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第19讲　硫酸、含硫物质的转化
[课程标准]　1.掌握硫酸的性质及SO的检验。2.了解常见的硫酸盐及多硫含氧酸盐及它们在实验探究及化工流程题中的应用。3.掌握硫及其化合物在价类二维图中的应用。
考点一　硫酸、硫酸根离子的检验
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1．硫酸的物理性质
(1)硫酸是一种油状液体，难挥发。
(2)溶解性：浓H2SO4与水以任意比互溶，溶解时可放出大量热。
(3)稀释方法：将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中并用玻璃棒不断搅拌。
2．浓H2SO4的特性
(1)填写下表
实验 实验现象 硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中 蓝色固体变白 吸水性
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上 沾有浓H2SO4的滤纸变黑 脱水性
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热 铜片逐渐溶解，产生无色刺激性气味的气体 强氧化性
学生用书?第86页
(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式：
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O、
C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
(3)常温下，铁、铝遇浓H2SO4钝化，可用铝槽车运输浓H2SO4。
3．工业制备硫酸的反应原理
(1)工艺流程
(2)反应原理
①煅烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2或S＋O2SO2。
②SO2转化为SO3：2SO2＋O2 2SO3。
③SO3吸水生成H2SO4：SO3＋H2O===H2SO4。
4．硫酸的用途
(1)制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。
(2)消除金属表面的氧化物。
(3)用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等，是实验室里常用的试剂。
5．SO的检验
(1)检验SO的正确操作
待测液取清液白色沉淀，即可确定是否存在SO。
(2)理论解释
①先加稀盐酸的目的是排除CO、SO、Ag＋等离子的干扰。
②再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，发生反应的离子方程式：Ba2＋＋SO===BaSO4↓。
[正误辨析]　
(1)浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸不可用于干燥H2和CO(　　)
(2)铜片溶于热的浓硫酸，体现了浓硫酸的酸性和强氧化性(　　)
(3)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO(　　)
(4)将少量铜加入浓硫酸中加热，很快能观察到溶液变为蓝色(　　)
(5)50 mL 18.4 mol·L－1的浓硫酸与足量的铜反应，可产生SO2物质的量为0.46 mol(　　)
(6)一定量浓硫酸中加入足量锌粒加热，产生的气体为SO2和H2的混合气体(　　)
答案：　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√
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一、浓H2SO4的性质实验探究
1．某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到目的的是(　　)
选项 A B C D
实验目的 吸水性 脱水性 溶解放热 强氧化性
装置
D　[A项中由于分子是在不断运动着的，故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收，导致左侧烧杯中的水不断挥发，最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量；B项中滤纸沾上浓硫酸后，很快会因脱水而变黑；C项中浓硫酸滴到小试管内的水中，放出的热量会使锥形瓶内压强增大，U形管内液面出现左低右高的现象；D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应，无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性。]
2．浓硫酸分别与三种钠盐反应，现象如图。下列分析正确的是(　　)
A．对比①和②可以说明还原性：Br－>Cl－
B．①和③相比可说明氧化性：Br2>SO2
C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性：H2SO4>HCl
D．③中浓H2SO4被还原成SO2
A　[A项，反应①生成的红棕色气体是溴蒸气，反应②白雾是氯化氢，说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质，而不能将氯离子氧化成氯气；B项，反应③生成的是二氧化硫气体，非氧化还原反应，而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型；C项，白雾说明氯化氢易挥发；D项，反应③生成的是二氧化硫气体，非氧化还原反应。]
二、金属与浓H2SO4的反应
3.将铁棒插入95%的浓硫酸中(如图所示)，探究铁与浓硫酸的反应。观察到立即产生大量的细腻气泡聚集在液体表面，犹如白色泡沫，由快变慢直至停止，酸液中出现白色不溶物，静置后分层。下列说法错误的是(　　)
A．产生的气体可能是SO2和少量的H2
B．取上层清液滴加少量饱和FeSO4溶液，有白色固体X析出，推测固体X可能是FeSO4
学生用书?第87页
C．反应过程中FeSO4的生成也可能使反应由快变慢
D．取反应后铁棒直接放入盛有KSCN溶液的烧杯中，可检验反应时是否有Fe3＋生成
D　[A.Fe和浓硫酸发生氧化还原反应：2Fe＋6H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O，铁与稀硫酸会发生置换反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，所用浓硫酸的质量分数为95%，两个反应都可能发生，所以产生的气体可能为SO2和少量的H2，故A正确；B.上层清液滴加少量饱和FeSO4溶液，有白色固体X析出，说明此时溶液中原有溶质已经过饱和，则固体X可能是FeSO4，故B正确；C.铁和浓硫酸生成硫酸铁，硫酸铁和铁单质反应生成FeSO4：Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，反应生成的FeSO4浓度过大，已经过饱和，会阻碍反应继续进行，可能使反应由快变慢，故C正确；D.反应后的铁棒上沾有浓硫酸，直接放入KSCN溶液的烧杯中，会发生铁和稀硫酸的置换反应，同时铁和硫酸铁会发生反应：Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，所以用此方法不能检验反应时是否有Fe3＋生成，故D错误。]
4．将一定量的锌与100 mL 18.5 mol/L浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的pH＝1，则下列叙述错误的是(　　)
A．气体A为SO2和H2的混合物
B．反应中共消耗Zn 97.5 g
C．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
D．反应中共转移3 mol电子
C　[锌与浓硫酸发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，发生反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，设反应生成的SO2物质的量为x，H2物质的量为y，则有x＋y＝＝1.5 mol，消耗的硫酸：2x＋y＝18.5 mol/L×0.1 L－，解得x＝0.3 mol，y＝1.2 mol，V(SO2)∶V(H2)＝1∶4，参加反应的Zn：x＋y＝1.5 mol，质量是97.5 g，转移电子为1.5 mol×2＝3 mol。]
浓硫酸与金属反应规律
三、SO的检验
5．下列过程中，最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是(　　)
A．Fe(NO3)2溶液白色沉淀
B．Ba(NO3)2溶液白色沉淀
C.无色溶液白色沉淀
D．无色溶液无色溶液白色沉淀
C　[A项，二氧化硫被硝酸氧化为硫酸，加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀；B项，亚硫酸根被硝酸氧化为硫酸根，沉淀也是硫酸钡；C项，所得沉淀可能是氯化银；D项，先加过量盐酸无沉淀，再加氯化钡产生的白色沉淀一定是硫酸钡。]
6．在某溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解，则下列关于该溶液所含离子的推断中正确的是(　　)
A．一定会有SO
B．含有SO和Ag＋
C．可能含有SO、Ag＋、SO中的一种或同时含有SO、SO
D．可能含有SO或CO
C　[A项错误，不能排除Ag＋、SO的干扰；B项错误，因为溶液中SO与Ag＋反应不能大量共存；C项正确，因为不能排除Ag＋、SO的干扰；D项错误，由“加入稀硝酸，沉淀不溶解”可以判断不可能含有CO。]
SO检验的易错点
1．误将Ag＋、Pb2＋判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO，而含Ag＋或Pb2＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)，Pb2＋＋2Cl－===PbCl2↓(白色)。
2．误将SO判断成SO。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性条件下具有强氧化性，在酸性环境中发生反应：Ba2＋＋SO===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NO===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。　　
考点二　硫酸盐　多硫含氧酸盐
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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
学生用书?第88页
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：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。
(2)Na2S2O3是中等强度的还原剂，能被I2、Cl2、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为＋6价，其阴离子S2O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。
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一、常见硫酸盐
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
B　[重晶石的化学式为BaSO4，A不正确；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，C不正确；CaSO4·2H2O为生石膏，熟石膏的化学式为2CaSO4·H2O，D不正确。]
2．《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。下列有关叙述正确的是(　　)
A．绿矾的化学式为CuSO4·5H2O
B．绿矾需密封保存
C．朴硝的水溶液显酸性
D．“吹令火炽”发生了非氧化还原反应
B　[绿矾的化学式为FeSO4·7H2O，A错误；绿矾为FeSO4·7H2O，其还原性较强，易被氧气氧化，故其需密封保存，B正确；朴硝为Na2SO4·10H2O，其为强酸强碱盐，不能水解，故其水溶液显中性，C错误；“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错误。]
二、多硫含氧酸盐的制备
3．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____________
________________________________________________________________________。
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。
答案：　(1)SO＋2H＋SO2↑＋H2O(或HSO＋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，产物分解，导致产率降低
学生用书?第89页
考点三　根据“价类二维图”理解硫及其化合物的转化
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1．硫的价态—类别二维图
2．硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的
如：SO2H2SO3Na2S③H2SO4O3NaHSO3
反应②、③、④的化学方程式为
②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；
③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；
④Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3。
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
如：
写出③、④、⑤反应的化学方程式：
③
④S＋H2H2S；
⑤SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。
3．含硫物质的连续氧化
硫元素
4．硫的氧化物、酸、盐之间的转化
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一、含硫物质的转化
1．在下列物质转化中，A是一种正盐，D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，E是强酸，当X无论是强酸还是强碱时，都有如下的转化关系：
当X是强酸时，A、B、C、D、E均含同一种元素；当X是强碱时，A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答：
(1)A是________，Y是________，Z是________(填化学式，下同)。
(2)当X是强酸时，E是________，写出B生成C的化学方程式：________________________________________________________________________。
解析：　解推断题的两个关键点：一是找出突破口；二是要熟悉物质间的相互转化关系。此题的突破口是D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，可推测多1个氧原子，则Y应为O2。连续氧化最终生成酸，则E可能为H2SO4或HNO3。(2)当X是强酸时，转化关系为(NH4)2SH2SSO2SO3H2SO4。
答案：　(1)(NH4)2S　O2　H2O
(2)H2SO4　2H2S＋3O22SO2＋2H2O
中学阶段常见的符合A―→B―→C―→D转化关系的有
硫元素：H2S(或S)SO2SO3H2SO4
碳元素：CCOCO2H2CO3
氮元素：N2(或NH3)NONO2HNO3
钠元素：NaNa2ONa2O2NaOH　　
二、含硫“价类二维图”的理解应用
2．元素W的价类二维图如图所示(图中各物质均为高中化学常见物质)。其中p通常情况下是无色、有臭鸡蛋气味的气体，在标准状况下的密度为1.518 g·L－1；s的相对分子质量比r的相对分子质量大16。下列说法错误的是(　　)
学生用书?第90页
A．r具有漂白性，还可用于杀菌、消毒等
B．r和s均能与BaCl2溶液作用产生白色沉淀
C．常温下，u的浓溶液可以用铁槽车或铝槽车储运
D．t在空气中久置可以转化为u
B　[根据p在标准状况下的密度为1.518 g·L－1，知p的相对分子质量为34，又p为无色有臭鸡蛋气味的气体，则p为H2S，q为S；s的相对分子质量比r的相对分子质量大16，且r、s均为氧化物，则r为SO2，s为SO3，u为H2SO4，t为H2SO3，v为硫酸盐。r为SO2，具有漂白性，还可以用于杀菌、消毒，A项正确；由于盐酸的酸性强于H2SO3，故SO2与BaCl2溶液不反应，B项错误；常温下浓硫酸可以使Fe、Al钝化，因此浓硫酸可以用铁槽车或铝槽车储运，C项正确；t为H2SO3，在空气中久置可被空气中O2氧化为H2SO4，D项正确。]
3．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。如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)X的化学式为____________，将X与SO2混合，可生成淡黄色固体，该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为________。
(2)过量的Fe粉与一定量W浓溶液混合加热反应，生成________(填化学式)气体。转化①可由S粉与热的W浓溶液反应实现，反应的化学方程式为________________________
________________________________________________________________________。
(3)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，下列合理的是________(填字母)。
A．Na2S＋S　　　　　 B．Na2SO3＋S
C．Na2SO3＋Na2SO4 D．SO2＋Na2SO3
(4)工业制硫酸中，转化②是在________(填设备名称)进行的。进行转化③时，不用水而用98.3%的浓H2SO4吸收SO3，原因是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)NaHSO4溶液显强酸性，向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液，恰好使溶液呈中性，则发生反应的离子方程式为_______________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　(1)通过硫元素的价类二维图可知，X为硫元素的气态氢化物，且硫元素的化合价为－2价 ，故X的化学式为H2S。将X与SO2混合，即是将H2S与SO2混合，生成淡黄色固体硫，其反应的化学方程式是2H2S＋SO2===3S＋2H2O，通过化学方程式中硫元素的化合价变化可知，S既是氧化产物又是还原产物，且二者物质的量比为2∶1，故二者的质量比也为2∶1。(2)根据硫元素的价类二维图可知，W是硫酸，则过量的Fe粉与一定量浓硫酸溶液混合加热反应首先生成的气体是SO2，随着反应进行，浓硫酸浓度变小，所以后期又有H2生成；转化①是硫转化为SO2，可由S粉与热的W浓溶液反应实现，则其反应的化学方程式为：2H2SO4(浓)＋S3SO2↑＋2H2O。(3)Na2S2O3中的硫为＋2价，根据氧化还原反应的价态变化规律，可知：A.Na2S 中硫是－2价，S是0价，故A不符合题意；B.Na2SO3中硫是＋4价，S是0价，故B符合题意；C.Na2SO3中的硫是＋4价，Na2SO4中硫是＋6价，故C不符合题意；D.SO2和Na2SO3中的硫都是＋4价，故D不符合题意；故选B。(4)转化②是SO2转化为SO3，其过程在工业制硫酸中是在设备接触室中进行的，转化③是SO3转化为H2SO4，不用水而用98.3%的浓H2SO4吸收SO3，原因是SO3溶于水转化为H2SO4过程中放热，产生酸雾降低SO3吸收效率。(5)NaHSO4溶液显强酸性，向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液，恰好使溶液呈中性，则反应的化学方程式是2NaHSO4＋Ba(OH)2===Na2SO4＋ BaSO4↓＋2H2O，则其离子方程式为2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O。
答案：　(1)H2S　2∶1　(2)SO2和H2　2H2SO4(浓)＋S3SO2↑＋2H2O　(3)B　(4)接触室　SO3溶于水转化为H2SO4过程中放热，产生酸雾降低SO3吸收效率　(5)2H＋＋ SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O
真题演练　明确考向
1.(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
B　[A.铜和浓硫酸反应过程中，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，故A错误；B.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，故B正确；C.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，故C错误；D.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，故D错误。]
2．(2021·辽宁卷)含S元素的某钠盐a能发生如图转化。下列说法错误的是(　　)
A．a可能为正盐，也可能为酸式盐
B．c为不溶于盐酸的白色沉淀
C．d为含极性键的非极性分子
D．反应②中还可能生成淡黄色沉淀
C　[由题干信息可知，盐a与足量的稀盐酸产生刺激性气味气体d，d能使KMnO4溶液褪色，故d为SO2，则盐a为Na2SO3或者NaHSO3，也可能是Na2S2O3，盐a与足量Cl2反应后将生成SO，与BaCl2溶液反应得到沉淀c，故c为BaSO4。A项，由分析可知，盐a为Na2SO3或者NaHSO3，也可能是Na2S2O3，故a可能为正盐，也可能为酸式盐，A正确；B项，由分析可知，c为BaSO4，故c为不溶于盐酸的白色沉淀，B正确；C项，由分析可知，d为SO2，由SO2易溶于水并根据“相似相溶”原理可知，d是含有极性键的极性分子，C错误；D项，由分析可知，盐a为Na2SO3或者NaHSO3，也可能是Na2S2O3，当Na2S2O3＋2HCl===2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O，反应②中还可能生成淡黄色沉淀，D正确；故选C。]
3．(2019·海南，2)我国古代典籍中有“石胆……浅碧色，烧之变白色者真”的记载，其中石胆是指(　　)
A．CuSO4·5H2O
B．FeSO4·7H2O
C．ZnSO4·7H2O
D．KAl(SO4)2·12H2O
A　[在题给选项的四种物质中只有CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O晶体有色，而ZnSO4·7H2O和KAl(SO4)2·12H2O均为无色晶体。CuSO4·5H2O加热分解生成CuSO4和H2O，CuSO4呈白色，而FeSO4·7H2O加热发生分解反应，生成的Fe2O3呈红棕色，A正确。]
4．(2020·浙江7月选考，28－Ⅱ)某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验，如图。实验中观察到的现象有：烧瓶内有白雾，烧杯中出现白色沉淀。请回答：
学生用书?第91页
(1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生HCl气体的原因是______________________________。
(2)烧杯中出现白色沉淀的原因是________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　(1)因为浓硫酸具有吸水性，同时放出大量的热，促使HCl气体挥发。(2)与硝酸钡反应产生沉淀，则沉淀一定是硫酸钡，说明HCl挥发时带出了H2SO4。
答案：　(1)浓硫酸吸水且放热，导致HCl挥发　
(2)HCl气体会将H2SO4带出，与Ba(NO3)2作用生成BaSO4
课时精练(十九)　硫酸、含硫物质的转化
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
1．下列实验事实与硫酸性质不对应的一组是(　　)
A．稀硫酸能使紫色石蕊溶液变红——酸性
B．浓硫酸久置于空气中浓度降低——脱水性
C．浓硫酸可用于干燥氧气——吸水性
D．铁粉与热的浓硫酸反应放出二氧化硫——强氧化性和酸性
B　[A项，稀硫酸溶液中含有大量H＋，能使紫色石蕊溶液变红，这体现了硫酸的酸性，A正确；B项，浓硫酸中硫酸主要以硫酸分子的形式存在，将浓硫酸久置于空气中浓硫酸浓度降低，这是由于浓硫酸具有吸水性，可以吸收空气中的水蒸气，导致硫酸浓度降低，而不是体现浓硫酸的脱水性，B错误；C项，浓硫酸具有吸水性，可以吸收一些与硫酸不发生反应的气体中的水蒸气，从而使气体被干燥，浓硫酸可用于干燥氧气，就体现了浓硫酸的吸水性，C正确；D项，铁粉与热的浓硫酸发生氧化还原反应产生硫酸铁、二氧化硫和水，在该反应中浓硫酸表现强氧化性和酸性，D正确。]
2．(2022·上海普陀二模)Na2S俗称硫化碱，是重要的工业原料。工业制备原理：Na2SO4＋2CNa2S＋2CO2↑，下列说法正确的是(　　)
A．还原性：C>Na2S
B．Na2SO4：俗称芒硝
C．反应1 mol碳，生成22.4 L CO2
D．该反应在常温下进行
A　[A.C是反应物，化合价升高，作还原剂，Na2S是生成物，作还原产物，故还原性：C>Na2S，故A项正确；B.Na2SO4：俗称无水芒硝，故B项错误；C.标准状况下，反应1 mol碳，生成22.4 L CO2，故C项错误；D.常温下Na2SO4与C不反应，故D项错误。]
3．(2022·江苏模拟预测)含硫矿物如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿、芒硝在工业上有着重要的用途。收集黄铜矿炼铜过程中产生的SO2制备SO3，其反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1。指定条件下，下列物质转化不能实现的是(　　)
A．SO2H2SO4
B．FeS2SO3
C．SO2NH4HSO3
D．NH4HSO3(NH4)2SO4
B　[A.SO2具有还原性，Cl2具有强氧化性，两者发生氧化还原反应生成HCl和H2SO4，可实现转化，故A不符合题意；B.FeS2和O2反应只能生成SO2，不能实现转化，故B符合题意；C.SO2和NH4HSO3中S元素化合价都为＋4，SO2溶于水生成的亚硫酸与氨水发生复分解反应可得NH4HSO3，可实现转化，故C不符合题意；D.根据强酸制弱酸，NH4HSO3与H2SO4反应可生成(NH4)2SO4和H2SO3，可实现转化，故D不符合题意。]
4．一定量的Cu粉与浓H2SO4共热产生SO2气体的体积为2.24 L(标准状况下)，则下列情况不可能的是(　　)
A．加入Cu的质量为6.4 g
B．加入的浓H2SO4中含溶质0.2 mol
C．加入Cu的质量大于6.4 g
D．加入浓H2SO4中含溶质多于0.2 mol
B　[由Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O知，生成2.24 L SO2需要6.4 g Cu、0.2 mol H2SO4，但随着反应的进行，浓H2SO4会变成稀H2SO4，故硫酸量应大于0.2 mol，D正确，B错误；铜可能恰好反应完全也可能有剩余，A、C正确。]
5．选用如图所示仪器中的两个或几个(内含物质)组装成实验装置，以验证木炭可被浓硫酸氧化成CO2，下列说法正确的是(　　)
A．按气流从左向右流向，连接装置的正确顺序是A→F→E→C→D→B
B．丁中溶液褪色，乙中溶液变浑浊说明甲中生成CO2
C．丙中品红溶液褪色，乙中溶液变浑浊说明甲中生成CO2
D．丁和丙中溶液都褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中有CO2生成
A　[A.根据分析，按气流从左向右的流向，以上装置的顺序为甲→丁→丙→乙，气体长进短出，装置中接口的正确连接顺序是A→F→E→C→D→B，故A正确；B.SO2具有漂白性，能使品红褪色，丁装置用酸性KMnO4溶液除SO2，若丁中溶液褪色，SO2可能没除尽，若丙中品红褪色，则乙中的澄清石灰水变浑浊无法证明甲中反应生成了CO2，故B错误；C.若丙中品红溶液褪色，则说明SO2没有除尽，SO2也能够使澄清石灰水变浑浊，所以无法证明甲中有CO2生成，故C错误；D.丁和丙都褪色，说明SO2没有除尽，SO2干扰CO2的检验，不能根据乙中澄清石灰水变浑浊判断甲中生成了CO2，故D错误。]
6．已知：100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式为H2S2O7或H2SO4·SO3)；焦硫酸水溶液发生如下电离：H2S2O7(aq)===H＋(aq)＋ HS2O(aq)，HS2O(aq)H＋(aq)＋ S2O(aq)　K2＝2.7×10－2。下列说法不正确的是(　　)
A．焦硫酸具有强氧化性
B．Na2S2O7水溶液显中性
C．98%的H2SO4可以表示为SO3·H2O
D．焦硫酸与水反应的化学方程式：H2S2O7＋H2O===2H2SO4
B　[由浓硫酸中＋6价硫具有强氧化性可知，焦硫酸中＋6价硫也具有强氧化性，A正确。Na2S2O7可写成Na2SO4·SO3，溶于水后SO3和水反应生成硫酸，溶液显酸性，B错误。假设浓硫酸的质量为100 g，则H2SO4的质量为100 g×98%＝98 g，H2O的质量为100 g－98 g＝2 g，则H2SO4的物质的量为＝1 mol，H2O的物质的量为＝ mol，故98%的H2SO4可表示为H2SO4·H2O，如果把H2SO4表示为SO3·H2O，则98%的浓硫酸也可表示为SO3·H2O，C正确。焦硫酸与水反应可表示为H2SO4·SO3＋H2O===2H2SO4，D正确。]
7．如图是硫元素的部分“价类”二维关系图。下列说法错误的是(　　)
A．a和c都可以用浓硫酸干燥
B．c因其漂白性可使品红溶液褪色，加热溶液红色恢复
C．硫酸型酸雨pH＜5.6的原因之一是发生了e→f的转化，使pH减小
D．实验室常用g与f反应制备c，利用g与h也可以生成c
A　[依据硫元素的部分“价类”二维关系图可知，a为H2S，b为S，c为SO2，d为SO3，e为H2SO3，f为H2SO4，g为含亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子的盐，h为含硫酸根离子或硫酸氢根离子的盐。A项，a为H2S，c为SO2，二氧化硫不与浓硫酸反应，可用浓硫酸干燥，但硫化氢有还原性，浓硫酸有强氧化性，两者能发生氧化还原反应，不能用浓硫酸干燥硫化氢，A错误；B项，c为SO2，二氧化硫有漂白性，能使品红溶液褪色，加热溶液红色恢复，B正确；C项，e为H2SO3，f为H2SO4，硫酸型酸雨pH＜5.6的原因之一是发生了H2SO3到H2SO4的转化，弱酸变为强酸，酸性增强，pH减小，C正确；D项，g为含亚硫酸根离子的盐，f为H2SO4，c为SO2，实验室用饱和亚硫酸盐溶液和浓硫酸反应制备二氧化硫，h为含硫酸氢根离子的盐，利用硫酸氢钠和亚硫酸钠反应，也可生成二氧化硫，D正确。]
8．(2022·山东淄博三模)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，相关推断不合理的是(　　)
A．b、d、f既具有氧化性又具有还原性
B．硫酸型酸雨的形成过程涉及b到c的转化
C．d与c在一定条件下反应可生成b或a
D．d在加热条件下与强碱溶液反应生成e和f，且n(e)∶n(f)＝2∶1
C　[A.根据图中信息，b为H2SO3，d为S，f为亚硫酸盐，其中S元素价态都处于中间价态，既有氧化性，又有还原性，A正确；B.酸雨形成涉及到H2SO3被氧气氧化转化为H2SO4，B正确；C.d为S，c为H2SO4，硫与浓硫酸加热反应，根据价态变化规律，只能生成b(H2SO3)，不能生成氢硫酸，C错误；D.d在加热条件下与强碱溶液反应，若强碱为NaOH，加热发生3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，n(e)∶n(f)＝2∶1，D正确。]
9．实验室中进行浓硫酸与铜的反应，实验过程如下：①向试管中倒入约为试管二分之一体积的浓硫酸；②向盛有浓硫酸的试管中加入少量铜片；③用试管夹夹在距管口约三分之一处，用酒精灯先预热后集中加热；④加热至铜片开始溶解后，用手在管口轻轻扇动，使少量气体飘入鼻孔，嗅闻产生气体的气味；⑤反应完成后，趁热将试管中的液体倒入盛有蒸馏水的烧杯中，观察所得溶液颜色；⑥试管冷却后先用自来水冲洗，再用蒸馏水洗净。上述描述的操作中有几处错误(　　)
A．1处 B．2处 C．3处 D．4处
C　[①浓硫酸与铜的反应需要加热，为防止液体沸腾溅出，向试管中倒入浓硫酸的体积约为三分之一，错误；②浓硫酸具有腐蚀性，向盛有浓硫酸的试管中加入少量铜片，正确；③用试管夹夹在距管口约三分之一处，用酒精灯先预热后集中加热，可防止试管炸裂，正确；④加热至铜片开始溶解后，铜和浓硫酸反应生成二氧化硫气体，用手在管口轻轻扇动，使少量气体飘入鼻孔，嗅闻产生气体的气味，正确；⑤反应完成后，需要等试管中的液体冷却后再倒入盛有蒸馏水的烧杯中，观察所得溶液颜色，错误；⑥试管冷却后先用自来水冲洗，用试管刷清洗，再用蒸馏水洗净，错误。]
10．葡萄酒中常加入亚硫酸盐作为食品添加剂，为检测某葡萄酒样品中亚硫酸盐的含量(通常以酒样中SO2的量计)，某研究小组设计了如下实验(已知还原性：SO>I－>Cl－)。下列说法不正确的是(　　)
A.葡萄酒中加亚硫酸盐的主要目的是防止氧化，利用了亚硫酸盐的还原性
B．通入N2和煮沸的目的是为了将产生的气体从溶液中全部赶出
C．若试剂A选择氯水，则试剂B可选择NaOH标准液
D．若试剂A选择碱液，调节吸收后的溶液显中性，则试剂B可选择I2标准液
C　[A项，亚硫酸盐具有较强的还原性，可以防止葡萄酒被氧化，A正确；B项，温度越高，气体在水中的溶解度越小，通入N2和煮沸可以将产生的气体从溶液中全部赶出，B正确；C项，若试剂A选择氯水，溶液中会有未反应的氯水，当试剂B选择NaOH标准液时，所耗氢氧化钠标准液会偏大，造成结果有较大误差，C错误；D项，若试剂A选择碱液，调节吸收后的溶液显中性，试剂B选择I2标准液，碘与亚硫酸盐反应生成硫酸盐，可以测定亚硫酸盐的含量，D正确。]
11．(2022·江苏模拟预测)硫元素的几种化合物存在下列转化关系。下列说法正确的是(　　)
浓H2SO4SO2Na2SO3溶液Na2S2O3溶液S
A．反应①中生成的SO2具有漂白性，可使溴水褪色
B．反应②中若SO2过量，就会生成NaHSO3
C．反应④中生成S既是氧化产物，也是还原产物
D．反应④中当消耗1 mol稀硫酸时，电子转移为4 mol
B　[A.SO2具有漂白性，但使溴水褪色反应原理为：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，与漂白性无关，是因为其还原性，A错误；B.反应②中若SO2过量，将发生反应Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3，B正确；C.反应④中Na2S2O3发生歧化反应生成S，反应原理为：Na2S2O3＋H2SO4(稀)===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，Na2S2O3―→S中S元素化合价降低，S为还原产物，C错误；D.反应④中的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4(稀)===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，由方程式可知，反应消耗1 mol 稀硫酸时，转移2 mol电子，D错误。]
12. Ⅰ.欲验证酸性：H2SO3>H2CO3>HClO，选用下面的装置，其连接顺序为：A→________________________(气流方向用大写字母表示即可)。能证明H2SO3的酸性强于HClO的实验现象为________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.某待测溶液中可能含有SO、SO、CO、Cl－、NO、HCO、S2－等离子，进行下列实验如图所示[所加BaCl2、H2SO4、HNO3、Ca(OH)2均过量]。
溶液A溶液B沉淀C沉淀B沉淀A气体A沉淀E沉淀D
(1)判断待测溶液中有无SO、SO，并说明理由______________________________
________________________________________________________________________。
(2)沉淀B为____________。
(3)沉淀A可能是__________________________________________________________。
(4)写出生成沉淀B的离子方程式： _______________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　Ⅰ.次氯酸具有强氧化性、二氧化硫具有还原性，不能利用二氧化硫与次氯酸钙直接反应判断亚硫酸与次氯酸的酸性强弱，应先验证亚硫酸酸性比碳酸强，再结合碳酸酸性比HClO强，间接作出判断。A装置制备二氧化硫，由于盐酸易挥发，制备的二氧化硫中混有HCl，用饱和的亚硫酸氢钠除去HCl，再通过碳酸氢钠溶液，可以验证亚硫酸酸性比碳酸强，用酸性高锰酸钾溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫，用品红溶液检验二氧化硫是否除尽，再通入F中。
答案：　Ⅰ.C→B→E→D→F　D中品红不褪色，F中产生白色沉淀
Ⅱ.(1)SO、SO至少有一种；因为沉淀D不溶于稀硝酸，一定为BaSO4，它可能由BaSO3氧化而来，也可能由Ba2＋与SO生成　(2)S　
(3)BaSO4、BaCO3(或BaSO3、BaCO3或BaSO4、BaSO3和BaCO3)　(4)S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－
13．某研究性学习小组设计如下实验装置进行探究。
(1)装置A中反应的化学方程式为______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验结束后，欲验证反应生成气体的还原性，小组同学取装置B中少量溶液于一洁净的试管中，应向试管中加入的试剂是________(填字母)。
A．品红溶液　　　　　　 B．稀盐酸
C．BaCl2溶液 D．稀硝酸
(3)实验结束，小组同学立即熄灭酒精灯，可能导致的后果是__________________。
(4)实验结束，发现在铜片表面附着黑色固体。查阅资料得知此黑色固体可能含有CuO、CuS、Cu2S。常温下CuS和Cu2S都不溶于稀盐酸，在空气中煅烧都转化为Cu2O和SO2。该小组同学收集一定量黑色固体，按如下实验方案探究其成分：
①步骤Ⅱ中检验滤渣洗涤干净的实验方法是_____________________________
________________________________________________________________________。
②黑色固体的成分是_______________________________________________________。
解析：　(2)通过检验SO的存在，说明SO2被氧化。用BaCl2和盐酸，通过生成难溶于酸的白色沉淀，检验SO的存在，从而证明SO2的还原性。(3)SO2易溶于水，实验结束立即熄灭酒精灯，会导致倒吸。(4)①滤渣表面会吸附溶液中的Cl－，可通过检验洗涤滤液中是否存在Cl－，以确定滤渣是否洗涤干净。②黑色固体溶于盐酸，滤液为蓝色，说明生成了Cu2＋，因CuS、Cu2S不溶于盐酸，则固体中必含有CuO；CuS、Cu2S在加热条件下均能够转化为Cu2O，可采取极端假设法，通过计算作出判断。
固体B为1.68 g，介于1.50 g和1.80 g之间，故固体A中含有CuS、Cu2S，黑色固体是CuO、CuS、Cu2S的混合物。
答案：　(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　(2)BC　(3)装置B中的溶液会倒吸，可能引起烧瓶破裂　(4)①取最后一次洗涤滤液少许，滴加少量AgNO3溶液，无明显现象　②CuO、CuS、Cu2S
14．(2022·海南模拟预测)在印染工业中，连二亚硫酸钠(Na2S2O4)能使染好的布褪色，也能使布重新染色，故俗称保险粉。实验室模拟工业生产保险粉的工艺流程如图所示：
已知：Na2S2O4为白色固体，易溶于水，难溶于乙醇，在空气中极易被氧化，在碱性介质中稳定。
(1)工业上获得锌粉的方法为：将锌块加热熔化得到锌液，向锌液中不断鼓入CO2气体，冷却后可获得锌粉。鼓入CO2气体的目的除了防止氧化外，还有____________________。
(2)在步骤Ⅰ中，控制反应温度比较适宜的方法是________加热(填“水浴”“油浴”或“沙浴”)。
(3)已知：Zn(OH)2与Al(OH)3性质相似，当pH大于10.5时开始溶解，写出步骤Ⅱ中碱性较强时Zn(OH)2溶解的离子方程式： ______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知：水溶液温度低于52 ℃时Na2S2O4以Na2S2O4·2H2O形态结晶，碱性溶液中温度高于52 ℃时Na2S2O4·2H2O脱水成无水盐。
步骤Ⅲ的操作过程为：在无氧减压的环境中，将Na2S2O4碱性溶液于60 ℃左右蒸发至有大量晶体析出，趁热过滤、洗涤、减压干燥。趁热过滤的目的是____________________；操作中常选用无水乙醇洗涤，其优点是_____________________________________________、
________________________________________________________________________。
(5)Na2S2O4碱性溶液与AgNO3溶液反应有纳米银生成，该反应能用于Na2S2O4的纯度测定。若10 mL 0.01 mol·L－1 Na2S2O4碱性溶液与20 mL 0.01 mol·L－1AgNO3溶液恰好完全反应，则该反应的离子方程式为_________________________________________________。
解析：　(1)将锌块加热熔化得到锌液，向锌液中不断鼓入CO2气体，鼓入CO2气体的目的是防止氧化外、雾化锌液，冷却后可获得锌粉。(2)在步骤Ⅰ中，控制反应温度在35～45 ℃，温度较低，比较适宜的方法是水浴加热。(3)当pH大于10.5时Zn(OH)2和氢氧化钠反应生成偏锌酸钠，步骤Ⅱ中碱性较强时Zn(OH)2溶解的离子方程式为Zn(OH)2＋2OH－===ZnO＋2H2O；(4)水溶液温度低于52 ℃时Na2S2O4以Na2S2O4·2H2O形态结晶，趁热过滤的目的是避免在52 ℃以下析出Na2S2O4·2H2O；Na2S2O4为白色固体，易溶于水，难溶于乙醇，在空气中极易被氧化，选用无水乙醇洗涤，其优点是降低Na2S2O4的溶解度，减少Na2S2O4的损失；乙醇易挥发，容易干燥；(5)Na2S2O4碱性溶液与AgNO3溶液反应生成银，若10 mL 0.01 mol·L－1 Na2S2O4碱性溶液与20 mL 0.01 mol·L－1AgNO3溶液恰好完全反应，根据得失电子守恒，S元素化合价由＋3升高为＋4，生成亚硫酸根离子，则该反应的离子方程式为2Ag＋＋S2O＋4OH－===2Ag↓＋2SO＋2H2O。
答案：　(1)雾化锌液，获得锌粉(或将锌液形成小颗粒)　(2)水浴　(3)Zn(OH)2＋2OH－===ZnO＋2H2O{或Zn(OH)2＋2OH－===[Zn(OH)4]2－}
(4)避免在52 ℃以下析出Na2S2O4·2H2O　降低Na2S2O4的溶解度，减少Na2S2O4的损失　乙醇易挥发，容易干燥　(5)2Ag＋＋S2O＋4OH－===2Ag↓＋2SO＋2H2O

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