资源简介 第 21 讲 硫及其化合物的相互转化01 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。02 掌握硫及其重要化合物的性质及制备方案。重点·夯基易错1.硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系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:写出②③④反应的化学方程式:②H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O;③Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑;④SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3。(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的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,可用下图表示:①O2 不足 ② OH S S 2③O2如: 2 ④ H △ ― ― →2、 ⑤ H S SO2 SO32写出③④⑤反应的化学方程式:催 化剂③2SO2+O2 △ 2SO3;△④S+H2 == === H2S;⑤SO2+2H2S===3S↓+2H2O。【点拨】 (1)同种元素相邻价态的粒子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。(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如 2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。方法·规律总结1.价态硫元素之间的转化也是物质推断的重要突破点,可以从物质类别的角度进行分析与迁移。如 SO2、Na2SO3、NaHSO3 之间的转化代表着酸性氧化物、正盐、酸式盐之间的转化;H2S、Na2S、NaHS之间的转化代表着二元弱酸、正盐、酸式盐之间的转化,可类比 CO2、Na2CO3、NaHCO3之间的转化。2.掌握两个转化关系足量 O(1)H2S ― ― →2 O H OSO2 ― ―2 →SO3 ― ―2 →H2SO4;(2)S ―O―2 → O2 H2OSO2― ― → ― ― →SO3 H2SO43.熟记以下重点化学方程式(1)SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O(2)SO2+2H2S===3S↓+2H2O(3)SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4(4)2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4(5)2FeCl3+SO2+2H2O===FeCl2+FeSO4+4HCl(6)Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑△(7)2Cu+2H2SO4(稀)+O2 == === 2CuSO4+2H2O△(8)Cu+2H2SO4(浓) == === CuSO4+SO2↑+2H2O。△(9)C+2H2SO4(浓) == === CO2↑+2SO2↑+2H2O。点拨·能力培养1.硫是生物必需的营养元素之一,下列关于自然界中硫循环(如图所示)的说法正确的是( )A.含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环B.硫循环中含硫化合物均为无机物C.上述硫循环中硫元素均被氧化D.烧煤时加石灰石,可减少酸雨及温室气体的排放【答案】 A【解析】 硫酸盐和亚硫酸盐等在含硫杆菌及好氧/厌氧菌作用下缓慢转化成植物 R1—S—R2,含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环,故 A 正确;硫循环中含硫化合物有有机物,如 R1—S—R2,也有无机物,如SO2,故 B 错误;硫循环中硫元素有的被氧化,有的被还原,故 C 错误;烧煤时加石灰石,可减少 SO2 的排放,但不会减少温室气体的排放,故 D 错误。2.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。可选用的实验药品如下:①Na2SO3 溶液 ②浓硫酸 ③Na2S 溶液 ④稀硫酸 ⑤酸性 KMnO4 溶液 ⑥品红溶液 ⑦铜片证明实现转实验序号 预期转化 选择试剂(填序号)化的现象+4 +6ⅰ S ―→Sⅱ ①③④ 淡黄色沉淀+6 +4ⅲ S ―→S ②⑥⑦(1)实验ⅰ选择的试剂是①和________(填序号),证明实现转化的现象是_________________________,该转化利用了 Na2SO3的________性。(2)实验ⅱ实现了________价 S 向________价 S 的转化。(3)实验ⅲ中发生反应的化学方程式是____________________________________________,证明实现转化的现象是____________________________________________________________。【答案】 (1)⑤ 酸性 KMnO4溶液褪色 还原(2)+4(或-2) 0△(3)Cu+2H2SO4(浓) == === CuSO4+SO2↑+2H2O 将产生的气体通入品红溶液,品红溶液褪色真题·明考向1.(2024·江苏·高考真题)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是A.HCl 制备:NaCl溶液 电 解 H2和Cl2 点 燃 HCl电解B.金属 Mg 制备:Mg OH 盐 酸 MgCl2 2 溶液 MgC.纯碱工业:NaCl C O溶液 2 NaHCO3 △ Na2CO3D O H O.硫酸工业: FeS2 2 SO 2 H SO高温 2 2 4【答案】A【详解】A.电解氯化钠溶液可以得到 H2和 Cl2,H2和 Cl2点燃反应生成 HCl,故 A 的转化可以实现;B.氢氧化镁和盐酸反应可以得到氯化镁溶液,但是电解氯化镁溶液不能得到 Mg,电解熔融 MgCl2才能得到金属镁单质,故 B 的转化不能实现;C.纯碱工业是在饱和食盐水中通入 NH3和 CO2先得到 NaHCO3,然后 NaHCO3受热分解为 Na2CO3,故 C的转化不能实现;D.工业制备硫酸,首先黄铁矿和氧气反应生成 SO2,但是 SO2和水反应生成 H2SO3,不能得到 H2SO4,故D 的转化不能实现;故选 A。2.(2023·广东·高考真题)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【答案】C【分析】Ⅰ 2- +中发生反应S2O3 + 2H = S +SO2 +H2O ,二氧化硫进入Ⅱ中使品红溶液褪色,二氧化硫进入Ⅲ中与硫化钠反应生成 S 沉淀,二氧化硫进入Ⅳ中与氢氧化钠反应使溶液碱性减弱,酚酞褪色。2- +【详解】A.Ⅰ中试管内发生反应S2O3 + 2H = S +SO2 +H2O ,氢元素化合价不变, H+ 不体现氧化性,故 A 错误;B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2 的漂白性,故 B 错误;C Ⅰ 2- + 2- -.试管内发生反应S2O3 + 2H = S +SO2 +H2O ,Ⅲ试管内发生反应 2S + SO2 + 2H2O = 3S +4OH ,Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象,故 C 正确;D.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,故 D 错误;故选 C。3.(2021·辽宁·高考真题)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【答案】C【分析】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 Cl SO2-与足量 2反应后将生成 4 ,与 BaCl2溶液反应得到沉淀 c,故 c 为 BaSO4,据此分析解题。【详解】A.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.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.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.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;故答案为:C。4.(2023·浙江·高考真题)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2 可以按如下流程脱除或利用。已知:请回答:(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的SO2 可以在炉内添加CaCO3通过途径Ⅰ脱除,写出反应方程式 。(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的SO2 ,通过途径Ⅱ最终转化为化合物 A。①下列说法正确的是 。A.燃煤中的有机硫主要呈正价 B.化合物 A 具有酸性C.化合物 A 是一种无机酸酯 D.工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓H2SO4 吸收②一定压强下,化合物 A 的沸点低于硫酸的原因是 。(3)设计实验验证化合物 A 中含有 S 元素 ;写出实验过程中涉及的反应方程式 。高温【答案】(1) 2SO2 +O2 +2CaCO3 2CaSO4 +2CO2(2) BCD 硫酸分子能形成更多的分子间氢键(3) 取化合物 A 加入足量氢氧化钠,反应完全后加入盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡生成白色沉淀,说明 A 中含有 S 元素 +2NaOH=CH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl【分析】含硫矿物燃烧生成二氧化硫,二氧化硫和氧气、碳酸钙生成硫酸钙和二氧化碳,二氧化硫被氧气氧化为三氧化硫,三氧化硫和等物质量的甲醇发生已知反应生成 A: ;【详解】(1)氧气具有氧化性,能被四价硫氧化为六价硫,二氧化硫、空气中氧气、碳酸钙高温生成硫酸高温钙和二氧化碳,反应为 2SO2 +O2 +2CaCO3 2CaSO4 +2CO2 ;(2)①A.硫的电负性大于碳、氢等,故燃煤中的有机硫主要呈负价,A 错误;B.根据分析可知,化合物 A 分子中与硫直接相连的基团中有-OH,故能电离出氢离子,具有酸性,B 正确;C.化合物 A 含有 基团,类似酯基-COO-结构,为硫酸和醇生成的酯,是一种无机酸酯,C 正确;D.工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓H2SO4 吸收用于生产发烟硫酸,D 正确;故选 BCD;②一定压强下,化合物 A 分子只有 1 个-OH 能形成氢键,而硫酸分子中有 2 个-OH 形成氢键,故导致 A 的沸点低于硫酸;(3)由分析可知,A 为 ,A 碱性水解可以生成硫酸根、甲醇,硫酸根离子能和钡离子生成不溶于酸的硫酸钡沉淀,故实验设计为:取化合物 A 加入足量氢氧化钠,反应完全后加入盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡生成白色沉淀,说明 A 中含有 S 元素;涉及反应为:+2NaOH=CH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl。演练·提能力1.(2024·湖南长沙·三模)部分含碳或含硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是A.一定条件下,a→b→e→g 均可实现一步转化B.向 h 中加入稀盐酸产生的气体使澄清石灰水变浑浊,则 h 为碳酸盐C.用氯化钡溶液可验证 f 中是否含有 gD.c、d 均有毒,易造成大气污染【答案】C【分析】根据化合价以及物质类别判断,a 为 CH4 等烃或 H2S,b 为 C 单质或 S 单质,c 为 CO,d 为 CO2、SO2,e 为 SO3,f 为碳酸或亚硫酸,g 为硫酸,h 为碳酸盐或亚硫酸盐,据此分析解答。【详解】A.b 为硫单质,e 为 SO3,硫不能一步生成三氧化硫,A 项错误;B.二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,则 h 可能为亚硫酸盐,B 项错误;C.f 为亚硫酸或碳酸,g 为硫酸,氯化钡与亚硫酸、碳酸不反应,故氯化钡可检验碳酸或亚硫酸中是否含有硫酸,C 项正确;D.二氧化碳无毒,D 项错误;故选 C。2.(2024·广东茂名·三模)部分含硫物质的类别与相应化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是A.气体 a 可用CuSO4溶液吸收 B.b 难溶于水,微溶于CS2 ,易溶于酒精C.c 可由 d 与较浓的 f 溶液反应制备 D.标准状况下,1mol a、1mol c 的体积均约为 22.4L【答案】B【分析】a 为 H2S,b 为 S,c 为 SO2,d 为亚硫酸盐,e 为 SO3,f 为硫酸,据此回答。【详解】A.H2S气体能被CuSO4溶液吸收生成 CuS 沉淀,A 正确;B.S 单质难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2 ,B 错误;C.Na2SO3 可与较浓的H2SO4 溶液反应制备SO2 ,C 正确;D.标准状况下,H2S、SO2 均是气体,故标准状况下,1mol H2S、1mol SO2 的体积均为 22.4L,D 正确;故选 B。3.(2024·湖南·模拟预测)利用空气催化氧化法除掉电石浆(含 CaO)上层清液中的 S2-,制取石膏(CaSO4·2H2O)的过程如图。下列说法错误的是A.CaSO4·2H2O 属于俗称生石膏,属于纯净物B.过程 I 中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1:2C.将 10L 上清液中的 S2-(S2-浓度为 480 mg·L-1 ) 2-转化为SO4 ,理论上共需要 0.15 molO2D.过程Ⅱ 2-中,反应的离子方程式为: 2S +4MnO2-3 +9H2O = 4Mn OH + S2O2-3 + 10OH-2【答案】C【详解】A.CaSO4·2H2O 属于俗称生石膏,CaSO4·2H2O ,CuSO4·5H2O 等一系列的含结晶水的物质均属于纯净物,故 A 正确;B 2-.过程 I 中氧化剂和还原剂分别是 O2 ,Mn(OH)2 ;对应的还原产物和氧化产物为 H2O,MnO3 根据氧化还原反应得失电子守恒得氧化剂和还原剂的物质的量之比为 1:2 ,故 B 正确;C.10L 上清液中的 S2-的物质的量为 0.15mol 硫元素的合价由-2 价变成+6 价,S2-共失去 0.15mol×8= 1.2mol电子,转化为 SO2-1.2mol4 ,理论上共需要 O2的物质的量 n(O2)= =0.3mol, 故 C 错误;4D 2- 2-.根据转化关系图,过程Ⅱ中 S2-与MnO3 反应生成S2O3 和 Mn(OH)2,根据氧化还原反应得失电子守恒和2S2- + 4MnO2- + 9H O = 4Mn OH +S O2-物料守恒,反应的离子方程式为: 3 2 2 3 +10OH -2 ,故 D 正确;故答案选 C。4.(2024·山东烟台·三模)工业上以辉钼矿(主要含 MoS2及少量 FeS、SiO2)为原料制备 MoO3,再与 S 经气相反应后冷凝沉积获得纳米 MoS2,工艺流程如下。下列说法错误的是A.“焙烧”时氧化剂和还原剂的物质的量之比小于7 : 2B.“浸取”时不可用 NaOH 溶液代替氨水C.“气相沉积”时,每有 1molS 参加反应需转移 2mol 电子D.整个流程中可循环利用的物质有 2 种【答案】C【分析】辉钼矿(主要含有 MoS2以及少量 FeS、SiO2等)在空气中氧化焙烧,生成 SO2和 SiO2、MoO3、Fe3O4等;通入氨气, MoO3转化为(NH4)2Mo2O7,SiO2、Fe3O4成为滤渣,将溶液进行蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到固体,对固体进行灼烧,产生气体 1 即 NH3和 MoO3,S 和 MoO3进行气相沉积得到气体 2 即 SO2和MoS2,据此分析解题。焙烧【详解】A.“焙烧”即 MoS2转化为 MoO3和 SO2,反应方程式为:2MoS2+7O2 2MoO3+4SO2,3FeS+5O2焙烧Fe3O4+3SO2,故氧化剂 O2和还原剂即 MoS2的物质的量之比为 7:2,而 O2和 FeS 之比为 5:3,故总体上氧化剂和还原剂的物质的量之比小于7 : 2 ,A 正确;B.若 NaOH 代替氨水,则导致 SiO2溶解进入溶液中,引入新的杂质,故“浸取”时不可用 NaOH 溶液代替氨水,B 正确;C.由分析可知,“气相沉积”时,反应方程式为:2MoO3+7S=2MoS2+3SO2,反应转移电子为 12e-,故每有121molS 参加反应需转移 mol 电子,C 错误;7D.由分析可知,整个流程中可循环利用的物质有 2 种,分别为 NH3和 MoS2,D 正确;故答案为:C。5.(2024·江苏南京·模拟预测)硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是A O.工业制硫酸过程中的物质转化:FeS2 2 高温 SO H 2O2 H2SO O3 2 H2SO4B.工业尾气中的 SO2处理:SO C aCl 2 (aq )2 CaSO3 O 2 (g ) CaSO4C.硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸:Na2S2O3+2H2SO4=Na2SO4+4SO2↑+3H2O高温D.钙基固硫主要反应:2CaO+O2+2SO2 2CaSO4【答案】D【详解】A.工业制硫酸过程中二氧化硫不是直接溶于水,而是转化为三氧化硫,再用硫酸吸收,故 A 错误;B.工业尾气中的 SO2主要用 CaO 吸收,不是氯化钙,故 B 错误;C.硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,故 C 错误;高温D.钙基固硫是用生石灰来除去生成的 SO2,反应的化学方程式 2CaO+O2+2SO2 2CaSO4,故 D 正确;答案选 D。6.(2024·江苏南京·模拟预测)硫及其化合物转化具有重要应用。下列说法不正确的是A.工业上以硫黄为原料制硫酸转化关系:SO2 O2 SO H2O3 H2SO4B.实验室制备二氧化硫反应:Na2SO3+H2SO4(较浓)=Na2SO4+SO2↑+H2OC Ca(OH).工业上用石灰乳吸收 SO2转化关系:SO2 2 CaSO O 23 CaSO4D.H2S 尾气吸收反应:H2S+CuSO4=CuS↓+H2SO4【答案】A【详解】A O.工业上以硫黄为原料制硫酸转化关系:S 2 SO O2 2 SOH2O3 H2SO4 ,A 错误;B.实验室制备二氧化硫反应可以用亚硫酸钠固体与中等浓度的硫酸反应也可以用铜和浓硫酸的反应,用亚硫酸钠固体与中等浓度的硫酸反应方程式:Na2SO3+H2SO4(较浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O, B 正确;C.工业上用石灰乳吸收 SO2生成亚硫酸钙,亚硫酸钙容易被氧化生成硫酸钙,转化关系:SO C a(O H)22 CaSO3 O 2 CaSO4 ,C 正确;D.H2S 尾气吸收可用氢氧化钠溶液也可以用硫酸铜溶液,用硫酸铜溶液吸收的反应:H2S+CuSO4=CuS↓+H2SO4,D 正确;故选 A。7.(2024·江西·模拟预测)工业上由黄铁矿(主要成分为FeS2 ,含 As、Se 等杂质)生产发烟硫酸的主要工艺流程如图所示:下列说法错误的是A.“煅烧”时可将黄铁矿粉从炉顶加入、富氧空气从炉底通入B.“干燥”可防止部分金属设备被水蒸气腐蚀C.“吸收”中所得尾气的主要成分是未被吸收的SO3D.若 n=1,则H2SO4 × nSO3的结构式可能为【答案】C【分析】黄铁矿和氧气煅烧生成氧化铁和二氧化硫,气体除砷、硒后干燥,通入氧气氧化为三氧化硫,使用浓硫酸吸收生成发烟硫酸;【详解】A.“煅烧”时可将黄铁矿粉从炉顶加入、富氧空气从炉底通入可增大其与氧气的接触面积,使反应更充分,提高原料的利用率,A 正确;B.二氧化硫为酸性气体,“干燥”可防止部分金属设备被水蒸气腐蚀,B 正确;C.二氧化硫和氧气反应为可逆反应,“吸收”中所得尾气的主要成分是氧气、二氧化硫等,C 错误;D.若 n=1,则H2SO4 ×nSO3为焦硫酸,其结构式可能为 ,D 正确;故选 C。8.(2024·湖南衡阳·模拟预测)红树林沉积物中微生物驱动的硫循环过程原理如图所示,在有氧层中有机物通过微生物有氧呼吸来分解,在无氧层中有机物通过微生物驱动硫酸盐还原来分解,下列说法错误的是A 2-.随着沉积物深度的增加,SO4 主要做氧化剂将有机物氧化分解B.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1C.反应②中Fe3+ 与HS- 的反应为 2Fe3+ + 2HS- = FeS + Fe2+ + 2H+2D.红树林沉积物中 Fe 元素主要以FeS2 形式存在【答案】B2-【详解】A.在无氧层 SO4 转化为 S 单质,进而转化为 HS-/S2-,该过程中硫元素化合价降低,为主要氧化剂,故 A 正确;B.反应①中 S 单质转化为 SO2- ,失去 6 个电子,S 单质转化为 HS-或 S2-4 ,得到 2 个电子,由电子得失守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 3:1,故 B 错误;C.反应②中 Fe3+与 HS 反应,生成 FeS2,铁元素得电子化合价降低,硫元素失电子化合价升高,离子方程式为 2Fe3++2HS =FeS2+Fe2++2H+,C 正确;D.红树林沉积物中 Fe 元素转化为 FeS2,主要以 FeS2形式存在,D 正确;错误的选 B。9.(2024·贵州·三模)SO2 与我们的生活息息相关,低浓度SO2 废气的处理是工业难题,目前常用的一种处理方法如图:已知:反应器中发生反应:3H2 + SO2 = H2S + 2H2O。下列有关说法不正确的是A.SO2 是有毒气体,但能用作食品的防腐剂B.二乙醇胺的循环使用主要目的是富集H2SC.理论上燃烧室中的O2不可以用SO2 代替D.二乙醇胺又名 2,2-二羟基二乙胺,化学式为C4H11NO2【答案】C【分析】反应器中发生反应:3H2 + SO2 = H2S + 2H2O,产物用二乙醇胺吸收,再生塔中又生成 H2S,在燃烧室中与氧气反应后得到 S。【详解】A.SO2 是一种有毒气体,但可作为食品的防腐剂,如SO2 是红酒的添加剂,A 正确;B.二乙醇胺可吸收反应生成的H2S,二乙醇胺可循环使用,再次得到的H2S纯度较高,因此再生塔主要的目的是富集H2S,B 正确;C.SO2 也能与 H2S 反应得到 S,故燃烧室中的O2可以用SO2 代替,C 错误;D.二乙醇胺按系统命名法命名为:2,2-二羟基二乙胺,化学式为C4H11NO2,D 正确;故选 C。10.(2024·安徽芜湖·模拟预测)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2 可以按如下流程重新利用。已知:下列说法错误的是A.富氧煅烧时产生的少量SO2 可以在炉内添加CaCO3将其转化成CaSO3B.工业上将SO2 与O2混合气体通入接触室催化氧化得到SO3C.生成的酯 A 具有酸性D.SO2 添加到葡萄酒中可以防腐抗氧化,还能调节酸度【答案】A【分析】含硫矿物煅烧转化为 SO2,SO2 转化为 SO3,SO3 与等物质的量的 CH3OH 反应转化为 ,据此回答。【详解】A.富氧煅烧时,碳酸钙和 O2、SO2反应转化为 CaSO4和 CO2,A 错误;B.工业上将 SO2与 O2混合气体通入接触室催化氧化得到 SO3,B 正确;C.根据分析可知,化合物 A 分子中与硫直接相连的基团中有 OH,故能电离出氢离子,具有酸性,C 正确;D.SO2具有还原性,添加到葡萄酒中可以防腐抗氧化,还能调节酸度,D 正确;故选 A。11.天然气是一种重要的化工原料和燃料。常含有少量 H2S。一种在酸性介质中进行天然气脱硫的原理示意图如图所示。下列说法正确的是( )A.整个脱硫过程中 Fe2(SO4)3溶液并未参与反应B.整个脱硫过程中参加反应的 n(H2S)∶n(O2)=2∶1C.脱硫过程需不断补充 FeSO4D.CH4是天然气脱硫过程的催化剂【答案】 B【解析】 在脱硫过程中 Fe2(SO4)3与 H2S 发生反应:Fe2(SO4)3+H2S===2FeSO4+H2SO4+S↓,A 错误;脱硫过程中 Fe2(SO4)3 与 H2S 发生反应:Fe2(SO4)3+H2S===2FeSO4+H2SO4+S↓,然后发生反应:4FeSO4+O2+2H2SO4===2Fe2(SO4)3+2H2O,总反应方程式为 2H2S+O2===2S↓+2H2O,故参加反应的 n(H2S)∶n(O2)=2∶1,B 正确;脱硫过程反应产生中间产物 FeSO4,后该物质又反应被消耗,FeSO4的物质的量不变,其在流程中循环利用,因此不需补充 FeSO4,C 错误;CH4在反应过程中没有参加反应,因此不是天然气脱硫过程的催化剂,D 错误。12.实验室通过如图所示装置制备 Na2S2O3,反应原理:2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2。下列有关说法错误的是( )A.导管 a 的作用是有利于硫酸滴入B.装置 A 中的反应体现硫酸的酸性C.装置 B、D 作用完全相同D.装置 C 中先有淡黄色浑浊产生,后又变澄清,说明过程中有硫单质生成【答案】 C【解析】 导管 a 可以平衡分液漏斗和烧瓶内的气压,有利于硫酸顺利滴入,A 正确;装置 A 中发生反应的化学方程式为 H2SO4+Na2SO3===Na2SO4+H2O+SO2↑,利用复分解反应强制弱原理制备 SO2,该反应体现了硫酸的酸性,B 正确;实验过程中可以通过 B 中产生气泡的速率调节滴加硫酸的速率,同时二氧化硫与 C 中物质反应易引起倒吸,B 还可以起到平衡气压、防倒吸的作用,D 的作用仅仅是作安全瓶,起防倒吸的作用,C 错误;C 中出现黄色浑浊,说明 C 中产生了硫单质,最终又变澄清,说明硫单质又反应了,D正确。13.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【答案】 C【解析】 由题干信息可知,盐 a 与足量的稀盐酸反应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 Cl 反应后生成 SO2-2 4 ,与 BaCl2溶液反应得到沉淀 c,故 c 为 BaSO4,据此分析解题。由分析可知,a 可能为正盐,也可能为酸式盐,A 正确;c 为 BaSO4,故 c 为不溶于盐酸的白色沉淀,B 正确;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;盐 a 为 Na2SO3或者 NaHSO3,也可能是 Na2S2O3,Na2S2O3与稀盐酸可发生反应:Na2S2O3+2HCl===2NaCl+S↓+SO2↑+H2O,故反应②中还可能生成淡黄色沉淀,D 正确。14.如图所示某固态单质 A 及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物 B 在常温常压下为气体,B 和 C 的相对分子质量之比为 4∶5,化合物 D 是重要的工业原料。(1)写出 A 在加热条件下与 H2反应的化学方程式:__________________________________。(2)写出 E 与 A 的氢化物反应生成 A 的化学方程式:_________________________________。(3)写出一个由 D 生成 B 的化学方程式:__________________________________________________。(4)将 5 mL 0.10 mol·L-1 E 溶液与 10 mL 0.10 mol·L-1 NaOH 溶液混合。①写出反应的离子方程式:______________________________________________________;②反应后溶液的 pH____________7(填“大于”“小于”或“等于”),理由是___________________;③加热反应后的溶液,其 pH____________(填“增大”“不变”或“减小”),理由是_______________。△【答案】 (1)H2+S == === H2S(2)H2SO3+2H2S===3S↓+3H2O△ △(3)C+2H2SO4(浓) == === CO2↑+2SO2↑+2H2O[或 Cu+2H2SO4(浓) == === CuSO4+SO2↑+2H2O](4)①H2SO3+2OH-===SO2-3 + 2H2O ②大于 Na2SO3溶液中SO 2-3 发生水解使溶液显碱性 ③增大 升高温度促进 Na2SO3溶液的水解【解析】 常见的固态单质除了金属之外还有 B、C、Si、P、S、I2,而能在空气中反应生成气体化合物的只有 C、S,由 A 在加热条件下可与氢气反应推测 A 是单质硫,从 B、C 的相对分子质量之比为 4∶5,确定 A 是单质硫;硫酸是重要的工业原料,化合物 E 应为 H2SO3。(4)①将 5 mL 0.10 mol·L-1 E(H2SO3)溶液与10 mL 0.10 mol·L-1 NaOH 溶液混合,二者恰好完全反应,所得溶液为 Na2SO 溶液。②由于 SO2-3 3 +H2O HSO-3 +OH-,所以反应后溶液显碱性。③根据水解的热效应可知加热溶液可以促进水解。15.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题:(1)生产 Na2S2O5,通常是由 NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式:________________________________。(2)利用烟道气中的 SO2生产 Na2S2O5的工艺为:①pH=4.1 时,Ⅰ中为____________(写化学式)溶液。②工艺中加入 Na2CO3固体,并再次充入 SO2的目的是________________________________。【答案】 (1)2NaHSO3===Na2S2O5+H2O(2)①NaHSO3 ②得到 NaHSO3过饱和溶液【解析】 (1)根据题给信息,将 NaHSO3 过饱和溶液结晶脱水可得到 Na2S2O5,则化学方程式为2NaHSO3===Na2S2O5+H2O。(2)①酸性条件下,SO2与 Na2CO3溶液反应生成 NaHSO3。16.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,可以用作染色工艺的还原剂,纸浆、肥皂等的漂白剂。Na2S2O4易溶于水,难溶于乙醇,在碱性介质中较稳定,在空气中易被氧化。回答下列问题:(1)Na2S2O4在潮湿空气中被氧化,生成的两种常见酸式盐是________(填化学式)。(2)锌粉法制备 Na2S2O4的工艺流程如图所示:①工业上常将锌块进行预处理得到锌粉—水悬浊液,其目的是____________。②步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为_______________________________________________。③在步骤Ⅲ中得到的 Na2S2O4固体要用乙醇洗涤,其优点是___________________________,“后续处理”最终要加入少量的 Na2CO3固体,其原因是______________________________。(3)目前,我国普遍采用甲酸钠法生产连二亚硫酸钠,其原理是先将 HCOONa 和烧碱加入乙醇水溶液中,然后通入 SO2发生反应,有 CO2气体放出,总反应的离子方程式是_________________。【答案】 (1)NaHSO3、NaHSO4 (2)①增大锌的表面积,加快化学反应速率 ②Zn+2SO2===ZnS2O4 ③减少 Na2S2O4的溶解损失,易于干燥 Na2CO3为碱性物质,保险粉在碱性介质中较稳定(3)HCOO-+OH-+2SO2===S O2-2 4 +CO2+H2O【解析】 (1)Na2S2O4中 S 显+3 价,在潮湿空气中被氧化,S 部分转化为+4 价,部分转化为+6 价,则生成的两种常见酸式盐为 NaHSO3和 NaHSO4。(2)①锌粉—水悬浊液与 SO2的接触面积比锌块与 SO2的接触面积大,反应速率快。③Na2S2O4固体易溶于水,难溶于乙醇,用乙醇洗涤,既可减少溶解损失,又易于干燥;Na2S2O4 在碱性介质中较稳定,Na2CO3 固体可提供碱性环境,增强保险粉的稳定性。(3)HCOONa、烧碱、SO2发生反应生成 Na2S2O4、CO2等,反应的离子方程式为 HCOO-+OH-+2SO2===S2O2-4 +CO2+H2O。第 21 讲 硫及其化合物的相互转化01 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。02 掌握硫及其重要化合物的性质及制备方案。重点·夯基易错1.硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系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:写出②③④反应的化学方程式:②H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O;③Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑;④SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3。(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的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,可用下图表示:①O2 不足 ② OH S S 2③O2如: 2 ④ H △ ― ― →2、 ⑤ H S SO2 SO32写出③④⑤反应的化学方程式:催 化剂③2SO2+O2 △ 2SO3;△④S+H2 == === H2S;⑤SO2+2H2S===3S↓+2H2O。【点拨】 (1)同种元素相邻价态的粒子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。(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如 2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。方法·规律总结1.价态硫元素之间的转化也是物质推断的重要突破点,可以从物质类别的角度进行分析与迁移。如 SO2、Na2SO3、NaHSO3 之间的转化代表着酸性氧化物、正盐、酸式盐之间的转化;H2S、Na2S、NaHS之间的转化代表着二元弱酸、正盐、酸式盐之间的转化,可类比 CO2、Na2CO3、NaHCO3之间的转化。2.掌握两个转化关系足量 O(1)H2S ― ― →2 O H OSO2 ― ―2 →SO3 ― ―2 →H2SO4;(2)S ―O―2 → O2 H2OSO2― ― → ― ― →SO3 H2SO43.熟记以下重点化学方程式(1)SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O(2)SO2+2H2S===3S↓+2H2O(3)SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4(4)2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4(5)2FeCl3+SO2+2H2O===FeCl2+FeSO4+4HCl(6)Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑△(7)2Cu+2H2SO4(稀)+O2 == === 2CuSO4+2H2O△(8)Cu+2H2SO4(浓) == === CuSO4+SO2↑+2H2O。△(9)C+2H2SO4(浓) == === CO2↑+2SO2↑+2H2O。点拨·能力培养1.硫是生物必需的营养元素之一,下列关于自然界中硫循环(如图所示)的说法正确的是( )A.含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环B.硫循环中含硫化合物均为无机物C.上述硫循环中硫元素均被氧化D.烧煤时加石灰石,可减少酸雨及温室气体的排放2.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。可选用的实验药品如下:①Na2SO3 溶液 ②浓硫酸 ③Na2S 溶液 ④稀硫酸 ⑤酸性 KMnO4 溶液 ⑥品红溶液 ⑦铜片证明实现转实验序号 预期转化 选择试剂(填序号)化的现象+4 +6ⅰ S ―→Sⅱ ①③④ 淡黄色沉淀+6 +4ⅲ S ―→S ②⑥⑦(1)实验ⅰ选择的试剂是①和________(填序号),证明实现转化的现象是_________________________,该转化利用了 Na2SO3的________性。(2)实验ⅱ实现了________价 S 向________价 S 的转化。(3)实验ⅲ中发生反应的化学方程式是____________________________________________,证明实现转化的现象是____________________________________________________________。真题·明考向1.(2024·江苏·高考真题)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是A.HCl 制备:NaCl溶液 电 解 H 点燃2和Cl2 HCl电解B Mg 盐酸.金属 制备:Mg OH MgCl2 2 溶液 MgC CO.纯碱工业:NaCl溶液 2 NaHCO △3 Na2CO3D O.硫酸工业: FeS 22 SO H 2O高温 2 H2SO42.(2023·广东·高考真题)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3.(2021·辽宁·高考真题)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4.(2023·浙江·高考真题)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2 可以按如下流程脱除或利用。已知:请回答:(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的SO2 可以在炉内添加CaCO3通过途径Ⅰ脱除,写出反应方程式 。(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的SO2 ,通过途径Ⅱ最终转化为化合物 A。①下列说法正确的是 。A.燃煤中的有机硫主要呈正价 B.化合物 A 具有酸性C.化合物 A 是一种无机酸酯 D.工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓H2SO4 吸收②一定压强下,化合物 A 的沸点低于硫酸的原因是 。(3)设计实验验证化合物 A 中含有 S 元素 ;写出实验过程中涉及的反应方程式 。演练·提能力1.(2024·湖南长沙·三模)部分含碳或含硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是A.一定条件下,a→b→e→g 均可实现一步转化B.向 h 中加入稀盐酸产生的气体使澄清石灰水变浑浊,则 h 为碳酸盐C.用氯化钡溶液可验证 f 中是否含有 gD.c、d 均有毒,易造成大气污染2.(2024·广东茂名·三模)部分含硫物质的类别与相应化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是A.气体 a 可用CuSO4溶液吸收 B.b 难溶于水,微溶于CS2 ,易溶于酒精C.c 可由 d 与较浓的 f 溶液反应制备 D.标准状况下,1mol a、1mol c 的体积均约为 22.4L3.(2024·湖南·模拟预测)利用空气催化氧化法除掉电石浆(含 CaO)上层清液中的 S2-,制取石膏(CaSO4·2H2O)的过程如图。下列说法错误的是A.CaSO4·2H2O 属于俗称生石膏,属于纯净物B.过程 I 中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1:2C.将 10L 上清液中的 S2-(S2-浓度为 480 mg·L-1 ) 2-转化为SO4 ,理论上共需要 0.15 molO2D 2-.过程Ⅱ中,反应的离子方程式为: 2S +4MnO2-3 +9H2O = 4Mn OH + S2O2-3 + 10OH-24.(2024·山东烟台·三模)工业上以辉钼矿(主要含 MoS2及少量 FeS、SiO2)为原料制备 MoO3,再与 S 经气相反应后冷凝沉积获得纳米 MoS2,工艺流程如下。下列说法错误的是A.“焙烧”时氧化剂和还原剂的物质的量之比小于7 : 2B.“浸取”时不可用 NaOH 溶液代替氨水C.“气相沉积”时,每有 1molS 参加反应需转移 2mol 电子D.整个流程中可循环利用的物质有 2 种5.(2024·江苏南京·模拟预测)硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是A O.工业制硫酸过程中的物质转化:FeS2 2 高温 SO2 H 2O H O2SO3 2 H2SO4B.工业尾气中的 SO2处理:SO2 C aCl 2 (aq ) CaSO O 2 (g3 ) CaSO4C.硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸:Na2S2O3+2H2SO4=Na2SO4+4SO2↑+3H2O高温D.钙基固硫主要反应:2CaO+O2+2SO2 2CaSO46.(2024·江苏南京·模拟预测)硫及其化合物转化具有重要应用。下列说法不正确的是A.工业上以硫黄为原料制硫酸转化关系:SO2 O2 SO3 H2O H2SO4B.实验室制备二氧化硫反应:Na2SO3+H2SO4(较浓)=Na2SO4+SO2↑+H2OC Ca(OH) O.工业上用石灰乳吸收 SO2转化关系:SO2 2 CaSO 23 CaSO4D.H2S 尾气吸收反应:H2S+CuSO4=CuS↓+H2SO47.(2024·江西·模拟预测)工业上由黄铁矿(主要成分为FeS2 ,含 As、Se 等杂质)生产发烟硫酸的主要工艺流程如图所示:下列说法错误的是A.“煅烧”时可将黄铁矿粉从炉顶加入、富氧空气从炉底通入B.“干燥”可防止部分金属设备被水蒸气腐蚀C.“吸收”中所得尾气的主要成分是未被吸收的SO3D.若 n=1,则H2SO4 × nSO3的结构式可能为8.(2024·湖南衡阳·模拟预测)红树林沉积物中微生物驱动的硫循环过程原理如图所示,在有氧层中有机物通过微生物有氧呼吸来分解,在无氧层中有机物通过微生物驱动硫酸盐还原来分解,下列说法错误的是A 2-.随着沉积物深度的增加,SO4 主要做氧化剂将有机物氧化分解B.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1C.反应②中Fe3+ 与HS- 3+的反应为 2Fe + 2HS- = FeS + Fe2+2 + 2H+D.红树林沉积物中 Fe 元素主要以FeS2 形式存在9.(2024·贵州·三模)SO2 与我们的生活息息相关,低浓度SO2 废气的处理是工业难题,目前常用的一种处理方法如图:已知:反应器中发生反应:3H2 + SO2 = H2S + 2H2O。下列有关说法不正确的是A.SO2 是有毒气体,但能用作食品的防腐剂B.二乙醇胺的循环使用主要目的是富集H2SC.理论上燃烧室中的O2不可以用SO2 代替D.二乙醇胺又名 2,2-二羟基二乙胺,化学式为C4H11NO210.(2024·安徽芜湖·模拟预测)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2 可以按如下流程重新利用。已知:下列说法错误的是A.富氧煅烧时产生的少量SO2 可以在炉内添加CaCO3将其转化成CaSO3B.工业上将SO2 与O2混合气体通入接触室催化氧化得到SO3C.生成的酯 A 具有酸性D.SO2 添加到葡萄酒中可以防腐抗氧化,还能调节酸度11.天然气是一种重要的化工原料和燃料。常含有少量 H2S。一种在酸性介质中进行天然气脱硫的原理示意图如图所示。下列说法正确的是( )A.整个脱硫过程中 Fe2(SO4)3溶液并未参与反应B.整个脱硫过程中参加反应的 n(H2S)∶n(O2)=2∶1C.脱硫过程需不断补充 FeSO4D.CH4是天然气脱硫过程的催化剂12.实验室通过如图所示装置制备 Na2S2O3,反应原理:2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2。下列有关说法错误的是( )A.导管 a 的作用是有利于硫酸滴入B.装置 A 中的反应体现硫酸的酸性C.装置 B、D 作用完全相同D.装置 C 中先有淡黄色浑浊产生,后又变澄清,说明过程中有硫单质生成13.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14.如图所示某固态单质 A 及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物 B 在常温常压下为气体,B 和 C 的相对分子质量之比为 4∶5,化合物 D 是重要的工业原料。(1)写出 A 在加热条件下与 H2反应的化学方程式:__________________________________。(2)写出 E 与 A 的氢化物反应生成 A 的化学方程式:_________________________________。(3)写出一个由 D 生成 B 的化学方程式:__________________________________________________。(4)将 5 mL 0.10 mol·L-1 E 溶液与 10 mL 0.10 mol·L-1 NaOH 溶液混合。①写出反应的离子方程式:______________________________________________________;②反应后溶液的 pH____________7(填“大于”“小于”或“等于”),理由是___________________;③加热反应后的溶液,其 pH____________(填“增大”“不变”或“减小”),理由是_______________。15.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题:(1)生产 Na2S2O5,通常是由 NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式:________________________________。(2)利用烟道气中的 SO2生产 Na2S2O5的工艺为:①pH=4.1 时,Ⅰ中为____________(写化学式)溶液。②工艺中加入 Na2CO3固体,并再次充入 SO2的目的是________________________________。16.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,可以用作染色工艺的还原剂,纸浆、肥皂等的漂白剂。Na2S2O4易溶于水,难溶于乙醇,在碱性介质中较稳定,在空气中易被氧化。回答下列问题:(1)Na2S2O4在潮湿空气中被氧化,生成的两种常见酸式盐是________(填化学式)。(2)锌粉法制备 Na2S2O4的工艺流程如图所示:①工业上常将锌块进行预处理得到锌粉—水悬浊液,其目的是____________。②步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为_______________________________________________。③在步骤Ⅲ中得到的 Na2S2O4固体要用乙醇洗涤,其优点是___________________________,“后续处理”最终要加入少量的 Na2CO3固体,其原因是______________________________。(3)目前,我国普遍采用甲酸钠法生产连二亚硫酸钠,其原理是先将 HCOONa 和烧碱加入乙醇水溶液中,然后通入 SO2发生反应,有 CO2气体放出,总反应的离子方程式是_________________。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第21讲 硫及其化合物的相互转化-2025年高考化学大一轮复习卓越讲义(学生版).pdf 第21讲 硫及其化合物的相互转化-2025年高考化学大一轮复习卓越讲义(教师版).pdf