高二化学竞赛训练题(《硫及其化合物》).doc
高二化学竞赛训练题（硫及其化合物）05-12-21一、（1997-第三题）（19分）用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应可以写成：CuFeS2SiO2O2CuFeSiO3SO2事实上冶炼反应是分步进行的。黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁；硫化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁，并与二氧化硅反应生成矿渣；硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜；硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。1写出上述各个分步反应（，）的化学方程式。2给出总反应方程式的系数。3据最新报道，有一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。反应是在酸性溶液中发生的。试写出配平的化学方程式。4最近我国学者发现，以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和O2 (空气)反应, 生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到CuSO4·5H2O，成本降低了许多。实验结果如下：沸腾炉温度/560580600620640660生成物水溶性Cu/%90.1291.2493.5092.3889.9684.23酸溶性Cu/%92.0093.6097.0897.8298.1698.19酸溶性Fe/%8.566.723.462.782.372.28回答如下问题：（1）CuFeS2和O2主要反应的方程式为（2）实际生产过程的沸腾炉温度为 600620。控制反应温度的方法是（3）温度高于600620生成物中水溶性Cu（%）下降的原因是【解1】2CuFeS2O2Cu2S2FeSSO2（1分）（写S、SO3不写SO2不得分）FeSO2FeOSO2（1分）（写S、SO3不写SO2不得分）FeOSiO2FeSiO3（1分）（写其他产物不得分）2Cu2S3O22Cu2O2SO2（1分）（写S、SO3不写SO2不得分）Cu2S2Cu2O6CuSO2（1分）（写S、SO3不写SO2不得分）不配平不得分。【解2】2CuFeS22SiO25O22Cu2FeSiO34SO2（2分）【解3】4CuFeS22H2SO417O24CuSO42Fe2(SO4)32H2O（4分）（注：不写硫酸铁而写硫酸亚铁给一半分）【解4】（1）4CuFeS217O24CuSO42Fe2O38SO2（4分）（2）控制加入CuFeS2的速度，因CuFeS2与O2反应放热。（2分）（3）CuSO4CuOSO3（2分）（答SO21/2O2不扣分）二、（1998-4）100.00mL SO32和S2O32的溶液与80.00mL浓度为0.0500mol/L的K2CrO4的碱性溶液恰好反应，反应只有一种含硫产物和一种含铬产物，反应产物混合物经盐酸酸化后与过量的BaCl2溶液反应，得到白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量，质量为0.9336g。相对原子质量：S 32.06 Cr 51.996 O 15.999 Ba 137.34（1）写出原始溶液与铬酸钾溶液反应得到的含硫产物和含铬产物的化学式。（2）计算原始溶液中SO32和S2O32的浓度。 (10分)【答案】（1）SO42、Cr(OH)4或KCr(OH)4或Cr(OH)63或K3Cr(OH)6或Cr(OH)3。（2）设物质的量：n(SO32)x和n(S2O32)y，硫酸钡里的硫的摩尔数是这两种反应物里硫的摩尔数的加和，所以等于x2y ðx2y0.9336g/233.3g/mol3SO322CrO425H2O3SO422Cr(OH)34OHð3摩尔SO32与2摩尔CrO42相当，若不发生第二个反应，32 = x铬的摩尔数ð铬的摩尔数2x/33S2O328CrO4217H2O6SO428Cr(OH)310OHð3摩尔S2O32与8摩尔CrO42相当ð若不发生第一个反应, 同理得8y/3铬的摩尔数ð两个反应都发生，故有：2/3x8/3y80.00mL×0.0500mol/L将2个数学方程联立,即可得解：ðx2.0×103mol；y1.0×103mol（4分）原始溶液的浓度：c(SO32)2.0×102mol/L；c(S2O32)1.0×102mol/L（4分）。三、（1999-第五题）（16分）水中氧的含量测定步骤如下:步骤1：水中的氧在碱性溶液中将Mn2+氧化为MnO(OH)2。步骤2：加入碘离子将生成的MnO(OH)2再还原成Mn2+离子。步骤3：用硫代硫酸钠标准溶液滴定步骤2中生成的碘。有关的测定数据如下：1：Na2S2O3溶液的标定。取25.00 mL KIO3标准溶液（KIO3浓度：174.8 mg·L1）与过量KI在酸性介质中反应，用Na2S2O3溶液滴定，消耗12.45 mL。2：取20.0下新鲜水样103.5mL，按上述测定步骤滴定，消耗Na2S2O3标准溶液11.80mL。已知该温度下水的饱和O2含量为9.08 mg·L1。3在20.0下密闭放置5天的水样102.2mL，按上述测定步骤滴定，消耗硫代硫酸钠标准溶液6.75 mL。1写出上面3步所涉及的化学反应方程式。2计算标准溶液的浓度（单位mol·L1）。3计算新鲜水样中氧的含量（单位mg·L1）。4计算陈放水样中氧的含量（单位mg·L1）。5以上测定结果说明水样具有什么性质？【答案】1步骤1：2Mn2+O24OH2MnO(OH)2（1分）步骤2：2IMnO(OH)24H+Mn2+I23H2O（1分）或3IMnO(OH)24H+Mn2+I33H2O 步骤3：I22S2O322IS4O62（1分）或I32S2O323IS4O622标准溶液的浓度：9.841×103 mol·L1计算过程：c(IO3)174.8×103g·L1/214.0g·mol18.168×104mol·L1（1分）c(S2O32)6×c(IO3)×V(IO3)/V(S2O32)6×8.168×104mol·L1×25.00mL/12.45mL9.841×103mol·L1（3分）3新鲜水样中氧的含量：8.98mg·L1计算过程：103.5mL水样中氧的含量：n(O2)0.25×c(S2O32)×V(S2O32)0.25×9.841×103mol·L 1×11.80×103L2.903´105mol氧含量：r(O2)2.903×105mol×32.00×103mg·mol1/103.5×103L8.98mg·L1（3分）注：新鲜水样的氧饱和度(8.98/9.08)×100%98.9%4陈放水样中氧的含量：5.20mg·L1计算过程：102.2mL中氧的含量：n(O2)0.25×c(S2O32)×V(S2O32)0.25×9.841×103mmol·mL1×6.75mL1.66×102mmol氧含量：r(O2)1.66×102mmol×32.00mg·mmol1/102.2×103L5.20mg·L1（3分）注：陈放引起氧的消耗量8.98mg·L15.20mg·L13.78mg·L15表明水样里存在好氧性（或喜氧性）微生物（1.5分）或者存在能被氧气还原的还原性物质（1.5分）（共3分）注：若计算结果正确，任何正确计算过程均得满分；若浓度值错误, 再看计算过程，若关系式正确, 运算错误, 给一半分。四、（2000-7）最近，我国某高校一研究小组将0.383g AgCl，0.160g Se和0.21g NaOH装入充满蒸馏水的反应釜中加热到115，10小时后冷至室温，用水洗净可溶物后，得到难溶于水的金属色晶体A。在显微镜下观察，发现A的单晶竟是六角微型管（如右图所示），有望开发为特殊材料。现代物理方法证实A由银和硒两种元素组成，Se的质量几近原料的2/3；A的理论产量约0.39g。1写出合成A的化学方程式，标明A是什么。（3分）2溶于水的物质有：_。（2分）答案：14AgCl3Se6NaOH2Ag2SeNa2SeO34NaClH2O (2分)A 是Ag2Se（1分）2NaCl、NaOH、Na2SeO3、Na2S（2分，Na2Se独得1分）注：Na2Se是由于原料中过量的Se歧化产生的。2000-8某中学生取纯净的Na2SO3·7H2O 50.00 g，经600以上的强热至恒重，分析及计算表明，恒重后的样品质量相当于无水亚硫酸钠的计算值，而且各元素的组成也符合计算值，但将它溶于水，却发现溶液的碱性大大高于期望值。经过仔细思考，这位同学解释了这种反常现象，并设计了一组实验，验证了自己的解释是正确的。1他对反常现象的解释是：（请用化学方程式表达）（5分）2他设计的验证实验是：（请用化学方程式表达）（5分）【答案】14Na2SO33Na2SO4Na2S（5分）2说明：此题给出的信息未明确第1题所示的歧化是否100%地将Na2SO3完全转化为Na2SO4和Na2S，因此，只有全面考虑存在完全转化和不完全转化两种情形，并分别对两种情形的实验进行设计才是完整的答案：（1） 设Na2SO3完全转化为Na2SO4和Na2S, 需分别检出SO42离子和S2离子。SO42离子的检出：SO42Ba2+BaSO4 不溶于盐酸。（2分）S2离子的检出：方法1：加沉淀剂如：S2Pb2+PbS (黑) （或醋酸铅试纸变黑）其他沉淀剂也可得分。方法2：加盐酸S22H+H2S（可闻到硫化氢特殊气味）以上2种方法取任何一种方法均可得2分。（2分）（2）设Na2SO3未完全转化为Na2SO4和Na2S，检出SO42加盐酸时以及检出S2采用方法2时，除发生已述反应（注：已得4分）外，均会发生如下反应：SO322S26H+S 3H2O（注：写成H2S和H2SO3反应也得分）（1分）五、（2000-12）氯化亚砜（SOCl2），一种无色液体，沸点79，重要有机试剂，用于将ROH转化为RCl。氯化亚砜遇水分解，需在无水条件下使用。1试写出它与水完全反应的化学方程式：_（2分）；2设计一些简单的实验来验证你写的化学方程式是正确的。（只需给出实验原理，无须描述实验仪器和操作。评分标准：设计的合理性简捷、可靠、可操作及表述。4分）【答案】1SOCl2H2OSO22HCl（说明：写成H2SO3也按正确答案论）说明：水多时SO2溶于水得到亚硫酸和盐酸的混合溶液，但因盐酸对亚硫酸电离的抑制，水溶液中仍大量存在SO2，故写SO2是正确的答案。2向水解产物的水溶液加入硫化氢应得到硫磺沉淀。向另一份水解产物的水溶液加入硝酸银应得到白色沉淀。检出1种水解产物得1分。说明：以上仅为参考答案。只要是合理设计均应得分。
