题目内容
【题目】物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。下图所示是硫及其部分化合物的“价类二维图”, 根据图示回答下列问题:
(1)图中A、B、C、D四种物质中,属于非电解质的是__________(用化学式表示)。
(2)足量B通入紫色石蕊溶液的现象是__________________________;
用一个化学方程式说明B具有还原性_____________________________。
(3)C在反应中既可作氧化剂,又可作还原剂。当它作氧化剂时,理论上其可被还原为__________(填标号)。
A.Na2S B.S C.H2SO3 D.Na2SO4 E.H2SO4
(4)将A与SO2混合,可生成淡黄色固体。该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____。
(5)D的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应,反应的化学方程式为_________________,反应中D显示酸性和______________。
【答案】SO2 溶液变红色 2SO2+O2 2SO3 AB 1:2 2H2SO4(浓)+CuCuSO4+2H2O+SO2↑ 强氧化性或氧化性
【解析】
(1)根据元素的化合价与物质分类可知:A是H2S,B是SO2,C是Na2SO3,D是H2SO4,然后结合物质微粒的构成,判断其属性;
(2)SO2溶于水,发生产生亚硫酸H2SO3;
(3) C是Na2SO3,作氧化剂时会得到电子,元素化合价降低;
(4)A是H2S,H2S与SO2反应,根据反应过程中电子得失数目相等分析;
(5)浓硫酸具有强氧化性,能将金属氧化为相应的盐,它本身被还原为SO2,根据其中S元素化合价分析其作用。
(1)根据上述分析可知A是H2S,B是SO2,C是Na2SO3,D是H2SO4。H2S的水溶液俗称氢硫酸,是二元弱酸;SO2溶于水,与水反应产生H2SO3,而具有酸性可以导电,但SO2本身不能电离产生离子,属于非电解质;C是Na2SO3,是盐,属于电解质;D是H2SO4是酸,属于电解质,故上述四种物质中属于非电解质的是SO2;
(2)B是SO2易溶于水,溶于水,与水发生反应产生亚硫酸H2SO3,H2SO3具有酸的通性,可以使紫色石蕊试液变为红色;
(3)C是Na2SO3,S元素化合价为+4价,由于+4价处于S元素的最低-2价和最高+6价之间,所以它既有氧化性,也有还原性。当它作氧化剂时,获得电子,变成的价态低于+4价,理论上其可被还原为最低的-2价,也可能被还原变为0价的单质状态。
A.Na2S中S为-2价,有可能被还原产生,A正确;
B.S化合价为0价,有可能被还原产生,B正确;
C.H2SO3中S价态没有变化,不可能发生氧化还原反应,C错误;
D.Na2SO4中S价态为+6价,化合价升高,失去电子,被氧化,Na2SO3作还原剂,不符合题意,D错误;
E.H2SO4中S价态为+6价,化合价升高,失去电子,被氧化,Na2SO3作还原剂,不符合题意,E错误;
故合理选项是AB;
(4) X为H2S,将X为H2S与SO2混合,可生成淡黄色固体,反应方程式为:2H2S+SO2=3S↓+2H2O,在反应中H2S中的硫元素化合价-2价变化S单质的0价,化合价升高,失去电子H2S作还原剂;SO2中+4价变化为S单质的0价,化合价降低,获得电子,SO2作氧化剂,则该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2;
(5浓硫酸具有强的氧化性,在加热时遇Cu发生反应:2H2SO4(浓)+CuCuSO4+2H2O+SO2↑,S元素的化合价由反应前H2SO4中的+6价变为反应后SO2中+4价,化合价降低,,获得电子,H2SO4作氧化剂;还有一部分硫酸元素化合价没有发生变化,硫酸起酸的作用,与金属阳离子结合形成盐,所以在该反应中硫酸的作用是显示酸性和氧化性。
【题目】钴(Co)及其化合物在工业上有广泛应用。为从某工业废料中回收钴,某学生设计流程如下(废料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物质).
已知:①物质溶解性:LiF难溶于水,Li2CO3微溶于水;
②部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表.
Fe3+ | Co2+ | Co3+ | Al3+ | |
pH(开始沉淀) | 1.9 | 7.15 | ﹣0.23 | 3.4 |
pH(完全沉淀) | 3.2 | 9.15 | 1.09 | 4.7 |
请回答:
(1)步骤Ⅰ中得到含铝溶液的反应的离子方程式是______.
(2)写出步骤Ⅱ中Co2O3与盐酸反应生成Cl2的离子方程式:______.
(3)步骤Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是调节溶液的pH,应使溶液的pH不超过______;废渣中的主要成分除了LiF外,还有______.
(4)NaF与溶液中的Li+形成LiF沉淀,此反应对步骤Ⅳ所起的作用是______.
(5)在空气中加热5.49g草酸钴晶体(CoC2O42H2O)样品,受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质,其质量如表.
温度范围/℃ | 固体质量/g |
150~210 | 4.41 |
290~320 | 2.41 |
890~920 | 2.25 |
①加热到210℃时,固体质量减轻的原因是______.
②经测定,加热到210~290℃过程中的生成物只有CO2和钴的氧化物,此过程发生反应的化学方程式为:____.