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第2讲　硫及其化合物
【复习目标】
1.了解硫的存在,掌握硫单质及其氧化物的主要性质及应用。
2.掌握硫酸的性质和S的检验,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,掌握硫及其重要化合物的性质及制备方案。
考点一　硫及其氧化物
一、硫
1.硫元素的存在形态
(1)游离态:主要存在于火山口附近或地壳的岩层中。
(2)化合态:主要以　　　　和　　　　的形式存在。
(3)自然界的常见含硫化合物。
黄铁矿 黄铜矿 石膏 芒硝
FeS2 CuFeS2 　　　 　　　 　　　 　　　
续　表
雄黄 雌黄 辰砂
As4S4 As2S3 HgS
2.硫单质的物理性质
俗称 颜色状态 溶解性
水 酒精 CS2
硫黄 　　晶体 　 微溶 　
3.从原子结构的角度认识硫单质的化学性质
硫原子价层电子排布式为　　　　,需要获得 　　　　个电子达到稳定结构,原子半径较大,表现为　　　　氧化性。
4.从化合价角度认识硫单质的氧化性和还原性
硫的性质 反应物 化学方程式
弱氧化性 Fe 　　　　　　　　　
Cu 　　　　　　　　　
H2 S+H2H2S
Hg S+HgHgS
还原性 O2 　　　　　　 　　(空气中产生淡蓝色火焰,氧气中产生蓝紫色火焰)
浓硫酸
歧化反应 NaOH 溶液
二、硫的氧化物
1.二氧化硫
(1)分子结构。
分 子 式 空间结构 成键 硫原子 杂化 方式 分子 极性
SO2 2个σ键 大π键: 　　 　 分子
(2)物理性质。
二氧化硫是　　　　、　　　　气味的有毒气体;密度比空气的　　　　,　　　　溶于水,在通常情况下,1体积水溶解约 　　　　体积的SO2。
(3)从物质类别和化合价角度认识SO2的化学性质。
①酸性氧化物的通性。
与H2O反应: 　(填化学方程式,下同)。
与NaOH(足量)反应: 　。
与碱性氧化物(CaO)反应: 　。
②弱氧化性(与H2S溶液反应): 　。
③较强的还原性。
a.与O2反应: 　。
b.与X2(X=Cl、Br、I)和水反应: 　。
c.使酸性高锰酸钾溶液褪色: 　。
d.与Fe3+反应:SO2+2Fe3++2H2OS+4H++2Fe2+。
④漂白性(检验SO2的最佳方法)。
现象 特点 应用
品红 溶液 　 选择性:只能漂白品红等有机色质; 可逆性:生成物不稳定,加热会恢复原色 检验SO2气体
(4)SO2的实验室制法。
①固体Na2SO3与较浓硫酸(质量分数为70%左右)反应: 　。
②铜与浓硫酸混合加热: 　。
2.三氧化硫
(1)物理性质。
熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃,常温下为　　　　态,标准状况下为　　　　态。
(2)化学性质(酸性氧化物通性)。
[理解·辨析] 判断正误
(1)硫在空气中燃烧的产物是SO2,在纯氧中燃烧的产物是SO3。(　　)
(2)残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去,也可用热的NaOH溶液除去。(　　)
(3)硫有S2、S4、S6等多种分子,S6转化为S4、S2属于物理变化。(　　)
(4)SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,体现了SO2的漂白性。(　　)
(5)SO2和Cl2等物质的量混合后,通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好。(　　)
(6)工业上用SO2漂白纸浆,是利用了SO2的氧化性。(　　)
(7)标准状况下,2.24 L SO3中含有硫原子数为NA。(　　)
一、硫单质的性质
1.下列有关硫单质化学性质及应用的叙述正确的是(　　)
[A] 点燃爆竹后,黑火药中的硫燃烧生成SO3
[B] 硫与金属或非金属化合时都作氧化剂
[C] 用热的NaOH溶液除去残留在试管内壁上的硫,是因为硫具有氧化性,只作氧化剂
[D] 汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理
2.在下列反应中硫元素只表现氧化性的是(　　)
[A] 2Al+3SAl2S3
[B] S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑
[C] H2SH2+S
[D] 3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
3.硫元素最常见和最稳定的一种同素异形体是黄色的正交α 硫。1912年,有科学家由硫在碘中的冰点降低法测得它含有S8分子。1891年,其他科学家用浓盐酸和硫代硫酸盐的饱和溶液在0 ℃下作用,首次制得了一种菱形的ε 硫,后来证明含有S6分子。下列说法正确的是(　　)
[A] S6和S8分子都是由硫原子构成的,所以它们是一种物质
[B] S6和S8分子分别与铁粉反应,所得产物不同
[C] S6和S8分子分别与过量的氧气反应可以得到SO3
[D] 等质量的S6和S8分子分别与足量的KOH反应,消耗KOH的物质的量相同
二、SO2化学性质的多重性辨析
4.将SO2气体分别通入下列五种溶液中:
回答下列问题。
(1)试管①中的实验现象:酸性KMnO4溶液　　　　,证明SO2具有　　　　性。
(2)试管②中的实验现象:品红溶液　　　　,证明SO2具有　　　　性。
(3)试管③中　　　　(填“能”或“不能”)观察到白色沉淀。
(4)试管④中能产生白色沉淀,该沉淀是　　　　(填化学式)。
(5)试管⑤中能产生白色沉淀,该沉淀是　　　　(填化学式),用离子方程式表示产生沉淀的过程: 　。
5.为了探究SO2和Cl2的漂白原理,某同学做了如下4组实验:
①将干燥的SO2和干燥的Cl2分别通到干燥的品红试纸上,发现品红试纸均不褪色。
②将SO2和Cl2分别通入品红溶液中,发现品红溶液均褪色。
③加热②中漂白后的溶液,发现前者恢复红色,并产生刺激性气味的气体,后者无明显现象。
④将SO2和Cl2分别持续通入紫色石蕊溶液中,发现前者只变红不褪色,后者先变红后褪色。
请根据上述实验事实,简要说明SO2与Cl2漂白原理的相同之处与不同之处。
(1)相同之处: 　。
(2)不同之处: 　。
三类漂白剂的区别
原理 举例 特点 备注
氧 化 型 将有机色质内部“生色团”破坏掉 HClO、NaClO、 Ca(ClO)2、 Na2O2、H2O2、 O3等 不可逆、 持久 无选择性
加 合 型 与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质 SO2 可逆、 不持久 有选择性
将有色物质吸附而褪色 活性炭 物理 变化 吸附 色素
三、CO2、SO2混合气体中各成分的检验
6.如图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图,按要求回答下列问题。
(1)B中加入的试剂是　　　　　　,作用是　　　　　　　　。
(2)C中加入的试剂是　　　　　　　　　　,作用是　 。
(3)D中加入的试剂是　 , 作用是　　　　　　　　。
(4)实验时,C中应观察到的现象是 　。
SO2和CO2同时存在时检验的实验设计
(1)实验原理:检验SO2→除去SO2→检验SO2是否除尽→检验CO2。
(2)实验流程。
步骤 检验SO2 除去SO2 检验SO2 是否除尽 检验 CO2
试剂 品红溶液 酸性 KMnO4 溶液 品红溶液 澄清 石灰水
预期现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊
结论 存在SO2 存在SO2 SO2 已除尽 存在 CO2
考点二　硫酸　硫酸盐
一、硫酸
1.硫酸
(1)物理性质:硫酸是一种　　　　色、黏稠的油状液体,密度比水的　　　　,与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热。
(2)浓硫酸的稀释:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
2.稀硫酸的性质
硫酸是二元强酸,稀硫酸具有酸的通性。
3.浓硫酸的特性
浓硫酸具有　　　　、　　　　、　　　　三大特性。
[示例] (1)填写下表。
实验 实验现象 浓硫酸的性质
少量胆矾加入浓硫酸中 　　　　　 　　　
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上 　　　　　 　　　　　 　　　
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中,加热 　　　　　 　　　　　 　　　　　 　　　　　 　　　　　
(2)写出浓硫酸分别与Cu、C反应的化学方程式: 　。
(3)常温下,Fe、Al遇浓硫酸　　　　,可用铁槽车或铝槽车装运浓硫酸。
二、常见的硫酸盐
名称 化学式 用途
钡餐 (重晶石) 　　　 白色颜料、胃肠镜的内服药剂等
生石膏 　　　 医学、工业、建筑等使用的材料
胆矾 (蓝矾) 　　　 媒染剂、杀虫剂、消毒剂、饲料添加剂、镀铜电解液等
明矾 　　　 　　　 净水剂、灭火剂、膨化剂、药物等
绿矾 　　　 水处理、复原剂、补铁剂、收敛剂、着色剂等
芒硝 　　　 　　　 制无水硫酸钠、洗涤剂、造纸、纺织、印染、印刷油墨、医药、选矿等领域
三、S的检验
1.操作方法:被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无S)。
2.原理:先加稀盐酸的目的是 　。
3.可能发生反应的离子方程式为C+2H+CO2↑+H2O、S+2H+SO2↑+H2O、Ag++Cl-AgCl↓、Ba2++SBaSO4↓。
[理解·辨析] 判断正误
(1)将铜片放入浓硫酸中无明显现象,是因为铜片发生了钝化。(　　)
(2)浓硫酸具有强氧化性,所以浓硫酸不可用于干燥H2和CO。(　　)
(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S。(　　)
(4)50 mL 18.4 mol/L浓硫酸与足量的铜反应,可产生SO2的物质的量为0.46 mol。(　　)
(5)H2SO4是难挥发性强酸,H2S是挥发性弱酸,所以可用浓硫酸与FeS反应制取H2S气体。(　　)
(6)一定量浓硫酸中加入足量锌粒加热,得到的气体是混合气体。(　　)
(7)浓硫酸具有强氧化性,而稀硫酸没有氧化性,不能与铜反应。(　　)
一、浓硫酸的特性及应用
1.浓硫酸分别与三种钠盐反应,现象如下。下列分析正确的是(　　)
[A] 对比①和②可以说明还原性:Br->Cl-
[B] 对比①和③可以说明氧化性:Br2>SO2
[C] ②中试管口的白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性:H2SO4>HCl
[D] ③中浓硫酸被还原成SO2
2.下列有关硫酸的实验或用途中用了硫酸的哪些性质
(1)用浓硫酸作干燥剂干燥CO、SO2、Cl2等气体:　 。
(2)分别用浓硫酸与NaCl(s)、NaNO3(s)反应制取HCl、HNO3:　 。
(3)用铝或铁制容器贮存或运输浓硫酸:　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)工业上用硫酸与磷酸钙反应制取磷酸:　　　　　　　　　　　　。
(5)实验室用铜与浓硫酸反应制取SO2: 　。
(6)实验室用甲酸与浓硫酸作用制取CO,HCOOHCO+H2O:　 。
(7)浓硫酸与蔗糖制取“黑面包”的实验: 　。
3.对于浓硫酸与活泼性不同的金属反应,设计如下实验进行探究:
① ②
铜丝表面无明显现象; 铁丝表面迅速变黑,之后无明显现象 铜丝或铁丝逐渐溶解,产生大量气体,品红溶液褪色
(1)下列说法正确的是　　　　(填字母)。
A.常温下不能用铁制容器盛放浓硫酸,可用铜制容器盛放浓硫酸
B.②中铜丝或铁丝均有剩余时,产生气体的物质的量相等
C.依据②,可推断出铜和铁与浓硫酸反应可生成SO2
D.①②中现象的差异仅是由于温度改变了化学反应速率
(2)若实验②选用铁丝,发现铁丝完全溶解,并产生大量的气体X。该兴趣小组的同学猜测气体X的成分如下:
①甲同学认为气体X为SO2。
②乙同学认为气体X为H2。
③丙同学认为气体X为　 。
猜测含有H2的理由是 　。
二、S的检验
4.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
5.有一瓶Na2SO3溶液,试设计实验探究Na2SO3的氧化程度: 　。
三、硫的复杂含氧酸盐结构、性质探究
6.(2024·重庆一模)S和O可组成一系列-2价阴离子,结构如图。下列说法正确的是(　　)
硫酸根离子 焦硫酸根离子
过二硫酸根离子 硫代硫酸根离子
[A] 该系列离子中不存在非极性共价键
[B] 焦硫酸钠溶于水所得溶液呈酸性
[C] 硫酸根离子和硫代硫酸根离子空间结构均为正四面体形
[D] 过二硫酸根离子具有极强氧化性,原因是其中硫元素处于+7价
7.(2018·全国Ⅰ卷,27节选)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　 。
8.(2024·浙江杭州期中)硫酸是一种重要的大宗工业化学品,应用广泛,可实现如图转化:
(1)过程Ⅰ的化学方程式为 　。
(2)已知硫酸分子结构为,过程Ⅱ生成了焦硫酸钠(Na2S2O7),画出其阴离子的结构式:　　　　　　　　　　　　;推测焦硫酸钠水溶液呈　　　　(填“酸性”“碱性”或“中性”),用离子方程式表明原因:　 　。
(3)Na2S2O7在高温下具有强氧化性,受热分解产生SO3气体。过程Ⅲ是将过量Na2S2O7固体与磁铁矿熔融反应,产生了混合气体。
①写出检验混合气体成分的方案: 　。
②写出Na2S2O7只与磁铁矿发生反应的总化学方程式:　 。
几种硫的复杂含氧酸盐
化学式 名称 主要性质
Na2S2O3 硫代硫酸钠(大苏打) 易溶于水,溶于水后溶液呈碱性,受热、遇酸易分解,具有较强的还原性
Na2S2O4 连二亚硫酸钠 溶于冷水,热水中分解,不溶于乙醇,其水溶液有很强的还原性,在空气中易被氧化
Na2S2O5 焦亚硫酸钠 具有还原性,温度高于150 ℃易分解
Na2S2O8 过二硫酸钠 含有1个过氧键 (—O—O—),具有强氧化性,是一种强氧化剂
考点三　硫及其化合物的转化
1.硫及其化合物的转化
[示例] 按要求写出化学方程式或离子方程式。
(1)同价态硫的化合物之间的转化。
①+4价硫的化合物之间的转化。
Ⅰ的离子方程式: 　 ;
Ⅱ的离子方程式: 　 ;
Ⅲ的化学方程式: 　;
Ⅳ的化学方程式: 　 。
②-2价硫的化合物之间的转化。
a.硫氢化钠(NaHS)与NaOH反应的离子方程式:　 ;
b.NaHS与HCl反应的离子方程式: 　 。
(2)不同价态的硫之间的转化——氧化还原反应。
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,如图
所示。
如H2SSSO2SO3
③的化学方程式:2SO2+O22SO3。
④的化学方程式:S+H2H2S。
⑤的化学方程式:　 。
2.硫及其化合物转化的应用
(1)硫酸的工业制备。
完成相关反应的化学方程式:
①[以黄铁矿(FeS2)为例] 　 ;
②　 ;
③　 。
(2)硫酸型酸雨的形成与防治。
①硫酸型酸雨的形成。
②硫酸型酸雨的防治——减少SO2的排放。
a.硫的氧化物的来源、危害及治理。
b.脱硫方法。
脱硫方法 方案
钙基固硫法 用生石灰和含硫的煤混合,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙
氨水脱硫法 雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2
钠碱脱硫法 用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3
双碱脱硫法 烧碱吸收SO2,再利用熟石灰浆液进行再生
[理解·辨析] 判断正误
(1)温室气体是形成酸雨的主要物质。(　　)
(2)燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放。(　　)
(3)只要呈酸性的降雨,就属于酸雨。(　　)
(4)工业水制备硫酸是把生成的SO3通入水中吸收得到硫酸。(　　)
(5)浓硫酸具有强氧化性,不能干燥有还原性的SO2、H2S气体。(　　)
一、酸雨的形成及防治
1.酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光学化学过程,在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如图所示,下列有关说法错误的是(　　)
[A] 光照能引发酸雨的形成
[B] 所涉及的变化均为氧化还原反应
[C] 污染空气能加快酸雨的形成
[D] 优化能源结构能有效遏制酸雨污染
2.石灰石—石膏烟气脱硫是除去工厂废气中SO2的一种常用方法。其过程如图1。研究发现:pH和温度会对石灰石浆液的脱硫效率产生一定影响;当烟气通入速度一定时,石灰石浆液的脱硫效率与浆液pH的关系如图2。下列有关说法正确的是(　　)
[A] 烟气通入石灰石浆液时的温度越高,吸收越快,吸收率越高
[B] 石灰石浆液的pH>5.7时,烟气脱硫效率降低的原因是石灰石的溶解度增大
[C] 将脱硫后的气体通入酸性KMnO4溶液,可粗略判断烟气脱硫效率的高低
[D] 上述方法中用石灰石浆液吸收64 g SO2理论上生成22 g CO2
二、硫的循环转化
3.(2024·湖南衡阳模拟)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] 随着沉积物深度的增加,S主要作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∶1
[C] 反应②中Fe3+与HS-的反应为2Fe3++2HS-FeS2+Fe2++2H+
[D] 红树林沉积物中铁元素主要以FeS2形式存在
4.双碱法脱硫过程如图所示,下列说法不正确的是(　　)
[A] 双碱法脱硫过程中,NaOH可以循环利用
[B] 过程Ⅰ中,SO2表现出酸性氧化物的性质
[C] 总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O22CaSO4+2H2O
[D] 过程Ⅱ中,1 mol O2参加反应时可还原2 mol Na2SO3
5.(2024·广东三模)“价—类”二维图是元素化合物学习的重要工具,部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)
[A] 向a的溶液中通入c,出现黄色浑浊
[B] d是一种二元强酸
[C] 能用e的浓溶液干燥c气体
[D] 盐g与盐f之间也可能发生反应
三、实验室中实现硫及其化合物的转化
6.Na2SO3储存应远离火种、热源,应与酸类等物质分开存放,切忌混储。Na2SO3中S为+4价,它既有氧化性又有还原性,现有试剂:溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、氨水。
(1)要证明Na2SO3具有还原性,应选用的试剂有　　　　　　　　　　　,看到的现象是　　　　　　,反应的离子方程式:　 　　　　　　　　　　。
(2)要证明Na2SO3具有氧化性,应选用的试剂有　 , 看到的现象是有黄色浑浊出现,反应的离子方程式:　 。
(3)要证明H2SO3的酸性弱于H2SO4,应选用的试剂有　　　　　　　　　,反应的现象是　　　　　　　　　　　　,反应的离子方程式:　 　。
(4)减少SO2的污染并变废为宝,科研工作者探索在一定条件下用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2,写出该反应的化学方程式: 　。
四、工艺流程中硫的转化
7.SO2是有毒气体,任意排放会造成环境污染。若加以利用,可以变废为宝。如图为SO2的无害化处理流程图,回答下列问题。
(1)“反应Ⅰ”在高温条件下进行,写出该反应的化学方程式: 　　　　　　　　。
(2)X可能为　　　　　　(填化学式),电子式为 　　　　　　　　　,该反应说明SO2具有　　　　　　(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)“蒸发浓缩、冷却结晶”后获得(NH4)2SO3·H2O固体的操作是　　　　。
(4)(NH4)2SO3·H2O暴露在空气中易被氧化而变质,可以选用哪组试剂进行验证:　　　　(填字母)。
A.稀硝酸,BaCl2溶液
B.稀盐酸,BaCl2溶液
C.稀盐酸,硝酸钡溶液
1.正误判断。
(1)(2024·浙江6月选考)SO2具有氧化性,所以SO2可用作漂白剂。(　　)
(2)(2024·河北卷)BaSO4等钡的化合物均有毒,相关废弃物应进行无害化处理。(　　)
(3)(2024·山东卷)石灰乳除去废气中二氧化硫,体现了Ca(OH)2的碱性。(　　)
(4)(2023·重庆卷)SO2分别与H2O和H2S反应,反应的类型相同。(　　)
(5)(2023·浙江1月选考)工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2。(　　)
(6)(2023·河北卷)浓硫酸具有强吸水性,能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化。(　　)
(7)(2021·湖南卷)SO2可漂白纸浆,不可用于杀菌、消毒。(　　)
(8)(2022·浙江6月选考)用石灰石—石膏法对燃煤烟气进行脱硫,同时可得到石膏。(　　)
2.(2024·湖北卷,7)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应的化学方程式错误的是(　　)
选项 溶液 现象 化学方程式
[A] Na2S 产生淡黄色沉淀 3SO2+2Na2S3S↓+2Na2SO3
[B] FeCl3 溶液由棕黄色变浅绿色 2FeCl3+SO2+2H2O2FeCl2+H2SO4+2HCl
[C] CuCl2 溶液褪色,产生白色沉淀 SO2+2CuCl2+2H2O2CuCl↓+H2SO4+2HCl
[D] Na2CO3 (含酚酞) 溶液由红色变无色 2SO2+Na2CO3+H2OCO2+2NaHSO3
3.(2023·北京卷,7)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
4.(2023·广东卷,9)按如图装置进行实验。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
5.(2022·广东卷,5)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a～d均为浸有相应溶液的棉花)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
6.(2022·江苏卷,4)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是(　　)
[A] 用装置甲制取SO2气体
[B] 用装置乙制取SO2水溶液
[C] 用装置丙吸收尾气中的SO2
[D] 用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
7.(2021·山东卷,8)工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图,下列说法错误的是(　　)
[A] 吸收过程中有气体生成
[B] 结晶后母液中含有NaHCO3
[C] 气流干燥湿料时温度不宜过高
[D] 中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
第2讲　硫及其化合物
考点一　硫及其氧化物
必备知识整合
一、1.(2)硫化物　硫酸盐　
(3)CaSO4·2H2O　Na2SO4·10H2O
2.黄色　难溶　易溶
3.3s23p4　2　弱的
4.Fe+SFeS　2Cu+SCu2S　S+O2SO2　S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O　3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
二、1.(1)sp2　极性　(2)无色　有刺激性　大　易　40　
(3)品红　①SO2+H2OH2SO3　2NaOH+SO2Na2SO3+H2O　CaO+SO2CaSO3　②SO2+2H2S3S↓+2H2O　③2SO2+O22SO3　X2+SO2+2H2O2HX+H2SO4　2KMnO4+5SO2+2H2O2MnSO4+K2SO4+2H2SO4　④褪色　(4)①Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O　②Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
2.(1)液　固　(2)SO3+H2OH2SO4　CaO+SO3CaSO4　SO3+Ca(OH)2CaSO4+H2O
[理解·辨析] (1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×
关键能力提升
1.D　硫单质与氧气反应时,无论氧气是否过量,产物都是二氧化硫,点燃爆竹后,硫燃烧生成SO2,故A错误;硫与金属反应时作氧化剂,与非金属反应时既可作氧化剂,也可作还原剂,故B错误;硫与热的NaOH溶液发生反应3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O,在反应中一部分S得电子,化合价降低生成Na2S,一部分S失电子,化合价升高生成Na2SO3,硫既作氧化剂,又作还原剂,故C错误;硫可与汞单质发生化合反应,S+HgHgS,防止汞挥发进入空气中,故D正确。
2.A　A项,该反应中硫元素由0价变为-2价,只表现氧化性;B项,该反应中硫元素由0价、+6价变为+4价,表现还原性和氧化性;C项,该反应中硫元素由-2价变为0价,只表现还原性;D项,该反应中硫元素由0价变为-2价、+4价,表现氧化性和还原性。
3.D　A项,S6和S8分子都是由硫原子构成的,它们是不同的物质,互为同素异形体,错误;B项,S6和S8是硫元素的不同单质,化学性质相似,因此它们分别与铁粉反应,所得产物相同,错误;C项,不管氧气过量还是少量,S6和S8分子分别与氧气反应均得到SO2,错误;D项,等质量的S6和S8分子,其硫原子的物质的量相同,因此它们分别与足量的KOH反应,消耗KOH的物质的量相同,正确。
4.(1)褪色　还原
(2)褪色　漂白
(3)不能
(4)BaSO4
(5)BaSO3　SO2+2OH-S+H2O,Ba2++SBaSO3↓
5.(1)SO2和Cl2本身都没有漂白性,起漂白作用的均是与水反应后的产物
(2)H2SO3只能与某些有机色质发生化合反应,生成不稳定的无色物质,产物受热分解再放出SO2,是非氧化还原反应;HClO能与很多有机色质发生氧化还原反应,生成物较稳定
6.【答案】 (1)品红溶液　检验SO2
(2)酸性KMnO4溶液　除去SO2并检验SO2是否除尽
(3)澄清石灰水　检验CO2
(4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色
【解析】 检验SO2用品红溶液,吸收SO2用酸性 KMnO4溶液,检验CO2用澄清石灰水;在检验CO2之前,必须除尽SO2,因为SO2也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽,所以C中观察到的现象是酸性高锰酸钾溶液的颜色变浅但不褪成无色,若褪成无色则不能证明SO2已除尽。
考点二　硫酸　硫酸盐
必备知识整合
一、1.(1)无　大
3.吸水性　脱水性　强氧化性
[示例] (1)蓝色晶体变白　吸水性　滴有浓硫酸的滤纸变黑　脱水性　铜片逐渐溶解,产生无色、有刺激性气味的气体　强氧化性、酸性
(2)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O、C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(3)钝化
二、BaSO4　CaSO4·2H2O　CuSO4·5H2O　KAl(SO4)2·12H2O　FeSO4·7H2O　Na2SO4·10H2O
三、2.排除C、S、Ag+等离子的干扰
[理解·辨析] (1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×
关键能力提升
1.A　A项,①中生成的红棕色气体是溴蒸气,②中生成的白雾是氯化氢,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,说明还原性Br->Cl-,正确;B项,③中生成的气体是二氧化硫,属于非氧化还原反应,对比①和③不能说明氧化性Br2>SO2,错误;C项,②中产生白雾说明氯化氢易挥发,说明挥发性H2SO42.(1)浓硫酸的吸水性　(2)浓硫酸具有高沸点、难挥发性　(3)浓硫酸的强氧化性　(4)硫酸的强酸性　(5)浓硫酸的强氧化性、酸性　(6)浓硫酸的脱水性　(7)浓硫酸的脱水性、强氧化性
3.【答案】 (1)C
(2)H2和SO2的混合气体　随着反应的进行,浓硫酸的浓度降低,铁与稀硫酸反应生成氢气
【解析】 (1)常温下,铁遇浓硫酸发生钝化反应,可以用铁制容器盛放浓硫酸,故A错误;随着反应的进行,浓硫酸的浓度逐渐降低,Cu与稀硫酸不反应,而Fe能与稀硫酸反应生成氢气,则②中铜丝或铁丝均有剩余时,产生气体的物质的量不可能相等,故B错误;②中在加热条件下,铜丝或铁丝逐渐溶解,产生大量气体,品红溶液褪色,说明反应中生成SO2,故C正确;温度升高可增大化学反应速率,同时浓硫酸的氧化性随温度升高而增强,故D错误。
4.C　A项,二氧化硫被硝酸氧化为硫酸,加氯化钡溶液一定生成硫酸钡沉淀;B项,亚硫酸根离子被硝酸氧化为硫酸根离子,沉淀是硫酸钡;C项,所得沉淀可能是氯化银;D项,先加过量盐酸无明显现象,再加氯化钡溶液产生的白色沉淀一定是硫酸钡。
5.取样品溶液于试管中,加入过量BaCl2溶液,过滤,然后向沉淀中滴入过量稀盐酸,若沉淀全部溶解,则Na2SO3未被氧化;若沉淀部分溶解,则Na2SO3部分被氧化;若沉淀一点也不溶解,则Na2SO3全部被氧化
6.B　由题图可知,该系列离子中均存在O—O,为非极性共价键,A错误;焦硫酸钠溶于水生成NaHSO4,为强酸的酸式盐,溶液呈酸性,B正确;由题图可知,硫酸根离子空间结构为正四面体形,硫代硫酸根离子中1个O被S取代,导致硫代硫酸根离子空间结构为四面体形而不是正四面体形,C错误;过二硫酸根离子中含有过氧键,S为+6价,其具有极强的氧化性是因为其中含有过氧键,D错误。
7.【答案】 (1)2NaHSO3Na2S2O5+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2NaHSO3Na2S2O5+H2O。
(2)①酸性条件下,SO2与Na2CO3溶液生成 NaHSO3。②工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2,其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。
8.【答案】 (1)H2SO4(浓)+NaClHCl↑+NaHSO4
(2)[]2-　酸性　S2+H2O2H++2S
(3)①先将混合气体通入足量的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,证明有SO3;再将逸出的气体通入品红溶液,品红溶液褪色,加热后恢复红色,证明有SO2　②10Na2S2O7+2Fe3O4SO2↑+3Fe2(SO4)3+10Na2SO4
【解析】 浓硫酸与氯化钠固体在加热条件下反应生成硫酸氢钠和氯化氢气体,化学方程式为H2SO4(浓)+NaClHCl↑+NaHSO4,硫酸氢钠固体在加热条件下生成焦硫酸钠和水,焦硫酸钠和磁铁矿(四氧化三铁)在高温条件下发生反应10Na2S2O7+2Fe3O4SO2↑+3Fe2(SO4)3+10Na2SO4。
(1)由分析可知,过程Ⅰ的化学方程式为H2SO4(浓)+NaClHCl↑+NaHSO4。
(2)由硫酸的结构知,Na2S2O7中阴离子S2的结构式为[]2-;由于S2与水发生反应 S2+H2O2H++2S,故溶液显酸性。
(3)Na2S2O7在高温下具有强氧化性,受热分解产生SO3气体,由分析可知Na2S2O7固体与磁铁矿熔融发生反应10Na2S2O7+2Fe3O4SO2↑+3Fe2(SO4)3+10Na2SO4,故混合气体中含有二氧化硫和三氧化硫,检验二氧化硫和三氧化硫混合气体的方法为先将混合气体通入足量的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,证明有SO3;再将逸出的气体通入品红溶液,品红溶液褪色,加热后恢复红色,证明有SO2。
考点三　硫及其化合物的转化
必备知识整合
1.[示例] (1)①HS+H+SO2↑+H2O　HS+OH-S+H2O　2NaHSO3Na2SO3+SO2↑+H2O　Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3　②HS-+OH-H2O+S2-　HS-+H+H2S↑
(2)SO2+2H2S3S+2H2O
2.(1)①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2　②2SO2+O22SO3　③SO3+H2OH2SO4　(2)②石油和煤
含硫矿物　酸雨　5.6　脱硫　二氧化硫
[理解·辨析] (1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
关键能力提升
1.B　由图可知,酸雨形成的两个途径中都涉及了光照,故A正确;SO2变为S,没有元素化合价变化,不属于氧化还原反应,故B错误;由图中信息可知,途径Ⅱ的速率大于途径Ⅰ,故C正确;优化能源结构能减少化石燃料的使用,能有效减少二氧化硫的排放量,故能有效遏制酸雨污染,故D正确。
2.C　烟气通入石灰石浆液时的温度越高,气体二氧化硫的溶解度越小,部分二氧化硫不能被溶解,就会逸出溶液使吸收率降低,故A错误;石灰石浆液的pH>5.7时,烟气脱硫效率降低的原因是石灰石的溶解度减小,石灰石的浓度减小,故B错误;脱硫后的气体是否残存二氧化硫以及其残存量,可以利用酸性高锰酸钾溶液褪色的程度和快慢粗略判断烟气脱硫效率的高低,故C正确;分析得到总反应为 2CaCO3+2SO2+O2+4H2O2CaSO4·2H2O+2CO2,1 mol二氧化硫反应生成1 mol二氧化碳,即每吸收64 g二氧化硫理论上生成44 g二氧化碳,故D错误。
3.B　在无氧层S转化为硫单质,进而转化为HS-/S2-,该过程中硫元素化合价降低,主要为氧化剂,A正确;反应①中S转化为S,失去 6个电子,S转化为HS-或S2-,得到2个电子,由得失电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 3∶1,B错误;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;由图可知,红树林沉积物中铁元素主要以FeS2形式存在,D正确。
4.D　过程Ⅰ发生反应2NaOH+SO2Na2SO3+H2O,过程Ⅱ发生反应2Na2SO3+2Ca(OH)2+O24NaOH+2CaSO4,NaOH可以循环利用,A项正确;过程Ⅰ中SO2和碱反应生成盐和水,表现出酸性氧化物的性质,B项正确;合并过程Ⅰ和过程Ⅱ中发生的反应,可知总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O22CaSO4+2H2O,C项正确;1 mol O2参与反应得到4 mol电子,则1 mol Na2SO3失去2 mol电子,被氧化为Na2SO4,即 1 mol O2参加反应时可氧化2 mol Na2SO3,D项不正确。
5.B　由图可知,a为硫化氢、b为硫单质、c为二氧化硫、d为亚硫酸、e为硫酸、f为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐、g为硫酸盐或硫酸氢盐。氢硫酸与二氧化硫反应生成硫单质和水,则向氢硫酸中通入二氧化硫,溶液中会出现黄色浑浊,故A正确;亚硫酸在溶液中分步电离,是一种二元弱酸,故B错误;浓硫酸不与二氧化硫反应,能用于干燥二氧化硫气体,故C正确;硫酸氢盐是二元强酸的酸式盐,在溶液中电离出的氢离子能与亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子反应生成二氧化硫和水,故D正确。
6.【答案】 (1)Na2SO3溶液和溴水　溴水褪色　S+Br2+H2OS+2Br-+2H+
(2)Na2SO3溶液、Na2S溶液和H2SO4溶液　S+2S2-+6H+3S↓+3H2O
(3)Na2SO3溶液和H2SO4溶液　有刺激性气味的气体产生
S+2H+SO2↑+H2O
(4)2CO+SO2S+2CO2
【解析】 (1)要证明Na2SO3具有还原性,应选用氧化性物质溴水,向Na2SO3溶液中滴加溴水,溴水褪色,说明Na2SO3具有还原性,离子方程式为S+Br2+H2OS+2Br-+2H+。
(2)要证明Na2SO3具有氧化性,应选用还原性物质Na2S溶液和H2SO4溶液,先加入少量H2SO4溶液,使反应在酸性环境中进行,为反应提供H+,再向Na2SO3溶液中滴加Na2S溶液,若溶液中出现黄色浑浊,说明有单质硫生成,也说明Na2SO3具有氧化性,离子方程式为S+2S2-+6H+3S↓+3H2O。
(3)要证明H2SO3的酸性弱于H2SO4,应选用的试剂为Na2SO3溶液和H2SO4溶液,向Na2SO3溶液中滴加硫酸溶液,若有刺激性气味的气体产生,说明H2SO3的酸性弱于H2SO4,离子方程式为S+2H+SO2↑+H2O。
(4)CO还原SO2得到单质硫,同时生成二氧化碳,化学方程式为2CO+SO2S+2CO2。
7.【答案】 (1)2CaCO3+O2+2SO22CaSO4+2CO2
(2)H2S　 　氧化性
(3)过滤
(4)B
【解析】 (1)“反应Ⅰ”在高温条件下进行,该反应的化学方程式为2CaCO3+O2+2SO22CaSO4+2CO2。
(2)由流程图可知,SO2与气体X经反应Ⅳ生成S可知,X可能为硫化氢,化学式为H2S,硫化氢中氢原子与硫原子通过共价键结合,硫化氢的电子式为 ,硫化氢和二氧化硫反应生成硫单质和水,该反应的化学方程式为2H2S+SO23S+2H2O,该反应说明SO2具有氧化性。
(3)“蒸发浓缩、冷却结晶”后获得(NH4)2SO3·H2O固体的操作是过滤。
(4)(NH4)2SO3·H2O暴露在空气中易被氧化而变质,生成了硫酸铵,检验硫酸根离子的存在来判断是否被氧化而变质。稀硝酸能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,对实验造成干扰,不能判断是否变质,故A不符合题意;加入稀盐酸,排除亚硫酸根离子干扰,再加入BaCl2溶液生成白色沉淀,证明变质,故B符合题意;加入稀盐酸,排除亚硫酸根离子干扰,加入硝酸钡溶液,溶液中形成稀硝酸,能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,对实验造成干扰,不能判断是否变质,故C不符合题意。
真题验收
1.(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×　(8)√
2.A　过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2S溶液反应,产生的淡黄色沉淀是S,还生成NaHSO3,SO2过量不能生成Na2SO3,因此,总反应的化学方程式为5SO2+2Na2S+2H2O3S↓+4NaHSO3,A错误;过量SO2与0.1 mol·L-1的FeCl3溶液反应,生成FeCl2、H2SO4和HCl,总反应的化学方程式为2FeCl3+SO2+2H2O2FeCl2+H2SO4+2HCl,B正确;过量SO2与0.1 mol·L-1的CuCl2溶液反应,生成的白色沉淀是CuCl,总反应的化学方程式为SO2+2CuCl2+2H2O2CuCl↓+H2SO4+2HCl,C正确;Na2CO3水解使溶液显碱性,其水溶液能使酚酞变红,过量SO2与 0.1 mol·L-1 的Na2CO3溶液反应,生成CO2、NaHSO3,NaHSO3溶液显酸性,因此,溶液由红色变无色,总反应的化学方程式为2SO2+Na2CO3+H2OCO2+2NaHSO3,D正确。
3.C　浓硫酸具有脱水性,能将有机物中的氢和氧按水的组成比脱去,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;结合选项B可知,浓硫酸脱水过程中生成能使品红溶液褪色的SO2,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。
4.C　Ⅰ中发生反应S2+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,溶液褪色。Ⅰ中试管内发生的反应中氢元素化合价不变,H+不体现氧化性,故A错误;Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,故B错误;Ⅰ、Ⅲ试管内发生反应生成S沉淀,在Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象,故C正确;撤掉水浴,重做实验,反应速率减小,Ⅳ中红色褪去要慢,故D错误。
5.B　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;a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了亚硫酸,可说明SO2是酸性氧化物,故B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,故C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,其原因是浓硫酸具有吸水性,将反应生成的H2O吸收,故D错误。
6.C　60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应H2SO4+2NaHSO3Na2SO4+2SO2↑+2H2O,因此装置甲可以制取SO2气体,A正确;气体通入液体时“长进短出”,装置乙可以制取SO2水溶液,B正确;SO2不会与饱和NaHSO3溶液发生反应,因此装置丙不能吸收尾气中的SO2,C错误;SO2水溶液显酸性,可用干燥pH试纸检验其酸性,D正确。
7.B　根据工艺流程逆向分析可知,以二氧化硫和纯碱为原料,得到结晶成分为NaHSO3,则母液为饱和 NaHSO3 和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,溶液呈酸性,所以加入纯碱进行中和,涉及的反应为H2SO3+2Na2CO3Na2SO3+2NaHCO3,NaHSO3+Na2CO3Na2SO3+NaHCO3,所以调节pH为8进行中和后得到Na2SO3和 NaHCO3,通入二氧化硫气体进行混合吸收,此时吸收过程中发生的反应为Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3↓,SO2+NaHCO3CO2+NaHSO3↓,此时会析出大量NaHSO3晶体,经过离心分离,将得到的湿料再进行气流干燥,最终得到NaHSO3产品。根据分析可知,吸收过程中有二氧化碳生成,A正确;结晶后母液中含饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,没有NaHCO3,假设产物中存在NaHCO3,则其会与生成的 NaHSO3 发生反应,且NaHCO3溶解度较低,若其残留于母液中,会使晶体不纯,假设不成立,B错误;NaHSO3高温时易分解变质,所以气流干燥过程中温度不宜过高,C正确;根据分析可知,中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3,D正确。
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硫及其化合物
第2讲
1.了解硫的存在,掌握硫单质及其氧化物的主要性质及应用。
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,掌握硫及其重要化合物的性质及制备方案。
一、硫
1.硫元素的存在形态
(1)游离态:主要存在于火山口附近或地壳的岩层中。
(2)化合态:主要以 和 的形式存在。
硫化物
硫酸盐
(3)自然界的常见含硫化合物。
黄铁矿 黄铜矿 石膏 芒硝
FeS2 CuFeS2
雄黄 雌黄 辰砂
As4S4 As2S3 HgS
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
2.硫单质的物理性质
俗称 颜色状态 溶解性
水 酒精 CS2
硫黄 晶体 微溶
黄色
难溶
易溶
3.从原子结构的角度认识硫单质的化学性质
硫原子价层电子排布式为 ,需要获得 个电子达到稳定结构,原子半径较大,表现为 氧化性。
3s23p4
2
弱的
4.从化合价角度认识硫单质的氧化性和还原性
还原性 O2 (空气中产生淡蓝色火焰,氧气中产生蓝紫色火焰)
浓硫酸
歧化反应 NaOH 溶液
二、硫的氧化物
1.二氧化硫
(1)分子结构。
sp2
极性
(2)物理性质。
二氧化硫是 、 气味的有毒气体;密度比空气的 ,
溶于水,在通常情况下,1体积水溶解约 体积的SO2。
无色
有刺激性
大
易
40
(3)从物质类别和化合价角度认识SO2的化学性质。
品红
①酸性氧化物的通性。
与H2O反应: (填化学方程式,下同)。
与NaOH(足量)反应: 。
与碱性氧化物(CaO)反应: 。
②弱氧化性(与H2S溶液反应): 。
③较强的还原性。
a.与O2反应: 。
b.与X2(X=Cl、Br、I)和水反应: 。
c.使酸性高锰酸钾溶液褪色:
。
④漂白性(检验SO2的最佳方法)。
现象 特点 应用
品红 溶液 选择性:只能漂白品红等有机色质; 可逆性:生成物不稳定,加热会恢复原色 检验SO2气体
褪色
(4)SO2的实验室制法。
①固体Na2SO3与较浓硫酸(质量分数为70%左右)反应:
。
②铜与浓硫酸混合加热: 。
2.三氧化硫
(1)物理性质。
熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃,常温下为 态,标准状况下为 态。
(2)化学性质(酸性氧化物通性)。
液
固
[理解·辨析] 判断正误
(1)硫在空气中燃烧的产物是SO2,在纯氧中燃烧的产物是SO3。(　 　)
(2)残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去,也可用热的NaOH溶液除去。
(　 　)
(3)硫有S2、S4、S6等多种分子,S6转化为S4、S2属于物理变化。(　 　)
(4)SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,体现了SO2的漂白性。(　 　)
×
√
×
×
(5)SO2和Cl2等物质的量混合后,通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好。(　 　)
(6)工业上用SO2漂白纸浆,是利用了SO2的氧化性。(　 　)
(7)标准状况下,2.24 L SO3中含有硫原子数为NA。(　 　)
×
×
×
一、硫单质的性质
1.下列有关硫单质化学性质及应用的叙述正确的是(　　)
[A] 点燃爆竹后,黑火药中的硫燃烧生成SO3
[B] 硫与金属或非金属化合时都作氧化剂
[C] 用热的NaOH溶液除去残留在试管内壁上的硫,是因为硫具有氧化性,只作氧化剂
[D] 汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理
D
A
【解析】 A项,该反应中硫元素由0价变为-2价,只表现氧化性;B项,该反应中硫元素由0价、+6价变为+4价,表现还原性和氧化性;C项,该反应中硫元素由-2价变为0价,只表现还原性;D项,该反应中硫元素由0价变为-2价、+4价,表现氧化性和还原性。
3.硫元素最常见和最稳定的一种同素异形体是黄色的正交α-硫。1912年,有科学家由硫在碘中的冰点降低法测得它含有S8分子。1891年,其他科学家用浓盐酸和硫代硫酸盐的饱和溶液在0 ℃下作用,首次制得了一种菱形的ε-硫,后来证明含有S6分子。下列说法正确的是(　　)
[A] S6和S8分子都是由硫原子构成的,所以它们是一种物质
[B] S6和S8分子分别与铁粉反应,所得产物不同
[C] S6和S8分子分别与过量的氧气反应可以得到SO3
[D] 等质量的S6和S8分子分别与足量的KOH反应,消耗KOH的物质的量相同
D
【解析】 A项,S6和S8分子都是由硫原子构成的,它们是不同的物质,互为同素异形体,错误;B项,S6和S8是硫元素的不同单质,化学性质相似,因此它们分别与铁粉反应,所得产物相同,错误;C项,不管氧气过量还是少量,S6和S8分子分别与氧气反应均得到SO2,错误;D项,等质量的S6和S8分子,其硫原子的物质的量相同,因此它们分别与足量的KOH反应,消耗KOH的物质的量相同,正确。
二、SO2化学性质的多重性辨析
4.将SO2气体分别通入下列五种溶液中:
回答下列问题。
(1)试管①中的实验现象:酸性KMnO4溶液　　　　,证明SO2具有　　　　性。
(2)试管②中的实验现象:品红溶液　　　　,证明SO2具有　　　　性。
(3)试管③中　　　　(填“能”或“不能”)观察到白色沉淀。
(4)试管④中能产生白色沉淀,该沉淀是　　　　(填化学式)。
(5)试管⑤中能产生白色沉淀,该沉淀是　　　　(填化学式),用离子方程式表示产生沉淀的过程: 　 。
褪色
还原
褪色
漂白
不能　
BaSO4
BaSO3
5.为了探究SO2和Cl2的漂白原理,某同学做了如下4组实验:
①将干燥的SO2和干燥的Cl2分别通到干燥的品红试纸上,发现品红试纸均不褪色。
②将SO2和Cl2分别通入品红溶液中,发现品红溶液均褪色。
③加热②中漂白后的溶液,发现前者恢复红色,并产生刺激性气味的气体,后者无明显现象。
④将SO2和Cl2分别持续通入紫色石蕊溶液中,发现前者只变红不褪色,后者先变红后褪色。
请根据上述实验事实,简要说明SO2与Cl2漂白原理的相同之处与不同之处。
(1)相同之处: 　 。
(2)不同之处:
　。
SO2和Cl2本身都没有漂白性,起漂白作用的均是与水反应后的产物
H2SO3只能与某些有机色质发生化合反应,生成不稳定的无色物质,
产物受热分解再放出SO2,是非氧化还原反应;HClO能与很多有机色质发生氧化还原反应,生成物较稳定
三类漂白剂的区别
归纳拓展
类型 原理 举例 特点 备注
氧化型 将有机色质内部“生色团”破坏掉 HClO、NaClO、 Ca(ClO)2、 Na2O2、H2O2、 O3等 不可逆、 持久 无选择性
加合型 与有机色质内部“生色团” “化合”成无色物质 SO2 可逆、 不持久 有选择性
吸附型 将有色物质吸附而褪色 活性炭 物理 变化 吸附
色素
三、CO2、SO2混合气体中各成分的检验
6.如图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图,按要求回答下列问题。
(1)B中加入的试剂是　　　　　　,作用是　　　　　　　　。
(2)C中加入的试剂是　　　　　　　 ,作用是
　 。
(3)D中加入的试剂是　 , 作用是　　　　　　　　。
(4)实验时,C中应观察到的现象是
　 。
品红溶液
检验SO2
酸性KMnO4溶液
除去SO2并检验SO2是否除尽
澄清石灰水
检验CO2
酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成
无色
【解析】 检验SO2用品红溶液,吸收SO2用酸性 KMnO4溶液,检验CO2用澄清石灰水;在检验CO2之前,必须除尽SO2,因为SO2也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽,所以C中观察到的现象是酸性高锰酸钾溶液的颜色变浅但不褪成无色,若褪成无色则不能证明SO2已除尽。
SO2和CO2同时存在时检验的实验设计
(1)实验原理:检验SO2→除去SO2→检验SO2是否除尽→检验CO2。
归纳拓展
(2)实验流程。
归纳拓展
步骤 检验SO2 除去SO2 检验SO2 是否除尽 检验
CO2
试剂 品红溶液 酸性 KMnO4溶液 品红溶液 澄清
石灰水
预期现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊
结论 存在SO2 存在SO2 SO2 已除尽 存在
CO2
一、硫酸
1.硫酸
(1)物理性质:硫酸是一种 色、黏稠的油状液体,密度比水的 ,与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热。
(2)浓硫酸的稀释:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
无
大
2.稀硫酸的性质
硫酸是二元强酸,稀硫酸具有酸的通性。
3.浓硫酸的特性
浓硫酸具有 、 、 三大特性。
吸水性
脱水性
强氧化性
[示例] (1)填写下表。
实验 实验现象 浓硫酸的性质
少量胆矾加入浓硫酸中 　　　　 　 　 　　
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上 　　　 　　 　　　 　　 　 　　
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中,加热 　　 　　　 　　 　　　 　　　　　
　　　　　
蓝色晶体变白
吸水性
滴有浓硫酸的滤纸变黑
脱水性
铜片逐渐溶解,产生无色、有刺激性气味的气体
强氧化性、酸性
(2)写出浓硫酸分别与Cu、C反应的化学方程式:
　 。
(3)常温下,Fe、Al遇浓硫酸　　　　,可用铁槽车或铝槽车装运浓硫酸。
钝化
二、常见的硫酸盐
名称 化学式 用途
钡餐 (重晶石) 白色颜料、胃肠镜的内服药剂等
生石膏 医学、工业、建筑等使用的材料
胆矾 (蓝矾) 媒染剂、杀虫剂、消毒剂、饲料添加剂、镀铜电解液等
明矾 净水剂、灭火剂、膨化剂、药物等
绿矾 水处理、复原剂、补铁剂、收敛剂、着色剂等
芒硝 制无水硫酸钠、洗涤剂、造纸、纺织、印染、印刷油墨、医药、选矿等领域
BaSO4
CaSO4·2H2O
CuSO4·5H2O
KAl(SO4)2·12H2O
FeSO4·7H2O
Na2SO4·10H2O
2.原理:先加稀盐酸的目的是 。
[理解·辨析] 判断正误
(1)将铜片放入浓硫酸中无明显现象,是因为铜片发生了钝化。(　 　)
(2)浓硫酸具有强氧化性,所以浓硫酸不可用于干燥H2和CO。(　 　)
×
×
×
(4)50 mL 18.4 mol/L浓硫酸与足量的铜反应,可产生SO2的物质的量为
0.46 mol。(　 　)
×
(5)H2SO4是难挥发性强酸,H2S是挥发性弱酸,所以可用浓硫酸与FeS反应制取H2S气体。(　 　)
(6)一定量浓硫酸中加入足量锌粒加热,得到的气体是混合气体。(　 　)
(7)浓硫酸具有强氧化性,而稀硫酸没有氧化性,不能与铜反应。(　 　)
×
√
×
一、浓硫酸的特性及应用
1.浓硫酸分别与三种钠盐反应,现象如下。下列分析正确的是(　　)
[A] 对比①和②可以说明还原性:Br->Cl-
[B] 对比①和③可以说明氧化性:Br2>SO2
[C] ②中试管口的白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性:H2SO4>HCl
[D] ③中浓硫酸被还原成SO2
A
【解析】 A项,①中生成的红棕色气体是溴蒸气,②中生成的白雾是氯化氢,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,说明还原性Br->Cl-,正确;B项,③中生成的气体是二氧化硫,属于非氧化还原反应,对比①和③不能说明氧化性Br2>SO2,错误;C项,②中产生白雾说明氯化氢易挥发,说明挥发性H2SO42.下列有关硫酸的实验或用途中用了硫酸的哪些性质
(1)用浓硫酸作干燥剂干燥CO、SO2、Cl2等气体:　 。
(2)分别用浓硫酸与NaCl(s)、NaNO3(s)反应制取HCl、HNO3:
　 。
(3)用铝或铁制容器贮存或运输浓硫酸:　　　　　　　　　　　　　　。
(4)工业上用硫酸与磷酸钙反应制取磷酸:　　　　　　　　　　　　。
浓硫酸的吸水性
浓硫酸具有高沸点、难挥发性　
浓硫酸的强氧化性　
硫酸的强酸性　
(5)实验室用铜与浓硫酸反应制取SO2: 　 。
(7)浓硫酸与蔗糖制取“黑面包”的实验: 　 。
浓硫酸的强氧化性、酸性
浓硫酸的脱水性
浓硫酸的脱水性、强氧化性
3.对于浓硫酸与活泼性不同的金属反应,设计如下实验进行探究:
① ②
铜丝表面无明显现象; 铁丝表面迅速变黑,之后无明显现象 铜丝或铁丝逐渐溶解,产生大量气体,品红溶液褪色
(1)下列说法正确的是　　　　(填字母)。
A.常温下不能用铁制容器盛放浓硫酸,可用铜制容器盛放浓硫酸
B.②中铜丝或铁丝均有剩余时,产生气体的物质的量相等
C.依据②,可推断出铜和铁与浓硫酸反应可生成SO2
D.①②中现象的差异仅是由于温度改变了化学反应速率
C
【解析】 (1)常温下,铁遇浓硫酸发生钝化反应,可以用铁制容器盛放浓硫酸,故A错误;随着反应的进行,浓硫酸的浓度逐渐降低,Cu与稀硫酸不反应,而Fe能与稀硫酸反应生成氢气,则②中铜丝或铁丝均有剩余时,产生气体的物质的量不可能相等,故B错误;②中在加热条件下,铜丝或铁丝逐渐溶解,产生大量气体,品红溶液褪色,说明反应中生成SO2,故C正确;温度升高可增大化学反应速率,同时浓硫酸的氧化性随温度升高而增强,故D错误。
(2)若实验②选用铁丝,发现铁丝完全溶解,并产生大量的气体X。该兴趣小组的同学猜测气体X的成分如下:
①甲同学认为气体X为SO2。
②乙同学认为气体X为H2。
③丙同学认为气体X为　 。
猜测含有H2的理由是
　 。
H2和SO2的混合气体
随着反应的进行,浓硫酸的浓度降低,铁与稀硫酸
反应生成氢气
C
【解析】 A项,二氧化硫被硝酸氧化为硫酸,加氯化钡溶液一定生成硫酸钡沉淀;B项,亚硫酸根离子被硝酸氧化为硫酸根离子,沉淀是硫酸钡;C项,所得沉淀可能是氯化银;D项,先加过量盐酸无明显现象,再加氯化钡溶液产生的白色沉淀一定是硫酸钡。
5.有一瓶Na2SO3溶液,试设计实验探究Na2SO3的氧化程度:


　。
取样品溶液于试管中,加入过量BaCl2溶液,过滤,然后向沉淀中滴入过量稀盐酸,若沉淀全部溶解,则Na2SO3未被氧化;若沉淀部分溶解,则Na2SO3部分被氧化;若沉淀一点也不溶解,则Na2SO3全部被氧化
三、硫的复杂含氧酸盐结构、性质探究
6.(2024·重庆一模)S和O可组成一系列-2价阴离子,结构如图。下列说法正确的是(　　)
硫酸根离子 焦硫酸根离子
过二硫酸根离子 硫代硫酸根离子
[A] 该系列离子中不存在非极性共价键
[B] 焦硫酸钠溶于水所得溶液呈酸性
[C] 硫酸根离子和硫代硫酸根离子空间结构均为正四面体形
[D] 过二硫酸根离子具有极强氧化性,原因是其中硫元素处于+7价
B
【解析】 由题图可知,该系列离子中均存在O—O,为非极性共价键,A错误;焦硫酸钠溶于水生成NaHSO4,为强酸的酸式盐,溶液呈酸性,B正确;由题图可知,硫酸根离子空间结构为正四面体形,硫代硫酸根离子中1个O被S取代,导致硫代硫酸根离子空间结构为四面体形而不是正四面体形,C错误;过二硫酸根离子中含有过氧键,S为+6价,其具有极强的氧化性是因为其中含有过氧键,D错误。
7.(2018·全国Ⅰ卷,27节选)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。
NaHSO3
【解析】 (2)①酸性条件下,SO2与Na2CO3溶液生成 NaHSO3。
②工艺中加入Na2CO3固体,并再次充入SO2的目的是
　 。
得到NaHSO3
【解析】 ②工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2,其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。
过饱和溶液
8.(2024·浙江杭州期中)硫酸是一种重要的大宗工业化学品,应用广泛,可实现如图转化:
(1)过程Ⅰ的化学方程式为 　 。
酸性
(3)Na2S2O7在高温下具有强氧化性,受热分解产生SO3气体。过程Ⅲ是将过量Na2S2O7固体与磁铁矿熔融反应,产生了混合气体。
①写出检验混合气体成分的方案:
　。
有白色沉淀生成,证明有SO3;再将逸出的气体通入品红溶液,品红溶液褪色,加热后恢复红色,证明有SO2　
先将混合气体通入足量的氯化钡溶液,
②写出Na2S2O7只与磁铁矿发生反应的总化学方程式:
　。
归纳拓展
几种硫的复杂含氧酸盐
化学式 名称 主要性质
Na2S2O3 硫代硫酸钠(大苏打) 易溶于水,溶于水后溶液呈碱性,受热、遇酸易分解,具有较强的还原性
Na2S2O4 连二亚硫酸钠 溶于冷水,热水中分解,不溶于乙醇,其水溶液有很强的还原性,在空气中易被氧化
Na2S2O5 焦亚硫酸钠 具有还原性,温度高于150 ℃易分解
Na2S2O8 过二硫酸钠 含有1个过氧键(—O—O—),具有强氧化性,是一种强氧化剂
1.硫及其化合物的转化
[示例] 按要求写出化学方程式或离子方程式。
(1)同价态硫的化合物之间的转化。
①+4价硫的化合物之间的转化。
Ⅰ的离子方程式:　 ;
Ⅱ的离子方程式: 　 ;
Ⅲ的化学方程式: 　 ;
Ⅳ的化学方程式: 　 。
②-2价硫的化合物之间的转化。
a.硫氢化钠(NaHS)与NaOH反应的离子方程式:
　;
b.NaHS与HCl反应的离子方程式:
　。
(2)不同价态的硫之间的转化——氧化还原反应。
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,如图所示。
⑤的化学方程式:　 。
2.硫及其化合物转化的应用
(1)硫酸的工业制备。
完成相关反应的化学方程式:
①[以黄铁矿(FeS2)为例] ;
② ;
③ 。
(2)硫酸型酸雨的形成与防治。
①硫酸型酸雨的形成。
②硫酸型酸雨的防治——减少SO2的排放。
a.硫的氧化物的来源、危害及治理。
石油和煤
含硫矿物
酸雨
5.6
脱硫
二氧化硫
b.脱硫方法。
脱硫方法 方案
钙基固硫法 用生石灰和含硫的煤混合,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙
氨水脱硫法 雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2
钠碱脱硫法 用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3
双碱脱硫法 烧碱吸收SO2,再利用熟石灰浆液进行再生
[理解·辨析] 判断正误
(1)温室气体是形成酸雨的主要物质。(　 　)
(2)燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放。(　 　 )
(3)只要呈酸性的降雨,就属于酸雨。(　 　)
(4)工业水制备硫酸是把生成的SO3通入水中吸收得到硫酸。(　 　 )
(5)浓硫酸具有强氧化性,不能干燥有还原性的SO2、H2S气体。(　 　)
×
×
×
×
×
一、酸雨的形成及防治
1.酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光学化学过程,在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如图所示,下列有关说法错误的是(　　)
[A] 光照能引发酸雨的形成
[B] 所涉及的变化均为氧化还原反应
[C] 污染空气能加快酸雨的形成
[D] 优化能源结构能有效遏制酸雨污染
B
【解析】 由图可知,酸雨形成的两个途径中都涉及了光照,故A正确;SO2变为S,没有元素化合价变化,不属于氧化还原反应,故B错误;由图中信息可知,途径Ⅱ的速率大于途径Ⅰ,故C正确;优化能源结构能减少化石燃料的使用,能有效减少二氧化硫的排放量,故能有效遏制酸雨污染,故D正确。
2.石灰石—石膏烟气脱硫是除去工厂废气中SO2的一种常用方法。其过程如图1。研究发现:pH和温度会对石灰石浆液的脱硫效率产生一定影响;当烟气通入速度一定时,石灰石浆液的脱硫效率与浆液pH的关系如图2。下列有关说法正确的是(　　)
[A] 烟气通入石灰石浆液时的温度越高,吸收越快,吸收率越高
[B] 石灰石浆液的pH>5.7时,烟气脱硫效率降低的原因是石灰石的溶解度增大
[C] 将脱硫后的气体通入酸性KMnO4溶液,可粗略判断烟气脱硫效率的高低
[D] 上述方法中用石灰石浆液吸收64 g SO2理论上生成22 g CO2
C
二、硫的循环转化
3.(2024·湖南衡阳模拟)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(　　)
B
4.双碱法脱硫过程如图所示,下列说法不正确的是(　　)
D
5.(2024·广东三模)“价—类”二维图是元素化合物学习的重要工具,部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)
[A] 向a的溶液中通入c,出现黄色浑浊
[B] d是一种二元强酸
[C] 能用e的浓溶液干燥c气体
[D] 盐g与盐f之间也可能发生反应
B
【解析】 由图可知,a为硫化氢、b为硫单质、c为二氧化硫、d为亚硫酸、e为硫酸、f为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐、g为硫酸盐或硫酸氢盐。氢硫酸与二氧化硫反应生成硫单质和水,则向氢硫酸中通入二氧化硫,溶液中会出现黄色浑浊,故A正确;亚硫酸在溶液中分步电离,是一种二元弱酸,故B错误;浓硫酸不与二氧化硫反应,能用于干燥二氧化硫气体,故C正确;硫酸氢盐是二元强酸的酸式盐,在溶液中电离出的氢离子能与亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子反应生成二氧化硫和水,故D正确。
三、实验室中实现硫及其化合物的转化
6.Na2SO3储存应远离火种、热源,应与酸类等物质分开存放,切忌混储。Na2SO3中S为+4价,它既有氧化性又有还原性,现有试剂:溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、氨水。
(1)要证明Na2SO3具有还原性,应选用的试剂有　　　　　　　　　　　,看到的现象是　　　　　　 ,反应的离子方程式:
　 　　　　　　　 　 　　。
Na2SO3溶液和溴水
溴水褪色
(2)要证明Na2SO3具有氧化性,应选用的试剂有
　 , 看到的现象是有黄色浑浊出现,反应的离子方程式:
　 。
Na2SO3溶液、Na2S溶液和
H2SO4溶液
(3)要证明H2SO3的酸性弱于H2SO4,应选用的试剂有
　　　　　　　　 　,反应的现象是　　　　　　　　　　　　,反应的离子方程式:　 　 。
Na2SO3溶液和
H2SO4溶液
有刺激性气味的气体产生
(4)减少SO2的污染并变废为宝,科研工作者探索在一定条件下用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2,写出该反应的化学方程式:
　 。
四、工艺流程中硫的转化
7.SO2是有毒气体,任意排放会造成环境污染。若加以利用,可以变废为宝。如图为SO2的无害化处理流程图,回答下列问题。
(1)“反应Ⅰ”在高温条件下进行,写出该反应的化学方程式:
　　　　　　　 　。
(2)X可能为　　　　　　(填化学式),电子式为 　　　　　　　　　,该反应说明SO2具有　　　　　　(填“氧化性”或“还原性”)。
H2S
氧化性
(3)“蒸发浓缩、冷却结晶”后获得(NH4)2SO3·H2O固体的操作是　　　。
过滤
【解析】 (3)“蒸发浓缩、冷却结晶”后获得(NH4)2SO3·H2O固体的操作是过滤。
(4)(NH4)2SO3·H2O暴露在空气中易被氧化而变质,可以选用哪组试剂进行验证:　　　　(填字母)。
A.稀硝酸,BaCl2溶液
B.稀盐酸,BaCl2溶液
C.稀盐酸,硝酸钡溶液
B
【解析】 (4)(NH4)2SO3·H2O暴露在空气中易被氧化而变质,生成了硫酸铵,检验硫酸根离子的存在来判断是否被氧化而变质。稀硝酸能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,对实验造成干扰,不能判断是否变质,故A不符合题意;加入稀盐酸,排除亚硫酸根离子干扰,再加入BaCl2溶液生成白色沉淀,证明变质,故B符合题意;加入稀盐酸,排除亚硫酸根离子干扰,加入硝酸钡溶液,溶液中形成稀硝酸,能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,对实验造成干扰,不能判断是否变质,故C不符合题意。
1.正误判断。
(1)(2024·浙江6月选考)SO2具有氧化性,所以SO2可用作漂白剂。(　　)
(2)(2024·河北卷)BaSO4等钡的化合物均有毒,相关废弃物应进行无害化处理。
(　　)
(3)(2024·山东卷)石灰乳除去废气中二氧化硫,体现了Ca(OH)2的碱性。
(　　)
(4)(2023·重庆卷)SO2分别与H2O和H2S反应,反应的类型相同。(　　)
×
×
√
×
(5)(2023·浙江1月选考)工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2。(　　)
(6)(2023·河北卷)浓硫酸具有强吸水性,能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化。(　　)
(7)(2021·湖南卷)SO2可漂白纸浆,不可用于杀菌、消毒。(　　)
(8)(2022·浙江6月选考)用石灰石—石膏法对燃煤烟气进行脱硫,同时可得到石膏。(　　)
√
×
×
√
2.(2024·湖北卷,7)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应的化学方程式错误的是(　　)
A
3.(2023·北京卷,7)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
C
4.(2023·广东卷,9)按如图装置进行实验。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
C
5.(2022·广东卷,5)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a～d均为浸有相应溶液的棉花)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
【解析】 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;a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了亚硫酸,可说明SO2是酸性氧化物,故B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,故C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,其原因是浓硫酸具有吸水性,将反应生成的H2O吸收,故D错误。
6.(2022·江苏卷,4)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是(　　)
[A] 用装置甲制取SO2气体
[B] 用装置乙制取SO2水溶液
[C] 用装置丙吸收尾气中的SO2
[D] 用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
C
7.(2021·山东卷,8)工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图,下列说法错误的是(　　)
[A] 吸收过程中有气体生成
[B] 结晶后母液中含有NaHCO3
[C] 气流干燥湿料时温度不宜过高
[D] 中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
B
根据分析可知,吸收过程中有二氧化碳生成,A正确;结晶后母液中含饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,没有NaHCO3,假设产物中存在NaHCO3,则其会与生成的 NaHSO3 发生反应,且NaHCO3溶解度较低,若其残留于母液中,会使晶体不纯,假设不成立,B错误;NaHSO3高温时易分解变质,所以气流干燥过程中温度不宜过高,C正确;根据分析可知,中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3,D正确。
课时作业14　硫及其氧化物　硫酸　硫酸盐
(时间:30分钟　满分:60分)
一、选择题(共7小题,1～6小题每小题5分,7小题 6分,共36分)
1.下列说法错误的是(　　)
[A] 残留在试管内壁上的硫可用热的NaOH溶液除去
[B] 硫单质与变价金属反应时一般生成低价态的金属硫化物
[C] 汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理
[D] 硫单质或含硫物质燃烧时,氧气少量时生成SO2,氧气足量时生成SO3
D
2.(2024·河北部分高中二模)“合异以为同,散同以为异”,哲学中的“同一论”既考察事物相同的一面,又考察事物不同的一面。下列叙述正确的是(　　)
[A] S在空气中和氧气中燃烧生成的产物不同
[B] 品红溶液中分别通入Cl2和SO2发生反应的类型相同
[C] 铁粉分别与足量稀硝酸和少量稀硝酸反应,生成的气体相同
[D] 浓硫酸分别与Cu和C反应,生成的气体完全相同
C
【解析】 S在空气和氧气中燃烧,生成的产物均为SO2,A错误;品红溶液中通入氯气发生氧化还原反应,品红溶液与二氧化硫发生化合反应,属于非氧化还原反应,B错误;铁粉分别与足量稀硝酸和少量稀硝酸反应,生成的气体均为NO,C正确;浓硫酸与Cu反应生成的气体为二氧化硫,而浓硫酸与C反应生成的气体为二氧化硫和二氧化碳,气体不完全相同,D错误。
3.根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是(　　)
选项 实验 现象 结论
[A] 含HCl、BaCl2 的FeCl3溶液 产生白 色沉淀 SO2有还原性
[B] H2S溶液 产生黄 色沉淀 SO2有氧化性
[C] 酸性 KMnO4溶液 紫色溶 液褪色 SO2有漂白性
[D] Na2SiO3 溶液 产生胶 状沉淀 酸性:H2SO3>
H2SiO3
C
4.(2024·北京模拟)同学们探究不同金属和浓硫酸的反应。向三等份浓硫酸中分别加入大小相同的不同金属片,加热,用生成气体进行实验操作并记录实验现象如下表。
B
实验操作 实验现象
金属为铜 金属为锌 金属为铝
点燃 不燃烧 燃烧 燃烧
通入酸性KMnO4溶液 褪色 褪色 褪色
通入CuSO4溶液 无明显变化 无明显变化 出现黑色沉淀
通入品红溶液 褪色 褪色 不褪色
[A] 加入铜片的实验中,使酸性KMnO4溶液褪色的气体是SO2
[B] 加入铝片的实验中,燃烧现象能证明生成气体中一定含H2S
[C] 加入锌片的实验中,生成的气体一定是混合气体
[D] 金属与浓硫酸反应的还原产物与金属活动性强弱有关
【解析】 加入铜片的实验中,气体能使酸性KMnO4溶液和品红溶液褪色且不可燃,则气体具有还原性、漂白性,则气体是SO2,A正确;加入铝片的实验中,气体能使酸性KMnO4溶液褪色、能与 CuSO4溶液反应产生黑色沉淀,则气体是H2S,硫化氢具有可燃性,但具有可燃性的气体不一定是硫化氢,B不正确;加入锌片的实验中,气体能使酸性KMnO4溶液褪色和品红溶液褪色,则气体含SO2,但SO2不可燃,而锌片与浓硫酸反应的气体具有可燃性,但不能与CuSO4溶液反应产生黑色沉淀,则含有另一种可燃性气体,故生成的气体一定是混合气体,C正确;结合选项A、B、C的分析可知,金属与浓硫酸反应的还原产物与金属活动性强弱有关,D正确。
C
[A] ①②③④ [B] ①④
[C] ②③④ [D] ②③
6.(2025·四川高考适应性考试)一种测定葡萄酒中SO2含量的实验装置如图所示(忽略夹持装置)。
下列说法错误的是(　　)
[A] 缓慢通入N2的目的是尽可能使SO2进入H2O2溶液
[B] 冷凝管的作用是避免水蒸气进入H2O2溶液影响测定结果
[C] 用NaOH标准溶液滴定反应后的H2O2溶液可获得SO2的含量
[D] 若实验过程中品红溶液褪色,则说明实验失败
B
B
二、非选择题(共1小题,共24分)
8.(24分,每空3分)(2024·贵州黔西一模)硫及其化合物是十分重要的化工原料。
(1)某同学设计如图实验测定硫酸浓度(不考虑体积变化,假设锌与稀硫酸反应只产生氢气):
①实验部分操作:a.调平量气管和水准管的液面;b.冷却至室温;c.读数。正确的先后操作顺序是　　　(填字母)。
bac
【解析】 Y形管中Zn足量,将Y形管倾斜,使硫酸与Zn充分反应,生成的氢气通过量气管测定,通过氢气的体积计算消耗硫酸的物质的量,从而测得硫酸的浓度。(1)①实验结束后应先冷却至室温,然后调节使量气管和水准管中的液面持平后,再水平读数,这样才能排除温度、压强对产生气体体积的影响,故操作顺序为bac。
②已知开始时量气管读数为V1 mL,最终读数为V2 mL(均折合成标准状况,且V2>V1)。则锌与稀硫酸发生反应的最低硫酸浓度为　　　　　　 mol/L。
(2)已知SO2具有还原性,可以还原I2,也可以与Na2O2发生反应。
①将SO2通入装有过氧化钠的硬质试管中,将带火星的木条放在试管口处。若木条不复燃,则说明SO2与Na2O2反应无O2生成,可能发生反应的化学方程式为　 。
②将SO2通入装有碘水(含淀粉)的洗气瓶中,若　　　　　　　　,说明还原性SO2>I-,写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　。
溶液蓝色消失
(3)为探究SO2在盐酸中与Cu、Cu2+的反应,某实验小组设计如图实验。
实验Ⅰ:
实验Ⅱ:
①实验Ⅰ通入SO2时反应的离子方程式为
　 ,
实验Ⅱ通入SO2时反应的离子方程式为
　 。
②实验Ⅱ若消耗　　　　g SO2,则生成 4NA个 H+。
64
【解析】 ②由反应可知,生成 4 mol氢离子即4NA个氢离子消耗1 mol二氧化硫即64 g二氧化硫。
课时作业15　硫及其化合物的转化
(时间:30分钟　满分:75分)
一、选择题(共9小题,每小题7分,共63分)
1.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,向C中加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都含同一种元素。下列各物质按A、B、C、D、E顺序排列的是(　　)
[A] SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S
[B] SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
[C] SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3
[D] SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3
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,向H2SO4溶液中加Na2S产生气体H2S,H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S,故B项正确。
2.(2021·辽宁卷,8)含硫元素的某钠盐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
3.(2024·湖北三模)硫酸是重要的化工原料,被称为“化工之母”。工业上一般以硫黄或黄铁矿等为原料制备硫酸。下列有关说法正确的是(　　)
[A] 黄铁矿的主要成分FeS2中只含离子键
[B] 工业上SO2催化氧化需在高压条件进行
[C] 选择400～500℃是为了提高催化剂活性
[D] 将98.3%的浓硫酸换成水吸收效果更好
C
【解析】 FeS2中阳离子和阴离子间含离子键,S与S间含共价键,故A错误;工业上SO2催化氧化需在常压条件进行,故B错误;二氧化硫生成三氧化硫的反应是放热反应,且该反应为可逆反应,温度较高会使平衡逆向移动,不利于提高SO2的转化率,选择400～500 ℃是因为V2O5作催化剂时催化活性较好,故C正确;吸收SO3不能用水,用水会生成酸雾,会阻碍SO3的吸收,故工业制硫酸用 98.3% 的浓硫酸吸收SO3,目的是防止形成酸雾,以使SO3吸收完全,事实上SO3易溶于水,故D错误。
4.(2024·山东淄博阶段检测)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(　　)
B
[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中生成的S既是氧化产物,也是还原产物
[D] 反应④中当消耗1 mol硫酸时,转移3 mol电子
B
5.(2024·江苏南通期中)硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是(　　)
6.利用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6-2x]溶液,用于烟气脱硫的研究,其流程如图。下列叙述错误的是(　　)
[A] 滤渣的成分只有SiO2
[B] 加CaCO3的目的是反应溶液中的酸,并使)3转化为Al2(SO4)x(OH)6-2x
[C] 吸收SO2烟气后的溶液pH将减小
[D] 上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量
A
7.(2024·广东汕头二模)物质类别和元素价态是认识物质两个重要维度。如图为硫及其化合物的“价—类”二维图,下列说法错误的是(　　)
[A] 附着有a的试管,可用CS2清洗
[B] b和d反应生成a时,d发生还原反应
[C] b、c两种氧化物的VSEPR模型相同
[D] g的钠盐可与f的稀溶液反应生成a和b
B
8.(2024·广西二模)实验室用硫化碱法制备·5H2O的实验装置如图所示(夹持装置略)。可观察到装置②溶液中先析出黄色固体,其量先增多后又减少,当溶液的pH达到7左右时,溶液接近无色,说明反应已完成。下列有关实验说法错误的是(　　)
[A] 装置③的作用是用于检验装置②中SO2是否被充分吸收
[B] 为了使SO2在装置②中充分吸收,可以减慢SO2的流速
[D] 通过高温蒸发结晶可直接得到产品Na2S2O3·5H2O
D
A
[A] 装置Ⅱ中溶液由紫色变成红色一定能证明SO2是酸性氧化物
[B] 装置Ⅲ中溶液褪色说明SO2有还原性
[C] 装置Ⅳ中溶液有白色沉淀生成
[D] 装置Ⅳ后连接盛有浓NaOH溶液的洗气瓶可进行尾气处理
【解析】 装置Ⅱ中二氧化硫和水反应生成亚硫酸,溶液呈酸性,能使紫色石蕊溶液变红色,则溶液由紫色变成红色不能证明二氧化硫是酸性氧化物,A错误;装置Ⅲ中二氧化硫和酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色说明二氧化硫具有还原性,B正确;装置Ⅳ中二氧化硫和水反应生成亚硫酸,亚硫酸与硝酸钡溶液反应生成硫酸钡沉淀、一氧化氮和水,C正确;装置Ⅳ后应连接盛有浓氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收尾气,防止污染空气,D正确。
二、非选择题(共1小题,共12分)
10.(12分,每空2分)以黄铁矿(主要成分FeS2)为原料生产硫酸,应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用,减轻对环境的污染。由尾气可以生产焦亚硫酸钠(Na2S2O5,M=190 g·mol-1),常用作防腐剂和漂白剂,在空气中易被氧化,受热易分解。其中一种流程如图所示。
回答下列问题。
(1)Na2S2O5中硫元素的化合价为　　　　。
+4
【解析】 黄铁矿(主要成分FeS2)煅烧生成氧化铁和二氧化硫,氧化铁用CO还原得到还原铁粉;二氧化硫经过一系列步骤生成硫酸,尾气中含有二氧化硫,用氢氧化钠溶液吸收生成NaHSO3,加热后生成Na2S2O5。
(1)Na2S2O5中O为-2价,Na为+1价,则S为+4价。
(2)由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为 　。
(3)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: 　。
(4)实验制得的Na2S2O5固体中含有少量Na2SO4杂质,文字叙述其可能的原因是 　。
Na2S2O5被空气中的氧气氧化生成Na2SO4
【解析】 (4)焦亚硫酸钠(Na2S2O5,M=190 g·mol-1)在空气中易被氧化,实验制得的Na2S2O5固体中含有少量Na2SO4杂质,可能的原因是Na2S2O5被空气中的氧气氧化生成Na2SO4。
(5)Na2S2O5纯度测定:取1.00 g Na2S2O5样品溶于水配成500 mL溶液,取25.00 mL该溶液,向其中滴加0.02 mol·L-1的碘溶液,最终滴加25.00 mL碘溶液将溶液中Na2S2O5恰好完全反应。此过程反应的离子方程式为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;样品中Na2S2O5的质量分数为　　　　(已知其他杂质不反应)。
95%课时作业15　硫及其化合物的转化
(时间:30分钟　满分:75分)
一、选择题(共9小题,每小题7分,共63分)
1.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,向C中加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都含同一种元素。下列各物质按A、B、C、D、E顺序排列的是(　　)
[A] SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S
[B] SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
[C] SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3
[D] SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3
2.(2021·辽宁卷,8)含硫元素的某钠盐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
3.(2024·湖北三模)硫酸是重要的化工原料,被称为“化工之母”。工业上一般以硫黄或黄铁矿等为原料制备硫酸。下列有关说法正确的是(　　)
[A] 黄铁矿的主要成分FeS2中只含离子键
[B] 工业上SO2催化氧化需在高压条件进行
[C] 选择400～500℃是为了提高催化剂活性
[D] 将98.3%的浓硫酸换成水吸收效果更好
4.(2024·山东淄博阶段检测)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(　　)
浓硫酸SO2Na2SO3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中生成的S既是氧化产物,也是还原产物
[D] 反应④中当消耗1 mol硫酸时,转移3 mol电子
5.(2024·江苏南通期中)硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是(　　)
[A] 实验室探究浓硫酸与硫反应的气态产物:H2SO4(浓)SO2H2SO3
[B] 工业制硫酸过程中的物质转化:FeS2SO3H2SO4
[C] 钙基固硫主要反应:2CaO+O2+2SO22CaSO4
[D] 实验室制备少量SO2的原理:Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O
6.利用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6-2x]溶液,用于烟气脱硫的研究,其流程如图。下列叙述错误的是(　　)
[A] 滤渣的成分只有SiO2
[B] 加CaCO3的目的是反应溶液中的酸,并使)3转化为Al2(SO4)x(OH)6-2x
[C] 吸收SO2烟气后的溶液pH将减小
[D] 上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量
7.(2024·广东汕头二模)物质类别和元素价态是认识物质两个重要维度。如图为硫及其化合物的“价—类”二维图,下列说法错误的是(　　)
[A] 附着有a的试管,可用CS2清洗
[B] b和d反应生成a时,d发生还原反应
[C] b、c两种氧化物的VSEPR模型相同
[D] g的钠盐可与f的稀溶液反应生成a和b
8.(2024·广西二模)实验室用硫化碱法制备·5H2O的实验装置如图所示(夹持装置略)。可观察到装置②溶液中先析出黄色固体,其量先增多后又减少,当溶液的pH达到7左右时,溶液接近无色,说明反应已完成。下列有关实验说法错误的是(　　)
[A] 装置③的作用是用于检验装置②中SO2是否被充分吸收
[B] 为了使SO2在装置②中充分吸收,可以减慢SO2的流速
[C] 装置①中反应的化学方程式为H2SO4(浓)+Na2SO3Na2SO4+SO2↑+H2O
[D] 通过高温蒸发结晶可直接得到产品Na2S2O3·5H2O
9.(2024·广东惠州一模)连四硫酸钠(Na2S4O6)是生物酶的修复剂,其与盐酸反应的离子方程式为2S4+4H+5SO2↑+3S↓+2H2O,按如图装置制备足量SO2并探究其性质,下列表述不正确的是(　　)
[A] 装置Ⅱ中溶液由紫色变成红色一定能证明SO2是酸性氧化物
[B] 装置Ⅲ中溶液褪色说明SO2有还原性
[C] 装置Ⅳ中溶液有白色沉淀生成
[D] 装置Ⅳ后连接盛有浓NaOH溶液的洗气瓶可进行尾气处理
二、非选择题(共1小题,共12分)
10.(12分,每空2分)以黄铁矿(主要成分FeS2)为原料生产硫酸,应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用,减轻对环境的污染。由尾气可以生产焦亚硫酸钠(Na2S2O5,M=
190 g·mol-1),常用作防腐剂和漂白剂,在空气中易被氧化,受热易分解。其中一种流程如图所示。
回答下列问题。
(1)Na2S2O5中硫元素的化合价为　　　　。
(2)由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为 　。
(3)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:　 。
(4)实验制得的Na2S2O5固体中含有少量Na2SO4杂质,文字叙述其可能的原因是 　。
(5)Na2S2O5纯度测定:取1.00 g Na2S2O5样品溶于水配成500 mL溶液,取25.00 mL该溶液,向其中滴加0.02 mol·L-1的碘溶液,最终滴加25.00 mL碘溶液将溶液中Na2S2O5恰好完全反应。此过程反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　;样品中Na2S2O5的质量分数为　　　　(已知其他杂质不反应)。
课时作业15　硫及其化合物的转化
1.B　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,向H2SO4溶液中加Na2S产生气体H2S,H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S,故B项正确。
2.C　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NaHSO3,也可能是Na2S2O3,盐a与足量Cl2反应生成S,再与BaCl2溶液反应得到沉淀c,故c为BaSO4。盐a为Na2SO3或NaHSO3,也可能是Na2S2O3,故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NaHSO3,也可能是Na2S2O3,若为Na2S2O3,
Na2S2O3+2HCl2NaCl+S↓+SO2↑+H2O,反应②中还可能生成淡黄色沉淀,D正确。
3.C　FeS2中阳离子和阴离子间含离子键,S与S间含共价键,故A错误;工业上SO2催化氧化需在常压条件进行,故B错误;二氧化硫生成三氧化硫的反应是放热反应,且该反应为可逆反应,温度较高会使平衡逆向移动,不利于提高SO2的转化率,选择400~500 ℃是因为V2O5作催化剂时催化活性较好,故C正确;吸收SO3不能用水,用水会生成酸雾,会阻碍SO3的吸收,故工业制硫酸用 98.3% 的浓硫酸吸收SO3,目的是防止形成酸雾,以使SO3吸收完全,事实上SO3易溶于水,故D错误。
4.B　SO2使溴水褪色的反应原理为Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4,SO2表现还原性,与其漂白性无关,A错误;反应②中若SO2过量,会发生反应Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3,B正确;反应④中Na2S2O3发生歧化反应生成S,反应原理为Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,Na2S2O3中硫元素化合价部分降低生成S,部分升高生成SO2,S为还原产物,SO2为氧化产物,C错误;由反应④的化学方程式可知,消耗 1 mol 硫酸时,转移2 mol电子,D错误。
5.B　浓硫酸和硫黄在加热条件下反应生成SO2,SO2溶于水生成亚硫酸,转化正确,故A正确;FeS2高温下与氧气反应生成SO2,不能一步生成SO3,转化错误,故B不正确;钙基固硫是用生石灰来除去生成的SO2,反应的化学方程式为2CaO+O2+2SO22CaSO4,故C正确;实验室制备少量SO2用的是亚硫酸钠与70%的浓硫酸反应,故D正确。
6.A　滤渣的成分主要为SiO2、CaSO4,故A错误;加CaCO3的目的是反应溶液中的酸,并使 Al2(SO4)3 转化为 Al2(SO4)x(OH)6-2x,故B正确;吸收SO2烟气后的溶液,酸性增强,pH减小,故C正确;溶液吸收SO2生成S,在溶液中S易被氧化生成S,所以题述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量,故D正确。
7.B　根据硫元素价态及物质类别可知,d为H2S、a为S、b为SO2、c为SO3、e为H2SO3、f为H2SO4、g为含有硫代硫酸根离子的盐。a为S,硫微溶于酒精,易溶于二硫化碳,故附着有a的试管,常用二硫化碳清洗,A正确;a为S、b为SO2、d为H2S,反应的化学方程式为2H2S+SO23S+2H2O,H2S中硫元素的化合价升高,发生氧化反应,B错误;b为SO2,价层电子对数为2+×(6-2×2)=3,VSEPR模型为平面三角形,c为SO3,价层电子对数为3+×(6-3×2)=3,VSEPR模型为平面三角形,C正确;g为含有硫代硫酸根离子的盐,g的钠盐为Na2S2O3,f为H2SO4,Na2S2O3与稀硫酸发生歧化反应,生成S和SO2,D正确。
8.D　在装置①中70%H2SO4溶液与Na2SO3发生复分解反应制取SO2,在装置②中SO2、Na2S和Na2CO3发生反应2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO2,在装置③中根据SO2具有漂白性,能够使品红溶液褪色检验SO2是否被充分吸收,SO2、H2S都是大气污染物,可根据它们都可以与碱反应的性质,用NaOH溶液进行尾气处理,防止大气污染。SO2具有漂白性,能够使品红溶液褪色,可利用这一性质检验装置②中SO2是否被充分吸收,A正确;为了使SO2在装置②中充分吸收,可将SO2缓慢通入装置②中混合溶液,B正确;由于酸性H2SO4>H2SO3,所以在装置①中70%H2SO4溶液与Na2SO3发生复分解反应制取SO2,反应的化学方程式为H2SO4(浓)+Na2SO3Na2SO4+SO2↑+H2O,C正确;硫代硫酸钠晶体带有结晶水,若通过高温蒸发结晶,会失去全部或部分结晶水,应该通过蒸发浓缩、降温结晶的方法获得产品Na2S2O3·5H2O,D错误。
9.A　装置Ⅱ中二氧化硫和水反应生成亚硫酸,溶液呈酸性,能使紫色石蕊溶液变红色,则溶液由紫色变成红色不能证明二氧化硫是酸性氧化物,A错误;装置Ⅲ中二氧化硫和酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色说明二氧化硫具有还原性,B正确;装置Ⅳ中二氧化硫和水反应生成亚硫酸,亚硫酸与硝酸钡溶液反应生成硫酸钡沉淀、一氧化氮和水,C正确;装置Ⅳ后应连接盛有浓氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收尾气,防止污染空气,D正确。
10.【答案】 (1)+4
(2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(3)2NaHSO3Na2S2O5+H2O
(4)Na2S2O5被空气中的氧气氧化生成Na2SO4
(5)S2+2I2+3H2O2S+4I-+6H+　95%
【解析】 黄铁矿(主要成分FeS2)煅烧生成氧化铁和二氧化硫,氧化铁用CO还原得到还原铁粉;二氧化硫经过一系列步骤生成硫酸,尾气中含有二氧化硫,用氢氧化钠溶液吸收生成NaHSO3,加热后生成Na2S2O5。
(1)Na2S2O5中O为-2价,Na为+1价,则S为+4价。
(2)由炉渣制备还原铁粉时,用CO还原氧化铁生成铁,化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
(3)由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得Na2S2O5,该过程的化学方程式为2NaHSO3Na2S2O5+H2O。
(4)焦亚硫酸钠(Na2S2O5,M=190 g·mol-1)在空气中易被氧化,实验制得的Na2S2O5固体中含有少量Na2SO4杂质,可能的原因是Na2S2O5被空气中的氧气氧化生成Na2SO4。
(5)Na2S2O5和碘反应的离子方程式为S2+2I2+3H2O2S+4I-+6H+;根据离子方程式,样品中Na2S2O5的质量分数为×100%=95%。
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