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第17讲　硫酸　含硫物质的转化
[目标速览]　1.掌握硫酸的性质及应用,掌握S的检验。2.了解硫酸型酸雨的形成及防治方法。3.能从物质类别、硫的化合价变化理解硫及其化合物的转化关系。4.掌握硫及其重要化合物的性质及制备方案。
微考点　核心突破
考点1　硫酸、硫酸根离子的检验
　
知|识|梳|理
一、硫酸的性质
1.硫酸的物理性质
(1)物理性质。
①纯硫酸是一种________________液体,沸点________,______挥发。
②98%的硫酸称为浓硫酸,其密度为1.84 g·mL-1,物质的量浓度为18.4 mol·L-1,浓硫酸溶于水时______大量的热。
(2)稀释浓硫酸的方法。
①把________沿器壁慢慢地注入______中,并用玻璃棒不断搅拌。
②规律:两种液体混合时,要把密度大的加到密度小的液体中,如浓硫酸、浓硝酸混合酸的配制方法是把浓硫酸沿器壁慢慢地注入浓硝酸中。
2.浓硫酸的特性
(1)强氧化性。
常温下,Fe、Al遇浓硫酸会发生钝化现象。但热的浓硫酸能氧化大多数金属(除金、铂外)、非金属单质及一些还原性化合物。例如:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,2HI+H2SO4(浓)I2+SO2↑+2H2O。
在这些氧化还原反应中,硫酸的还原产物一般为SO2。
(2)吸水性。
浓硫酸能吸收物质中的水分。
H2SO4(浓)+nH2O===H2SO4·nH2O,
利用此性质可用浓硫酸作干燥剂。干燥一些不与浓硫酸反应的气体,通常用洗气装置。如可用浓硫酸干燥O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H2等气体。
如图所示为浓硫酸干燥氯气的实验装置。
注意　浓硫酸不能干燥碱性气体(如NH3)和具有较强还原性的气体(如H2S、HI等)。
(3)脱水性。
指浓硫酸将有机物里的氢、氧原子按2∶1的个数比脱去,生成水的性质。例如:
CH3CH2OHCH2==CH2↑+H2O,
C12H22O1112C+11H2O,
HCOOHCO↑+H2O。
(4)难挥发性。
H2SO4(浓)+2NaClNa2SO4+2HCl↑,
H2SO4(浓)+NaNO3NaHSO4+HNO3↑。
根据此性质可制备挥发性酸。
二、S的检验
S遇到可溶性钡盐时,会生成______色沉淀。该沉淀既不溶于________,也不溶于______。干扰检验S的其他离子有__________________________,故检验S的常用方法是向试液中先加入____________,再加入________________,若有________产生时,表明试液中含有S。
三、硫酸工艺
工业上制硫酸的原料:接触法制H2SO4可以用________、________、石膏以及有色金属冶炼厂的烟气(含一定量的SO2)等。用硫黄作原料________________________,而我国由于硫黄资源较少,主要用________(主要成分为________)作原料制取硫酸。
思维辨析
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
1.向Na2SO3溶液中加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀出现,说明Na2SO3溶液已经变质。(　　)
2.某溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,加稀硝酸后,白色沉淀不溶解,也无其他现象,说明该溶液中一定含有S。(　　)
3.某溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,加稀盐酸后,白色沉淀不溶解,也无其他现象,说明该溶液中一定含有S。(　　)
4.浓硫酸与Cu、C的反应中都体现了浓硫酸的酸性和强氧化性。(　　)
5.浓硫酸使胆矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末,体现了浓硫酸的脱水性。(　　)
实|验|回|放
实验:铜与浓硫酸的反应
实验步骤 实验现象
①如图将仪器组装好,检查装置的气密性,并在试管中加入2 mL浓硫酸,塞好,使下端卷成螺旋状的铜丝与浓硫酸接触 加热前,铜丝在浓硫酸中无明显变化
②点燃酒精灯,加热a试管,把放出的气体通入品红溶液和紫色石蕊溶液中 加热后,铜丝表面有气泡逸出,b试管中的品红溶液逐渐变为无色,c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色
③向上拉铜丝,终止反应,冷却至室温,把a试管中的液体慢慢倒入盛有水的烧杯中,并不断搅拌 将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液显蓝色
知|识|拓|展
1.鉴别稀硫酸和浓硫酸的方法
方法一:取少量蒸馏水,向其中加入少量硫酸试样,如能放出大量热则为浓硫酸,无明显变化则为稀硫酸。
方法二:观察状态,浓硫酸为黏稠状液体,而稀硫酸为黏稠度较小的溶液。
方法三:取等体积的两份物质用手掂掂,因为浓硫酸的密度较大(1.84 g·cm-3)。相同体积的浓硫酸和稀硫酸相比,浓硫酸的质量大得多,感觉重。
方法四:取少量试样,向其中投入铁片,若产生大量气体则为稀硫酸,发生的反应为Fe+2H+===Fe2++H2↑;若无明显现象(钝化)则为浓硫酸。
方法五:用玻璃棒蘸取试样在纸上写字,立即变黑者为浓硫酸,否则为稀硫酸。
方法六:取少量试样,分别投入一小块铜片,稍加热发生反应的(有气泡产生)为浓硫酸(浓硫酸表现强氧化性和酸性),无变化的是稀硫酸。
2.硫酸与金属的反应
(1)常温下浓硫酸可使Fe、Al钝化,如加热或将浓硫酸稀释,则可以继续反应。
(2)浓硫酸与活泼金属(如Zn)反应,开始时产生SO2,硫酸浓度变小后产生H2。
(3)浓硫酸与不活泼金属(如Cu)反应,开始时产生SO2(加热),浓度变小后,稀硫酸不再与Cu反应。如1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2小于1 mol。
(4)浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性。
知|识|对|练
角度一　硫酸的性质
1.在实验探究课上,同学们积极思考,共设计出如图所示的四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性,其中在理论上可行的是(　　)
A.①②③④ B.①③④
C.①②④ D.②③④
2.用如图所示的实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是(　　)
A.上下移动①中铜丝可控制产生SO2的量
B.②中选用品红溶液验证SO2的生成
C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D.为确认有CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
3.对下列事实的解释正确的是(　　)
A.蘸有浓硫酸和蘸有浓氨水的玻璃棒靠近没有白烟,说明硫酸与氨气不反应
B.医疗上可用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药,是因为硫酸钡不溶于酸
C.向50 mL 18 mol·L-1的H2SO4溶液中加入足量的铜片加热充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量等于0.45 mol
D.常温下,浓硫酸可以用铝制容器贮存,说明铝与浓硫酸不反应
角度二　硫酸的工业制取
4.下列流程表示工业制硫酸的原理,有关叙述正确的是(　　)
黄铁矿或硫黄二氧化硫三氧化硫硫酸
A.①②③都是氧化还原反应
B.黄铁矿主要成分FeS2的电子式为
Fe2+[︰︰︰]2-
C.③用水做吸收剂
D.32 t二氧化硫实际可产出40 t三氧化硫
考点2　硫及其化合物的转化关系
　
知|识|梳|理
(1)-2价硫元素处于最低价态,只有还原性,可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S;0价、+4价硫元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,+6价硫元素处于最高价态,只有氧化性,注意浓硫酸在一定条件下与金属或还原性盐反应时既体现强氧化性又显示酸性,如Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑。
(2)当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,如
H2O2O3
(3)相邻价态微粒间不发生氧化还原反应。
如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
(4)典型的归中反应。
2H2S+SO2===3S↓+2H2O,
2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。
(5)含硫物质的连续氧化。
知|识|对|练
角度三　硫及其化合物的相互转化
5.硫在空气中燃烧生成气体A,把A溶于水得溶液B,向B中滴加溴水,溴水褪色,B变成C,在C里加入Na2S产生气体D,把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E中都含同一种元素。下列按A、B、C、D、E的顺序排序的是(　　)
A.SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
C.SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3
D.SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3
6.在“价—类”二维图中融入“杠杆模型”,可直观辨析部分物质转化及其定量关系。图中的字母分别代表硫及其常见化合物,e、f、g均为含钠元素的正盐,回答下列问题:
(1)当a溶液与b溶液混合时,可观察到的现象是___________________________________________________________。
(2)固体f露置在空气中易变质转化为g,该转化的化学方程式为____________________________________。
(3)工业上用黄铁矿(FeS2)为原料制备硫酸的流程如图所示,吸收塔中选择______________(填试剂名称)吸收SO3。
(4)将浓硫酸加入蔗糖中,有“黑面包”现象发生,该过程体现浓硫酸的性质是____________________________。
(5)煤和石油在燃烧过程中通常会产生SO2,某同学利用下列装置测定空气中SO2的含量。
该装置中SO2与碘(I2)溶液发生反应的化学方程式为____________________________。若空气流速为V L·min-1,当SO2与碘(I2)溶液恰好完全反应时,耗时10 min,则该空气样品中SO2的含量是________mg·L-1(用含V的最简表达式表示)。
7.硫元素广泛存在于自然界中,自然界中的含硫物质在一定条件下能够相互转化。如图:
[问题探究]
根据图中相关物质的类别及硫元素的化合价分析下图:
(1)X的电子式是____________,Z的化学式是______________。
(2)W的浓溶液与铜单质在加热条件下可发生反应,反应的化学方程式为____________________________________。
(3)将Z在氧气中灼烧可得Y及对应金属的氧化物,写出反应的化学方程式:_____________________________________________________。
(4)将X与Y混合,可生成淡黄色固体,该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。
角度四　多步转化关系的计算
8.工业上,利用黄铜矿(主要成分是CuFeS2)冶炼金属,产生的废气可以制备硫酸。某黄铜矿中铜元素的质量分数为a%(假设杂质不含铜、铁、硫元素),其燃烧过程转化率为75%,得到的SO2转化为SO3的转化率为80%,SO3的吸收率为96%。现有黄铜矿100 t,其废气最多能制备98%的硫酸(　　)
A.1.8a t B.2.8a t
C.3.2a t D.4.5a t
　　实际化工生产中往往涉及多步反应,但原料和产品中某种主要元素是相同的,据此可列出关系式。寻找关系式时,要特别注意原料中的主要元素是否全部转化为产物,中间反应是否有原料参与,不可盲目根据起始物和产物中的原子守恒直接得出关系式。
考点3　必做实验——不同价态含硫物质的转化
　
知|识|梳|理
[实验分析]
1.-2价S→0价S
实验步骤:在两支试管中分别加入1 mL硫化钠溶液,向其中一支边振荡边滴加亚硫酸溶液,另一支边振荡边滴加酸性高锰酸钾溶液,用浸有氢氧化钠溶液的棉团塞住试管口,观察并记录实验现象。
答案　硫化钠转化为单质硫,硫元素化合价由-2价转化为0价,观察到的现象是有淡黄色沉淀生成。
2.根据硫元素的化合价分析H2SO3具有氧化性还是还原性 怎样利用实验验证H2SO3具有的性质
答案　硫元素的最高正价是+6价,最低负价是-2价,H2SO3中硫元素为+4价,因此H2SO3既有氧化性又有还原性。可以利用H2SO3与Na2S或H2S反应,验证H2SO3具有氧化性;利用H2SO3与酸性KMnO4溶液反应,验证H2SO3具有还原性。
3.+6价S→+4价S
实验步骤:如图所示连接仪器装置,向试管甲中加入1 mL 浓硫酸和一小块铜片,塞上带导管的单孔橡胶塞,加热,观察并记录实验现象。
答案　试管甲中观察到的现象是铜片上有气泡逸出,溶液变蓝色,铜片溶解,试管乙中观察到的现象是品红溶液逐渐变为无色。
4.0价S→-2价S
实验步骤:将0.5 g硫粉和1.0 g铁粉均匀混合,放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端,当混合物呈红热状态时,移开玻璃棒,观察并记录实验现象。
答案　硫转化为硫化亚铁,观察到的现象是混合物继续保持红热,最后生成黑色固体。
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角度五　不同价态含硫物质的转化
9.已知SO2通入BaCl2溶液中无明显现象。某同学利用如图装置探究SO2与BaCl2溶液反应生成白色沉淀的条件。下列判断正确的是(　　)
A.e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体
B.乙中产生的一定为氧化性气体,将BaSO3氧化为BaSO4沉淀
C.玻璃管的作用是连通大气,使空气中的氧气进入广口瓶,参与反应
D.c、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中,保证气体与Ba2+充分接触
10.下列实验所得结论不正确的是(　　)
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
产生大量无色气体 铁片表面迅速变暗,之后无明显变化 加热后产生大量无色、有刺激性气味的气体
A.实验Ⅰ中气体是H2
B.实验Ⅱ中没有发生化学反应
C.实验Ⅲ中气体是SO2
D.该实验说明浓度、温度影响实验现象
11.某小组同学设计如下实验实现几种价态硫元素间的转化。
任务Ⅰ.从以下试剂中选择合适的试剂实现S(+6)→S(+4)的转化。
试剂:①浓硫酸　②稀硫酸　③酸性KMnO4溶液　④Na2SO3溶液　⑤Cu　⑥品红溶液
(1)写出实现转化的化学方程式:____________________________________。
(2)设计实验,证明实现了该转化(写出操作和观象):___________________________________________________________。
任务Ⅱ.实现硫元素化合价在0、+2、+4价之间的转化。
查阅资料:+2价硫元素在酸性条件下不稳定,自身易发生氧化还原反应。
SO2Na2SO3溶液Na2S2O3X
(3)①中加入的物质是______________,该转化利用的是SO2的______________性质。
(4)写出③的离子方程式:___________________________________________________________
___________________________________________________________。
微充电　素养提升
拓展视野——硫酸盐　多硫含氧酸盐　氧族元素知识拓展(Se、Te)
　
【素材归纳】
一、硫酸盐　多硫含氧酸盐
(一)重要的硫酸盐
化学式 俗名 颜色 用途
2CaSO4·H2O 熟石膏 白色 塑像、模型、粉笔、医疗绷带等
CaSO4·2H2O 生石膏 白色 水泥添加剂
FeSO4·7H2O 绿矾 浅绿色 用于配制蓝黑墨水,补血剂
CuSO4·5H2O 胆矾、 蓝矾 蓝色 配制波尔多液、镀铜液
Na2SO4·10H2O 芒硝 白色 造纸,制缓泻剂、合成洗涤剂
KAl(SO4)2·12H2O 明矾 白色 净水剂
(二)常考的4种含硫化合物
1.硫代硫酸钠(Na2S2O3)。
(1)与酸反应生成单质硫,放出SO2气体,离子方程式为S2+2H+===S↓+SO2↑+H2O。
(2)Na2S2O3是中等强度的还原剂,能被I2、Cl2、酸性KMnO4等氧化剂氧化,反应的化学方程式分别为①2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI,此反应用于定量测定碘。
②Na2S2O3+4Cl2+5H2O===Na2SO4+H2SO4+8HCl,此反应在纺织和造纸工业上作脱氯剂。
③5Na2S2O3+8KMnO4+7H2SO4===8MnSO4+5Na2SO4+4K2SO4+7H2O。
2.过二硫酸钠(Na2S2O8)。
过二硫酸钠中S元素为+6价,其阴离子S2结构中含有1个过氧键(—O—O—),性质与过氧化氢相似,具有氧化性。过二硫酸钠不稳定,受热分解生成Na2SO4、SO3和O2。
3.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)。
在空气分析中常用来吸收空气中的氧气:2Na2S2O4+O2+2H2O===4NaHSO3或Na2S2O4+O2+H2O===NaHSO3+NaHSO4。
4.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)。
成品为白色或微黄结晶粉末,溶于水、甘油,微溶于乙醇,露置在空气中易被氧化成硫酸钠,与强酸接触放出二氧化硫而生成相应的盐类,加热到150 ℃分解,通常用NaHSO3过饱和溶液结晶脱水制得,其化学方程式为2NaHSO3Na2S2O5+H2O。
二、Se、Te及其化合物
1.硒及其化合物的性质。
(1)单质硒及其氢化物在空气中燃烧可得到SeO2。
(2)SeO2的氧化性比SO2强,属于中等强度的氧化剂,可氧化H2S、NH3等:SeO2+2H2S===Se+2S+2H2O、3SeO2+4NH3===3Se+2N2+6H2O。
(3)亚硒酸可作氧化剂,能氧化SO2:H2SeO3+2SO2+H2O===2H2SO4+Se,但遇到强氧化剂时表现还原性,可被氧化成硒酸H2SeO3+Cl2+H2O===H2SeO4+2HCl。
2.碲及其化合物的性质。
(1)碲在空气或纯氧中燃烧生成TeO2。
(2)TeO2是不挥发的白色固体,微溶于水,易溶于强酸、强碱,如TeO2+2NaOH===Na2TeO3+H2O。
(3)TeO2(H2TeO3)具有氧化性和还原性,如
H2TeO3+2SO2+H2O===2H2SO4+Te,
H2TeO3+Cl2+H2O===H2TeO4+2HCl。
3.硒和碲的化合物均有毒。
【母题1】　《本草图经》记载:“绿矾石五两,形色似朴硝而绿色,取此一物,置于铁板上,聚炭封之,囊袋吹令火炽,其矾即沸,流出色赤如融金汁者是真也。”其中“朴硝”的主要成分为Na2SO4·10H2O。下列有关叙述不正确的是(　　)
A.绿矾的化学式为FeSO4·7H2O
B.绿矾需密封保存
C.朴硝的水溶液显中性
D.“吹令火炽”发生了非氧化还原反应
【衍生1】　下列物质及名称正确的是(　　)
A.BaCO3:重晶石
B.NH4HCO3:碳铵
C.KAl(SO4)2·6H2O:明矾
D.CaSO4·2H2O:熟石膏
【母题2】　硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及鞣革还原剂。它受热、遇酸易分解。工业上可用反应2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。
回答下列问题:
(1)b中反应的离子方程式为__________________________,c中试剂为________。
(2)反应开始后,c中先有浑浊产生,后又变澄清。此浑浊物是________(写化学式)。
(3)d中的试剂为________。
(4)实验中要控制SO2生成速率,可以采取的措施有____________________________________(写出两条)。
(5)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的SO2不能过量,原因是____________________________________。
【衍生2】　连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是一种强还原剂,广泛用于纺织工业。某种Na2S2O4的生产工艺流程如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.可用银氨溶液鉴别甲酸中是否含有甲醛
B.NaCl的溶解度大于Na2S2O4·2H2O的溶解度
C.“过滤”操作中需要用到的玻璃仪器只有漏斗、烧杯
D.由溶液A制备Na2S2O4溶液过程中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
【母题3】　为防止废弃的硒单质(Se)造成环境污染,通常用浓硫酸将其转化成二氧化硒(SeO2),再用KI溶液处理后回收Se。发生的反应为①Se+2H2SO4(浓)===2SO2↑+SeO2+2H2O;②SeO2+4KI+4HNO3===4KNO3+Se+2I2+2H2O,下列说法错误的是(　　)
A.①中SO2是还原产物,SeO2是氧化产物
B.②中KI是还原剂,SeO2是氧化剂
C.②中每生成0.4 mol I2共转移1.2 mol电子
D.氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)>SeO2>HNO3
【衍生3】　碲(Te)广泛用于彩色玻璃和陶瓷。工业上用精炼铜的阳极泥(含有质量分数为8%的TeO2、少量Ag、Au)为原料制备单质碲的一种工艺流程如下(已知TeO2微溶于水,易溶于强酸和强碱),下列有关说法不正确的是(　　)
A.将阳极泥研磨、反应适当加热都有利于提高“碱浸”的速率和效率
B.“碱浸”时发生主要反应的离子方程式为TeO2+2OH-===Te+H2O
C.“沉碲”时为使碲元素沉淀充分,应加入过量的硫酸
D.若提取过程碲元素的回收率为90%,则处理1 kg这种阳极泥最少需通入标准状况下SO2 20.16 L
微真题　把握方向
　
考向一　硫酸的性质
1.(2023·广东卷)按图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法正确的是(　　)
A.Ⅰ中试管内的反应,体现H+的氧化性
B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象
D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
2.(2023·北京卷)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。
下列关于该过程的分析不正确的是(　　)
A.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性
D.过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
3.(2022·广东卷)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是(　　)
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
考向二　硫酸的制取
4.(2024·北京卷)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是(　　)
A.Ⅰ的化学方程式:3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
考向三　含硫化合物的相互转化
5.(2023·全国乙卷)一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是(　　)
选项 变化 方程式
A 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀 6FeSO4+O2+2H2O===2Fe2(SO4)3+2Fe(OH)2↓
B 硫化钠溶液中出现浑浊颜色变深 Na2S+2O2===Na2SO4
C 溴水颜色逐渐褪去 4Br2+4H2O===HBrO4+7HBr
D 胆矾表面出现白色粉末 CuSO4·5H2O===CuSO4+5H2O
6.(2020·北京卷)硫酸盐(含S、HS)气溶胶是PM2.5的成分之一。科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如图,下列说法不正确的是(　　)
A.该过程有H2O参与
B.NO2是生成硫酸盐的氧化剂
C.硫酸盐气溶胶呈酸性
D.该过程没有生成硫氧键
7.(2022·全国甲卷)硫化钠可广泛用于染料、医药行业。工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%的乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。回答下列问题:
(1)工业上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生成CO,该反应的化学方程式为___________________________________________________________。
(2)溶解回流装置如图所示,回流前无需加入沸石,其原因是____________________________________。回流时,烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的1/3。若气雾上升过高,可采取的措施是____________________________。
(3)回流时间不宜过长,原因是____________________________。回流结束后,需进行的操作有:①停止加热　②关闭冷凝水　③移去水浴,正确的顺序为________(填字母)。
A.①②③ B.③①②
C.②①③ D.①③②
(4)该实验热过滤操作时,用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液,其原因是__________________________。热过滤除去的杂质为________________。若滤纸上析出大量晶体,则可能的原因是________________________。
(5)滤液冷却、结晶、过滤,晶体用少量____________洗涤,干燥,得到Na2S·xH2O。
第17讲　硫酸　含硫物质的转化
微考点·核心突破
考点1
知识梳理
一、1.(1)①无色黏稠油状　高　难　②放出　(2)①浓硫酸　水
二、白　水　酸　Ag+、S、C　足量盐酸,若无明显变化　BaCl2溶液　白色沉淀
三、硫黄　黄铁矿　成本低、对环境污染少　黄铁矿　FeS2
思维辨析
1.×　提示:检验S时一定要注意S的还原性,所以不能加入氧化剂,如S在酸性条件下会被N氧化为S。
2.×　提示:检验S要注意Ag+的干扰。
3.×　提示:无法排除Ag+的干扰。
4.×　提示:浓硫酸与Cu反应中,体现了浓硫酸的酸性和强氧化性,而浓硫酸与C反应中只体现浓硫酸的强氧化性。
5.×　提示:浓硫酸使胆矾变成白色粉末,体现了浓硫酸的吸水性。
知识对练
1.A　解析　浓硫酸吸水后放热,使温度升高,①可行;浓硫酸具有吸水性,能使胆矾晶体由蓝色变成白色,②可行;浓硫酸具有吸水性,使饱和KNO3溶液中的水减少,有晶体析出,③可行;浓硫酸具有吸水性,试管中的水会在导管中形成一段水柱,④可行。
2.D　解析　移动铜丝,可控制铜丝与浓硫酸的接触,即控制SO2的生成量,A项正确;用品红溶液验证SO2和用NaOH溶液吸收SO2均正确,B、C两项正确;由于试管中有过量的浓硫酸,所以不能直接向试管中加水,而应待冷却后将试管中的液体慢慢注入水中,D项错误。
3.B　解析　氨与挥发性酸反应可形成白烟,硫酸难挥发,A项错误;硫酸钡难溶于胃酸,所以医疗上可用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药,B项正确;随着反应的进行,硫酸的浓度降低,稀硫酸不能与铜反应,C项错误;常温下浓硫酸使铝钝化(化学变化),形成致密的氧化膜,阻碍反应的继续进行,D项错误。
4.B　解析　①②都是氧化还原反应,③是三氧化硫和水反应生成硫酸,不是氧化还原反应,A项错误;黄铁矿的主要成分为FeS2,其电子式为,B项正确;三氧化硫用水吸收制备硫酸时容易形成酸雾,工业上一般用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫制备硫酸,C项错误;二氧化硫转化为三氧化硫的反应是可逆反应,32 t 二氧化硫不可能产出40 t 三氧化硫,D项错误。
考点2
知识对练
5.B　解析　硫在空气中燃烧生成SO2,SO2溶于水得H2SO3,向H2SO3中滴加溴水生成H2SO4和HBr,在H2SO4溶液中加入Na2S固体产生气体H2S,H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S,B项正确。
6.答案　(1)产生淡黄色沉淀(或溶液变浑浊)
(2)2Na2SO3+O2===2Na2SO4
(3)98.3%的浓硫酸(浓硫酸或98%的浓硫酸)
(4)强氧化性和脱水性　(5)SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI　
解析　(1)当H2S与H2SO3溶液混合时发生反应2H2S+H2SO3===3S↓+3H2O,可观察到的现象是产生淡黄色沉淀。(2)Na2SO3具有还原性,固体Na2SO3露置在空气中易被氧化为Na2SO4,该转化的化学方程式为2Na2SO3+O2===2Na2SO4。(3)为防止形成大量酸雾,吸收塔中选择98.3%的浓硫酸吸收SO3。(4)将浓硫酸加入蔗糖中,蔗糖变黑炭化体现浓硫酸的脱水性,炭和浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫气体,使固体膨胀,体现浓硫酸的强氧化性,有“黑面包”现象发生,该过程体现浓硫酸的性质是强氧化性和脱水性。(5)SO2与碘(I2)溶液发生反应生成硫酸和氢碘酸,反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI。当SO2与碘(I2)溶液恰好完全反应时,消耗二氧化硫的物质的量为0.1 L×0.1 mol·L-1=0.01 mol;若空气流速为V L·min-1,耗时10 min,则该空气样品中SO2的含量是= mg·L-1。
7.答案　(1)　CuFeS2
(2)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)4CuFeS2+13O24CuO+2Fe2O3+8SO2　(4)2∶1
解析　由自然界中硫元素的存在示意图、相关物质的类别及硫元素的化合价可知:X为H2S,Y为SO2,Z为CuFeS2。(4)X与Y混合发生的反应为2H2S+SO2===3S+2H2O,H2S中S元素为-2价,被氧化成S,生成的2 mol S为氧化产物,SO2中S元素为+4价,被还原成S,生成的1 mol S为还原产物,故该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1。
8.A　解析　根据题中转化过程中的物质变化及物质中硫元素量的关系,可得关系式CuFeS2→2SO2→2SO3→2H2SO4。根据黄铜矿中铜元素的质量分数为a%可得100 t黄铜矿中n(CuFeS2)= mol,则根据关系式及各步的转化率可知n(H2SO4)=2n(CuFeS2)×75%×80%×96%=1.8a×104 mol,则能制备98%的硫酸的质量为=1.8a×106 g=1.8a t。
考点3
知识对练
9.A　解析　右侧Y形管中生成的碱性气体或氧化性气体通入BaCl2溶液中,SO2会与BaCl2溶液反应产生沉淀,若是碱性气体,溶液中产生大量的S,若是氧化性气体,溶液中可生成S,则生成的沉淀可为BaSO3或BaSO4,所以e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH,产生氨气,A项正确;乙中产生的可能是氧化性气体,氧化性气体将溶液中的S氧化为S,而不是将BaSO3氧化为BaSO4,B项错误;玻璃管的作用是连通大气,平衡压力,以便左右两边产生的气体顺利通入,C项错误;如果产生氨气,氨气极易溶于水,为防止倒吸,所以导管不能插入BaCl2溶液中,D项错误。
10.B　解析　铁是活泼金属,与稀硫酸反应生成FeSO4和H2,实验Ⅰ产生大量无色气体,A项正确;常温下,铁片在浓硫酸中发生钝化,表面生成致密氧化膜而变暗,氧化膜阻止内层铁与浓硫酸继续反应,故变暗后无明显现象,B项错误;铁与浓硫酸在加热时发生反应,浓硫酸被还原生成SO2,C项正确;对比实验Ⅰ和Ⅱ可知,硫酸的浓度对实验现象产生影响,对比实验Ⅱ和Ⅲ可知,反应温度对实验现象产生影响,D项正确。
11.答案　(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)将产生的气体通入品红溶液中,溶液褪色
(3)NaOH溶液　酸性氧化物　(4)2H++S2===S↓+SO2↑+H2O
解析　(4)根据题干信息,+2价硫元素在酸性条件下不稳定,自身易发生氧化还原反应,即发生歧化反应,+2价的硫元素化合价既升高又降低,结合步骤②中亚硫酸钠和X反应生成硫代硫酸钠分析,可得X中硫元素的化合价应低于+2价,则X为硫单质。
微充电·素养提升
母题1　D　解析　绿矾的化学式为FeSO4·7H2O,A项正确;绿矾为FeSO4·7H2O,Fe2+还原性较强,易被氧气氧化,故其需密封保存,B项正确;朴硝为Na2SO4·10H2O,其为强酸强碱盐,故其水溶液显中性,C项正确;“吹令火炽,其矾即沸,流出色赤如融金汁者是真也”,说明在高温下绿矾中的亚铁离子被氧化为Fe3+,故发生了氧化还原反应,D项不正确。
衍生1　B　解析　重晶石的化学式为BaSO4,A项不正确;明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O,C项不正确;CaSO4·2H2O为生石膏,熟石膏的化学式为2CaSO4·H2O,D项不正确。
母题2　答案　(1)S+2H+===SO2↑+H2O(或HS+H+===SO2↑+H2O)　硫化钠和碳酸钠的混合溶液　(2)S　(3)NaOH溶液(合理即可)　(4)控制反应温度、调节酸的滴加速率(或调节酸的浓度等)
(5)若SO2过量,溶液显酸性,产物Na2S2O3遇酸而分解
解析　(3)d装置的作用是吸收反应中产生的CO2及逸出的SO2,故d中的试剂可以为NaOH溶液。(4)溶液中的反应速率受温度、浓度的影响,故可通过控制反应温度及滴入酸溶液的速率等方式达到目的。
衍生2　B　解析　甲酸()和甲醛()中都含有醛基,则直接加入银氨溶液不能鉴别甲酸中是否含有甲醛,A项错误;向Na2S2O4溶液中加入NaCl晶体冷却、搅拌、过滤、洗涤可以得到Na2S2O4·2H2O晶体,则NaCl的溶解度大于Na2S2O4·2H2O的溶解度,B项正确;“过滤”操作中需要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,C项错误;由溶液A制备Na2S2O4溶液过程中发生反应的化学方程式为NaOH+HCOONa+2SO2===Na2S2O4+CO2+H2O,则氧化剂(SO2)与还原剂(HCOONa)的物质的量之比为2∶1,D项错误。
母题3　C　解析　反应②中,生成2 mol 碘单质转移4 mol 电子,则每生成0.4 mol I2共转移0.8 mol电子,C项错误;在同一反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,反应①中氧化性H2SO4(浓)>SeO2,反应②中硝酸既不是氧化剂也不是还原剂,说明氧化性SeO2>HNO3,D项正确。
衍生3　C　解析　由已知信息可知,TeO2微溶于水,易溶于强酸和强碱,是两性氧化物,与氢氧化钠发生类似氧化铝与氢氧化钠的反应生成Te,离子方程式为TeO2+2OH-===Te+H2O,B项正确;在沉碲的过程中,硫酸若过量,可能导致TeO2的溶解,造成产品的损失,C项错误;1 kg 阳极泥中含有TeO2的质量为1 000 g×8%=80 g,碲元素的回收率为90%,则有80 g×90%=72 g的TeO2被还原,根据关系式TeO2~2SO2,V(SO2)=×2×22.4 L·mol-1=20.16 L,D项正确。
微真题·把握方向
1.C　解析　Ⅰ中试管内发生反应S2+2H+===S↓+SO2↑+H2O ,氢元素化合价不变,H+不体现氧化性,A项错误;Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,B项错误;Ⅰ试管内发生反应S2+2H+===S↓+SO2↑+H2O,Ⅲ试管内发生反应2S2-+5SO2+2H2O===3S↓+4HS,Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象,C项正确;撤掉水浴,重做实验,反应速率减慢,Ⅳ中红色褪去的速率减慢,D项错误。
2.C　解析　浓硫酸具有脱水性,能将有机物中的H原子和O原子按2∶1的比例脱除,蔗糖中加入浓硫酸,白色固体变黑,体现浓硫酸的脱水性,A项正确;浓硫酸脱水过程中释放大量热,此时发生反应C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,产生大量气体,使固体体积膨胀,B项正确;结合B项可知,浓硫酸脱水过程中生成的SO2能使品红溶液褪色,体现浓硫酸的强氧化性,C项错误;该过程中蔗糖发生化学反应,发生了化学键的断裂,D项正确。
3.B　解析　铜和浓硫酸反应生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性,生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性,A项错误;a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了酸,可说明SO2是酸性氧化物,B项正确;b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,C项错误;实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO4而非蓝色的CuSO4·5H2O,其原因是浓硫酸体现出吸水性,将反应生成的H2O吸收,D项错误。
4.B　解析　黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应生成SO2和Fe3O4,SO2和空气中的O2在400~500 ℃、常压、催化剂的作用下发生反应得到SO3,用98.3%的浓硫酸吸收SO3得到H2SO4。反应Ⅰ是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应生成SO2和Fe3O4,化学方程式为3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2,A项正确;反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本,如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高SO2的平衡转化率,B项错误;将黄铁矿换成硫黄,则不再产生Fe3O4,即可以减少废渣产生,C项正确;硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3,可以用碱液吸收,D项正确。
5.D　解析　溶液中出现棕黄色沉淀是因为产生了Fe(OH)3沉淀,化学方程式为12FeSO4+3O2+6H2O===4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓,A项错误;硫化钠在空气中易被氧气氧化为淡黄色固体硫单质,使颜色加深,化学方程式为2Na2S+O2+2H2O===4NaOH+2S↓,B项错误;溴水的主要成分是溴和水,它们会反应,但速度很慢Br2+H2O===HBrO+HBr、2HBrO===2HBr+O2,所以溴水放置太久会变质,但不是生成高溴酸,所以选项中的化学方程式错误,C项错误;胆矾为CuSO4·5H2O,颜色为蓝色,如果表面失去结晶水,则变为白色的CuSO4,化学方程式为CuSO4·5H2O===CuSO4+5H2O,方程式正确,D项正确。
6.D　解析　根据题中图示中各微粒的构造可知,该过程有H2O参与,A项正确;根据图示的转化过程,NO2转化为HNO2,N元素的化合价由+4价变为+3价,化合价降低,得电子被还原,作氧化剂,则NO2是生成硫酸盐的氧化剂,B项正确;硫酸盐(含S、HS)气溶胶中含有HS,转化过程中有水参与,HS在水中可电离生成H+和S,则硫酸盐气溶胶呈酸性,C项正确;在图示转化过程中S可转化为HS,根据题中图示对照,有硫氧键生成,D项错误。
7.答案　(1)Na2SO4·10H2O+4CNa2S+4CO↑+10H2O　(2)粗品中含有难溶于乙醇的煤灰、重金属硫化物等固体,可代替“沸石”作用　停止加热,加快冷凝管内冷凝水的流速　(3)防止Na2S被氧化　D　(4)锥形瓶瓶口细,防止乙醇大量挥发　煤灰、重金属硫化物　热过滤时漏斗的温度过低　(5)95%的冷乙醇
解析　(1)根据题干信息可知发生反应Na2SO4·10H2O+4CNa2S+4CO↑+10H2O。(2)回流前无需加入沸石,说明有物质可以代替沸石,由题干信息可知,粗品中含有煤灰、重金属硫化物等固体,具有“沸石”的作用。回流时,烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的1/3,若气雾上升过高,需要将温度降下来,故可采取的措施是停止加热,加快冷凝管内冷凝水的流速。(3)回流时间不宜过长,原因是避免Na2S接触空气被氧化。回流结束后,应将反应液的温度降下来,故先停止加热,移去水浴,最后关闭冷凝水。(4)该实验热过滤操作时,用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液,其原因是乙醇有挥发性,锥形瓶瓶口细,防止乙醇大量挥发。煤灰、重金属硫化物难溶于热乙醇,可以通过热过滤除去。若滤纸上析出大量晶体,则可能的原因是热过滤时漏斗的温度过低。(5)滤液冷却、结晶、过滤,晶体用少量95%的冷乙醇(Na2S的溶解少、损失少)洗涤,干燥后,得到Na2S·xH2O。(共104张PPT)
第17讲
大单元三　非金属及其化合物
硫酸　含硫物质的转化
目
标
速
览
1.掌握硫酸的性质及应用，掌握S的检验。2.了解硫酸型酸雨的形成及防治方法。3.能从物质类别、硫的化合价变化理解硫及其化合物的转化关系。4.掌握硫及其重要化合物的性质及制备方案。
考点1　硫酸、硫酸根离子的检验
微考点/核心突破
第一部分
一、硫酸的性质
1.硫酸的物理性质
(1)物理性质。
①纯硫酸是一种 液体，沸点 ， 挥发。
②98%的硫酸称为浓硫酸，其密度为1.84 g·mL-1，物质的量浓度为18.4 mol·L-1，浓硫酸溶于水时 大量的热。
无色黏稠油状
高
难
放出
(2)稀释浓硫酸的方法。
①把 沿器壁慢慢地注入 中，并用玻璃棒不断搅拌。
②规律：两种液体混合时，要把密度大的加到密度小的液体中，如浓硫酸、浓硝酸混合酸的配制方法是把浓硫酸沿器壁慢慢地注入浓硝酸中。
浓硫酸
水
(2)吸水性。
浓硫酸能吸收物质中的水分。
H2SO4(浓)+nH2O===H2SO4·nH2O，
利用此性质可用浓硫酸作干燥剂。干燥一些不与浓
硫酸反应的气体，通常用洗气装置。如可用浓硫酸
干燥O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、
C2H2等气体。
如图所示为浓硫酸干燥氯气的实验装置。
注意　浓硫酸不能干燥碱性气体(如NH3)和具有较强还原性的气体(如H2S、HI等)。
二、S的检验
S遇到可溶性钡盐时，会生成 色沉淀。该沉淀既不溶于 ，也不溶于 。干扰检验S的其他离子有________________，故检验S的常用方法是向试液中先加入_________________________，再加入____________，若有___________产生时，表明试液中含有S。
白
水
酸
Ag+、S、C
足量盐酸，若无明显变化
BaCl2溶液
白色沉淀
三、硫酸工艺
工业上制硫酸的原料：接触法制H2SO4可以用______、________、石膏以及有色金属冶炼厂的烟气(含一定量的SO2)等。用硫黄作原料________________________，而我国由于硫黄资源较少，主要用_________(主要成分为_______)作原料制取硫酸。
硫黄
黄铁矿
成本低、对环境污染少
黄铁矿
FeS2
思维辨析
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
1.向Na2SO3溶液中加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀出现，说明Na2SO3溶液已经变质。( )
2.某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加稀硝酸后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明该溶液中一定含有S。( )
提示：检验S时一定要注意S的还原性，所以不能加入氧化 剂，如S在酸性条件下会被N氧化为S。
提示：检验S要注意Ag+的干扰。
3.某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加稀盐酸后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明该溶液中一定含有S。( )
4.浓硫酸与Cu、C的反应中都体现了浓硫酸的酸性和强氧化性。( )
5.浓硫酸使胆矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末，体现了浓硫酸的脱水性。( )
提示：无法排除Ag+的干扰。
提示：浓硫酸与Cu反应中，体现了浓硫酸的酸性和强氧化性，而浓硫酸与C反应中只体现浓硫酸的强氧化性。
提示：浓硫酸使胆矾变成白色粉末，体现了浓硫酸的吸水性。
实验：铜与浓硫酸的反应
实验步骤 实验现象
①如图将仪器组装好，检查装置的气密性，并在试管中加入2 mL浓硫酸，塞好，使下端卷成螺旋状的铜丝与浓硫酸接触 加热前，铜丝在浓硫酸中无明显变化
②点燃酒精灯，加热a试管，把放出的气体通入品红溶液和紫色石蕊溶液中 加热后，铜丝表面有气泡逸出，b试管中的品红溶液逐渐变为无色，c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色
③向上拉铜丝，终止反应，冷却至室温，把a试管中的液体慢慢倒入盛有水的烧杯中，并不断搅拌 将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液显蓝色
1.鉴别稀硫酸和浓硫酸的方法
方法一：取少量蒸馏水，向其中加入少量硫酸试样，如能放出大量热则为浓硫酸，无明显变化则为稀硫酸。
方法二：观察状态，浓硫酸为黏稠状液体，而稀硫酸为黏稠度较小的溶液。
方法三：取等体积的两份物质用手掂掂，因为浓硫酸的密度较大(1.84 g·cm-3)。相同体积的浓硫酸和稀硫酸相比，浓硫酸的质量大得多，感觉重。
方法四：取少量试样，向其中投入铁片，若产生大量气体则为稀硫酸，发生的反应为Fe+2H+===Fe2++H2↑；若无明显现象(钝化)则为浓硫酸。
方法五：用玻璃棒蘸取试样在纸上写字，立即变黑者为浓硫酸，否则为稀硫酸。
方法六：取少量试样，分别投入一小块铜片，稍加热发生反应的(有气泡产生)为浓硫酸(浓硫酸表现强氧化性和酸性)，无变化的是稀硫酸。
2.硫酸与金属的反应
(1)常温下浓硫酸可使Fe、Al钝化，如加热或将浓硫酸稀释，则可以继续反应。
(2)浓硫酸与活泼金属(如Zn)反应，开始时产生SO2，硫酸浓度变小后产生H2。
(3)浓硫酸与不活泼金属(如Cu)反应，开始时产生SO2(加热)，浓度变小后，稀硫酸不再与Cu反应。如1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应，生成的SO2小于1 mol。
(4)浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性。
角度一　硫酸的性质
1.在实验探究课上，同学们积极思考，共设计出如图所示的四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性，其中在理论上可行的是( )

A.①②③④ B.①③④ C.①②④ D.②③④
浓硫酸吸水后放热，使温度升高，①可行；浓硫酸具有吸水性，能使胆矾晶体由蓝色变成白色，②可行；浓硫酸具有吸水性，使饱和KNO3溶液中的水减少，有晶体析出，③可行；浓硫酸具有吸水性，试管中的水会在导管中形成一段水柱，④可行。
解析
2.用如图所示的实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( )
A.上下移动①中铜丝可控制产生SO2的量
B.②中选用品红溶液验证SO2的生成
C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D.为确认有CuSO4生成，向①中加水，观察颜色
移动铜丝，可控制铜丝与浓硫酸的接触，即控制SO2的生成量， A项正确；用品红溶液验证SO2和用NaOH溶液吸收SO2均正确， B、C两项正确；由于试管中有过量的浓硫酸，所以不能直接向试管中加水，而应待冷却后将试管中的液体慢慢注入水中，D项错误。
解析
3.对下列事实的解释正确的是( )
A.蘸有浓硫酸和蘸有浓氨水的玻璃棒靠近没有白烟，说明硫酸与氨气不反应
B.医疗上可用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药，是因为硫酸钡不溶于酸
C.向50 mL 18 mol·L-1的H2SO4溶液中加入足量的铜片加热充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量等于0.45 mol
D.常温下，浓硫酸可以用铝制容器贮存，说明铝与浓硫酸不反应
氨与挥发性酸反应可形成白烟，硫酸难挥发，A项错误；硫酸钡难溶于胃酸，所以医疗上可用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服 药，B项正确；随着反应的进行，硫酸的浓度降低，稀硫酸不能与铜反应，C项错误；常温下浓硫酸使铝钝化(化学变化)，形成致密的氧化膜，阻碍反应的继续进行，D项错误。
解析
解析
考点2　硫及其化合物的转化关系
微考点/核心突破
第一部分
角度三　硫及其化合物的相互转化
5.硫在空气中燃烧生成气体A，把A溶于水得溶液B，向B中滴加溴 水，溴水褪色，B变成C，在C里加入Na2S产生气体D，把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E中都含同一种元素。下列按A、B、C、D、E的顺序排序的是( )
A.SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
C.SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3
D.SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3
硫在空气中燃烧生成SO2，SO2溶于水得H2SO3，向H2SO3中滴加 溴水生成H2SO4和HBr，在H2SO4溶液中加入Na2S固体产生气体H2S，H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S，B项正确。
解析
6.在“价—类”二维图中融入“杠杆模型”，可直观辨析部分物质转化及其定量关系。图中的字母分别代表硫及其常见化合物，e、f、g均为含钠元素的正盐，回答下列问题：
(1)当a溶液与b溶液混合时，可观察到的现象是___________________
__________。
(2)固体f露置在空气中易变质转化为g，该转化的化学方程式为 _________________________。
(3)工业上用黄铁矿(FeS2)为原
料制备硫酸的流程如图所示，
吸收塔中选择_____________
__________________________(填试剂名称)吸收SO3。
产生淡黄色沉淀(或溶
液变浑浊)
2Na2SO3+O2===2Na2SO4
98.3%的浓硫
酸(浓硫酸或98%的浓硫酸)
(4)将浓硫酸加入蔗糖中，有“黑面包”现象发生，该过程体现浓硫酸的性质是 。
(5)煤和石油在燃烧过程中通常会产生SO2，某同学利用下列装置测定空气中SO2的含量。
强氧化性和脱水性
该装置中SO2与碘(I2)溶液发生反应的化学方程式为 _______________________________。若空气流速为V L·min-1，当SO2与碘(I2)溶液恰好完全反应时，耗时10 min，则该空气样品中SO2
的含量是 mg·L-1(用含V的最简表达式表示)。
SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI
(1)当H2S与H2SO3溶液混合时发生反应2H2S+H2SO3===3S↓+3H2O,可观察到的现象是产生淡黄色沉淀。(2)Na2SO3具有还原性，固体Na2SO3露置在空气中易被氧化为Na2SO4，该转化的化学方程式为2Na2SO3+O2===2Na2SO4。(3)为防止形成大量酸雾，吸收塔中选择98.3%的浓硫酸吸收SO3。(4)将浓硫酸加入蔗糖中，蔗糖变黑炭化体现浓硫酸的脱水性，炭和浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫气体，使固体膨胀，体现浓硫酸的强氧化性，有“黑面包”现象发生，该过程体现浓硫酸的性质是强氧化性和脱水性。
解析
解析
7.硫元素广泛存在于自然界中，自然界中的含硫物质在一定条件下能够相互转化。如图：
[问题探究]
根据图中相关物质的类别及硫元素的化合价分析下图：
(1)X的电子式是 ，Z的化学式是 。
(2)W的浓溶液与铜单质在加热条件下可发生反应，反应的化学方程式为_____________________________________。
(3)将Z在氧气中灼烧可得Y及对应金属的氧化物，写出反应的化学方程式：_____________________________________。
(4)将X与Y混合，可生成淡黄色固体，该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
CuFeS2
2∶1
由自然界中硫元素的存在示意图、相关物质的类别及硫元素的化合价可知：X为H2S，Y为SO2，Z为CuFeS2。(4)X与Y混合发生的反应为2H2S+SO2===3S+2H2O，H2S中S元素为-2价，被氧化成S，生成的2 mol S为氧化产物，SO2中S元素为+4价，被还原成S，生成的1 mol S为还原产物，故该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1。
解析
角度四　多步转化关系的计算
8.工业上，利用黄铜矿(主要成分是CuFeS2)冶炼金属，产生的废气可以制备硫酸。某黄铜矿中铜元素的质量分数为a%(假设杂质不含铜、铁、硫元素)，其燃烧过程转化率为75%，得到的SO2转化为SO3的转化率为80%，SO3的吸收率为96%。现有黄铜矿100 t，其废气最多能制备98%的硫酸( )
A.1.8a t B.2.8a t
C.3.2a t D.4.5a t
解析
　　实际化工生产中往往涉及多步反应，但原料和产品中某种主要元素是相同的，据此可列出关系式。寻找关系式时，要特别注意原料中的主要元素是否全部转化为产物，中间反应是否有原料参与，不可盲目根据起始物和产物中的原子守恒直接得出关系式。
考点3　必做实验——不同价态
含硫物质的转化
微考点/核心突破
第一部分
[实验分析]
1.-2价S→0价S
实验步骤：在两支试管中分别加入1 mL硫化钠溶液，向其中一支边振荡边滴加亚硫酸溶液，另一支边振荡边滴加酸性高锰酸钾溶液，用浸有氢氧化钠溶液的棉团塞住试管口，观察并记录实验现象。
答案　硫化钠转化为单质硫，硫元素化合价由-2价转化为0价，观察到的现象是有淡黄色沉淀生成。
2.根据硫元素的化合价分析H2SO3具有氧化性还是还原性 怎样利用实验验证H2SO3具有的性质
答案　硫元素的最高正价是+6价，最低负价是-2价，H2SO3中硫元素为+4价，因此H2SO3既有氧化性又有还原性。可以利用H2SO3与Na2S或H2S反应，验证H2SO3具有氧化性；利用H2SO3与酸性KMnO4溶液反应，验证H2SO3具有还原性。
3.+6价S→+4价S
实验步骤：如图所示连接仪器装置，向试管甲中加入1 mL浓硫酸和一小块铜片，塞上带导管的单孔橡胶塞，加热，观察并记录实验现象。
答案　试管甲中观察到的现象是铜片上有气泡逸出，溶液变蓝色，铜片溶解，试管乙中观察到的现象是品红溶液逐渐变为无色。
4.0价S→-2价S
实验步骤：将0.5 g硫粉和1.0 g铁粉均匀混合，放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端，当混合物呈红热状态 时，移开玻璃棒，观察并记录实验现象。
答案　硫转化为硫化亚铁，观察到的现象是混合物继续保持红热，最后生成黑色固体。
角度五　不同价态含硫物质的转化
9.已知SO2通入BaCl2溶液中无明显现象。某同学利用如图装置探究SO2与BaCl2溶液反应生成白色沉淀的条件。下列判断正确的是( )
A.e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体
B.乙中产生的一定为氧化性气体，将BaSO3氧化为BaSO4沉淀
C.玻璃管的作用是连通大气，使空气中的氧气进入广口瓶，参与反应
D.c、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中，保证气体与Ba2+充分接触
右侧Y形管中生成的碱性气体或氧化性气体通入BaCl2溶液中，SO2会与BaCl2溶液反应产生沉淀，若是碱性气体，溶液中产生大量的S，若是氧化性气体，溶液中可生成S，则生成的沉淀可为BaSO3或BaSO4，所以e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH，产生氨气，A项正确；乙中产生的可能是氧化性气体，氧化性气体将溶液中的S氧化为S，而不是将BaSO3氧化为BaSO4，B项错误；玻璃管的作用是连通大气,平衡压力,以便左右两边产生的气体顺利通入,C项错误；如果产生氨气,氨气极易溶于水，为防止倒吸，所以导管不能插入BaCl2溶液中，D项错误。
解析
10.下列实验所得结论不正确的是( )
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ

产生大量无色气体 铁片表面迅速变暗，之后无明显变化 加热后产生大量无色、有刺激性气味的气体
A.实验Ⅰ中气体是H2 B.实验Ⅱ中没有发生化学反应
C.实验Ⅲ中气体是SO2 D.该实验说明浓度、温度影响实验现象
铁是活泼金属，与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，实验Ⅰ产生大量无色气体，A项正确；常温下，铁片在浓硫酸中发生钝化，表面生成致密氧化膜而变暗，氧化膜阻止内层铁与浓硫酸继续反应，故变暗后无明显现象，B项错误；铁与浓硫酸在加热时发生反应，浓硫酸被还原生成SO2，C项正确；对比实验Ⅰ和Ⅱ可知，硫酸的浓度对实验现象产生影响，对比实验Ⅱ和Ⅲ可知，反应温度对实验现象产生影响，D项正确。
解析
11.某小组同学设计如下实验实现几种价态硫元素间的转化。
任务Ⅰ.从以下试剂中选择合适的试剂实现S(+6)→S(+4)的转化。
试剂：①浓硫酸　②稀硫酸　③酸性KMnO4溶液　④Na2SO3溶液　⑤Cu　⑥品红溶液
(1)写出实现转化的化学方程式：
_________________________________________。
(2)设计实验，证明实现了该转化(写出操作和观象)：______________
__________________________。
将产生的气体
通入品红溶液中，溶液褪色
任务Ⅱ.实现硫元素化合价在0、+2、+4价之间的转化。
查阅资料：+2价硫元素在酸性条件下不稳定，自身易发生氧化还原反应。

(3)①中加入的物质是 ，该转化利用的是SO2的
性质。
(4)写出③的离子方程式： 。
NaOH溶液
酸性氧化物
2H++S2===S↓+SO2↑+H2O
(4)根据题干信息，+2价硫元素在酸性条件下不稳定，自身易发生氧化还原反应，即发生歧化反应，+2价的硫元素化合价既升高又降低，结合步骤②中亚硫酸钠和X反应生成硫代硫酸钠分析，可得X中硫元素的化合价应低于+2价，则X为硫单质。
解析
拓展视野——硫酸盐　多硫含氧酸盐　氧族元素知识拓展(Se、Te)
微充电/素养提升
第二部分
【素材归纳】
一、硫酸盐　多硫含氧酸盐
(一)重要的硫酸盐
化学式 俗名 颜色 用途
2CaSO4·H2O 熟石膏 白色 塑像、模型、粉笔、医疗绷带等
CaSO4·2H2O 生石膏 白色 水泥添加剂
FeSO4·7H2O 绿矾 浅绿色 用于配制蓝黑墨水，补血剂
CuSO4·5H2O 胆矾、蓝矾 蓝色 配制波尔多液、镀铜液
Na2SO4·10H2O 芒硝 白色 造纸，制缓泻剂、合成洗涤剂
KAl(SO4)2·12H2O 明矾 白色 净水剂
(二)常考的4种含硫化合物
1.硫代硫酸钠(Na2S2O3)。
(1)与酸反应生成单质硫，放出SO2气体，离子方程式为S2+ 2H+===S↓+SO2↑+H2O。
(2)Na2S2O3是中等强度的还原剂，能被I2、Cl2、酸性KMnO4等氧化剂氧化，反应的化学方程式分别为①2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI，此反应用于定量测定碘。
②Na2S2O3+4Cl2+5H2O===Na2SO4+H2SO4+8HCl，此反应在纺织和造纸工业上作脱氯剂。
③5Na2S2O3+8KMnO4+7H2SO4===8MnSO4+5Na2SO4+4K2SO4+7H2O。
2.过二硫酸钠(Na2S2O8)。
过二硫酸钠中S元素为+6价，其阴离子S2结构中含有1个过氧键(—O—O—)，性质与过氧化氢相似，具有氧化性。过二硫酸钠不稳定，受热分解生成Na2SO4、SO3和O2。
3.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)。
在空气分析中常用来吸收空气中的氧气：2Na2S2O4+O2+2H2O=== 4NaHSO3或Na2S2O4+O2+H2O===NaHSO3+NaHSO4。
二、Se、Te及其化合物
1.硒及其化合物的性质。
(1)单质硒及其氢化物在空气中燃烧可得到SeO2。
(2)SeO2的氧化性比SO2强，属于中等强度的氧化剂，可氧化H2S、NH3等：SeO2+2H2S===Se+2S+2H2O、3SeO2+4NH3===3Se+2N2+ 6H2O。
(3)亚硒酸可作氧化剂，能氧化SO2：H2SeO3+2SO2+H2O=== 2H2SO4+Se，但遇到强氧化剂时表现还原性，可被氧化成硒酸H2SeO3+Cl2+H2O===H2SeO4+2HCl。
2.碲及其化合物的性质。
(1)碲在空气或纯氧中燃烧生成TeO2。
(2)TeO2是不挥发的白色固体，微溶于水，易溶于强酸、强碱，如TeO2+2NaOH===Na2TeO3+H2O。
(3)TeO2(H2TeO3)具有氧化性和还原性，如
H2TeO3+2SO2+H2O===2H2SO4+Te，
H2TeO3+Cl2+H2O===H2TeO4+2HCl。
3.硒和碲的化合物均有毒。
【母题1】　《本草图经》记载：“绿矾石五两，形色似朴硝而绿 色，取此一物，置于铁板上，聚炭封之，囊袋吹令火炽，其矾即 沸，流出色赤如融金汁者是真也。”其中“朴硝”的主要成分为Na2SO4·10H2O。下列有关叙述不正确的是( )
A.绿矾的化学式为FeSO4·7H2O
B.绿矾需密封保存
C.朴硝的水溶液显中性
D.“吹令火炽”发生了非氧化还原反应
绿矾的化学式为FeSO4·7H2O，A项正确；绿矾为FeSO4·7H2O，Fe2+还原性较强，易被氧气氧化，故其需密封保存，B项正确；朴硝为Na2SO4·10H2O，其为强酸强碱盐，故其水溶液显中性，C项正确；“吹令火炽，其矾即沸，流出色赤如融金汁者是真也”，说明在高温下绿矾中的亚铁离子被氧化为Fe3+，故发生了氧化还原反应，D项不正确。
解析
【衍生1】　下列物质及名称正确的是( )
A.BaCO3：重晶石 B.NH4HCO3：碳铵
C.KAl(SO4)2·6H2O：明矾 D.CaSO4·2H2O：熟石膏
重晶石的化学式为BaSO4，A项不正确；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，C项不正确；CaSO4·2H2O为生石膏，熟石膏的化学式为2CaSO4·H2O，D项不正确。
解析
【母题2】　硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及鞣革还原剂。它受热、遇酸易分解。工业上可用反应2Na2S+Na2CO3+4SO2=== 3Na2S2O3+CO2制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。
回答下列问题：
(1)b中反应的离子方程式为____________________________________
________________，c中试剂为______________________________。
(2)反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变澄清。此浑浊物是_____
(写化学式)。
(3)d中的试剂为 。
S+2H+===SO2↑+H2O(或HS+H+
===SO2↑+H2O
硫化钠和碳酸钠的混合溶液
S
NaOH溶液(合理即可)
(4)实验中要控制SO2生成速率，可以采取的措施有________________
___________________________________ (写出两条)。
(5)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是 _________________________________________________________。
控制反应温度、
调节酸的滴加速率(或调节酸的浓度等)
若SO2过量，溶液显酸性，产物Na2S2O3遇酸而分解
(3)d装置的作用是吸收反应中产生的CO2及逸出的SO2，故d中的 试剂可以为NaOH溶液。(4)溶液中的反应速率受温度、浓度的影响,故可通过控制反应温度及滴入酸溶液的速率等方式达到目的。
解析
【衍生2】　连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉，是一种强还原剂，广泛用于纺织工业。某种Na2S2O4的生产工艺流程如图所示，下列说法正确的是( )
A.可用银氨溶液鉴别甲酸中是否含有甲醛
B.NaCl的溶解度大于Na2S2O4·2H2O的溶解度
C.“过滤”操作中需要用到的玻璃仪器只有漏斗、烧杯
D.由溶液A制备Na2S2O4溶液过程中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
解析
应的化学方程式为NaOH+HCOONa+2SO2===Na2S2O4+CO2+H2O,则氧化剂(SO2)与还原剂(HCOONa)的物质的量之比为2∶1，D项错误。

解析
【母题3】　为防止废弃的硒单质(Se)造成环境污染，通常用浓硫酸将其转化成二氧化硒(SeO2)，再用KI溶液处理后回收Se。发生的反应为①Se+2H2SO4(浓)===2SO2↑+SeO2+2H2O；②SeO2+4KI+4HNO3=== 4KNO3+Se+2I2+2H2O，下列说法错误的是( )
A.①中SO2是还原产物，SeO2是氧化产物
B.②中KI是还原剂，SeO2是氧化剂
C.②中每生成0.4 mol I2共转移1.2 mol电子
D.氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)>SeO2>HNO3
反应②中，生成2 mol 碘单质转移4 mol 电子，则每生成0.4 mol I2共转移0.8 mol电子，C项错误；在同一反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，反应①中氧化性H2SO4(浓)>SeO2，反应②中硝酸既不是氧化剂也不是还原剂，说明氧化性SeO2>HNO3，D项正确。
解析
【衍生3】　碲(Te)广泛用于彩色玻璃和陶瓷。工业上用精炼铜的阳极泥(含有质量分数为8%的TeO2、少量Ag、Au)为原料制备单质碲的一种工艺流程如下(已知TeO2微溶于水，易溶于强酸和强碱)，下列有关说法不正确的是( )
A.将阳极泥研磨、反应适当加热都有利于提高“碱浸”的速率和效率
B.“碱浸”时发生主要反应的离子方程式为TeO2+2OH-===Te+ H2O
C.“沉碲”时为使碲元素沉淀充分，应加入过量的硫酸
D.若提取过程碲元素的回收率为90%，则处理1 kg这种阳极泥最少需通入标准状况下SO2 20.16 L
解析
微真题/把握方向
第三部分
考向一　硫酸的性质
1.(2023·广东卷)按图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管，关闭活塞。下列说法正确的是( )
A.Ⅰ中试管内的反应，体现H+的氧化性
B.Ⅱ中品红溶液褪色，体现SO2的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中，都出现了浑浊现象
D.撤掉水浴，重做实验，Ⅳ中红色更快褪去
Ⅰ中试管内发生反应S2+2H+===S↓+SO2↑+H2O ，氢元素化合价不变，H+不体现氧化性，A项错误；Ⅱ中品红溶液褪色，体现SO2的漂白性，B项错误；Ⅰ试管内发生反应S2+2H+===S↓+SO2↑+ H2O，Ⅲ试管内发生反应2S2-+5SO2+2H2O===3S↓+4HS，Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象，C项正确；撤掉水浴，重做实验，反应速率减慢，Ⅳ中红色褪去的速率减慢，D项错误。
解析
2.(2023·北京卷)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。


下列关于该过程的分析不正确的是( )
A.过程①白色固体变黑，主要体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀，与产生的大量气体有关
C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体，体现了浓硫酸的酸性
D.过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
解析
3.(2022·广东卷)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列分析正确的是
( )
A.Cu与浓硫酸反应，只体现H2SO4的酸性
B.a处变红，说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体，说明反应中无H2O生成
铜和浓硫酸反应生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性，生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性，A项错误；a处的紫色石蕊溶液变红，其原因是SO2溶于水生成了酸，可说明SO2是酸性氧化物，B项正确；b处品红溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c处酸性高锰酸钾溶液褪色，其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应，SO2体现出还原性，C项错误；实验过程中试管底部出现白色固体，根据元素守恒可知，其成分为无水CuSO4而非蓝色的CuSO4·5H2O，其原因是浓硫酸体现出吸水性，将反应生成的H2O吸收，D项错误。
解析
考向二　硫酸的制取
4.(2024·北京卷)硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
解析
是为了提高SO2的平衡转化率，B项错误；将黄铁矿换成硫黄，则不再产生Fe3O4，即可以减少废渣产生，C项正确；硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3，可以用碱液吸收，D项正确。
解析
考向三　含硫化合物的相互转化
5.(2023·全国乙卷)一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是( )
选项 变化 方程式
A 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀 6FeSO4+O2+2H2O===2Fe2(SO4)3+2Fe(OH)2↓
B 硫化钠溶液中出现浑浊颜色变深 Na2S+2O2===Na2SO4
C 溴水颜色逐渐褪去 4Br2+4H2O===HBrO4+7HBr
D 胆矾表面出现白色粉末 CuSO4·5H2O===CuSO4+5H2O
溶液中出现棕黄色沉淀是因为产生了Fe(OH)3沉淀，化学方程式为12FeSO4+3O2+6H2O===4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓，A项错误；硫化钠在空气中易被氧气氧化为淡黄色固体硫单质，使颜色加深，化学方程式为2Na2S+O2+2H2O===4NaOH+2S↓，B项错误；溴水的主 要成分是溴和水，它们会反应，但速度很慢Br2+H2O===HBrO+ HBr、2HBrO===2HBr+O2，所以溴水放置太久会变质，但不是生
解析
成高溴酸，所以选项中的化学方程式错误，C项错误；胆矾为CuSO4·5H2O，颜色为蓝色，如果表面失去结晶水，则变为白色的CuSO4，化学方程式为CuSO4·5H2O===CuSO4+5H2O，方程式正确，D项正确。
解析
6.(2020·北京卷)硫酸盐(含S、HS)气溶胶是PM2.5的成分之一。科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如图，下列说法不正确的是( )
A.该过程有H2O参与
B.NO2是生成硫酸盐的氧化剂
C.硫酸盐气溶胶呈酸性
D.该过程没有生成硫氧键
根据题中图示中各微粒的构造可知,该过程有H2O参与,A项正确；根据图示的转化过程，NO2转化为HNO2，N元素的化合价由+4价变为+3价，化合价降低，得电子被还原，作氧化剂，则NO2是生成硫酸盐的氧化剂，B项正确；硫酸盐(含S、HS)气溶胶中含有HS，转化过程中有水参与，HS在水中可电离生成H+和S，则硫酸盐气溶胶呈酸性,C项正确；在图示转化过程中S可转化为HS，根据题中图示对照，有硫氧键生成，D项错误。
解析
7.(2022·全国甲卷)硫化钠可广泛用于染料、医药行业。工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇，重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%的乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。回答下列问题：
(1)工业上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高温下生产硫化钠，同时生成CO，该反应的化学方程式为
___________________________________________。
(2)溶解回流装置如图所示,回流前无需加入沸石，其原因是___________________________________
。
回流时，烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的1/3。若气雾上升过高，可采取的措施是
_________________________________________。
粗品中含有难溶于乙醇的煤灰、重金属硫化物等固体，可代替“沸石”作用
停止加热，加快冷凝管内冷凝水的流速
(3)回流时间不宜过长，原因是 。回流结束后，需进行的操作有：①停止加热　②关闭冷凝水　③移去水浴，正确的顺序为 (填字母)。
A.①②③ B.③①② C.②①③ D.①③②
(4)该实验热过滤操作时，用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液，其原因是 。热过滤除去的杂质为 ____________________________。若滤纸上析出大量晶体，则可能的原因是___________________________。
(5)滤液冷却、结晶、过滤，晶体用少量 洗涤，干燥，得到Na2S·xH2O。
防止Na2S被氧化
D
锥形瓶瓶口细，防止乙醇大量挥发
煤灰、重金属硫化物
热过滤时漏斗的温度过低
95%的冷乙醇
解析
来，故先停止加热，移去水浴，最后关闭冷凝水。(4)该实验热过滤操作时，用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液，其原因是乙醇有挥发性，锥形瓶瓶口细，防止乙醇大量挥发。煤灰、重金属硫化物难溶于热乙醇，可以通过热过滤除去。若滤纸上析出大量晶体，则可能的原因是热过滤时漏斗的温度过低。(5)滤液冷却、结晶、过滤，晶体用少量95%的冷乙醇(Na2S的溶解少、损失少)洗涤，干燥后，得到Na2S·xH2O。
解析课时微练(十七)　硫酸　含硫物质的转化
　
基础训练
1.进行浓硫酸与蔗糖反应的实验时,无需标注的实验图标是(　　)
A.护目镜 B.排风 C.洗手 D.用电
2.明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法,其主要流程(部分产物已省略)如图:
下列说法错误的是(　　)
A.SO2、SO3均为酸性氧化物
B.该方法体现了浓硫酸的强氧化性
C.FeSO4的分解产物X为Fe2O3
D.制备过程中使用的铁锅易损坏
3.工业制备硫酸的主要过程如下:
SO2SO3H2SO4
工业装置:沸腾炉→接触室→吸收塔
下列说法错误的是(　　)
A.用黄铁矿(FeS2)为原料参与反应①,该反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
B.工业中通入“接触室”的原料气须经过净化处理,防止催化剂“中毒”
C.生成SO3的反应为熵减过程
D.可用浓硫酸干燥SO2和H2S气体
4.(2025·长沙模拟)为探究不同价态硫元素之间的转化,设计了如图装置(夹持装置略去)。下列说法正确的是(　　)
A.①中未观察到蓝色固体,说明产物中不存在硫酸铜
B.②中溶液褪色,说明SO2具有漂白性
C.③中淡黄色粉末变白,说明反应生成了Na2SO3
D.④中产生淡黄色沉淀,证明S2-被氧化
5.100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式为H2S2O7或H2SO4·SO3)。下列说法错误的是(　　)
A.焦硫酸具有强氧化性
B.Na2S2O7水溶液呈中性
C.Na2S2O7可与碱性氧化物反应生成新盐
D.100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的变化是化学变化
6.(2025·惠州模拟)部分含硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(　　)
A.a的浓溶液与b可生成SO2
B.SO2通入紫色石蕊溶液先变红后褪色
C.c在空气中燃烧生成SO2
D.d既可被氧化,也可被还原
7.对下列事实的解释错误的是(　　)
A.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性
B.向表面皿中加入少量胆矾,再加入约3 mL浓硫酸,胆矾变白,说明浓硫酸具有吸水性
C.常温下,浓硫酸可以用铝罐贮存,说明铝与浓硫酸不反应
D.反应CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4能进行,说明CuS既不溶于水,也不溶于硫酸
8.已知Na2S2O4(连二亚硫酸钠)是一种重要的化学用品,不溶于乙醇,溶于氢氧化钠溶液,遇少量水发生强烈反应,甚至会引发燃烧,下列与其相关性质的说法不正确的是(　　)
A.Na2S2O4具有还原性,可用作抗氧化剂
B.Na2S2O4应干燥密封保存在低温处
C.能在空气中反应生成两种新盐:Na2S2O4+O2+H2ONaHSO3+NaHSO4,生成1 mol NaHSO4转移2 mol电子
D.锌粉法是制备Na2S2O4的常用方法,原料为锌粉悬浊液、二氧化硫和氢氧化钠溶液,反应中二氧化硫被还原
9.(2025·茂名期末)按图示装置进行实验。在搅拌下将浓硫酸加入滴有少量水的蔗糖中,然后扣上图示大烧杯。下列说法不正确的是(　　)
A.本实验的现象说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性
B.水槽中NaOH溶液的主要作用是吸收SO2气体
C.c处纸条上有黄色物质生成,说明SO2具有氧化性
D.a、b处纸条均褪色,说明有SO2生成,且褪色原理相同
能力训练
10.硫酸是工农业生产的重要化工原料。以黄铁矿(FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程如图所示。
(1)燃烧前,黄铁矿需粉碎,目的是_______________________________________________________。
(2)黄铁矿燃烧主要经过以下两个过程:
Ⅰ.分解:2FeS22FeS+S2
Ⅱ.燃烧:4FeS+7O22Fe2O3+4SO2、____________________________________。
(3)实验发现,在二氧化硫与氧气的反应中,无论怎样改变条件都不能使二氧化硫全部转化为三氧化硫,原因是________________________________________________________________________。
(4)98.3%的浓硫酸吸收SO3,反应的化学方程式为________________________________。
(5)硫酸工业尾气经处理后排空。空气中二氧化硫的简易测定方法如图所示。
①准确移取5 mL 5×10-4 mol·L-1碘溶液,注入测定装置的试管中,加入2~3滴淀粉溶液,此时溶液呈________色。
②连接仪器,在测定地点慢慢抽气,每次抽气100 mL,直到溶液的颜色全部褪尽为止,共抽气n次。
a.抽气时溶液褪色,反应的化学方程式是_________________________________________________________。
b.空气中二氧化硫的含量为______ mg·L-1。
③若空气中二氧化硫的允许含量以0.02 mg·L-1为标准,则抽气次数n≥______次才符合标准,否则超标。
课时微练(十七)　硫酸　含硫物质的转化
1.D　解析　浓硫酸具有强腐蚀性,实验时需要护目镜,A项不符合题意;浓硫酸与蔗糖反应生成有毒的SO2气体,反应时需要排风,B项不符合题意;浓硫酸具有强腐蚀性,做完实验需要洗手,C项不符合题意;此反应不需要用电,D项符合题意。
2.B　解析　SO2、SO3都能与碱溶液反应生成对应的盐和水,符合酸性氧化物的定义,二者均为酸性氧化物,A项正确;在用硫酸制备硝酸的阶段不涉及化合价变化,利用的是以高沸点酸制备低沸点酸,故体现了浓硫酸的沸点高而不是强氧化性,B项错误;X为氧化产物Fe2O3,C项正确;硫酸、硝酸均可与铁反应,故制备过程中使用的铁锅易损坏,D项正确。
3.D　解析　黄铁矿的主要原料为FeS2,化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,A项正确;通入“接触室”的原料气一般会有粉尘等杂质,覆盖在催化剂表面易引起催化剂“中毒”,B项正确;生成SO3的反应气体分子数减小,为熵减反应,C项正确;浓硫酸不能干燥H2S气体,D项错误。
4.D　解析　①中由于浓硫酸会吸收水分,未观察到蓝色固体,无法说明产物中不存在硫酸铜,A项错误;②中溶液褪色,是SO2与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,证明SO2具有还原性,B项错误;③中淡黄色粉末变白,是过氧化钠和SO2反应生成硫酸钠,C项错误;④中产生淡黄色沉淀,沉淀是SO2和S2-反应生成的硫单质,硫化钠中S元素化合价升高,证明S2-被氧化,D项正确。
5.B　解析　从组成上看,焦硫酸是由等物质的量的三氧化硫与纯硫酸化合而成的,则焦硫酸具有强氧化性,A项正确;Na2S2O7可写成Na2SO4·SO3,Na2SO4·SO3溶于水时,三氧化硫与水反应生成硫酸,水溶液呈酸性,三氧化硫也可与碱性氧化物反应生成硫酸盐,B项错误,C项正确;100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸有新物质生成,属于化学变化,D项正确。
6.B　解析　由题图可知,a为硫酸,b为硫化氢,c为硫单质,d为亚硫酸盐,据此分析解题。浓硫酸有强氧化性,可与H2S反应生成中间价态的S或SO2,A项正确;SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液变红,但不能褪色,B项错误;S在空气中燃烧只能生成SO2,C项正确;S中S元素为+4价,既可被氧化,也可被还原,D项正确。
7.C　解析　浓硫酸具有脱水性,可使蔗糖脱水生成炭黑,A项正确;浓硫酸具有吸水性,胆矾遇浓硫酸失去结晶水,由蓝色变成白色,B项正确;常温下,铝在浓硫酸中发生钝化反应,在铝的表面生成一层致密的氧化膜,所以常温下浓硫酸可用铝罐贮存,C项错误;这个反应是弱酸制备强酸的特例,能发生的原因是生成的CuS是极难溶的物质,既不溶于水,也不溶于稀硫酸,D项正确。
8.C　解析　Na2S2O4中S元素的化合价为+3价,处于中间价态,具有还原性,可用作抗氧化剂,A项正确;根据题意,Na2S2O4遇少量水发生强烈反应,甚至会引发燃烧,所以应干燥密封保存在低温处,B项正确;反应Na2S2O4+O2+H2O===NaHSO3+NaHSO4中,Na2S2O4失电子,O2得电子,生成1 mol NaHSO4消耗1 mol O2,转移4 mol电子,C项错误;二氧化硫中硫元素的化合价为+4价,而Na2S2O4中硫元素的化合价为+3价,故反应过程中二氧化硫被还原,D项正确。
9.D　解析　浓硫酸加入蔗糖中,蔗糖先碳化变黑,说明有碳单质生成,浓硫酸具有脱水性,随后品红溶液湿润的纸条褪色,Na2S溶液湿润的纸条变黄,溴水湿润的纸条褪色,说明有二氧化硫生成,说明浓硫酸具有强氧化性,A项正确;浓硫酸与蔗糖脱水生成的碳单质反应生成二氧化硫,水槽中NaOH溶液的主要作用是吸收有毒气体SO2,B项正确;c处纸条上生成黄色物质是因为SO2与Na2S溶液反应生成单质S,说明SO2具有氧化性,C项正确;a处纸条褪色,说明反应有SO2生成且SO2具有漂白性,b 处纸条褪色,是因为SO2将Br2还原为无色的Br-,说明SO2具有还原性,褪色原理不同,D项错误。
10.答案　(1)增大固体与空气的接触面积,加快反应速率,使黄铁矿充分燃烧　(2)S2+2O22SO2　(3)该反应为可逆反应,有一定限度
(4)SO3+H2O===H2SO4　(5)①蓝　②a.I2+SO2+2H2O===2HI+H2SO4　b.　③80
解析　(3)实验发现,在二氧化硫与氧气的反应中,无论怎样改变条件都不能使二氧化硫全部转化为三氧化硫,原因是该反应为可逆反应,有一定限度。(4)98.3%的浓硫酸吸收SO3,主要是浓硫酸中的水吸收三氧化硫生成硫酸,其反应的化学方程式为SO3+H2O===H2SO4。(5)①准确移取5 mL 5×10-4 mol·L-1碘溶液,注入测定装置的试管中,加入2~3滴淀粉溶液,淀粉遇碘单质变为蓝色,则此时溶液呈蓝色。②连接仪器,在测定地点慢慢抽气,每次抽气100 mL,直到溶液的颜色全部褪尽为止,共抽气n次。a.抽气时溶液褪色,则二氧化硫和单质碘反应生成硫酸和氢碘酸,其反应的化学方程式是I2+SO2+2H2O===2HI+H2SO4。b.空气中二氧化硫的含量为= mg·L-1。③若空气中二氧化硫的允许含量以0.02 mg·L-1为标准,即 mg·L-1≤0.02 mg·L-1,解得n≥80,则抽气次数n≥80次才符合标准,否则超标。(共26张PPT)
课时微练(十七)
硫酸　含硫物质的转化
1.进行浓硫酸与蔗糖反应的实验时，无需标注的实验图标是( )
基础训练
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A.护目镜 B.排风 C.洗手 D.用电
浓硫酸具有强腐蚀性，实验时需要护目镜，A项不符合题意；浓硫酸与蔗糖反应生成有毒的SO2气体，反应时需要排风，B项不符合题意；浓硫酸具有强腐蚀性，做完实验需要洗手，C项不符合题意；此反应不需要用电，D项符合题意。
解析
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2.明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法，其主要流程(部分产物已省略)如图：

下列说法错误的是( )
A.SO2、SO3均为酸性氧化物 B.该方法体现了浓硫酸的强氧化性
C.FeSO4的分解产物X为Fe2O3 D.制备过程中使用的铁锅易损坏
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SO2、SO3都能与碱溶液反应生成对应的盐和水，符合酸性氧化物的定义，二者均为酸性氧化物，A项正确；在用硫酸制备硝酸的阶段不涉及化合价变化，利用的是以高沸点酸制备低沸点酸，故体现了浓硫酸的沸点高而不是强氧化性，B项错误；X为氧化产物Fe2O3，C项正确；硫酸、硝酸均可与铁反应，故制备过程中使用的铁锅易损坏，D项正确。
解析
3.工业制备硫酸的主要过程如下：

工业装置：沸腾炉→接触室→吸收塔
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4.(2025·长沙模拟)为探究不同价
态硫元素之间的转化，设计了如
图装置(夹持装置略去)。下列说
法正确的是( )
A.①中未观察到蓝色固体，说明产物中不存在硫酸铜
B.②中溶液褪色，说明SO2具有漂白性
C.③中淡黄色粉末变白，说明反应生成了Na2SO3
D.④中产生淡黄色沉淀，证明S2-被氧化
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①中由于浓硫酸会吸收水分，未观察到蓝色固体，无法说明产物中不存在硫酸铜，A项错误；②中溶液褪色，是SO2与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，证明SO2具有还原性，B项错误；③中淡黄色粉末变白，是过氧化钠和SO2反应生成硫酸钠，C项错误；④中产生淡黄色沉淀，沉淀是SO2和S2-反应生成的硫单质，硫化钠中S元素化合价升高，证明S2-被氧化，D项正确。
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5.100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式为H2S2O7或H2SO4·SO3)。下列说法错误的是( )
A.焦硫酸具有强氧化性
B.Na2S2O7水溶液呈中性
C.Na2S2O7可与碱性氧化物反应生成新盐
D.100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的变化是化学变化
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从组成上看，焦硫酸是由等物质的量的三氧化硫与纯硫酸化合而成的，则焦硫酸具有强氧化性，A项正确；Na2S2O7可写成Na2SO4·SO3，Na2SO4·SO3溶于水时，三氧化硫与水反应生成硫酸，水溶液呈酸性，三氧化硫也可与碱性氧化物反应生成硫酸 盐，B项错误，C项正确；100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸有新物质生成，属于化学变化，D项正确。
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6.(2025·惠州模拟)部分含硫物质的分类与相应化合价关系如图所 示。下列推断不合理的是( )
A.a的浓溶液与b可生成SO2
B.SO2通入紫色石蕊溶液先变
红后褪色
C.c在空气中燃烧生成SO2
D.d既可被氧化，也可被还原
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由题图可知，a为硫酸，b为硫化氢，c为硫单质，d为亚硫酸盐，据此分析解题。浓硫酸有强氧化性，可与H2S反应生成中间价态的S或SO2，A项正确；SO2通入紫色石蕊溶液中，溶液变红，但不能褪色，B项错误；S在空气中燃烧只能生成SO2，C项正确；S中S元素为+4价，既可被氧化，也可被还原，D项正确。
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7.对下列事实的解释错误的是( )
A.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象，说明浓硫酸具有脱水性
B.向表面皿中加入少量胆矾，再加入约3 mL浓硫酸，胆矾变白，说明浓硫酸具有吸水性
C.常温下，浓硫酸可以用铝罐贮存，说明铝与浓硫酸不反应
D.反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4能进行，说明CuS既不溶于水，也不溶于硫酸
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浓硫酸具有脱水性，可使蔗糖脱水生成炭黑，A项正确；浓硫酸具有吸水性，胆矾遇浓硫酸失去结晶水，由蓝色变成白色，B项正确；常温下，铝在浓硫酸中发生钝化反应，在铝的表面生成一层致密的氧化膜，所以常温下浓硫酸可用铝罐贮存，C项错误；这个反应是弱酸制备强酸的特例，能发生的原因是生成的CuS是极难溶的物质，既不溶于水，也不溶于稀硫酸，D项正确。
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8.已知Na2S2O4(连二亚硫酸钠)是一种重要的化学用品，不溶于乙醇，溶于氢氧化钠溶液，遇少量水发生强烈反应，甚至会引发燃烧，下列与其相关性质的说法不正确的是( )
A.Na2S2O4具有还原性，可用作抗氧化剂
B.Na2S2O4应干燥密封保存在低温处
C.能在空气中反应生成两种新盐：Na2S2O4+O2+H2O===NaHSO3+ NaHSO4，生成1 mol NaHSO4转移2 mol电子
D.锌粉法是制备Na2S2O4的常用方法，原料为锌粉悬浊液、二氧化硫和氢氧化钠溶液，反应中二氧化硫被还原
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Na2S2O4中S元素的化合价为+3价，处于中间价态，具有还原性，可用作抗氧化剂，A项正确；根据题意，Na2S2O4遇少量水发生强烈反应，甚至会引发燃烧，所以应干燥密封保存在低温处，B项正确；反应Na2S2O4+O2+H2O===NaHSO3+NaHSO4中，Na2S2O4失电子，O2得电子，生成1 mol NaHSO4消耗1 mol O2，转移4 mol电子,C项错误；二氧化硫中硫元素的化合价为+4价，而Na2S2O4中硫元素的化合价为+3价,故反应过程中二氧化硫被还原，D项正确。
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9.(2025·茂名期末)按图示装置进行
实验。在搅拌下将浓硫酸加入滴有
少量水的蔗糖中，然后扣上图示大
烧杯。下列说法不正确的是( )
A.本实验的现象说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性
B.水槽中NaOH溶液的主要作用是吸收SO2气体
C.c处纸条上有黄色物质生成，说明SO2具有氧化性
D.a、b处纸条均褪色，说明有SO2生成，且褪色原理相同
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浓硫酸加入蔗糖中，蔗糖先碳化变黑，说明有碳单质生成，浓硫酸具有脱水性，随后品红溶液湿润的纸条褪色，Na2S溶液湿润的纸条变黄，溴水湿润的纸条褪色，说明有二氧化硫生成，说明浓硫酸具有强氧化性，A项正确；浓硫酸与蔗糖脱水生成的碳单质反应生成二氧化硫，水槽中NaOH溶液的主要作用是吸收有毒气体SO2，B项正确；c处纸条上生成黄色物质是因为SO2与Na2S溶液反
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应生成单质S，说明SO2具有氧化性，C项正确；a处纸条褪色，说明反应有SO2生成且SO2具有漂白性，b 处纸条褪色，是因为SO2将Br2还原为无色的Br-，说明SO2具有还原性，褪色原理不同，D项错误。
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10.硫酸是工农业生产的重要化工原料。以黄铁矿(FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程如图所示。
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增大固体与空气的接触面积，加快反应速率，使黄铁矿充分燃烧
该反应为可逆反应，有一
定限度
(4)98.3%的浓硫酸吸收SO3，反应的化学方程式为____________________。
(5)硫酸工业尾气经处理后排空。空气中二氧化硫的简易测定方法如图所示。
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SO3+H2O===H2SO4
①准确移取5 mL 5×10-4 mol·L-1碘溶液，注入测定装置的试管中，加入2~3滴淀粉溶液，此时溶液呈 色。
②连接仪器，在测定地点慢慢抽气，每次抽气100 mL，直到溶液的颜色全部褪尽为止，共抽气n次。
a.抽气时溶液褪色,反应的化学方程式是_______________________。
b.空气中二氧化硫的含量为_____ mg·L-1。
③若空气中二氧化硫的允许含量以0.02 mg·L-1为标准，则抽气次数n≥ 次才符合标准，否则超标。
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I2+SO2+2H2O===2HI+H2SO4
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(3)实验发现，在二氧化硫与氧气的反应中，无论怎样改变条件都不能使二氧化硫全部转化为三氧化硫,原因是该反应为可逆反应，有一定限度。(4)98.3%的浓硫酸吸收SO3，主要是浓硫酸中的水吸收三氧化硫生成硫酸,其反应的化学方程式为SO3+H2O===H2SO4。(5)①准确移取5 mL 5×10-4 mol·L-1碘溶液，注入测定装置的试管中，加入2~3滴淀粉溶液，淀粉遇碘单质变为蓝色，则此时溶液呈蓝色。②连接仪器，在测定地点慢慢抽气，每次抽气100 mL，直
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