专题十六硫及其化合物环境保护考点一 硫及其化合物1．(2022·天津理综，1，6分)下列有关“化学与生活”的叙述不正确的是( )A．点燃爆竹后，硫燃烧生成SO3B．中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈C．服用阿司匹林出现水杨酸反应时，用NaHCO3溶液解毒D．使用含钙离子浓度较大的地下水洗衣服，肥皂去污能力减弱解析 A项，硫燃烧生成的产物为SO2，不是SO3，错误；B项，明矾溶液因Al3＋水解而呈酸性，铜锈的成分主要是Cu2(OH)2CO3，Cu2(OH)2CO3能溶于酸性溶液，故可用明矾溶液的酸性清洗铜镜表面的铜锈，正确；C项，水杨酸中含有羧基，可与NaHCO3溶液反应放出CO2，故服用阿司匹林出现水杨酸反应时，可用NaHCO3溶液解毒，正确；D项，使用含钙离子浓度较大的地下水洗衣服时，肥皂中的有效成分高级脂肪酸钠会与钙离子反应生成高级脂肪酸钙沉淀，从而使肥皂去污能力减弱，正确。答案 A2．(2022·广东理综，11，4分)下列措施不合理的是( )A．用SO2漂白纸浆和草帽辫B．用硫酸清洗锅炉中的水垢C．高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅D．用Na2S作沉淀剂，除去废水中的Cu2＋和Hg2＋解析 SO2具有漂白性，可以用来漂白纸浆和草帽辫，A项合理；B项中由于水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2，硫酸与CaCO3反应生成的CaSO4为微溶，附着在水垢上面阻止反应的进行，故B项不合理；焦炭可以与SiO2发生化学反应SiO2＋2C2CO↑＋Si，而制得粗硅，C项合理；Na2S电离产生的S2－可以与Cu2＋、Hg2＋反应生成难溶物CuS、HgS，故D项合理。答案 B3．(2022·广东理综，23，6分)下列实验的现象与对应结论均正确的是(双选)( )选项操作现象结论\nA将浓硫酸滴到蔗糖表面固体变黑膨胀浓硫酸有脱水性和强氧化性B常温下将Al片放入浓硝酸中无明显现象Al与浓硝酸不反应C将一小块Na放入无水乙醇中产生气泡Na能置换出醇羟基中的氢D将水蒸气通过灼热的铁粉粉末变红铁与水在高温下发生反应解析 浓硫酸有脱水性，能使蔗糖变黑；浓硫酸又有强氧化性，能发生反应C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，生成的气体使固体体积膨胀，A项正确；常温下，Al遇浓硝酸发生钝化，是因为Al与浓硝酸反应生成的一层致密的氧化物保护膜阻碍反应进一步进行，B项错误；2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑，C项正确；3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，Fe3O4是黑色晶体，D项错误。答案 AC4．(2022·上海化学，7，2分)将X气体通入BaCl2溶液，未见沉淀生成，然后通入Y气体，有沉淀生成。X、Y不可能是( )选项XYASO2H2SBCl2CO2CNH3CO2DSO2Cl2解析 A选项，生成单质硫沉淀；B选项，Cl2与CO2不反应，无沉淀；C选项，NH3与CO2反应生成CO，CO与Ba2＋生成BaCO3沉淀；D选项，Cl2与SO2反应生成SO，SO与Ba2＋生成BaSO4沉淀。答案 B5．(2022·北京理综，26，12分)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，以太阳能为热能，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：\n(1)反应Ⅰ的化学方程式是________________。(2)反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层——含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。①根据上述事实，下列说法正确的是________(选填序号)。a．两层溶液的密度存在差异b．加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶②辨别两层溶液的方法是________________________________________。③经检测，H2SO4层中c(H＋)∶c(SO)＝2.06∶1，其比值大于2的原因__________________________________________________________________。(3)反应Ⅱ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋O2＋2H2O(g) ΔH＝＋550kJ·mol－1它由两步反应组成：ⅰ.H2SO4(l)===SO3(g)＋H2O(g) ΔH＝＋177kJ·mol－1ⅱSO3(g)分解。L(L1，L2)，X可分别代表压强或温度，下图表示L一定时，ⅱ中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。①X代表的物理量是________。②判断L1，L2的大小关系，并简述理由：______________________________________________________________。\n解析 (1)由反应过程图示可知，反应Ⅰ的反应物为SO2、I2和H2O，生成物为H2SO4和HI，从而可写出该反应的化学方程式。(2)①由题干信息“该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层——含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层”分析得出：加入I2前溶液未出现分层，加入I2后，碘在HI溶液中溶解度大于在H2SO4溶液中溶解度，两溶液中密度存在差异，出现分层现象，故ac正确。②由于HI溶液中含有I2浓度大，溶液颜色深，而H2SO4溶液中含有I2的浓度低，溶液颜色浅，因此可以通过观察溶液的颜色，颜色深的是HI层，颜色浅的是H2SO4层。③H2SO4是强电解质，完全电离会使c(H＋)∶c(SO)＝2∶1，而溶液中c(H＋)∶c(SO)＝2.06∶1，说明溶液中c(H＋)变大，这是由于该H2SO4层中含有少量强酸HI，HI电离出H＋所致。(3)首先根据反应Ⅱ和反应ⅰ确定反应ⅱ为2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋196kJ·mol－1。①根据反应ⅱ的特点：正反应方向为气体体积增大、吸热反应，增大压强SO3(g)的转化率减小，故X代表压强。②在等压条件下，升高温度，反应ⅱ的平衡向正向移动，SO3(g)的转化率增大，故L2所代表高温曲线，即L1＜L2。答案 (1)SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI(2)①ac ②观察颜色，颜色深的是HI层，颜色浅的是H2SO4层③H2SO4层含有少量HI(3)①压强 ②L1＜L2 SO3(g)分解的热化学方程式为2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋196kJ·mol－1，当压强一定时，温度升高，平衡转化率增大6．(2022·山东理综，31，20分)工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O，实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。烧瓶C中发生反应如下：Na2S(aq)＋H2O(l)＋SO2(g)===Na2SO3(aq)＋H2S(aq)(Ⅰ)2H2S(aq)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)(Ⅱ)S(s)＋Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)(Ⅲ)(1)仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若_____________________________________________________，\n则整个装置气密性良好。装置D的作用是____________________。装置E中为________溶液。(2)为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为________。(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择________。a．蒸馏水b．饱和Na2SO3溶液c．饱和NaHSO3溶液d．饱和NaHCO3溶液实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是__________________。已知反应(Ⅲ)相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是______________________________。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有________。a．烧杯b．蒸发皿c．试管d．锥形瓶(4)反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3·5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：__________________________________________________________________。已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液解析 (1)E中溶液用来吸收多余的SO2气体，应用NaOH溶液，由于SO2易溶于NaOH溶液，会发生倒吸，故装置D“短进长出”用来防倒吸。(2)由C中发生的三个反应可知其总反应为2Na2S＋Na2SO3＋3SO2===3Na2S2O3，所以Na2S与Na2SO3的物质的量之比为2∶1。(3)B中液体不能溶解SO2，不能与SO2反应，符合条件的只有饱和NaHSO3溶液；为使SO2缓慢进入烧瓶C，A中反应应缓慢进行，可通过控制滴加硫酸的速度来实现；反应(Ⅲ)是固体硫与Na2SO3溶液的反应，若反应达到终点，硫会消失，溶液变澄清。底部面积较大的玻璃仪器加热时需垫石棉网，如烧杯、烧瓶、锥形瓶等。(4)利用所给信息，可将产品溶于足量稀盐酸，再加入BaCl2溶液来检验SO。答案 (1)液柱高度保持不变 防止倒吸 NaOH(合理即得分)(2)2∶1(3)c 控制滴加硫酸的速度(合理即得分) 溶液变澄清(或浑浊消失) a、d\n(4)取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层溶液(或过滤，取滤液)，滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理即得分)考点二 环境污染与保护1．(2022·浙江理综，7，6分)下列说法不正确的是( )A．液晶态介于晶体状态和液态之间，液晶具有一定程度的晶体的有序性和液体的流动性B．常压下，0℃时冰的密度比水的密度小，水在4℃时密度最大，这些都与分子间的氢键有关C．石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性和纳米银粒子的聚集都是化学变化D．燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施解析 A项，由于晶体内部微粒的排列具有一定的规律性，液体具有一定的流动性，故液晶具有一定程度的晶体的有序性和液体的流动性，正确；B项，由于冰和水中分子间形成的氢键的不同，导致冰的结构中有空隙，水的结构中分子排列紧密，因此冰比水的密度小，正确；C项，纳米银粒子的聚集为物理变化，错误；D项，燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和氮氧化物的转化都可以减少硫和氮氧化物的排放，故能减少酸雨的产生，正确。答案 C2．(2022·天津理综，10，14分)某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物)，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：离子K＋Na＋NHSONOCl－浓度/mol·L－14×10－66×10－62×10－54×10－53×10－52×10－5根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为________，试样的pH＝________。(2)为减少SO2的排放，常采取的措施有：①将煤转化为清洁气体燃料。已知：\nH2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8kJ·mol－1C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5kJ·mol－1写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：___________________________________________________________________________________________________。②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是________。a．Ca(OH)2 b．Na2CO3 c．CaCl2 d．NaHSO3(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化：①已知汽缸中生成NO的反应为：N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH＞0若1mol空气含0.8molN2和0.2molO2，1300℃时在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10－4mol。计算该温度下的平衡常数K＝________。汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________。②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)===2C(s)＋O2(g)已知该反应的ΔH＞0，简述该设想能否实现的依据：______________________________________________________________________________________________________________________________________。③目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，其化学反应方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________。解析 (1)由电荷守恒关系可得：c(K＋)＋c(Na＋)＋c(NH)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(NO)＋c(Cl－)＋c(OH－)，代入数据有：c(H＋)－c(OH－)＝10－4mol/L，故PM2.5为酸性，忽略c(OH－)，则试样的pH＝4。(2)①用下式减去上式即可得所求反应的ΔH＝－110.5kJ·mol－1－(－241.8kJ·mol－1)＝＋131.3kJ/mol。②SO2为酸性气体，可以用碱液吸收。(3)①平衡时：N2的量为0.8mol－4×10－4mol≈0.8mol，O2的量为0.2mol－4×10－4mol≈0.2mol，NO的量为8×10－4mol。K＝＝4×10－6。该反应为吸热反应，所以升温时，平衡正向移动，NO的排放量增大。②从反应方程式看，气体的量在减少，故ΔS<0，又因反应的ΔH>0，则该反应一定不能自发，\n所以设想不现实。③CO和NO为两种有毒气体，在催化剂作用下，可以反应生成两种无毒气体，即CO2和N2。答案 (1)酸性 4(2)①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1②a、b(3)①4×10－6 温度升高，反应速率加快，平衡右移②该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不自发进行③2CO＋2NO2CO2＋N2
