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第19讲　硫酸　含硫化合物及相互转化
1.掌握硫酸的性质、应用以及S的检验。2.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。3.掌握硫及其重要化合物的性质并能设计制备方案。
考点一　硫酸
1.硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高,难挥发。
(2)溶解性:浓硫酸能与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热。
(3)浓硫酸的稀释方法:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
2.稀硫酸的通性
3.浓硫酸的特性
下列关于硫酸的实验或用途中体现了硫酸的哪些性质
(1)用浓硫酸干燥CO、SO2、Cl2等气体:吸水性。
(2)用铝或铁制容器贮存或运输浓硫酸:强氧化性。
(3)工业上用硫酸与磷酸钙反应制取磷酸:强酸性。
(4)实验室用甲酸与浓硫酸作用制取CO:HCOOHCO+H2O:脱水性。
4.硫酸的工业制法
依据上图,完成下列方程式:
(1)制取SO2:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2。
(2)SO2转化为SO3:2SO2+O22SO3。
(3)生成H2SO4:SO3+H2O===H2SO4。
用98.3%的浓硫酸吸收SO3而不用水的原因是用水吸收SO3会产生大量酸雾,导致吸收不充分。
1.下列关于浓硫酸的叙述中,正确的是(　D　)
A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化
B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C.把水加入浓硫酸中可稀释浓硫酸
D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属形成致密的薄膜而钝化
解析:浓硫酸使蔗糖炭化,表现出脱水性,A不正确;浓硫酸在常温下与铜片不反应,在加热条件下与铜片反应放出二氧化硫气体,B不正确;稀释浓硫酸时,必须把浓硫酸加入水中,且边加边搅拌,C不正确;浓硫酸具有强氧化性,在常温下能够使铁、铝等金属钝化,在其表面形成致密的薄膜,D正确。
2.(2025·黑龙江佳木斯一模)探究铜与浓硫酸的反应,并验证气体产物的性质,实验装置如图所示。
下列说法正确的是(　B　)
A.反应中浓硫酸只体现了氧化性
B.溶液a和溶液b可依次选用品红溶液和酸性高锰酸钾溶液
C.溶液c可选用浓NaOH溶液或浓NaHSO3溶液
D.随着反应的进行,H2SO4的浓度逐渐降低,可能生成氢气
解析:铜与浓硫酸反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,反应中浓硫酸一部分硫元素化合价降低体现氧化性,一部分生成硫酸铜体现酸性,并非只体现氧化性,A错误;溶液a可选用品红溶液检验二氧化硫的漂白性,溶液b可选用酸性高锰酸钾溶液检验二氧化硫的还原性,B正确;溶液c用于吸收尾气二氧化硫,浓NaHSO3溶液不与二氧化硫反应,不能用于吸收尾气,浓NaOH溶液可与二氧化硫反应吸收尾气,C错误;随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,不会生成氢气,D错误。
3.(2025·辽宁沈阳三模)硫酸是非常重要的化工原料,被称为“化工之母”。如图,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　)
A.黄铁矿主要成分FeS2的电子式为Fe2+]2-
B.SO2氧化成SO3时,加催化剂能使SO2全部转化为SO3
C.将98.3%的浓硫酸换成水吸收SO3效果更好
D.为减少SO2对大气的污染,可选用CaO将尾气中的SO2最终以CaSO3的形式固定
解析:FeS2的电子式为Fe2+]2-,故A正确;SO2氧化成SO3的反应是可逆反应,加催化剂只是改变反应速率,并不能提高转化率,SO2不能全部转化为SO3,故B错误;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,故C错误;为减少SO2对大气的污染,可选用CaO与SO2反应生成CaSO3,CaSO3会继续被氧化成CaSO4,最终以CaSO4的形式固定,故D错误。
考点二　硫酸盐　的检验
1.几种常见的硫酸盐
硫酸盐 主要性质 主要应用
硫酸钙 制作各种模型和医疗用的石膏绷带;调节水泥的硬化速率
硫酸钡 以重晶石(BaSO4)的形式存在,不溶于水和酸,且不容易被X射线透过 用作消化系统X射线检查的内服药剂,俗称“钡餐”
硫酸铜 检验水的存在;与石灰乳混合制备农药波尔多液
2.S的检验
操作方法:待检液取清液观察有无白色沉淀产生
先加入稀盐酸的目的是防止C、Ag+的干扰,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,说明有S。写出发生反应的离子方程式(包括可能发生的反应):C+===22+===22+-===2+===
BaSO4↓。注意稀盐酸和BaCl2溶液的加入顺序不可颠倒。
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。
1.下列关于硫酸盐的说法正确的是(　B　)
A.CaSO4·2H2O、CuSO4·5H2O都属于混合物
B.石膏加热失水变为熟石膏的化学方程式为2[CaSO4·2H2O]2CaSO4·H2O+3H2O
C.硫酸钡、碳酸钡都可用作“钡餐”
D.胆矾失去结晶水的过程属于物理变化
解析:CaSO4·2H2O、CuSO4·5H2O都属于纯净物,A错误;碳酸钡可溶于盐酸,不可用作“钡餐”,C错误;胆矾失去结晶水的过程属于化学变化,D错误。
2.下列过程中最终的白色沉淀不一定是BaSO4的是(　C　)
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
解析:A项中N,故能产生BaSO4白色沉淀;B项中H+、N,故能产生BaSO4白色沉淀;C项中不能排除AgCl沉淀的可能;D项中加过量盐酸得到的仍是无色溶液,可排除Ag+的存在,再加入BaCl2溶液,产生不溶于盐酸的白色沉淀,即BaSO4白色沉淀。
食盐的精制
【考题】　(2025·浙江1月选考)由NaCl粗品(含少量的Ca2+、Mg2+、K+和S)得到NaCl纯品的方案如下,所用试剂为BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸和NaOH溶液。 下列说法不正确的是(　　) A.用过量的BaCl2溶液除去S B.Ca2+、Mg2+、S通过生成沉淀后过滤除去 C.4种试剂的使用顺序为BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸、NaOH溶液 D.调pH后的滤液蒸发至大量固体析出,趁热过滤、洗涤、干燥后即得NaCl纯品 (1)审清NaCl粗品中的杂质有哪些 备选除杂试剂有哪些 (2)结合除杂流程和杂质离子,按什么顺序除去杂质 (3)调pH后的滤液蒸发后经过哪些步骤可得到纯净的NaCl 【答案】　C
【教材】　(人教版必修第二册P7·思考与讨论) (1)经溶解、过滤和蒸发操作得到的粗盐中还含有一些可溶性硫酸盐及MgCl2、CaCl2等杂质。如果按照下表所示顺序除去它们,应加入什么试剂 写出相关反应的离子方程式。 杂质加入的试剂离子方程式硫酸盐MgCl2CaCl2
(2)加入你选择的试剂除去杂质后,有没有引入其他离子 用什么方法可以除去这些离子 (3)设计除去杂质的实验方案时,除了要考虑所加试剂的种类,还要考虑哪些问题 (1)根据溶液中杂质离子的成分选择合适的除杂试剂且过量:Mg2+—NaOH,Ca2+—Na2CO3,S—BaCl2。 (2)除去多种杂质时,安排合理顺序,除去过量的除杂试剂:NaOH→BaCl2→Na2CO3→盐酸。
1.(2025·河北保定质检)物质的分离与提纯是通过物理或化学方法将混合物中的不同成分分开,获得纯净物质的过程。有同学利用此法进行粗盐的提纯,已知:粗盐中的杂质离子为Ca2+、Mg2+、S;所用试剂为0.1 mol/L BaCl2溶液、20%NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、6 mol/L盐酸,下列有关粗盐提纯的说法正确的是(　B　)
A.试剂加入的顺序:NaOH、Na2CO3、BaCl2、盐酸
B.整个过程的操作是溶解、过滤、测pH(盐酸)、蒸发结晶
C.实验过程中需用到量筒、分液漏斗、玻璃棒等玻璃仪器
D.直接加热蒸干后,用坩埚钳将蒸发皿放置在陶土网上冷却
解析:除去粗盐中少量Ca2+、Mg2+、S,加入过量NaOH除去Mg2+,加入过量BaCl2除去S,加入过量Na2CO3除去Ca2+、过量Ba2+,由于Na2CO3需要除去过量Ba2+,故Na2CO3必须在BaCl2之后加入,过滤除去沉淀,滤液加入适量盐酸除去过量的NaOH、Na2CO3,蒸发结晶得到NaCl,A错误;粗盐提纯的步骤为溶解、过滤、测pH(盐酸)、蒸发结晶,B正确;粗盐提纯无须分液操作,分液漏斗未被使用,C错误;蒸发时应停止加热用余热蒸干,而非直接蒸干,否则会导致晶体飞溅,D错误。
2.(2025·陕西西安模拟)粗盐中含可溶性杂质(Na2SO4、MgCl2、CaCl2等)和难溶性杂质(泥沙等),提纯流程图如下。下列有关说法正确的是(　B　)
A.操作①为先过滤再溶解
B.步骤⑤除杂所加的适量试剂为盐酸
C.步骤②与④的顺序可调换
D.通常蒸干NaCl溶液制得NaCl固体
解析:用化学沉淀法除去粗盐中的Ca2+、Mg2+和S,所选试剂分别是碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液和氯化钡溶液,Na2CO3溶液要在BaCl2溶液之后加入,其作用除了除去Ca2+外,还除去过量的Ba2+,过滤后滤液中含有多余的氢氧化钠和碳酸钠,故滤液中需加入盐酸,调节溶液的pH等于7。可以在步骤④之后一次性过滤,操作①为溶解,A错误;根据分析可知,步骤⑤除杂所加的适量试剂为盐酸,B正确;根据分析可知,步骤②与④的顺序不可调换,否则过量的钡离子无法除去,C错误;通常用蒸发结晶法从NaCl溶液中制得NaCl固体,但不可以蒸干,D错误。
3.粗盐水中含有S、K+、Ca2+、Mg2+等杂质离子,实验室按下面的流程进行精制:
已知KCl和NaCl的溶解度如下图所示:
(1)步骤①中BaCl2要稍过量。请描述检验BaCl2是否过量的方法:静置后取少量该步骤所得的上层清液于试管中,再滴入几滴稀硫酸,若产生白色沉淀,则BaCl2过量。
(2)若加BaCl2后不先过滤就加氢氧化钠和碳酸钠,会导致AD(填字母)。
A.S不能完全去除
B.消耗更多NaOH
C.Ba2+不能完全去除
D.消耗更多Na2CO3
(3)过滤操作中需要的玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外,还需要B(填字母)。
A.分液漏斗 B.漏斗
C.容量瓶 D.蒸发皿
(4)步骤④中用稀盐酸调节pH至3~4,除去的离子有OH-、C。
(5)“一系列操作”是指C(填字母)。
A.蒸发至晶膜形成后,趁热过滤
B.蒸发至晶膜形成后,冷却结晶
C.蒸发至大量晶体析出后,趁热过滤
D.蒸发至大量晶体析出后,冷却结晶
解析:(2)由题图可知,加入BaCl2溶液后会生成BaSO4沉淀,若加BaCl2后不先过滤就加氢氧化钠和碳酸钠,可能发生沉淀的转化:BaSO4(s)+C(aq) BaCO3(s)+S(aq),使得S不能完全去除,且消耗更多的Na2CO3溶液,故选AD。(3)过滤操作中需要的玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外,还需要漏斗,故选B。(4)步骤④中用稀盐酸调节pH至3~4,H+能与多余的NaOH和Na2CO3反应,除去的离子有OH-、C。(5)由题图可知,KCl的溶解度受温度影响较大,而NaCl的溶解度受温度影响较小,因此先蒸发至大量晶体析出,此时KCl在滤液中,趁热过滤,可得到精盐,故选C。
考点三　硫及其化合物的相互转化
1.通过“价—类”二维图认识硫及其化合物的关系
2.以化合价为线索理清硫及其化合物的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的。
NaHSO3
(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,可用如图表示:
1.(2025·吉林桦甸一模)硫元素的几种化合物及其单质存在下列转化关系(反应条件省略)。
下列判断不正确的是(　D　)
A.反应①中氧化剂与还原剂物质的量之比为1︰1
B.反应②表明SO2具有酸性氧化物的性质
C.反应③的原子利用率是100%
D.反应④中稀硫酸作氧化剂
解析:反应①为浓硫酸氧化铜单质的反应,浓硫酸作氧化剂被还原成SO2,硫元素化合价降低2价,Cu作还原剂被氧化成Cu2+,铜元素化合价升高2价,所以氧化剂与还原剂物质的量之比为1︰1,A正确;SO2与NaOH反应生成一种盐和水,表明SO2为酸性氧化物,B正确;反应③为Na2SO3+S===Na2S2O3,生成物只有一种,原子利用率是100%,C正确;反应④的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,稀硫酸既不是氧化剂也不是还原剂,D错误。
2.(2025·吉林长春二模)硫及其化合物的“价—类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法错误的是(　D　)
A.硫在过量的氧气中燃烧只能生成X,不可能生成Y
B.X通入BaCl2溶液中,不会有白色沉淀生成
C.H2S与X反应的还原产物和氧化产物的物质的量之比为1︰2
D.N可由其相应单质在加热条件下化合生成
解析:硫在过量的氧气中燃烧只能生成SO2,不可能生成SO3,A正确;X是SO2,SO2与溶液中的水反应产生H2SO3,由于盐酸的酸性大于亚硫酸的酸性,则SO2通入BaCl2溶液中,不会与BaCl2发生反应产生白色沉淀,B正确;在溶液中H2S与SO2发生的反应为2H2S+SO2===3S↓+2H2O,SO2中+4价的硫得到电子被还原为S,SO2作氧化剂;H2S中-2价的硫失去电子被氧化产生S,H2S作还原剂,则还原产物和氧化产物的物质的量之比为1︰2,C正确;由图中元素的化合价及物质类别可知,M为CuSO4,CuSO4溶液与H2S反应生成的盐N为CuS,S单质的氧化性较弱,S与Cu在加热条件下化合只能生成Cu2S,不能生成CuS,D错误。
3.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。
可选用的实验试剂如下: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
ⅱ ①③④ 淡黄色沉淀
ⅲ ②⑥⑦
(1)实验ⅰ选择的试剂是①和⑤(填序号),证明实现转化的现象是酸性KMnO4溶液褪色,该转化利用了Na2SO3的还原性。
(2)实验ⅱ实现了+4(或-2)价S向0价S的转化。
(3)实验ⅲ中发生反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,证明实现转化的现象是将产生的气体通入品红溶液,品红溶液褪色。
1.(2023·北京卷)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。
下列关于该过程的分析不正确的是(　C　)
A.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性
D.过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
解析:蔗糖中加入浓硫酸,白色固体变黑,H原子和O原子按2︰1的比例脱除,体现浓硫酸的脱水性,A项正确;浓硫酸脱水过程中释放大量热,此时发生反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,产生大量气体,使固体体积膨胀,B项正确;结合B项可知,浓硫酸脱水过程中生成的SO2能使品红溶液褪色,体现浓硫酸的强氧化性,C项错误;该过程中,蔗糖发生化学反应,发生了化学键的断裂,D项正确。
2.(2024·北京卷)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是(　B　)
A.Ⅰ的化学方程式:3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
解析:反应Ⅰ是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,所以化学方程式为3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2,故A正确;工业生产过程要考虑时间成本以及经济成本,所以反应Ⅱ的条件不都是为了提高SO2的平衡转化率,故B错误;将黄铁矿换成硫黄,就不会再生成Fe3O4,即可以减少废渣的产生,故C正确;生产过程中的尾气为SO2、SO3,可以与碱液反应,故D正确。
3.(2024·广东卷节选)(1)实验室中,浓硫酸与铜丝反应,所产生的尾气可用NaOH(其他合理答案也可)(填化学式)溶液吸收。
(2)工业上,烟气中的SO2可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收,生成石膏。该过程中,S(填元素符号)被氧化。
解析:(1)浓硫酸与铜丝反应的化学方程式为Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O,所产生的尾气为SO2,可用NaOH溶液吸收。(2)SO2生成石膏(CaSO4·2H2O),硫元素的化合价由+4上升到+6,被氧化。
4.(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: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BCD(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也可用浓硫酸吸收
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。
(3)设计实验验证化合物A中含有硫元素取化合物A加入足量氢氧化钠溶液共热,反应完全后加入盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡溶液生成白色沉淀,说明A中含有硫元素;写出实验过程中涉及的反应方程式:
+2NaOHCH3OH+Na2SO4+H2O、HCl+NaOH===NaCl+H2O、Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl。
课时作业19(总分:60分)
1.(3分)硫循环在生态系统的诸多领域具有重要意义。在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是(　B　)
A.工业制酸:FeS2SO3
B.火山喷发:H2SSO2
C.尾气吸收:SO2Na2SO4
D.酸雨侵蚀:H2SO4H2S
2.(3分)下列各组分别是硫酸的性质和用途,其中不能建立对应关系的是(　C　)
A.高沸点——制氯化氢
B.酸性——制氢气
C.脱水性——作干燥剂
D.强氧化性——钝化某些金属
解析:用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体,是高沸点酸制取低沸点酸,体现了浓硫酸的高沸点、难挥发性,故A不符合题意;稀硫酸可以与活泼金属反应生成氢气,说明其具有酸性,故B不符合题意;浓硫酸干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体,说明其具有吸水性,故C符合题意;常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸,是因为浓硫酸的强氧化性使它们钝化,故D不符合题意。
3.(3分)(2025·广东广州联考)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、胆矾(CuSO4·5H2O)、绿矾(FeSO4·7H2O)和钡餐(BaSO4)是日常生活中常见的硫酸盐,下列说法正确的是(　C　)
A.明矾可用作生活用水的净水剂、消毒剂
B.实验中,常用胆矾检验反应生成的水蒸气
C.工业上可用绿矾制造铁盐、墨水及铁红等
D.碳酸钡和硫酸钡均可作消化道检查的药物
解析:明矾中铝离子水解生成氢氧化铝胶体,具有吸附性,可以作净水剂,不能作消毒剂,A错误;胆矾本身就带有结晶水,应该用无水硫酸铜检验水蒸气,B错误;工业上可用绿矾制造铁盐、墨水及铁红,C正确;胃酸中的盐酸可溶解碳酸钡,所以碳酸钡不可作消化道检查的药物,D错误。
4.(3分)向盛有某盐溶液的试管中滴入几滴Ba(NO3)2溶液得到白色沉淀(X),再向试管中加入足量盐酸并充分振荡,静置后仍存在白色沉淀(Y)。下列有关说法正确的是(　A　)
A.X可能是BaSO3
B.X是BaCO3
C.Y与X的成分不可能相同
D.该盐溶液中一定含有S
解析:若X是BaSO3,加入足量盐酸,发生反应3BaSO3+2N+2H+===3BaSO4+2NO↑+H2O,溶液中仍有沉淀,A项正确;若X是BaCO3,加入足量盐酸,发生反应:BaCO3+2H+===Ba2++H2O+CO2↑,溶液中没有沉淀,B项错误;若X是BaSO4,加入足量盐酸,沉淀不溶解,沉淀Y还是BaSO4,C项错误;该盐溶液中若含有S,沉淀X是BaSO3,沉淀Y是BaSO4,该盐溶液中不一定含有S,D项错误。
5.(3分)探究铜和浓硫酸的反应,下列装置或操作错误的是(　B　)
A.上下移动装置甲中的铜丝体现绿色化学的思想
B.装置乙可用于收集SO2气体
C.将试管中的液体倒入装置丙中稀释,观察颜色可确定CuSO4的生成
D.利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶,可析出CuSO4·5H2O
解析:上下移动装置甲中铜丝可控制反应的发生与停止,从而控制生成SO2的量以减少对空气的污染,体现了绿色化学的思想,A正确;SO2的密度比空气大,应采取向上排空气法收集,集气瓶中应长管进气、短管出气,B错误;含铜离子的溶液呈蓝色,可以将试管中的液体倒入水中稀释,根据溶液是否呈蓝色确定是否有CuSO4生成,C正确;结晶水合物加热时容易失去结晶水,不宜采取蒸发结晶的方法,硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶可析出CuSO4·5H2O,D正确。
6.(3分)(2025·广东揭阳普宁实验中学二模)下列关于S的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是(　C　)
A.酸转化为酸式盐:2H++S2-+OH-===HS-+H2O
B.氧化物转化为酸:SO2+Cl2+H2O===2H++2Cl-+S
C.氧化物转化为盐:SO3+2OH-===S+H2O
D.盐转化为另一种盐:S22===+3H2O+O2↑
解析:H2S为弱酸,离子方程式应为H2S+OH-===HS-+H2O,故A错误;原子不守恒,正确的离子方程式为SO2+Cl2+2H2O===4H++2Cl-+S,故B错误;SO3与强碱反应可生成硫酸盐和水,离子方程式正确,故C正确;亚硫酸盐可被H2O2氧化为硫酸盐,离子方程式为S22===+H2O,故D错误。
7.(3分)(2025·辽宁师范大学附属中学期末)某同学归纳硫及其化合物的“价态—类别—应用”如图,下列说法错误的是(　B　)
A.a能与f反应生成e,氧化剂与还原剂之比为1︰2
B.将c的浓溶液与木炭加热反应生成的气体产物通入澄清石灰水中,若溶液变浑浊说明有f生成
C.从f出发制备H2SO4的路线为fhc
D.利用f酸性氧化物的性质,用生石灰或氨水与f反应可防治酸雨
解析:H2S和SO2反应生成S,化学方程式为2H2S+SO2===3S+2H2O,H2S中硫元素化合价上升,为还原剂,SO2中硫元素化合价下降,为氧化剂,氧化剂与还原剂之比为1︰2,故A正确;H2SO4的浓溶液与木炭加热反应生成的气体产物为SO2和CO2,二者都能使澄清石灰水变浑浊,则不能证明有SO2生成,故B错误;从SO2出发制备H2SO4的路线为SO2SO3H2SO4,故C正确;SO2是酸性氧化物,能够和生石灰或氨水等碱性物质反应,可以用生石灰或氨水与SO2反应防治酸雨,故D正确。
8.(3分)(2026·河南洛阳高三月考)用如图所示装置进行下列实验,将①中溶液滴入②中,预测②中的现象与实验结论相符的是(　D　)
选项 ① ② 预测②中现象 实验结论
A 浓硫酸 浓盐酸 产生大量气体 硫酸的酸性比盐酸强
B 浓硫酸 铜片 铜片溶解,产生气泡,底部产生灰白色粉末 浓硫酸表现酸性和强氧化性
C 浓硫酸 CuSO4· 5H2O 固体由蓝色变为白色 浓硫酸具有吸水性,发生物理变化
D 浓硫酸 蔗糖 固体由白色变为黑色海绵状,并有刺激性气味气体放出 浓硫酸具有脱水性、强氧化性
解析:将浓硫酸滴入浓盐酸中,浓硫酸稀释放出大量的热,促进了氯化氢的挥发,产生大量气体,A项不符合题意;浓硫酸与铜反应需在加热条件下进行,B项不符合题意;浓硫酸使胆矾失去结晶水,体现的是浓硫酸的吸水性,该过程中有新物质生成,为化学变化,C项不符合题意。
9.(3分)(2025·黑龙江双鸭山一模)以黄铁矿(主要成分为FeS2,其中S的化合价为-1)生产硫酸的工艺流程如图。下列说法不正确的是(　B　)
A.将黄铁矿粉碎,可加快其在沸腾炉中的化学反应速率
B.沸腾炉中每生成1 mol SO2,有11 mol e-发生转移
C.接触室中排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率
D.吸收塔排放的尾气可通过氨吸收转化成氮肥
解析:将黄铁矿粉碎,可增大反应物的接触面积,加快其在沸腾炉中的化学反应速率,A正确;反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2中,生成8个SO2转移的电子数为44,则沸腾炉中每生成1 mol SO2,转移电子的物质的量为×1 mol=5.5 mol,B错误;SO2、O2可在接触室反应生成SO3,为可逆反应,不能完全反应,则接触室中排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率,C正确;尾气含有SO2、O2,用氨吸收,可转化成氮肥,D正确。
10.(3分)(2025·重庆渝中区模拟)实验室中利用洁净的铜片和浓硫酸进行如下实验,其中所得固体中含有Cu2S和白色物质X,下列说法错误的是(　D　)
A.白色物质X为CuSO4
B.Y为氧化产物,NO为还原产物
C.参加反应的浓硫酸中,表现氧化性的占25%
D.NO与Y的物质的量之和可能为2 mol
解析:由题图可知,铜与足量浓硫酸反应生成Cu2S和白色物质X,无气体生成,生成Cu2S时铜元素从0价升高到+1价、硫元素从+6价降低到-2价,根据得失电子守恒,必定存在其他产物(所含元素化合价升高),根据原子守恒,另一种产物只能为CuSO4,故白色物质X为CuSO4,配平该反应的化学方程式为5Cu+4H2SO4(浓)3CuSO4+Cu2S+4H2O,A正确;Cu2S和CuSO4中加稀硫酸、稀硝酸时溶解,存在反应:3Cu2S+16H++4N===6Cu2++3S↓+4NO↑+8H2O,故Y为S单质,该反应中NO为还原产物、S为氧化产物,B正确;由5Cu+4H2SO4(浓)3CuSO4+Cu2S+4H2O可知,硫元素从+6价降低到-2价时表现氧化性,故参加反应的浓硫酸中,表现氧化性的占25%,C正确;由5Cu+4H2SO4(浓)3CuSO4+Cu2S+4H2O知,3 mol Cu生成0.6 mol Cu2S,0.6 mol Cu2S发生反应3Cu2S+16H++4N===6Cu2++3S↓+4NO↑+8H2O得到0.8 mol NO与0.6 mol S,NO与S的物质的量之和为1.4 mol,D错误。
11.(14分)以黄铁矿(主要成分为FeS2,还有少量CuS、SiO2)为原料,制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)焙烧后得到的固体主要成分为Fe2O3,写出焙烧过程主要反应的化学方程式:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。
(2)焙烧产生的SO2会污染环境,可用足量氨水吸收,写出反应的离子方程式:SO2+2NH3·H2O===2N+H2O。
(3)试剂X是Fe(填化学式)。
(4)设计实验,检验“还原”得到的溶液是否达标:
取少量溶液于试管中,滴加KSCN溶液,如果溶液不显红色,证明溶液达标。
(5)从“还原”得到的溶液中获得硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)的操作:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
解析:焙烧黄铁矿生成SO2,矿渣的成分为Fe2O3和杂质,用20%硫酸溶解,Fe2O3与H2SO4反应:Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O,而杂质不反应,过滤分离,滤渣为不溶性杂质,滤液中含有Fe2(SO4)3、CuSO4及未反应的H2SO4,加入Fe粉将Fe2(SO4)3、CuSO4、H2SO4分别还原为FeSO4、Cu和H2,过滤除去Cu和过量的Fe,滤液经蒸发浓缩、冷却结晶等操作得到FeSO4·7H2O。
12.(16分)探究Na2SO3固体的热分解产物。隔绝空气条件下,加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A,过程中未检测到气体生成。黄色固体A加水得到浊液,放置得无色溶液B。
资料:①4Na2SO3Na2S+3Na2SO4。
②Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S。
③BaS易溶于水。
(1)检验分解产物Na2S:取少量溶液B,向其中滴加CuSO4溶液,产生黑色沉淀,证实有S2-。反应的离子方程式是S2-+Cu2+===CuS↓。
(2)检验分解产物Na2SO4:取少量溶液B,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含S),同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀(填操作和现象),可证实分解产物中含有S。
(3)探究(2)中S的来源。
来源1:固体A中有未分解的Na2SO3,在酸性条件下与Na2S反应生成S。
来源2:溶液B中有Na2Sx,加酸反应生成S。
针对来源1进行如图实验:
①实验可证实来源1不成立。实验证据是向溶液2中加入少量KMnO4溶液,溶液没有褪色。
②不能用盐酸代替硫酸的原因是盐酸中Cl元素为-1价,是Cl元素的最低价,具有还原性,会与KMnO4溶液发生氧化还原反应,使KMnO4溶液褪色,干扰实验现象和实验结论。
③写出来源2产生S的反应的离子方程式:+2H+===H2S↑+(x-1)S↓。
(4)实验证明Na2SO3固体热分解有Na2S、Na2SO4和S产生。运用氧化还原反应规律分析产物中S产生的合理性:根据反应4Na2SO3Na2S+3Na2SO4可知,Na2SO3发生歧化反应,其中的S元素化合价既可升高也可降低,能从+4价降为-2价,也应该可以降到0价生成硫单质。
解析:(1)Na2S溶液和CuSO4溶液反应生成CuS和Na2SO4,反应的离子方程式是S2-+Cu2+===CuS↓。(2)根据题干资料:Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S,取少量溶液B,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含S),同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),说明溶液B中含有Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S,由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,可证实分解产物中含有S。(3)①实验可证实来源1不成立。若来源1成立,溶液2为H2SO3溶液,向溶液2中加入少量KMnO4溶液,H2SO3具有还原性,酸性条件下KMnO4具有强氧化性,二者混合后发生氧化还原反应,KMnO4溶液应该褪色,但得到的仍为紫色溶液,说明溶液B中不含Na2SO3。(共87张PPT)
第五章　非金属及其化合物
第19讲　硫酸　含硫化合物及相互转化
目
录
考点二　硫酸盐　S的检验
考点三　硫及其化合物的相互转化
课时作业
考点一　硫酸
真题演练 感悟高考
复习目标
1.掌握硫酸的性质、应用以及S的检验。2.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。3.掌握硫及其重要化合物的性质并能设计制备方案。
一
考点一 硫酸
1.硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高,难挥发。
(2)溶解性:浓硫酸能与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热。
(3)浓硫酸的稀释方法:____________________________________________
____。
将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅
拌
2.稀硫酸的通性
红
3.浓硫酸的特性
钝化
下列关于硫酸的实验或用途中体现了硫酸的哪些性质
(1)用浓硫酸干燥CO、SO2、Cl2等气体:________。
(2)用铝或铁制容器贮存或运输浓硫酸:__________。
(3)工业上用硫酸与磷酸钙反应制取磷酸:________。
(4)实验室用甲酸与浓硫酸作用制取CO:HCOOH 　　　　　CO+
H2O:________。
微点助学
吸水性
强氧化性
强酸性
脱水性
4.硫酸的工业制法
依据上图,完成下列方程式:
(1)制取SO2:_____________________________或________________。
(2)SO2转化为SO3:______________________。
(3)生成H2SO4:_____________________。
4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2
S+O2
SO2
2SO2+O2
2SO3
SO3+H2O===H2SO4
用98.3%的浓硫酸吸收SO3而不用水的原因是_______________________
_____________________。
微点助学
用水吸收SO3会产生大量
酸雾,导致吸收不充分
1.下列关于浓硫酸的叙述中,正确的是(　　)
A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化
B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C.把水加入浓硫酸中可稀释浓硫酸
D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属形成致密的薄膜而钝化
解析:浓硫酸使蔗糖炭化,表现出脱水性,A不正确;浓硫酸在常温下与铜片不反应,在加热条件下与铜片反应放出二氧化硫气体,B不正确;稀释浓硫酸时,必须把浓硫酸加入水中,且边加边搅拌,C不正确;浓硫酸具有强氧化性,在常温下能够使铁、铝等金属钝化,在其表面形成致密的薄膜,D正确。
D
2.(2025·黑龙江佳木斯一模)探究铜与浓硫酸的反应,并验证气体产物的性质,实验装置如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A.反应中浓硫酸只体现了氧化性
B.溶液a和溶液b可依次选用品红溶液和酸性高锰酸钾溶液
C.溶液c可选用浓NaOH溶液或浓NaHSO3溶液
D.随着反应的进行,H2SO4的浓度逐渐降低,可能生成氢气
B
解析:铜与浓硫酸反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) 　　　CuSO4+
SO2↑+2H2O,反应中浓硫酸一部分硫元素化合价降低体现氧化性,一部分生成硫酸铜体现酸性,并非只体现氧化性,A错误;溶液a可选用品红溶液检验二氧化硫的漂白性,溶液b可选用酸性高锰酸钾溶液检验二氧化硫的还原性,B正确;溶液c用于吸收尾气二氧化硫,浓NaHSO3溶液不与二氧化硫反应,不能用于吸收尾气,浓NaOH溶液可与二氧化硫反应吸收尾气,C错误;随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,不会生成氢气,D错误。
3.(2025·辽宁沈阳三模)硫酸是非常重要的化工原料,被称为“化工之母”。如图,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.黄铁矿主要成分FeS2的电子式为Fe2+]2-
B.SO2氧化成SO3时,加催化剂能使SO2全部转化为SO3
C.将98.3%的浓硫酸换成水吸收SO3效果更好
D.为减少SO2对大气的污染,可选用CaO将尾气中的SO2最终以CaSO3的形式固定
A
解析:FeS2的电子式为Fe2+]2-,故A正确;SO2氧化成SO3的反应是可逆反应,加催化剂只是改变反应速率,并不能提高转化率,SO2不能全部转化为SO3,故B错误;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,故C错误;为减少SO2对大气的污染,可选用CaO与SO2反应生成CaSO3,CaSO3会继续被氧化成CaSO4,最终以CaSO4的形式固定,故D错误。
二
考点二 硫酸盐　S的检验
1.几种常见的硫酸盐
硫酸盐 主要性质 主要应用
硫酸钙 制作各种模型和医疗用的石膏绷带;调节水泥的硬化速率
硫酸钡 以重晶石(BaSO4)的形式存在,不溶于水和酸,且不容易被X射线透过 用作消化系统X射线检查的内服药剂,俗称“______”
硫酸铜 检验水的存在;与石灰乳混合制备农药波尔多液
钡餐
2CaSO4·H2O
2.S的检验
操作方法:待检液 　　 　　　 取清液 　　　 　　　 观察有无白色沉淀产生
先加入稀盐酸的目的是防止_________________的干扰,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,说明有S。写出发生反应的离子方程式(包括可能发生的反应):___________________________________________________
___________________________________________。注意稀盐酸和BaCl2溶液的加入顺序不可颠倒。
C、Ag+
C+===22+===22
+-===2+===BaSO4↓
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。
微点助学
1.下列关于硫酸盐的说法正确的是(　　)
A.CaSO4·2H2O、CuSO4·5H2O都属于混合物
B.石膏加热失水变为熟石膏的化学方程式为2[CaSO4·2H2O] 　　　2CaSO4·H2O+3H2O
C.硫酸钡、碳酸钡都可用作“钡餐”
D.胆矾失去结晶水的过程属于物理变化
解析:CaSO4·2H2O、CuSO4·5H2O都属于纯净物,A错误;碳酸钡可溶于盐酸,不可用作“钡餐”,C错误;胆矾失去结晶水的过程属于化学变化,D错误。
B
2.下列过程中最终的白色沉淀不一定是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
解析:A项中N2,故能产生BaSO4白色沉淀;B项中H+、N,故能产生BaSO4白色沉淀;C项中不能排除AgCl沉淀的可能;D项中加过量盐酸得到的仍是无色溶液,可排除Ag+的存在,再加入BaCl2溶液,产生不溶于盐酸的白色沉淀,即BaSO4白色沉淀。
【考题】　(2025·浙江1月选考)由NaCl粗品(含少量的Ca2+、Mg2+、K+和S)得到NaCl纯品的方案如下,所用试剂为BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸和NaOH溶液。
真题展示
食盐的精制
下列说法不正确的是(　　)
A.用过量的BaCl2溶液除去S
B.Ca2+、Mg2+、S通过生成沉淀后过滤除去
C.4种试剂的使用顺序为BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸、NaOH溶液
D.调pH后的滤液蒸发至大量固体析出,趁热过滤、洗涤、干燥后即得NaCl纯品
真题展示
(1)审清NaCl粗品中的杂质有哪些 备选除杂试剂有哪些
(2)结合除杂流程和杂质离子,按什么顺序除去杂质
(3)调pH后的滤液蒸发后经过哪些步骤可得到纯净的NaCl
【答案】　C
【教材】　(人教版必修第二册P7·思考与讨论)
(1)经溶解、过滤和蒸发操作得到的粗盐中还含有一些可溶性硫酸盐及MgCl2、CaCl2等杂质。如果按照下表所示顺序除去它们,应加入什么试剂 写出相关反应的离子方程式。
真题溯源
杂质 加入的试剂 离子方程式
硫酸盐
MgCl2
CaCl2
(2)加入你选择的试剂除去杂质后,有没有引入其他离子 用什么方法可以除去这些离子
(3)设计除去杂质的实验方案时,除了要考虑所加试剂的种类,还要考虑哪些问题
真题溯源
(1)根据溶液中杂质离子的成分选择合适的除杂试剂且过量:Mg2+—NaOH,Ca2+—Na2CO3,S—BaCl2。
(2)除去多种杂质时,安排合理顺序,除去过量的除杂试剂:NaOH→BaCl2
→Na2CO3→盐酸。
1.(2025·河北保定质检)物质的分离与提纯是通过物理或化学方法将混合物中的不同成分分开,获得纯净物质的过程。有同学利用此法进行粗盐的提纯,已知:粗盐中的杂质离子为Ca2+、Mg2+、S;所用试剂为0.1 mol/L BaCl2溶液、20%NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、6 mol/L盐酸,下列有关粗盐提纯的说法正确的是(　　)
A.试剂加入的顺序:NaOH、Na2CO3、BaCl2、盐酸
B.整个过程的操作是溶解、过滤、测pH(盐酸)、蒸发结晶
C.实验过程中需用到量筒、分液漏斗、玻璃棒等玻璃仪器
D.直接加热蒸干后,用坩埚钳将蒸发皿放置在陶土网上冷却
B
解析:除去粗盐中少量Ca2+、Mg2+、S,加入过量NaOH除去Mg2+,加入过量BaCl2除去S,加入过量Na2CO3除去Ca2+、过量Ba2+,由于Na2CO3需要除去过量Ba2+,故Na2CO3必须在BaCl2之后加入,过滤除去沉淀,滤液加入适量盐酸除去过量的NaOH、Na2CO3,蒸发结晶得到NaCl,A错误;粗盐提纯的步骤为溶解、过滤、测pH(盐酸)、蒸发结晶,B正确;粗盐提纯无须分液操作,分液漏斗未被使用,C错误;蒸发时应停止加热用余热蒸干,而非直接蒸干,否则会导致晶体飞溅,D错误。
2.(2025·陕西西安模拟)粗盐中含可溶性杂质(Na2SO4、MgCl2、CaCl2等)和难溶性杂质(泥沙等),提纯流程图如下。下列有关说法正确的是(　　)
A.操作①为先过滤再溶解
B.步骤⑤除杂所加的适量试剂为盐酸
C.步骤②与④的顺序可调换
D.通常蒸干NaCl溶液制得NaCl固体
B
解析:用化学沉淀法除去粗盐中的Ca2+、Mg2+和S,所选试剂分别是碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液和氯化钡溶液,Na2CO3溶液要在BaCl2溶液之后加入,其作用除了除去Ca2+外,还除去过量的Ba2+,过滤后滤液中含有多余的氢氧化钠和碳酸钠,故滤液中需加入盐酸,调节溶液的pH等于7。可以在步骤④之后一次性过滤,操作①为溶解,A错误;根据分析可知,步骤⑤除杂所加的适量试剂为盐酸,B正确;根据分析可知,步骤②与④的顺序不可调换,否则过量的钡离子无法除去,C错误;通常用蒸发结晶法从NaCl溶液中制得NaCl固体,但不可以蒸干,D错误。
3.粗盐水中含有S、K+、Ca2+、Mg2+等杂质离子,实验室按下面的流程进行精制:
已知KCl和NaCl的溶解度如下图所示:
(1)步骤①中BaCl2要稍过量。请描述检验BaCl2是否过量的方法:________
_________________________________________________________________________________。
(2)若加BaCl2后不先过滤就加氢氧化钠和碳酸钠,会导致____(填字母)。
A.S不能完全去除 B.消耗更多NaOH
C.Ba2+不能完全去除 D.消耗更多Na2CO3
解析:由题图可知,加入BaCl2溶液后会生成BaSO4沉淀,若加BaCl2后不先过滤就加氢氧化钠和碳酸钠,可能发生沉淀的转化:BaSO4(s)+C(aq)
BaCO3(s)+S(aq),使得S不能完全去除,且消耗更多的Na2CO3溶液,故选AD。
静置后
取少量该步骤所得的上层清液于试管中,再滴入几滴稀硫酸,若产生白色沉
淀,则BaCl2过量
AD
(3)过滤操作中需要的玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外,还需要___(填字母)。
A.分液漏斗 B.漏斗
C.容量瓶 D.蒸发皿
解析:过滤操作中需要的玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外,还需要漏斗,故选B。
(4)步骤④中用稀盐酸调节pH至3~4,除去的离子有____________。
解析:步骤④中用稀盐酸调节pH至3~4,H+能与多余的NaOH和Na2CO3反应,除去的离子有OH-、C。
B
OH-、C
(5)“一系列操作”是指____(填字母)。
A.蒸发至晶膜形成后,趁热过滤
B.蒸发至晶膜形成后,冷却结晶
C.蒸发至大量晶体析出后,趁热过滤
D.蒸发至大量晶体析出后,冷却结晶
解析:由题图可知,KCl的溶解度受温度影响较大,而NaCl的溶解度受温度影响较小,因此先蒸发至大量晶体析出,此时KCl在滤液中,趁热过滤,可得到精盐,故选C。
C
三
考点三 硫及其化合物的相互转化
1.通过“价—类”二维图认识硫及其化合物的关系
2.以化合价为线索理清硫及其化合物的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的。
　　　　　　　　 　　　 　NaHSO3
(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,可用如图表示:
1.(2025·吉林桦甸一模)硫元素的几种化合物及其单质存在下列转化关系(反应条件省略)。
下列判断不正确的是(　　)
A.反应①中氧化剂与还原剂物质的量之比为1︰1
B.反应②表明SO2具有酸性氧化物的性质
C.反应③的原子利用率是100%
D.反应④中稀硫酸作氧化剂
D
解析:反应①为浓硫酸氧化铜单质的反应,浓硫酸作氧化剂被还原成SO2,硫元素化合价降低2价,Cu作还原剂被氧化成Cu2+,铜元素化合价升高2价,所以氧化剂与还原剂物质的量之比为1︰1,A正确;SO2与NaOH反应生成一种盐和水,表明SO2为酸性氧化物,B正确;反应③为Na2SO3+S===Na2S2O3,生成物只有一种,原子利用率是100%,C正确;反应④的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,稀硫酸既不是氧化剂也不是还原剂,D错误。
2.(2025·吉林长春二模)硫及其化合物的“价—类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法错误的是(　　)
A.硫在过量的氧气中燃烧只能生成X,
不可能生成Y
B.X通入BaCl2溶液中,不会有白色沉
淀生成
C.H2S与X反应的还原产物和氧化产
物的物质的量之比为1︰2
D.N可由其相应单质在加热条件下化合生成
D
解析:硫在过量的氧气中燃烧只能生成SO2,不可能生成SO3,A正确;X是SO2,SO2与溶液中的水反应产生H2SO3,由于盐酸的酸性大于亚硫酸的酸性,则SO2通入BaCl2溶液中,不会与BaCl2发生反应产生白色沉淀,B正确;在溶液中H2S与SO2发生的反应为2H2S+SO2===3S↓+2H2O,SO2中+4价的硫得到电子被还原为S,SO2作氧化剂;H2S中-2价的硫失去电子被氧化产生S,H2S作还原剂,则还原产物和氧化产物的物质的量之比为1︰2,C正确;由图中元素的化合价及物质类别可知,M为CuSO4,CuSO4溶液与H2S反应生成的盐N为CuS,S单质的氧化性较弱,S与Cu在加热条件下化合只能生成Cu2S,不能生成CuS,D错误。
3.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。
可选用的实验试剂如下: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
ⅱ ①③④ 淡黄色沉淀
ⅲ 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___________________________________
_____。
⑤
酸性
KMnO4溶液褪色
还原
+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
四
真题演练 感悟高考
1.(2023·北京卷)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。
下列关于该过程的分析不正确的是(　　)
A.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性
D.过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
C
解析:蔗糖中加入浓硫酸,白色固体变黑,H原子和O原子按2︰1的比例脱除,体现浓硫酸的脱水性,A项正确;浓硫酸脱水过程中释放大量热,此时发生反应:C+2H2SO4(浓) 　　CO2↑+2SO2↑+2H2O,产生大量气体,使固体体积膨胀,B项正确;结合B项可知,浓硫酸脱水过程中生成的SO2能使品红溶液褪色,体现浓硫酸的强氧化性,C项错误;该过程中,蔗糖发生化学反应,发生了化学键的断裂,D项正确。
2.(2024·北京卷)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是(　　)
A.Ⅰ的化学方程式:3FeS2+8O2 　　　Fe3O4+6SO2
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
B
解析:反应Ⅰ是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,所以化学方程式为3FeS2+8O2 　　Fe3O4+6SO2,故A正确;工业生产过程要考虑时间成本以及经济成本,所以反应Ⅱ的条件不都是为了提高SO2的平衡转化率,故B错误;将黄铁矿换成硫黄,就不会再生成Fe3O4,即可以减少废渣的产生,故C正确;生产过程中的尾气为SO2、SO3,可以与碱液反应,故D正确。
3.(2024·广东卷节选)(1)实验室中,浓硫酸与铜丝反应,所产生的尾气可用_________________________(填化学式)溶液吸收。
解析:浓硫酸与铜丝反应的化学方程式为Cu+2H2SO4 　　　CuSO4+
SO2↑+2H2O,所产生的尾气为SO2,可用NaOH溶液吸收。
(2)工业上,烟气中的SO2可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收,生成石膏。该过程中,____(填元素符号)被氧化。
解析:SO2生成石膏(CaSO4·2H2O),硫元素的化合价由+4上升到+6,被氧化。
NaOH(其他合理答案也可)
S
4.(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:______________________________________。
2SO2+O2+2CaCO3
2CaSO4+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也可用浓硫酸吸收
②一定压强下,化合物A的沸点低于硫酸的原因是_____________________
____________。
BCD
硫酸分子能形成更多的
分子间氢键
(3)设计实验验证化合物A中含有硫元素______________________________
_________________________________________________________________________________________;写出实验过程中涉及的反应方程式:
__________________________________________________________________________________________________________________________。
取化合物A加入足量氢氧化钠溶
液共热,反应完全后加入盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡溶液生成白色
沉淀,说明A中含有硫元素
+2NaOH
CH3OH+Na2SO4+H2O、HCl+NaOH
===NaCl+H2O、Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl
五
课时作业19
1.(3分)硫循环在生态系统的诸多领域具有重要意义。在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是(　　)
A.工业制酸:FeS2 　　　SO3
B.火山喷发:H2S 　　　SO2
C.尾气吸收:SO2 　　　 Na2SO4
D.酸雨侵蚀:H2SO4 　　　H2S
B
2.(3分)下列各组分别是硫酸的性质和用途,其中不能建立对应关系的是(　　)
A.高沸点——制氯化氢
B.酸性——制氢气
C.脱水性——作干燥剂
D.强氧化性——钝化某些金属
C
解析:用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体,是高沸点酸制取低沸点酸,体现了浓硫酸的高沸点、难挥发性,故A不符合题意;稀硫酸可以与活泼金属反应生成氢气,说明其具有酸性,故B不符合题意;浓硫酸干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体,说明其具有吸水性,故C符合题意;常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸,是因为浓硫酸的强氧化性使它们钝化,故D不符合题意。
3.(3分)(2025·广东广州联考)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、胆矾
(CuSO4·5H2O)、绿矾(FeSO4·7H2O)和钡餐(BaSO4)是日常生活中常见的硫酸盐,下列说法正确的是(　　)
A.明矾可用作生活用水的净水剂、消毒剂
B.实验中,常用胆矾检验反应生成的水蒸气
C.工业上可用绿矾制造铁盐、墨水及铁红等
D.碳酸钡和硫酸钡均可作消化道检查的药物
C
解析:明矾中铝离子水解生成氢氧化铝胶体,具有吸附性,可以作净水剂,不能作消毒剂,A错误;胆矾本身就带有结晶水,应该用无水硫酸铜检验水蒸气,B错误;工业上可用绿矾制造铁盐、墨水及铁红,C正确;胃酸中的盐酸可溶解碳酸钡,所以碳酸钡不可作消化道检查的药物,D错误。
4.(3分)向盛有某盐溶液的试管中滴入几滴Ba(NO3)2溶液得到白色沉淀(X),再向试管中加入足量盐酸并充分振荡,静置后仍存在白色沉淀(Y)。下列有关说法正确的是(　　)
A.X可能是BaSO3
B.X是BaCO3
C.Y与X的成分不可能相同
D.该盐溶液中一定含有S
A
解析:若X是BaSO3,加入足量盐酸,发生反应3BaSO3+2N+2H+===
3BaSO4+2NO↑+H2O,溶液中仍有沉淀,A项正确;若X是BaCO3,加入足量盐酸,发生反应:BaCO3+2H+===Ba2++H2O+CO2↑,溶液中没有沉淀,B项错误;若X是BaSO4,加入足量盐酸,沉淀不溶解,沉淀Y还是BaSO4,C项错误;该盐溶液中若含有S,沉淀X是BaSO3,沉淀Y是BaSO4,该盐溶液中不一定含有S,D项错误。
5.(3分)探究铜和浓硫酸的反应,下列装置或操作错误的是(　　)
A.上下移动装置甲中的铜丝体现绿色化学的思想
B.装置乙可用于收集SO2气体
C.将试管中的液体倒入装置丙中稀释,观察颜色
可确定CuSO4的生成
D.利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结
晶,可析出CuSO4·5H2O
B
解析:上下移动装置甲中铜丝可控制反应的发生与停止,从而控制生成SO2的量以减少对空气的污染,体现了绿色化学的思想,A正确;SO2的密度比空气大,应采取向上排空气法收集,集气瓶中应长管进气、短管出气,B错误;含铜离子的溶液呈蓝色,可以将试管中的液体倒入水中稀释,根据溶液是否呈蓝色确定是否有CuSO4生成,C正确;结晶水合物加热时容易失去结晶水,不宜采取蒸发结晶的方法,硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶可析出CuSO4·5H2O,D正确。
6.(3分)(2025·广东揭阳普宁实验中学二模)下列关于S的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A.酸转化为酸式盐:2H++S2-+OH-===HS-+H2O
B.氧化物转化为酸:SO2+Cl2+H2O===2H++2Cl-+S
C.氧化物转化为盐:SO3+2OH-===S+H2O
D.盐转化为另一种盐:S22===+3H2O+O2↑
C
解析:H2S为弱酸,离子方程式应为H2S+OH-===HS-+H2O,故A错误;原子不守恒,正确的离子方程式为SO2+Cl2+2H2O===4H++2Cl-+S,故B错误;SO3与强碱反应可生成硫酸盐和水,离子方程式正确,故C正确;亚硫酸盐可被H2O2氧化为硫酸盐,离子方程式为S22===+H2O,故D错误。
7.(3分)(2025·辽宁师范大学附属中学期末)某同学归纳硫及其化合物的“价态—类别—应用”如图,下列说法错误的是(　　)
A.a能与f反应生成e,氧化剂与还原剂之比为1︰2
B.将c的浓溶液与木炭加热反应生成的气体产物
通入澄清石灰水中,若溶液变浑浊说明有f生成
C.从f出发制备H2SO4的路线为f 　　 　h 　　 c
D.利用f酸性氧化物的性质,用生石灰或氨水与f反应可防治酸雨
B
解析:H2S和SO2反应生成S,化学方程式为2H2S+SO2===3S+2H2O,H2S中硫元素化合价上升,为还原剂,SO2中硫元素化合价下降,为氧化剂,氧化剂与还原剂之比为1︰2,故A正确;H2SO4的浓溶液与木炭加热反应生成的气体产物为SO2和CO2,二者都能使澄清石灰水变浑浊,则不能证明有SO2生成,故B错误;从SO2出发制备H2SO4的路线为SO2 　　　 SO3
H2SO4,故C正确;SO2是酸性氧化物,能够和生石灰或氨水等碱性物质反应,可以用生石灰或氨水与SO2反应防治酸雨,故D正确。
8.(3分)(2026·河南洛阳高三月考)用如图所示装置进行下列实验,将①中溶液滴入②中,预测②中的现象与实验结论相符的是(　　)
选项 ① ② 预测②中现象 实验结论
A 浓硫酸 浓盐酸 产生大量气体 硫酸的酸性比盐酸强
B 浓硫酸 铜片 铜片溶解,产生气泡,底部产生灰白色粉末 浓硫酸表现酸性和强氧化性
C 浓硫酸 CuSO4· 5H2O 固体由蓝色变为白色 浓硫酸具有吸水性,发生物理变化
D 浓硫酸 蔗糖 固体由白色变为黑色海绵状,并有刺激性气味气体放出 浓硫酸具有脱水性、强氧化性
D
解析:将浓硫酸滴入浓盐酸中,浓硫酸稀释放出大量的热,促进了氯化氢的挥发,产生大量气体,A项不符合题意;浓硫酸与铜反应需在加热条件下进行,B项不符合题意;浓硫酸使胆矾失去结晶水,体现的是浓硫酸的吸水性,该过程中有新物质生成,为化学变化,C项不符合题意。
9.(3分)(2025·黑龙江双鸭山一模)以黄铁矿(主要成分为FeS2,其中S的化合价为-1)生产硫酸的工艺流程如图。下列说法不正确的是(　　)
A.将黄铁矿粉碎,可加快其在沸腾
炉中的化学反应速率
B.沸腾炉中每生成1 mol SO2,有
11 mol e-发生转移
C.接触室中排放出的SO2、O2循
环利用,可提高原料利用率
D.吸收塔排放的尾气可通过氨吸
收转化成氮肥
B
解析:将黄铁矿粉碎,可增大反应物的接触面积,加快其在沸腾炉中的化学反应速率,A正确;反应4FeS2+11O2 　　2Fe2O3+8SO2中,生成8个SO2转移的电子数为44,则沸腾炉中每生成1 mol SO2,转移电子的物质的量为×1 mol=5.5 mol,B错误;SO2、O2可在接触室反应生成SO3,为可逆反应,不能完全反应,则接触室中排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率,C正确;尾气含有SO2、O2,用氨吸收,可转化成氮肥,D正确。
10.(3分)(2025·重庆渝中区模拟)实验室中利用洁净的铜片和浓硫酸进行如下实验,其中所得固体中含有Cu2S和白色物质X,下列说法错误的是(　　)
A.白色物质X为CuSO4
B.Y为氧化产物,NO为还原产物
C.参加反应的浓硫酸中,表现氧化性的占25%
D.NO与Y的物质的量之和可能为2 mol
D
解析:由题图可知,铜与足量浓硫酸反应生成Cu2S和白色物质X,无气体生成,生成Cu2S时铜元素从0价升高到+1价、硫元素从+6价降低到-2价,根据得失电子守恒,必定存在其他产物(所含元素化合价升高),根据原子守恒,另一种产物只能为CuSO4,故白色物质X为CuSO4,配平该反应的化学方程式为5Cu+4H2SO4(浓) 　　3CuSO4+Cu2S+4H2O,A正确;Cu2S和CuSO4中加稀硫酸、稀硝酸时溶解,存在反应:3Cu2S+16H++4N===6Cu2++3S↓
+4NO↑+8H2O,故Y为S单质,该反应中NO为还原产物、S为氧化产物,B正确;
由5Cu+4H2SO4(浓) 　　3CuSO4+Cu2S+4H2O可知,硫元素从+6价降低到-2价时表现氧化性,故参加反应的浓硫酸中,表现氧化性的占25%,C正确;由5Cu+4H2SO4(浓) 　　　3CuSO4+Cu2S+4H2O知,3 mol Cu生成0.6 mol Cu2S,0.6 mol Cu2S发生反应3Cu2S+16H++4N===6Cu2++3S↓+4NO↑
+8H2O得到0.8 mol NO与0.6 mol S,NO与S的物质的量之和为1.4 mol,D错误。
11.(14分)以黄铁矿(主要成分为FeS2,还有少量CuS、SiO2)为原料,制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)焙烧后得到的固体主要成分为Fe2O3,写出焙烧过程主要反应的化学方程式:______________________________。
4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2
(2)焙烧产生的SO2会污染环境,可用足量氨水吸收,写出反应的离子方程式:_____________________________________。
(3)试剂X是______(填化学式)。
(4)设计实验,检验“还原”得到的溶液是否达标:_____________________
___________________________________________。
(5)从“还原”得到的溶液中获得硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)的操作:
__________、__________、过滤、洗涤、干燥。
SO2+2NH3·H2O===2N+H2O
Fe
取少量溶液于试管中,
滴加KSCN溶液,如果溶液不显红色,证明溶液达标
蒸发浓缩
冷却结晶
解析:焙烧黄铁矿生成SO2,矿渣的成分为Fe2O3和杂质,用20%硫酸溶解,Fe2O3与H2SO4反应:Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O,而杂质不反应,过滤分离,滤渣为不溶性杂质,滤液中含有Fe2(SO4)3、CuSO4及未反应的H2SO4,加入Fe粉将Fe2(SO4)3、CuSO4、H2SO4分别还原为FeSO4、Cu和H2,过滤除去Cu和过量的Fe,滤液经蒸发浓缩、冷却结晶等操作得到FeSO4·7H2O。
12.(16分)探究Na2SO3固体的热分解产物。隔绝空气条件下,加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A,过程中未检测到气体生成。黄色固体A加水得到浊液,放置得无色溶液B。
资料:①4Na2SO3 　　 Na2S+3Na2SO4。
②Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S。
③BaS易溶于水。
(1)检验分解产物Na2S:取少量溶液B,向其中滴加CuSO4溶液,产生黑色沉淀,证实有S2-。反应的离子方程式是___________________。
解析:Na2S溶液和CuSO4溶液反应生成CuS和Na2SO4,反应的离子方程式是S2-+Cu2+===CuS↓。
S2-+Cu2+===CuS↓
(2)检验分解产物Na2SO4:取少量溶液B,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含S),同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后,_____________________________(填操作和现象),可证实分解产物中含有S。
滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀
解析:根据题干资料:Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S,取少量溶液B,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含S),同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),说明溶液B中含有Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S,由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,可证实分解产物中含有S。
(3)探究(2)中S的来源。
来源1:固体A中有未分解的Na2SO3,在酸性条件下与Na2S反应生成S。
来源2:溶液B中有Na2Sx,加酸反应生成S。
针对来源1进行如图实验:
①实验可证实来源1不成立。实验证据是_____________________________
_________________。
②不能用盐酸代替硫酸的原因是____________________________________
_______________________________________________________________________________________。
③写出来源2产生S的反应的离子方程式:__________________________。
向溶液2中加入少量KMnO4溶
液,溶液没有褪色
盐酸中Cl元素为-1价,是Cl元素的最低价,
具有还原性,会与KMnO4溶液发生氧化还原反应,使KMnO4溶液褪色,干
扰实验现象和实验结论
+2H+===H2S↑+(x-1)S↓
解析:①实验可证实来源1不成立。若来源1成立,溶液2为H2SO3溶液,向溶液2中加入少量KMnO4溶液,H2SO3具有还原性,酸性条件下KMnO4具有强氧化性,二者混合后发生氧化还原反应,KMnO4溶液应该褪色,但得到的仍为紫色溶液,说明溶液B中不含Na2SO3。
(4)实验证明Na2SO3固体热分解有Na2S、Na2SO4和S产生。运用氧化还原
反应规律分析产物中S产生的合理性:_______________________________
________________________________________________________________________________________________________________________。
根据反应4Na2SO3
Na2S+
3Na2SO4可知,Na2SO3发生歧化反应,其中的S元素化合价既可升高也可降低,能从+4价降为-2价,也应该可以降到0价生成硫单质
Thank you
本课结束

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