全国高考化学硫及其化合物的综合高考真题汇总含答案一、高中化学硫及其化合物1.亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、医药等工业。
实验室用如图装置(夹持装置略)制备少量NOSO4H,并测定产品的纯度。
已知:NOSO4H遇水分解,但溶于浓硫酸而不分解。
(1)装置A制取SO2①A中反应的化学方程式为___。
②导管b的作用是___。
(2)装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H。
①该反应必须维持体系温度不得高于20℃,采取的措施除了冷水浴外,还可以是___(只写1种)。
②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速度明显加快,其原因是___。
(3)装置C的主要作用是___(用离子方程式表示)。
(4)该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是___。
(5)测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度准确称取1.380g产品放入250mL的碘量瓶中,加入0.1000mol·L-1、60.00mL的KMnO4标准溶液和10mL25%H2SO4溶液,然后摇匀。
用0.2500mol·L-1草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。
已知:2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4①配平:__MnO4-+__C2O42-+__=__Mn2++__+__H2O②滴定终点时的现象为___。
③亚硝酰硫酸的纯度=___。
(精确到0.1%)[M(NOSO4H)=127g·mol-1]【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑平衡压强,使分液漏斗中的液体能顺利流下;调节分液漏斗活塞,控制浓硫酸的滴加速度生成的NOSO4H作为该反应的催化剂SO2+2OH-=SO32-+H2O C装置中的水蒸气会进入B中使NOSO4H分解 2 5 16H+ 210CO2↑ 8 溶液恰好由粉红色变为无色,且半分钟内不恢复 92.0%【解析】【分析】(1)①装置A是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应制取SO2;②导管b的作用平衡压强的作用;(2)①装置B中浓硝酸与二氧化硫在浓硫酸的作用下反应制得NOSO4H,该反应必须维持体系温度不得高于20℃,采取的措施除了冷水浴外,结合反应的操作;②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速率加快,说明NOSO4H 起到了催化作用;(3)装置C主要作用是吸收二氧化硫防止污染空气;(4)NOSO4H遇水分解;(5)①高锰酸钾溶液在酸性条件下氧化草酸钠生成二氧化碳,结合元素化合价变化和电子守恒、原子守恒配平书写离子反应方程式;②高锰酸钾自身在反应中的颜色变化就可作为终点判断指示剂;③根据反应2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4,结合滴定中消耗高锰酸钾的物质的量可得到亚硝酰硫酸的物质的量,据此计算纯度。
【详解】(1)①利用装置A,固液混合制取二氧化硫,其方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;②导管b的作用是:平衡压强,使分液漏斗中的液体能顺利流下;(2)①浓硫酸遇水放出大量热,维持体系温度不得高于20℃,还可以是调节分液漏斗活塞,控制浓硫酸的滴加速度;②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,反应速率明显加快,温度变化不大,排除温度的影响,其原因是:生成的NOSO4H作为该反应的催化剂,加快了反应速率;(3)装置C利用NaOH溶液将剩余的SO2吸收,防止污染环境,方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O;(4)NOSO4H遇水分解,C装置(或A)中的水蒸气会进入B中使NOSO4H发生分解;(5)①发生的是MnO4-和C2O42-的氧化还原反应,MnO4-做氧化剂,被还原成生成Mn2+,C2O42-做还原剂,被氧化成二氧化碳。
结合得失电子守恒和电荷守恒可得到MnO4-和C2O42-的离子反应方程式为:2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;②利用草酸钠溶液滴定酸性KMnO4溶液,滴定终点时的现象为:溶液恰好由粉红色变为无色,且半分钟内不恢复;③根据题意可知,酸性KMnO4溶液先与NOSO4H反应,利用草酸钠溶液滴定剩余酸性KMnO4溶液。
用0.2500mol·L-1草酸钠标准溶液滴定酸性KMnO4溶液,消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。
可知剩余的KMnO4的物质的量n1(MnO4-)=25n(C2O42-)=25×0.2500mol·L-1×20.00×10-3L=2×10-3mol,则亚硝酰硫酸消耗的KMnO4的物质的量n2(MnO4-)=0.1000mol·L-1·60.00×10-3L-2×10-3mol=4×10-3mol。
n(NOSO4H)=52n2(MnO4-)=10-2mol,亚硝酰硫酸的纯度=()4m NOSO H1.380g×100%=2110mol127g mol1.380g-⨯⋅-×100%=92.0%。
2.硫元素具有可变价态,据此完成以下有关含硫化合物性质的试题。
(1)将H2S气体通入FeCl3溶液中,现象是_____________________________;反应的离子方程式是______________________________________。
(2)为了探究-2价硫的化合物与+4价硫的化合物反应的条件,设计了下列实验。
实验操作实验现象实验1将等浓度的Na2S和Na2SO3溶液按体积比2∶1混合无明显现象实验2将H2S通入Na2SO3溶液中未见明显沉淀,再加入少量稀硫酸,立即产生大量浅黄色沉淀实验3将SO2通入Na2S溶液中有浅黄色沉淀产生已知:电离平衡常数:H2S K1 =1.3×10-7;K2 = 7.1×10-15H2SO3 K1 =1.7×10-2;K2 = 5.6×10-8①根据上述实验,可以得出结论:在_________条件下,+4价硫的化合物可以氧化-2价硫的化合物。
②将SO2气体通入H2S水溶液中直至过量,下列表示溶液pH随SO2气体体积变化关系示意图正确的是______(选填编号)。
A. B. C.D.(3)现有试剂:溴水、硫化钠溶液、Na2SO3溶液、稀硫酸、NaOH溶液、氨水。
要证明Na2SO3具有还原性,应选用的试剂有______________,看到的现象是____________________。
要证明Na2SO3具有氧化性,应选用的试剂有___________________,反应的离子方程式是________________________________。
(4)文献记载,常温下H2S可与Ag发生置换反应生成H2。
现将H2S气体通过装有银粉的玻璃管,请设计简单实验,通过检验反应产物证明H2S与Ag发生了置换反应_____________________。
【答案】溶液由棕黄色变为浅绿色,产生黄色浑浊 2Fe3+ + H2S → 2Fe2++ S↓+2 H+酸性(或酸性较强) C 溴水溴水褪色硫化钠溶液和稀硫酸 2S2-+SO32-+6H+→3S↓+3H2O 将反应后的气体通入足量氢氧化钠溶液中(或硫酸铜溶液或氯化铁溶液等),除去未反应的H2S后,点燃,若观察到火焰呈淡蓝色,说明有H2生成,从而证明H2S与Ag发生了置换反应(或做爆鸣实验)【解析】【分析】【详解】(1)将H2S气体通入FeCl3溶液中会发生氧化还原反应生成硫单质黄色沉淀和氯化亚铁浅绿色溶液,所以溶液由棕黄色变为浅绿色,产生黄色浑浊,其反应的离子方程式为:2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+;(2)①根据实验1可知Na2S和Na2SO3不反应,根据实验2和实验3可知在酸性条件下Na2S 和Na2SO3反应生成硫沉淀;②将SO2气体通入H2S水溶液中直至过量,发生的反应为:SO2+2H2S=3S↓+2H2O,随着反应进行,溶液酸性减弱,pH增大;当SO2过量时,SO2+H2O=H2SO3,反应生成亚硫酸,溶液酸性增强,所以pH又减小;由于亚硫酸酸性大于硫化氢的酸性,故后来的pH比最初要小,故C正确;(3)溴水能氧化Na2SO3,所以要证明Na2SO3具有还原性,可选用溴水与Na2SO3反应,反应后溴水褪色;酸性条件下,亚硫酸钠与硫化钠发生氧化还原反应,亚硫酸钠中S元素的化合价降低,作氧化剂;所以要证明Na2SO3具有氧化性,应选用的试剂有硫化钠溶液和稀硫酸;其反应的离子方程式为:2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O;(4)H2S可与Ag发生置换反应生成H2,检验氢气存在,即说明发生置换反应,所以实验操作为:将反应后的气体通入足量氢氧化钠溶液中,除去未反应的H2S后,点燃,若观察到火焰呈淡蓝色,说明有H2生成,从而证明H2S与Ag发生了置换反应。
3.在50 mL 4 mol·L-1的氢氧化钠溶液中,通入一定量的硫化氢,反应完毕,在常温减压条件下,用氮气把溶液吹干,得到白色固体7.92 g,通过计算确定白色固体的组成及各组分的质量。
_________________【答案】白色固体有两种组合。
一种可能是由Na2S(3.12g)和NaOH(4.80g)组成的混合物;另一种可能是由Na2S(7.52 g)和NaHS(0.40 g)组成的混合物。
【解析】【分析】NaOH的物质的量为n(NaOH)=c·V=4mol/L× 0.05L =0.2mol,0.2mol的NaOH跟H2S反应,若全部生成Na2S时,白色固体的质量m(Na2S)=78g/mol×0.2mol2=7.8g,0.2mol的NaOH跟H2S反应,若全部生成NaHS时,白色固体(NaHS)的质量为m(NaHS)=56g/mol×0.2mol=11.2g,因为7.8g<7.92g<11.2g,所以得到的白色固体有两种可能的组合:一种是Na2S和NaOH的混合物;另一种是Na2S和NaHS的混合物,根据题意列方程式进行计算即可。
【详解】氢氧化钠的物质的量为n(NaOH)=c·V=4mol/L× 0.05L =0.2mol,0.2mol的NaOH跟H2S反应,若全部生成Na2S时,m(Na2S)=78g/mol×0.2mol2=7.8g;0.2 mol的NaOH跟H2S反应,若全部生成NaHS时,m(NaHS)=56g/mol×0.2mol=11.2g,因为7.8 g<7.92 g<11.2 g,所以得到的白色固体有两种可能的组合:①Na2S和NaOH的混合物;②Na2S和NaHS的混合物。