤:称取 15 g Na2SO3加入圆底烧瓶中,再加入 80 mL 蒸馏水。另取 5 g 研细的硫粉,用 3 mL 乙醇润湿,加入上述溶液中。安装实验装置(如图所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸 60 分钟。趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出
14、 Na2S2O35H2O,经过滤、洗涤、干燥,得到产品。回答问题:(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是 。 (2)仪器 a 的名称是 ,其作用是 。 (3)产品中除了有未反应的 Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是 。检验是否存在该杂质的方法是 。 (4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子反应方程式表示其原因: 。 .测定产品纯度准确称取 W g 产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用 0.100 0 molL-1碘的标准溶液滴定。反应原理为:2S 2+I2 S4+2I-(5)滴定至终点时,溶液颜色的变化: 。 (6)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积
15、为 mL。产品的纯度为(设 Na2S2O35H2O相对分子质量为 M) 。 5.Na 2S2O3的应用(7)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被 Cl2氧化成 S,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为 。 答案 (1)使硫粉易于分散到溶液中(2)冷凝管 冷凝回流(3)Na2SO4 取少量产品溶于过量稀盐酸,过滤,向滤液中加 BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有 Na2SO4(4)S2+2H+ S+SO 2+H 2O(5)由无色变蓝色(6)18.10 100%(7)S2+4Cl2+5H2O 2S+8Cl-+10H+解析 (1)硫粉难溶于水,反应前用乙醇润湿硫粉,可使硫粉易于分散到溶液中,从
16、而增大硫粉与 Na2SO3溶液的接触面积,有利于反应进行。(2)仪器 a 是球形冷凝管,其作用是冷凝回流。(3)Na 2SO3可被空气中的 O2氧化生成 Na2SO4,可用 BaCl2和稀盐酸检验 Na2SO4是否存在,具体操作见答案。(4)产品发黄是因为含杂质硫,生成硫的离子方程式为 S2+2H+ S+SO 2+H 2O。(5)终点时,S 2消耗完全,I 2与淀粉作用,溶液由无色变为蓝色。(6)消耗标准溶液的体积为 18.10 mL-0.00 mL=18.10 mL。产品的纯度=100%=100%。(7)根据题给信息,结合质量守恒、电荷守恒及得失电子守恒,可写出 Cl2氧化 S2的离子方程式
17、为 S2+4Cl2+5H2O 2S+8Cl-+10H+。考点二 生产生活中的含氮化合物以下为教师用书专用(711)7.(2015 北京理综,8,6 分)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是( )A.氮元素均被氧化B.工业合成氨属于人工固氮C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环答案 A A 项,人工固氮时,N 2+3H2 2NH3,氮元素被还原;B 项,把游离态的氮元素转化为含氮化合物的过程是氮的固定,工业合成氨属于人工固氮;C 项,硝酸盐可转化为蛋白质,动植物遗体可转化为氨或铵盐,则含氮有机物和含氮无机物可相互转化;D 项,在自然界氮循环过程中,碳、
18、氢、氧三种元素也参与了循环。8.(2015 山东理综,11,5 分)下列由实验现象得出的结论正确的是 ( )操作及现象 结论A 向 AgCl 悬浊液中加入 NaI 溶液时出现黄色沉淀 Ksp(AgCl)Ksp(AgI),A错误。B 中由实验现象不能确定溶液中是否含有 Fe2+,若先加入 KSCN 溶液无现象,再滴入氯水后溶液呈红色,才能说明原溶液中一定含有 Fe2+。C 中实验现象说明有 Br2生成,溶液中发生了反应:2Br -+Cl2 Br2+2Cl-,从而说明了 Br-的还原性强于 Cl-,C 正确。加热 NH4Cl 固体时,NH 4Cl 固体发生分解反应:NH 4Cl NH3+HCl,试
19、管底部固体消失;试管口温度较低,NH 3和 HCl 发生化合反应:NH 3+HCl NH4Cl,故试管口有晶体凝结,D 错误。9.(2014 福建理综,9,6 分)常温下,下列各组物质中,Y 既能与 X 反应又能与 Z 反应的是( )X Y Z NaOH 溶液 Al(OH)3 稀硫酸 KOH 溶液 SiO2 浓盐酸 O2 N2 H2 FeCl3溶液 Cu 浓硝酸A. B. C. D.答案 B 中,Al(OH) 3是两性氢氧化物,既能与强碱 NaOH 反应又能与强酸 H2SO4反应;中,SiO 2与浓盐酸不反应;中,N 2与 O2、H 2在常温下均不能反应;中,Cu 和 FeCl3反应生成 Fe
20、Cl2和 CuCl2,Cu 与浓 HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO 2和水。其中、与题意吻合,故选 B。10.(2015 四川理综,9,13 分)(NH 4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。【查阅资料】(NH 4)2SO4在 260 和 400 时分解产物不同。【实验探究】该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。实验 1:连接装置 A-B-C-D,检查气密性,按图示加入试剂(装置 B 盛 0.500 0 mol/L 盐酸 70.00 mL)。通入 N2排尽空气后,于 260 加热装置 A 一段时间,停止加热,冷却,停止通入 N2。品红
21、溶液不褪色。取下装置 B,加入指示剂,用 0.200 0 mol/L NaOH 溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗 NaOH 溶液 25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无S。(1)仪器 X 的名称是 。 (2)滴定前,下列操作的正确顺序是 (填字母编号)。 a.盛装 0.200 0 mol/L NaOH 溶液b.用 0.200 0 mol/L NaOH 溶液润洗7c.读数、记录d.查漏、清洗e.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面(3)装置 B 内溶液吸收气体的物质的量是 mol。 实验 2:连接装置 A-D-B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入 N2排尽空气后,于 400 加热装置 A 至(NH
22、4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入 N2。观察到装置 A、D 之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置 D 内溶液中有 S,无 S。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。(4)检验装置 D 内溶液中有 S,无 S 的实验操作和现象是 。 (5)装置 B 内溶液吸收的气体是 。 (6)(NH4)2SO4在 400 分解的化学方程式是 。 答案 (13 分)(1)圆底烧瓶 (2)dbaec (3)0.03(4)取少量装置 D 内溶液于试管中,滴加 BaCl2溶液,生成白色沉淀;加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解,放出无色刺激性气体(5)NH3或氨气(6)3(NH4)2S
23、O4 4NH3+N 2+3SO 2+6H 2O解析 (2)滴定前一般操作顺序为先检查滴定管是否漏水,并清洗所用滴定管,然后应用所装的溶液润洗,再装入标准溶液,排尽滴定管尖嘴气泡并调整管中液面处于 0 刻度或 0 刻度以下,最后记录滴定管液面刻度,所以正确顺序为 dbaec。(3)装置 B 吸收的气体是(NH 4)2SO4在 260 条件下分解的产物 NH3,B 中反应为 NH3+HCl NH4Cl,所以气体NH3的物质的量=0.500 0 mol/L70.0010 -3L-0.200 0 mol/L25.0010-3L=0.03 mol。(4)BaSO4不溶于盐酸、BaSO 3能溶于盐酸,所以
24、检验装置 D 内溶液中含有 S,无 S,应选择 BaCl2溶液和稀盐酸。(5)在 400 时(NH 4)2SO4分解生成 SO2、NH 3等产物,装置 B 中溶液吸收的气体应为 NH3。(6)由题中信息及原子守恒、得失电子守恒可得化学方程式:3(NH 4)2SO4 4NH3+3SO 2+N 2+6H 2O。11.(2015 山东理综,32,12 分)工业上利用氨氧化获得的高浓度 NOx气体(含 NO、NO 2)制备 NaNO2、NaNO 3,工艺流程如下:已知:Na 2CO3+NO+NO2 2NaNO2+CO2(1)中和液所含溶质除 NaNO2及少量 Na2CO3外,还有 (填化学式)。 (2
25、)中和液进行蒸发操作时,应控制水的蒸发量,避免浓度过大,目的是 。蒸发产生的蒸汽中含有少量 NaNO2等有毒物质,不能直接排放,将其冷凝后用于流程中的 (填操作名称)最合理。 (3)母液进行转化时加入稀 HNO3的目的是 。母液需回收利用,下列处理方法合理的是 。 a.转入中和液 b.转入结晶操作c.转入转化液 d.转入结晶操作8(4)若将 NaNO2、NaNO 3两种产品的物质的量之比设为 21,则生产 1.38 吨 NaNO2时,Na 2CO3的理论用量为 吨(假定 Na2CO3恰好完全反应)。 答案 (1)NaNO 3 (2)防止 NaNO3的析出 溶碱(3)将 NaNO2转化为 NaN
26、O3 c、d (4)1.59解析 (1)由题中信息可知:Na 2CO3+NO+NO2 2NaNO2+CO2,当 NO2过量时,还发生反应:Na 2CO3+2NO2 NaNO3+NaNO2+CO2,故中和液所含溶质除 NaNO2及少量 Na2CO3外,还有 NaNO3。(2)中和液进行蒸发操作是为了分离出溶质 NaNO2,由(1)中分析可知,中和液中还含有少量 Na2CO3和 NaNO3,若水的蒸发量过大,NaNO 3也会结晶析出,从而造成产品不纯。蒸发产生的蒸汽中含有少量的 NaNO2,冷凝后用于流程中的“溶碱”操作中最为合理。(3)母液中主要含有 NaNO3,若回收利用,显然转入转化液或转入结晶操作最为合理,若转入中和液或转入结晶操作,都会造成 NaNO2产品不纯。(4)n(NaNO2)=2.00104 mol,则 n(NaNO3)=n(NaNO2)=1.00104 mol,由 Na 原子守恒可知,n(Na 2CO3)=n(NaNO2)+n(NaNO3)=1.50104 mol,所以 m(Na2CO3)=1.50104 mol106 gmol-1=1.59106 g=1.59 t。
