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第18讲　含硫物质的转化　酸雨的防治
第五章　非金属及其化合物
1.掌握硫及其化合物在“价－类”二维图中的应用。
2.了解硫的氧化物对大气的污染及其防治。
复习目标
考点一　根据“价－类”二维图理解硫及其化合物的转化
考点二　酸雨及其防治
课时测评
内容索引
重点强化
考点一
根据“价－类”二维图理解硫
及其化合物的转化
1.硫的“价－类”二维图
必备知识 整合
2.硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化
如：
写出反应②、③、④的化学方程式：
②______________________________________________；
③______________________________________________；
④______________________________________________。
H2SO3＋2NaOHNa2SO3＋2H2O
Na2SO3＋H2SO4Na2SO4＋H2O＋SO2↑
Na2SO3＋H2O＋SO22NaHSO3
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的。
如：H2S S SO2 SO3
写出反应③、④、⑤的化学方程式：
③___________________________；
④___________________________；
⑤___________________________。
2SO2＋O22SO3
S＋H2H2S
SO2＋2H2S3S＋2H2O
3.含硫物质的连续氧化
4.硫的氧化物、酸、盐之间的转化
SO2 H2SO3 NaHSO3 Na2SO3
写出符合ABCD转化关系的物质及流程。
提示：①硫元素：S(或H2S)SO2SO3H2SO4。
②氮元素：N2(或NH3)NONO2HNO3。
③钠元素：NaNa2ONa2O2NaOH。
④碳元素：CCOCO2H2CO3。
考向1 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)。
(NH4)2S
O2
H2O
关键能力 提升
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，E是　　　　，写出B生成C的化学方程式：__________　　　　　　　
　　　 　。
H2SO4
2H2S＋3O2
2SO2＋2H2O
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。当X是强酸时，转化关系为(NH4)2SH2SSO2SO3
H2SO4。
考向2 含硫“价－类”二维图的理解应用
2.(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
√
由题图可知，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。硫化氢溶液与二
氧化硫反应生成硫和水，则向硫化氢溶液中通入二氧化硫，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。
3.(2024·湖南衡阳三模)部分含硫物质的“价－类”关系如图所示。下列叙述错误的是
A.一定条件下，能实现a→b→c→d的转化
B.a和c反应中，氧化产物、还原产物的质量
之比为2∶1
C.具有漂白性的c能使品红、石蕊溶液褪色
D.利用b和e可以制备大苏打(Na2S2O3)
√
根据图像可知，a、b、c、d、e分别为H2S、S、
SO2、H2SO4、Na2SO3(或NaHSO3)。一定条件
下，能实现H2S→S→SO2→H2SO4的转化，例
如，H2SSSO2H2SO4，A项正确；
H2S和SO2反应的方程式为2H2S＋SO2S(还原产物)＋2S(氧化产物)＋2H2O，氧化产物、还原产物的质量之比为2∶1，B项正确；SO2不能漂白石蕊溶液，即向石蕊溶液中通入二氧化硫，溶液只变红色不褪色，C项错误；Na2SO3和S反应生成Na2S2O3，化学方程式为Na2SO3＋SNa2S2O3，D项正确。
考向3 硫在自然界中的循环
4.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
√
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中的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，也有无机物，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。
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考点二
酸雨及其防治
1.硫的氧化物的来源、危害及治理
2.硫酸型酸雨的形成过程
SO2SO3H2SO4　
SO2H2SO3H2SO4
必备知识 整合
石油和煤
含硫矿石
酸雨
5.6
脱硫
二氧化硫
下列不能减少酸雨产生措施的是　　　　(填序号)。
①把工厂烟囱造高　②燃料脱硫　③在已酸化的土壤中加石灰水　④多用煤作燃料
①③④
1.酸雨的形成示意如图，下列关于酸雨的叙述中，不正确的是
A.酸雨的pH小于5.6
B.酸雨形成的过程中不涉及氧化还原反应
C.汽车尾气及含硫物的燃烧都是形成酸雨的来源
D.酸雨能直接损伤农作物，破坏森林和草原
关键能力 提升
√
酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水，A正确；酸雨形成的过程中涉及氧化还原反应，B不正确；酸雨分硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，汽车尾气及含硫物的燃烧都是形成酸雨的来源，C正确；酸雨有较强酸性，能直接损伤农作物，破坏森林和草原，D正确。
2.在工业上SO2尾气的处理方法一般有四种。
(1)钙基固硫法
为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，用化学方程式表示其原理。
①S的燃烧：S＋O2SO2；
②SO2转化为CaSO3：　　　　　　　　　　　 ；
③CaSO3转化为CaSO4：　　　　　　　　　　 。
SO2＋CaOCaSO3
2CaSO3＋O22CaSO4
(2)氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法，使雾化的氨水与烟气直接接触吸收SO2，用化学方程式表示其原理。
①SO2转化为(NH4)2SO3：　　　　　　　　　 　　　　；
②(NH4)2SO3转化为(NH4)2SO4：　　　　　　　　　　 　　　。
(3)钠碱脱硫法
钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，用化学方程式表示其原理。
①SO2和NaOH反应生成Na2SO3：　　　　　　　　 　　　　　；
②SO2和Na2CO3反应生成Na2SO3：　　　　　　　 　　　　　　；
③Na2SO3转化为NaHSO3：　　　　　　　　　　 　　　。
2NH3·H2O＋SO2(NH4)2SO3＋H2O
2(NH4)2SO3＋O22(NH4)2SO4
2NaOH＋SO2Na2SO3＋H2O
Na2CO3＋SO2Na2SO3＋CO2
Na2SO3＋SO2＋H2O2NaHSO3
(4)双碱脱硫法
双碱脱硫法是指先用烧碱吸收SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH碱液可循环利用，用化学方程式表示其原理。
①NaOH吸收SO2：　　　　　　　　　 　　　　；
②Na2SO3被O2氧化：　　　　　　　　　　 　　　；
③Na2SO4和Ca(OH)2反应：　　　　　　　　 　　　　　。
2NaOH＋SO2Na2SO3＋H2O
2Na2SO3＋O22Na2SO4
Na2SO4＋Ca(OH)2CaSO4↓＋2NaOH
1.(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A.标准状况下，11.2 L SO2中原子总数为0.5NA
B.100 mL 0.1 mol·L－1 Na2SO3溶液中，S数目为0.01NA
C.反应①中每消耗3.4 g H2S，生成物中硫原子数目增加0.1NA
D.反应②中每生成1 mol还原产物，转移电子数目为2NA
高考真题 感悟
√
标准状况下SO2为气体，11.2 L SO2为0.5 mol，
其含有1.5 mol原子，原子数为1.5NA，A错误；
S为弱酸阴离子，在水中易发生水解，因此100 mL 0.1 mol·L－1 Na2SO3溶液中S数目小于0.01NA，B错误；反应①的方程式为SO2＋2H2S3S＋2H2O，反应中每生成3 mol S消耗2 mol H2S，3.4 g H2S为0.1 mol，可以生成0.15 mol S，即生成的硫原子数目为0.15NA，C错误；反应②的离子方程式为3S＋6OH－S＋2S2－＋3H2O，反应的还原产物为S2－，每生成2 mol S2－共转移4 mol电子，因此每生成1 mol S2－，转移2 mol电子，数目为2NA，D正确。
2.(2021·辽宁卷)含S元素的钠盐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
√
由题干信息可知，钠盐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，则钠盐a为Na2SO3或者NaHSO3，也可能是Na2S2O3；钠盐a与足量Cl2反应后，再与BaCl2溶液反应得到沉淀c，故溶液中b中含有S，c为BaSO4。钠盐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； c为
BaSO4，故c为不溶于盐酸的白色沉淀，B正确；d为SO2，SO2易溶于水，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；当钠盐a为Na2S2O3时，反应②的化学方程式为Na2S2O3＋2HCl2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O，故还可能生成淡黄色沉淀，D
正确。
3.(2023·浙江6月选考)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。
请回答：
(1)富氧煅烧燃煤产生低浓度的SO2可以在炉内添加CaCO3，通过途径Ⅰ脱除，写出反应方程式：　　　　　　　 　　　　　　。
已知：
2SO2＋O2＋2CaCO32CaSO4＋2CO2
含硫矿物煅烧生成二氧化硫，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，三氧化硫和等物质的量的甲
醇发生反应生成A： 。氧气具有氧化性，能把四价硫氧化为
六价硫，二氧化硫、空气中的氧气、碳酸钙高温下生成硫酸钙和二氧化碳，反应方程式为2SO2＋O2＋2CaCO32CaSO4＋2CO2；
(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　　　　(填字母)。
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
BCD
含硫矿物煅烧生成二氧化硫，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，三氧化硫和等物质的量的甲
醇发生反应生成A： 。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；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；
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；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；
②一定压强下，化合物A的沸点低于硫酸的原因是_____________________
__________________。
硫酸分子能形成更多的
分子间氢键
含硫矿物煅烧生成二氧化硫，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，三氧化硫和等物质的量的甲
醇发生反应生成A： 。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，导致A的沸点低于硫酸；
(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：_____________
__________________________________________________________________________________________________。
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
2NaOHCH3OH＋Na2SO4＋H2O、HCl＋NaOHNaCl＋H2O、
Na2SO4＋BaCl2BaSO4↓＋2NaCl
含硫矿物煅烧生成二氧化硫，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，三氧化硫和等物质的量
的甲醇发生反应生成A： 。分析题意可知， A为
，A碱性水解可以生成硫酸钠、甲醇，硫酸根离子能和
氯化钡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、HCl＋NaOHNaCl＋H2O、Na2SO4＋BaCl2BaSO4↓＋2NaCl。
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重点强化9
硫酸盐 多硫酸盐
一、重要的硫酸盐
重点精讲
化学式 俗名 颜色 用途
2CaSO4·H2O ________ 白色 塑像、模型、粉笔、医疗绷带等
CaSO4·2H2O ________ 白色 水泥添加剂
FeSO4·7H2O ______ ________ 用于配制蓝黑墨水，补血剂
CuSO4·5H2O ____________ ______ 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 ______剂
熟石膏
生石膏
绿矾
浅绿色
胆矾、蓝矾
蓝色
净水
二、常考的4种含硫化合物
硫代硫酸钠 (Na2S2O3) 物理性质 Na2S2O3·5H2O俗名大苏打，它是无色透明的晶体，易溶于水
化学性质
制备
定量测定碘
过二硫酸钠 (Na2S2O8) 结构式 Na＋[ ]2－Na＋
氧化性
不稳定性
焦亚硫酸钠 (Na2S2O5) 重要性质 成品为白色或微黄结晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置空气中易氧化成硫酸钠，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
制备方法
还原性
连二亚 硫酸钠 (Na2S2O4) 物理性质 Na2S2O4俗称保险粉，能溶于冷水，在热水中分解，不溶于乙醇
制备 在无氧条件下，用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠
还原性
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
强化训练
√
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。
2.(2024·山东联考)硫代硫酸钠在纺织业等领域有广泛应用。某兴趣小组用下图装置制备Na2S2O3·5H2O并测定纯度。
合成反应：
SO2＋Na2CO3Na2SO3＋CO2
2Na2S＋3SO22Na2SO3＋3S↓
Na2SO3＋SNa2S2O3
合成总反应：2Na2S＋Na2CO3＋4SO23Na2S2O3＋CO2
滴定反应：I2＋2Na2S2O32NaI＋Na2S4O6
已知：①Na2S2O3·5H2O易溶于水，难溶于乙醇，50 ℃开始失结晶水。
②NaHSO3加热脱水得焦亚硫酸钠(Na2S2O5)，常用作食品的抗氧化剂。
实验步骤：
Ⅰ.Na2S2O3制备：装置A制备的SO2经过单向阀通入装置C中的混合溶液，加热、搅拌，至溶液pH约为7时，停止通入SO2气体，得产品混合溶液。
Ⅱ.产品分离提纯：产品混合溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到Na2S2O3·5H2O产品。
Ⅲ.产品纯度测定：以淀粉溶液作指示剂，用Na2S2O3·5H2O产品配制的溶液滴定碘标准溶液至滴定终点，计算Na2S2O3·5H2O含量。
对于上述实验，下列描述错误的是
A.单向阀的作用是只允许气体单向通过
B.实验中通过控制装置A的反应温度、
调节酸的滴加速率来控制SO2的生成速率
C.反应开始后，装置C中先有浑浊产生，
后又变澄清可定性判断反应结束
D.向冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可提高产率
√
A中产生二氧化硫，通过单向阀B进入C中，发生题给信息反应生成Na2S2O3，再通过结晶法提取Na2S2O3·5H2O晶体。二氧化硫会与装置C中混合溶液发生反应，且导管进入液面以下，需要防倒吸，单向阀的作用是只允许气体单向通过，可以防倒吸，A正确；装置A中亚硫酸钠固体和浓硫酸在室温下即可反应制取二氧化硫气体，故实验中通过控制调节酸的滴加速率来控制SO2的生成速率，B错误；S难溶于水，根据
反应SO2＋Na2CO3Na2SO3＋CO2、2Na2S＋3SO22Na2SO3＋3S↓、Na2SO3＋SNa2S2O3可知，反应开始后，先有S生成后S转变为Na2S2O3，则装置C中先有浑浊产生，后又变澄清可定性判断反应结束，C正确；已知Na2S2O3·5H2O易溶于水，难溶于乙醇，向冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可降低Na2S2O3·5H2O的溶解度，析出更多的晶体，提高产率，D正确。
3.(2024·南通海安中学检测)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的防腐剂和漂白剂。可利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5，其流程如下：
下列说法正确的是
A.上述制备过程所涉及的物质中只有一种酸性氧化物
B.Na2S2O5作防腐剂和SO2作漂白剂时，均表现还原性
C.上述流程中的Na2CO3饱和溶液和Na2CO3固体不可互换
D.实验室模拟“结晶脱水”时用到的仪器只有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、漏斗
√
涉及的酸性氧化物有SO2和CO2，A项错误；SO2作漂白剂时，表现漂白性，B项错误；SO2与固体Na2CO3难以反应，且难以与饱和Na2CO3溶液形成亚硫酸氢钠过饱和溶液，C项正确；结晶脱水，需要蒸发皿、酒精灯、玻璃棒，D项错误。
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课 时 测 评
1.(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.钙基固硫的主要反应：2CaO＋O2＋2SO22CaSO4
D.实验室制备少量SO2的原理：Na2SO3＋H2SO4Na2SO4＋SO2↑＋H2O
√
浓硫酸和硫在加热条件下，生成SO2，SO2溶于水生成亚硫酸，故A正确；FeS2高温下与氧气反应生成SO2，不能一步生成SO3，故 B错误；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％的硫酸反应，反应的化学方程式为Na2SO3＋H2SO4Na2SO4＋SO2↑＋H2O，故D正确。
2.如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是
A.向溶液B中滴加KSCN溶液，溶液可能变为红色
B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为
4H＋＋2Fe2＋＋O22Fe3＋＋2H2O
C.溶液酸性：A＞B＞C
D.加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A
√
SO2与Fe3＋发生氧化还原反应生成Fe2＋，若SO2足量，则溶液B中无
Fe3＋，加入KSCN溶液，溶液不变红色；若SO2不足，则溶液B中有
Fe3＋，加入KSCN溶液，溶液变红色，A正确；离子方程式中电荷不守恒，B错误；溶液A转化为溶液B后溶液酸性增强，C错误；氧化亚铁与H＋反应生成Fe2＋，溶液C不能转化为溶液A，D错误。
3.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∶2
C.将10 L上层清液中的S2－(S2－浓度为480 mg·L－1 )转化为S，理论上需要0.15 mol O2
D.过程Ⅱ中，反应的离子方程式为2S2－＋4Mn＋9H2O4Mn(OH)2↓＋S2＋10OH－
√
CaSO4·2H2O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；过程Ⅰ中氧化剂和还原剂分别是O2和Mn(OH)2，对应的还原产物和氧化产物为H2O和Mn，根据氧化还原反应得失电子守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2，故B正确；10 L上层清液中的S2－物质的量为0.15 mol，硫元素的化合价由－2价变成＋6价，S2－失去0.15 mol×8＝1.2 mol电子，转化为
S，理论上需要O2的物质的量为n(O2)＝＝0.3 mol，故C错误；过程Ⅱ中S2－与Mn反应生成S2和Mn(OH)2，根据氧化还原反应得失电子守恒和元素守恒，反应的离子方程式为2S2－＋4Mn＋9H2O4Mn(OH)2↓＋S2＋10OH－，故D正确。
4.(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的转化关系：SO2SO3H2SO4
B.实验室制备二氧化硫的反应：Na2SO3＋H2SO4(较浓)Na2SO4＋
SO2↑＋H2O
C.工业上用石灰乳吸收SO2的转化关系：SO2 CaSO3CaSO4
D.H2S尾气吸收的反应：H2S＋CuSO4CuS↓＋H2SO4
√
工业上以硫黄为原料制硫酸的转化关系：S SO2 SO3H2SO4，A错误；实验室制备二氧化硫可以用亚硫酸钠固体与中等浓度的硫酸，反应方程式为Na2SO3＋H2SO4(较浓)Na2SO4＋SO2↑＋H2O，B正确；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：SO2 CaSO3CaSO4，C正确；H2S尾气吸收可以用硫酸铜溶液，吸收的反应为H2S＋CuSO4CuS↓＋H2SO4，D正确。
5.(2024·湖北三模)硫酸是重要的化工原料，被称为“化工之母”。工业上一般以硫磺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下进行
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
√
FeS2中阳离子和阴离子间含离子键，S与S原子间含共价键，故A错误；工业上SO2催化氧化需在常压条件下进行，故B错误；二氧化硫生成三氧化硫的方程式为2SO2＋O22SO3，是放热反应，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在此温度下催化活性较好，故C正确；工业制硫酸用98.3％的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，使SO3吸收完全，用水会生成酸雾，阻碍SO3的吸收，故D错误。
6.(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SO3
D.若n＝1，则H2SO4·nSO3的结构式可能为
√
“煅烧”时将黄铁矿粉从炉顶加入、富氧空气从炉底通入可增大反应物的接触面积，使反应更充分，提高原料的利用率，A正确； 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；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，C错误；若n＝1，则H2SO4·nSO3为焦硫酸，其结构式
可能为 ，D正确。
7.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∶1
C.脱硫过程需不断补充FeSO4
D.CH4是天然气脱硫过程的催化剂
√
在脱硫过程中Fe2(SO4)3溶液与H2S发生反应，
反应方程式为Fe2(SO4)3＋H2S2FeSO4＋
H2SO4＋S↓，A错误；脱硫过程中Fe2(SO4)3溶液与H2S发生反应生成FeSO4和H2SO4，然后又发生反应4FeSO4＋O2＋2H2SO42Fe2(SO4)3＋2H2O，总反应方程式为2H2S＋O22S↓＋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。
8.“蓝天保卫战”需要持续进行大气治理，有效处理SO2、NO2等大气污染物。化学研究为生产、生活处理废气和防止大气污染做出重要贡献。将SO2转化为K2SO4的工艺流程如图，下列说法正确的是
A.通入空气的目的是将CO2完全吹出
B.反应时应将CaCO3粉碎
C.固体产物A是CaSO3
D.“高温”时只发生CaCO3的分解反应
√
通入空气的目的是将CaSO3氧化为CaSO4，故A、C错误；“高温”时发生的反应为CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋SO2CaSO3、2CaSO3＋O22CaSO4，故D错误。
9.(2024·辽宁一模)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维度。如图为硫及其部分化合物的“价－类”二维图，下列说法正确的是
A.X、Y属于非电解质
B.Z的水溶液一定显碱性
C.X的水溶液在空气中放置会变浑浊，
能证明非金属性：O＞S
D.S与O2在点燃条件下的产物能使品红溶液褪色是因为其有强氧化性
√
X是S元素的气态氢化物，X是H2S；Y是S的＋6价氧化物，Y是SO3；Z是＋4价S元素的钠盐，Z是Na2SO3或NaHSO3。X是H2S，H2S属于电解质，故A错误；NaHSO3的水溶液呈酸性，故B错误；H2S的水溶液在空气中放置会变浑浊，发生的反应为2H2S＋O22H2O＋2S↓，O2的氧化性大于S，能证明非金属性：O＞S，故C正确；S与O2在点燃条件下的产物为SO2，SO2能使品红溶液褪色是因为其有漂白性，故D错误。
10.(2024·湖南三模)微生物介导的碳氮硫循环耦合如图所示。下列说法错误的是
A.S2－在富氧条件下最终的产物为S
B.S2－可作为电子供体将N还原
C.N2可通过生物固氮作用作氮肥
D.溶液中可能存在的反应为N＋NN2↑＋2H2O
√
S在空气中不稳定，易被氧气氧化为S，A项错误；由循环图可知，S2－可将N还原为N2，B项正确；N2通过豆科植物根瘤菌生物固氮转化为化合物，作氮肥，C项正确；一定条件下，N和N可发生归中反应N＋NN2↑＋2H2O，D项正确。
11.(10分)硫及其化合物与价态变化为坐标的二维转化关系如图所示
完成下列填空：
(1)图中X的电子式为　　　　　；其水溶液在空气中放置易变浑浊，写出反应的化学方程式：　　 ；该变化说明S的非金属性比O　 　(填“强”或“弱”)。
2H2S＋O22S↓＋2H2O
弱
H2S水溶液在空气中放置易变浑浊是因为H2S被氧气氧化为S，反应的化学方程式为2H2S＋O22S↓＋2H2O，所以S的非金属性比O弱。
(2)下列物质用于Na2S2O3制备，从氧化还原反应的角度，理论上有可能的是　　　　(填字母)。
a.Na2S＋S b.Z＋S
c.Na2SO3＋Y d.NaHS＋NaHSO3
bd
Na2S2O3中S为＋2价，从氧化还原反应的角度分析，反应物中S的化合价必须分别大于2和小于2，b、d符合题意。
(3)治理含CO、SO2的烟道气，以Fe2O3作催化剂，将CO、SO2在380 ℃时转化为S和一种无毒气体，写出该治理烟道气反应的化学方程式：_______
____________________。
2CO＋
SO2 S＋2CO2
12.(10分)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
(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。
实验序号 预期转化 选择试剂(填序号) 证明实现转化的现象
ⅰ
ⅱ ①③④ 淡黄色沉淀
ⅲ ②⑥⑦
⑤
酸性KMnO4溶液褪色
还原
(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_______________________________
__________。
实验序号 预期转化 选择试剂(填序号) 证明实现转化的现象
ⅰ
ⅱ ①③④ 淡黄色沉淀
ⅲ ②⑥⑦
＋4(或－2)
0
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋
2H2O
将产生的气体通入品红溶液，品红
溶液褪色
返回第18讲　含硫物质的转化　酸雨的防治
【复习目标】　1.掌握硫及其化合物在“价－类”二维图中的应用。2.了解硫的氧化物对大气的污染及其防治。
考点一　根据“价－类”二维图理解硫及其化合物的转化
1.硫的“价－类”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
如：
写出反应②、③、④的化学方程式：
②H2SO3＋2NaOHNa2SO3＋2H2O；
③Na2SO3＋H2SO4Na2SO4＋H2O＋SO2↑；
④Na2SO3＋H2O＋SO22NaHSO3。
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的。
如：H2SSSO2SO3
写出反应③、④、⑤的化学方程式：
③2SO2＋O22SO3；
④S＋H2H2S；
⑤SO2＋2H2S3S＋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
SO2H2SO3NaHSO3Na2SO3
【微思考】　写出符合ABCD转化关系的物质及流程。
提示：①硫元素：S(或H2S)SO2SO3H2SO4。
②氮元素：N2(或NH3)NONO2HNO3。
③钠元素：NaNa2ONa2O2NaOH。
④碳元素：CCOCO2H2CO3。
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：
学生用书 第100页
ABCDE
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：　　　　　　　
　　　　　　　。
答案：(1)(NH4)2S　O2　H2O　(2)H2SO4　2H2S＋3O22SO2＋2H2O
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。(1)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。
含硫“价－类”二维图的理解应用
2.(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
答案：B
解析：由题图可知，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。硫化氢溶液与二氧化硫反应生成硫和水，则向硫化氢溶液中通入二氧化硫，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。
3.(2024·湖南衡阳三模)部分含硫物质的“价－类”关系如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.一定条件下，能实现a→b→c→d的转化
B.a和c反应中，氧化产物、还原产物的质量之比为2∶1
C.具有漂白性的c能使品红、石蕊溶液褪色
D.利用b和e可以制备大苏打(Na2S2O3)
答案：C
解析：根据图像可知，a、b、c、d、e分别为H2S、S、SO2、H2SO4、Na2SO3(或NaHSO3)。一定条件下，能实现H2S→S→SO2→H2SO4的转化，例如，H2SSSO2H2SO4，A项正确；H2S和SO2反应的方程式为2H2S＋SO2S(还原产物)＋2S(氧化产物)＋2H2O，氧化产物、还原产物的质量之比为2∶1，B项正确；SO2不能漂白石蕊溶液，即向石蕊溶液中通入二氧化硫，溶液只变红色不褪色，C项错误；Na2SO3和S反应生成Na2S2O3，化学方程式为Na2SO3＋SNa2S2O3，D项正确。
硫在自然界中的循环
4.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中的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，也有无机物，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。
考点二　酸雨及其防治
1.硫的氧化物的来源、危害及治理
2.硫酸型酸雨的形成过程
SO2SO3H2SO4　
SO2H2SO3H2SO4
【微思考】　下列不能减少酸雨产生措施的是　　　　(填序号)。
①把工厂烟囱造高　②燃料脱硫　③在已酸化的土壤中加石灰水　④多用煤作燃料
提示：①③④
学生用书 第101页
1.酸雨的形成示意如图，下列关于酸雨的叙述中，不正确的是(　　)
A.酸雨的pH小于5.6
B.酸雨形成的过程中不涉及氧化还原反应
C.汽车尾气及含硫物的燃烧都是形成酸雨的来源
D.酸雨能直接损伤农作物，破坏森林和草原
答案：B
解析：酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水，A正确；酸雨形成的过程中涉及氧化还原反应，B不正确；酸雨分硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，汽车尾气及含硫物的燃烧都是形成酸雨的来源，C正确；酸雨有较强酸性，能直接损伤农作物，破坏森林和草原，D正确。
2.在工业上SO2尾气的处理方法一般有四种。
(1)钙基固硫法
为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，用化学方程式表示其原理。
①S的燃烧：S＋O2SO2；
②SO2转化为CaSO3：　　　　　　　　　　　　　；
③CaSO3转化为CaSO4：　　　　　　　　　　　　　。
(2)氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法，使雾化的氨水与烟气直接接触吸收SO2，用化学方程式表示其原理。
①SO2转化为(NH4)2SO3：　　　　　　　　　　　　　；
②(NH4)2SO3转化为(NH4)2SO4：　　　　　　　　　　　　　。
(3)钠碱脱硫法
钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，用化学方程式表示其原理。
①SO2和NaOH反应生成Na2SO3：　　　　　　　　　　　　　；
②SO2和Na2CO3反应生成Na2SO3：　　　　　　　　　　　　　；
③Na2SO3转化为NaHSO3：　　　　　　　　　　　　　。
(4)双碱脱硫法
双碱脱硫法是指先用烧碱吸收SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH碱液可循环利用，用化学方程式表示其原理。
①NaOH吸收SO2：　　　　　　　　　　　　　；
②Na2SO3被O2氧化：　　　　　　　　　　　　　；
③Na2SO4和Ca(OH)2反应：　　　　　　　　　　　　　。
答案：(1)②SO2＋CaOCaSO3
③2CaSO3＋O22CaSO4
(2)①2NH3·H2O＋SO2(NH4)2SO3＋H2O
②2(NH4)2SO3＋O22(NH4)2SO4
(3)①2NaOH＋SO2Na2SO3＋H2O
②Na2CO3＋SO2Na2SO3＋CO2
③Na2SO3＋SO2＋H2O2NaHSO3
(4)①2NaOH＋SO2Na2SO3＋H2O
②2Na2SO3＋O22Na2SO4
③Na2SO4＋Ca(OH)2CaSO4↓＋2NaOH
1.(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A.标准状况下，11.2 L SO2中原子总数为0.5NA
B.100 mL 0.1 mol·L－1 Na2SO3溶液中，S数目为0.01NA
C.反应①中每消耗3.4 g H2S，生成物中硫原子数目增加0.1NA
D.反应②中每生成1 mol还原产物，转移电子数目为2NA
答案：D
解析：标准状况下SO2为气体，11.2 L SO2为0.5 mol，其含有1.5 mol原子，原子数为1.5NA，A错误；S为弱酸阴离子，在水中易发生水解，因此100 mL 0.1 mol·L－1 Na2SO3溶液中S数目小于0.01NA，B错误；反应①的方程式为SO2＋2H2S3S＋2H2O，反应中每生成3 mol S消耗2 mol H2S，3.4 g H2S为0.1 mol，可以生成0.15 mol S，即生成的硫原子数目为0.15NA，C错误；反应②的离子方程式为3S＋6OH－S＋2S2－＋3H2O，反应的还原产物为S2－，每生成2 mol S2－共转移4 mol电子，因此每生成1 mol S2－，转移2 mol电子，数目为2NA，D正确。
2.(2021·辽宁卷)含S元素的钠盐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
学生用书 第102页
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，钠盐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，则钠盐a为Na2SO3或者NaHSO3，也可能是Na2S2O3；钠盐a与足量Cl2反应后，再与BaCl2溶液反应得到沉淀c，故溶液中b中含有S，c为BaSO4。钠盐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；c为BaSO4，故c为不溶于盐酸的白色沉淀，B正确；d为SO2，SO2易溶于水，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；当钠盐a为Na2S2O3时，反应②的化学方程式为Na2S2O3＋2HCl2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O，故还可能生成淡黄色沉淀，D正确。
3.(2023·浙江6月选考)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：＋H2O
请回答：
(1)富氧煅烧燃煤产生低浓度的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　　　　(填字母)。
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：　　　　　　　　　　　　　。
答案：(1)2SO2＋O2＋2CaCO32CaSO4＋2CO2
(2)①BCD　②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2NaOHCH3OH＋Na2SO4＋H2O、HCl＋NaOHNaCl＋H2O、Na2SO4＋BaCl2BaSO4↓＋2NaCl
解析：含硫矿物煅烧生成二氧化硫，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，三氧化硫和等物质的量的甲醇发生反应生成A：。(1)氧气具有氧化性，能把四价硫氧化为六价硫，二氧化硫、空气中的氧气、碳酸钙高温下生成硫酸钙和二氧化碳，反应方程式为2SO2＋O2＋2CaCO32CaSO4＋2CO2；(2)①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；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；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；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；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，导致A的沸点低于硫酸；(3)分析题意可知，A为，A碱性水解可以生成硫酸钠、甲醇，硫酸根离子能和氯化钡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＋2NaOHCH3OH＋Na2SO4＋H2O、HCl＋NaOHNaCl＋H2O、Na2SO4＋BaCl2BaSO4↓＋2NaCl。
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
硫代硫酸钠 (Na2S2O3) 物理性质 Na2S2O3·5H2O俗名大苏打，它是无色透明的晶体，易溶于水
化学性质 与酸反应生成单质硫、放出SO2气体：S2＋2H＋S↓＋SO2↑＋H2O
Na2S2O3是中等强度的还原剂，能被I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化。 ①2Na2S2O3＋I2Na2S4O6＋2NaI，此反应用于定量测定碘； ②Na2S2O3＋4Cl2＋5H2ONa2SO4＋H2SO4＋8HCl，此反应应用在纺织和造纸工业上脱氯； ③5Na2S2O3＋8KMnO4＋7H2SO48MnSO4＋5Na2SO4＋4K2SO4＋7H2O
制备 ①2Na2S＋Na2CO3＋4SO23Na2S2O3＋CO2； ②Na2SO3＋SNa2S2O3
学生用书 第103页
续表
过二硫酸钠 (Na2S2O8) 结构式 Na＋[]2－Na＋
氧化性 过二硫酸钠中S元素为＋6价，含有1个过氧键(－O－O－)，性质与过氧化氢相似。作氧化剂参与反应时，过氧键断裂，过氧键中的氧原子由－1价变为－2价，硫原子化合价不变，如S2＋2I－2S＋I2、5S2＋2Mn2＋＋8H2O10S＋2Mn＋16H＋
不稳定性 Na2S2O8受热分解：2Na2S2O82Na2SO4＋2SO3↑＋O2↑
焦亚硫酸钠 (Na2S2O5) 重要性质 成品为白色或微黄结晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置空气中易氧化成硫酸钠，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
制备方法 通常用NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得，其化学方程式为2NaHSO3Na2S2O5＋H2O
还原性 S元素的化合价为＋4价，与亚硫酸盐一样具有还原性 S2＋2I2＋3H2O2S＋4I－＋6H＋
续表
连二亚 硫酸钠 (Na2S2O4) 物理性质 Na2S2O4俗称保险粉，能溶于冷水，在热水中分解，不溶于乙醇
制备 在无氧条件下，用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠
还原性 S元素的化合价为＋3价，具有还原性 在空气分析中常用来吸收氧气：2Na2S2O4＋O2＋2H2O4NaHSO3或Na2S2O4＋O2＋H2ONaHSO3＋NaHSO4
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
答案：B
解析：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。
2.(2024·山东联考)硫代硫酸钠在纺织业等领域有广泛应用。某兴趣小组用下图装置制备Na2S2O3·5H2O并测定纯度。
合成反应：
SO2＋Na2CO3Na2SO3＋CO2
2Na2S＋3SO22Na2SO3＋3S↓
Na2SO3＋SNa2S2O3
合成总反应：2Na2S＋Na2CO3＋4SO23Na2S2O3＋CO2
滴定反应：I2＋2Na2S2O32NaI＋Na2S4O6
已知：①Na2S2O3·5H2O易溶于水，难溶于乙醇，50 ℃开始失结晶水。
②NaHSO3加热脱水得焦亚硫酸钠(Na2S2O5)，常用作食品的抗氧化剂。
实验步骤：
Ⅰ.Na2S2O3制备：装置A制备的SO2经过单向阀通入装置C中的混合溶液，加热、搅拌，至溶液pH约为7时，停止通入SO2气体，得产品混合溶液。
Ⅱ.产品分离提纯：产品混合溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到Na2S2O3·5H2O产品。
学生用书 第104页
Ⅲ.产品纯度测定：以淀粉溶液作指示剂，用Na2S2O3·5H2O产品配制的溶液滴定碘标准溶液至滴定终点，计算Na2S2O3·5H2O含量。
对于上述实验，下列描述错误的是(　　)
A.单向阀的作用是只允许气体单向通过
B.实验中通过控制装置A的反应温度、调节酸的滴加速率来控制SO2的生成速率
C.反应开始后，装置C中先有浑浊产生，后又变澄清可定性判断反应结束
D.向冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可提高产率
答案：B
解析：A中产生二氧化硫，通过单向阀B进入C中，发生题给信息反应生成Na2S2O3，再通过结晶法提取Na2S2O3·5H2O晶体。二氧化硫会与装置C中混合溶液发生反应，且导管进入液面以下，需要防倒吸，单向阀的作用是只允许气体单向通过，可以防倒吸，A正确；装置A中亚硫酸钠固体和浓硫酸在室温下即可反应制取二氧化硫气体，故实验中通过控制调节酸的滴加速率来控制SO2的生成速率，B错误；S难溶于水，根据反应SO2＋Na2CO3Na2SO3＋CO2、2Na2S＋3SO22Na2SO3＋3S↓、Na2SO3＋SNa2S2O3可知，反应开始后，先有S生成后S转变为Na2S2O3，则装置C中先有浑浊产生，后又变澄清可定性判断反应结束，C正确；已知Na2S2O3·5H2O易溶于水，难溶于乙醇，向冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可降低Na2S2O3·5H2O的溶解度，析出更多的晶体，提高产率，D正确。
3.(2024·南通海安中学检测)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的防腐剂和漂白剂。可利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5，其流程如下：
下列说法正确的是(　　)
A.上述制备过程所涉及的物质中只有一种酸性氧化物
B.Na2S2O5作防腐剂和SO2作漂白剂时，均表现还原性
C.上述流程中的Na2CO3饱和溶液和Na2CO3固体不可互换
D.实验室模拟“结晶脱水”时用到的仪器只有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、漏斗
答案：C
解析：涉及的酸性氧化物有SO2和CO2，A项错误；SO2作漂白剂时，表现漂白性，B项错误；SO2与固体Na2CO3难以反应，且难以与饱和Na2CO3溶液形成亚硫酸氢钠过饱和溶液，C项正确；结晶脱水，需要蒸发皿、酒精灯、玻璃棒，D项错误。
课时测评18　含硫物质的转化　酸雨的防治
(时间：45分钟　满分：60分)
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
选择题1－10题，每小题4分，共40分。
1.(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.钙基固硫的主要反应：2CaO＋O2＋2SO22CaSO4
D.实验室制备少量SO2的原理：Na2SO3＋H2SO4Na2SO4＋SO2↑＋H2O
答案：B
解析：浓硫酸和硫在加热条件下，生成SO2，SO2溶于水生成亚硫酸，故A正确；FeS2高温下与氧气反应生成SO2，不能一步生成SO3，故 B错误；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％的硫酸反应，反应的化学方程式为Na2SO3＋H2SO4Na2SO4＋SO2↑＋H2O，故D正确。
2.如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是(　　)
A.向溶液B中滴加KSCN溶液，溶液可能变为红色
B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H＋＋2Fe2＋＋O22Fe3＋＋2H2O
C.溶液酸性：A＞B＞C
D.加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A
答案：A
解析：SO2与Fe3＋发生氧化还原反应生成Fe2＋，若SO2足量，则溶液B中无Fe3＋，加入KSCN溶液，溶液不变红色；若SO2不足，则溶液B中有Fe3＋，加入KSCN溶液，溶液变红色，A正确；离子方程式中电荷不守恒，B错误；溶液A转化为溶液B后溶液酸性增强，C错误；氧化亚铁与H＋反应生成Fe2＋，溶液C不能转化为溶液A，D错误。
3.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∶2
C.将10 L上层清液中的S2－(S2－浓度为480 mg·L－1 )转化为S，理论上需要0.15 mol O2
D.过程Ⅱ中，反应的离子方程式为2S2－＋4Mn＋9H2O4Mn(OH)2↓＋S2＋10OH－
答案：C
解析：CaSO4·2H2O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；过程Ⅰ中氧化剂和还原剂分别是O2和Mn(OH)2，对应的还原产物和氧化产物为H2O和Mn，根据氧化还原反应得失电子守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2，故B正确；10 L上层清液中的S2－物质的量为0.15 mol，硫元素的化合价由－2价变成＋6价，S2－失去0.15 mol×8＝1.2 mol电子，转化为S，理论上需要O2的物质的量为n(O2)＝＝0.3 mol，故C错误；过程Ⅱ中S2－与Mn反应生成S2和Mn(OH)2，根据氧化还原反应得失电子守恒和元素守恒，反应的离子方程式为2S2－＋4Mn＋9H2O4Mn(OH)2↓＋S2＋10OH－，故D正确。
4.(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的转化关系：
SO2SO3H2SO4
B.实验室制备二氧化硫的反应：Na2SO3＋H2SO4(较浓)Na2SO4＋SO2↑＋H2O
C.工业上用石灰乳吸收SO2的转化关系：SO2CaSO3CaSO4
D.H2S尾气吸收的反应：H2S＋CuSO4CuS↓＋H2SO4
答案：A
解析：工业上以硫黄为原料制硫酸的转化关系：S SO2 SO3H2SO4，A错误；实验室制备二氧化硫可以用亚硫酸钠固体与中等浓度的硫酸，反应方程式为Na2SO3＋H2SO4(较浓)Na2SO4＋SO2↑＋H2O，B正确；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：SO2CaSO3CaSO4，C正确；H2S尾气吸收可以用硫酸铜溶液，吸收的反应为H2S＋CuSO4CuS↓＋H2SO4，D正确。
5.(2024·湖北三模)硫酸是重要的化工原料，被称为“化工之母”。工业上一般以硫磺或黄铁矿等为原料制备硫酸。下列有关说法正确的是(　　)
硫磺/黄铁矿SO2SO3H2SO4
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下进行
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
答案：C
解析：FeS2中阳离子和阴离子间含离子键，S与S原子间含共价键，故A错误；工业上SO2催化氧化需在常压条件下进行，故B错误；二氧化硫生成三氧化硫的方程式为2SO2＋O22SO3，是放热反应，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在此温度下催化活性较好，故C正确；工业制硫酸用98.3％的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，使SO3吸收完全，用水会生成酸雾，阻碍SO3的吸收，故D错误。
6.(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SO3
D.若n＝1，则H2SO4·nSO3的结构式可能为
答案：C
解析：“煅烧”时将黄铁矿粉从炉顶加入、富氧空气从炉底通入可增大反应物的接触面积，使反应更充分，提高原料的利用率，A正确； 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；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，C错误；若n＝1，则H2SO4·nSO3为焦硫酸，其结构式可能为，D正确。
7.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∶1
C.脱硫过程需不断补充FeSO4
D.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溶液与H2S发生反应，反应方程式为Fe2(SO4)3＋H2S2FeSO4＋H2SO4＋S↓，A错误；脱硫过程中Fe2(SO4)3溶液与H2S发生反应生成FeSO4和H2SO4，然后又发生反应4FeSO4＋O2＋2H2SO42Fe2(SO4)3＋2H2O，总反应方程式为2H2S＋O22S↓＋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。
8.“蓝天保卫战”需要持续进行大气治理，有效处理SO2、NO2等大气污染物。化学研究为生产、生活处理废气和防止大气污染做出重要贡献。将SO2转化为K2SO4的工艺流程如图，下列说法正确的是(　　)
A.通入空气的目的是将CO2完全吹出
B.反应时应将CaCO3粉碎
C.固体产物A是CaSO3
D.“高温”时只发生CaCO3的分解反应
答案：B
解析：通入空气的目的是将CaSO3氧化为CaSO4，故A、C错误；“高温”时发生的反应为CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋SO2CaSO3、2CaSO3＋O22CaSO4，故D错误。
9.(2024·辽宁一模)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维度。如图为硫及其部分化合物的“价－类”二维图，下列说法正确的是(　　)
A.X、Y属于非电解质
B.Z的水溶液一定显碱性
C.X的水溶液在空气中放置会变浑浊，能证明非金属性：O＞S
D.S与O2在点燃条件下的产物能使品红溶液褪色是因为其有强氧化性
答案：C
解析：X是S元素的气态氢化物，X是H2S；Y是S的＋6价氧化物，Y是SO3；Z是＋4价S元素的钠盐，Z是Na2SO3或NaHSO3。X是H2S，H2S属于电解质，故A错误；NaHSO3的水溶液呈酸性，故B错误；H2S的水溶液在空气中放置会变浑浊，发生的反应为2H2S＋O22H2O＋2S↓，O2的氧化性大于S，能证明非金属性：O＞S，故C正确；S与O2在点燃条件下的产物为SO2，SO2能使品红溶液褪色是因为其有漂白性，故D错误。
10.(2024·湖南三模)微生物介导的碳氮硫循环耦合如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.S2－在富氧条件下最终的产物为S
B.S2－可作为电子供体将N还原
C.N2可通过生物固氮作用作氮肥
D.溶液中可能存在的反应为N＋NN2↑＋2H2O
答案：A
解析：S在空气中不稳定，易被氧气氧化为S，A项错误；由循环图可知，S2－可将N还原为N2，B项正确；N2通过豆科植物根瘤菌生物固氮转化为化合物，作氮肥，C项正确；一定条件下，N和N可发生归中反应N＋NN2↑＋2H2O，D项正确。
11.(10分)硫及其化合物与价态变化为坐标的二维转化关系如图所示。
完成下列填空：
(1)图中X的电子式为　　　　　　　　；其水溶液在空气中放置易变浑浊，写出反应的化学方程式：　　　　　　　；
该变化说明S的非金属性比O　　(填“强”或“弱”)。
(2)下列物质用于Na2S2O3制备，从氧化还原反应的角度，理论上有可能的是　　　　(填字母)。
a.Na2S＋S b.Z＋S
c.Na2SO3＋Y d.NaHS＋NaHSO3
(3)治理含CO、SO2的烟道气，以Fe2O3作催化剂，将CO、SO2在380 ℃时转化为S和一种无毒气体，写出该治理烟道气反应的化学方程式：　　　　　　　　　　。
答案：(1)　2H2S＋O22S↓＋2H2O　弱　(2)bd　(3)2CO＋SO2S＋2CO2
解析：(1)H2S水溶液在空气中放置易变浑浊是因为H2S被氧气氧化为S，反应的化学方程式为2H2S＋O22S↓＋2H2O，所以S的非金属性比O弱。(2)Na2S2O3中S为＋2价，从氧化还原反应的角度分析，反应物中S的化合价必须分别大于2和小于2，b、d符合题意。
12.(10分)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
实验序号 预期转化 选择试剂(填序号) 证明实现转化的现象
ⅰ SS
ⅱ ①③④ 淡黄色沉淀
ⅲ SS 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

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