第13课 氧、硫及其化合物-【提分宝典】2025年新高考化学一轮全考点普查随堂课后练

第13课　　　　　氧、硫及其化合物 普查与练习13　　　　　氧、硫及其化合物 1．H2O2的性质及制备 (1)(2023湖北真题，5分)铜与过量H2O2反应的探究如下： 实验②中Cu溶解的离子方程式为______________________________；产生的气体为________。比较实验①和②，从氧化还原角度说明H＋的作用是________________________。 答案：Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O(2分)　O2(1分)　增强H2O2的氧化性(2分) 解析：根据实验现象，铜片溶解，溶液变蓝，可知在酸性条件下铜和过氧化氢发生反应，生成铜离子和水，离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O；硫酸铜可以催化过氧化氢分解生成氧气，则产生的气体为O2；在铜和过氧化氢的反应过程中，氢元素的化合价没有发生变化，故H＋既不是氧化剂，又不是还原剂，但比较实验①和②可知，H＋的作用是增强H2O2的氧化性。 (2)(2022辽宁真题，14分)H2O2作为绿色氧化剂应用广泛，氢醌法制备H2O2原理及装置如下： 已知：H2O、HX等杂质易使Ni催化剂中毒。回答下列问题： ①A中反应的离子方程式为______________________。 ②装置B应为________(填字母)。 ③检查装置气密性并加入药品，所有活塞处于关闭状态。开始制备时，打开活塞________，控温45 ℃。一段时间后，仅保持活塞b打开，抽出残留气体。随后关闭活塞b，打开活塞________，继续反应一段时间。关闭电源和活塞，过滤三颈烧瓶中混合物，加水萃取，分液，减压蒸馏，得产品。 ④装置F的作用为________________________。 ⑤反应过程中，控温45 ℃的原因为______________________________________。 ⑥氢醌法制备H2O2总反应的化学方程式为___________________________________。 ⑦取2.50 g产品，加蒸馏水定容至100 mL摇匀，取20.00 mL于锥形瓶中，用0.0500 mol·L－1酸性KMnO4标准溶液滴定。平行滴定三次，消耗标准溶液体积分别为19.98 mL、20.90 mL、20.02 mL。假设其他杂质不干扰结果，产品中H2O2质量分数为________。 答案：①Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑(2分)　②b(2分)　③a、b(1分)　c、d (1分)　④防止外界水蒸气进入C中使催化剂中毒(2分)　⑤适当升温加快反应速率，同时防止温度过高H2O2分解 (2分)　⑥H2＋O2H2O2(2分)　⑦17%(2分) 解析：从H2O2的制备原理图可知，反应分两步进行，第一步为H2在Ni催化作用下与乙基蒽醌反应生成乙基蒽醇，第二步为O2与乙基蒽醇反应生成H2O2和乙基蒽醌。启普发生器A为制取H2的装置，产生的H2中混有HCl和H2O，需分别除去后进入C中发生第一步反应。随后氧气源释放的氧气经D干燥后进入C中发生第二步反应生成H2O2和乙基蒽醌，F中装有浓硫酸，与C相连，防止外界水蒸气进入C中，使催化剂Ni中毒。 ①A中锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，反应的离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 ②H2O、HX等杂质易使Ni催化剂中毒，碱石灰能同时除去HCl和水，所以装置B应该选b。 ③开始制备时，打开活塞a、b，A中产生的H2进入C中，在Ni催化作用下与乙基蒽醌反应生成乙基蒽醇，一段时间后，关闭a，仅保持活塞b打开，将残留H2抽出，随后关闭活塞b，打开活塞c、d，将O2通入C中与乙基蒽醇反应生成H2O2和乙基蒽醌。 ④H2O容易使Ni催化剂中毒，实验中需要保持装置C为无水环境，F的作用为防止外界水蒸气进入C中。 ⑤适当升温加快反应速率，同时防止温度过高H2O2分解，所以反应过程中控温45 ℃。 ⑥根据分析可知，反应物为H2与O2，乙基蒽醌与Ni是H2与O2制备H2O2的催化剂，乙基蒽醇为中间产物，总反应为H2＋O2H2O2。 ⑦滴定反应的离子方程式为2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O，可得关系式：2KMnO4～5H2O2。三组数据中20.90 mL偏差较大，舍去。根据第一组数据计算H2O2的质量分数为ω1＝[(19.98×10－3 L×0.0500 mol·L－1×××34 g·mol－1)÷2.50 g]×100%≈16.98%。根据第二组数据计算H2O2的质量分数为ω2＝[(20.02×10－3 L×0.0500 mol·L－1×××34 g·mol－1)÷2.50 g]×100%≈17.02%。两次计算结果求平均值为17%。 2．硫单质还原性和氧化性的理解与运用 (3)(2025汇编，4分)下列有关硫单质的存在、性质及应用的叙述不正确的是________(填序号)。 ①转化关系：S(s) SO3(g) H2SO4(aq)，在给定条件下能实现(江苏经典真题) ②理论上1.6 g硫与6.4 g铜反应能得到8.0 g纯净硫化物 ③用热的NaOH溶液除去残留在试管内壁上的硫时，发生了氧化还原反应，硫既作氧化剂，又作还原剂 ④用硫黄处理洒落在地上的水银：S＋Hg===HgS(2022福建真题) ⑤硫元素在自然界的存在形式有硫单质、硫化物和硫酸盐等(浙江经典真题) 答案：① 解析：硫单质在空气或氧气中燃烧只能生成SO2，SO2与氧气在催化剂、加热条件下生成SO3，故①错误，符合题意。硫单质氧化性较弱，与变价金属反应只能将金属元素氧化到低价态，硫与铜反应：2Cu＋S Cu2S，1.6 g硫(即0.05 mol)与6.4 g铜(即0.1 mol)恰好完全反应生成8.0 g Cu2S(即0.05 mol)，故②正确，不符合题意。硫与热的NaOH溶液反应：3S＋6NaOH 2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，在反应中S发生歧化反应，一部分硫原子得电子价态降低得到Na2S，一部分硫原子失电子价态升高得到Na2SO3，硫既作氧化剂，又作还原剂，故③正确，不符合题意。S和Hg发生化合反应生成HgS，可以用硫黄处理洒落在地上的水银，反应的化学方程式为S＋Hg===HgS，故④正确，不符合题意。硫元素在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在，硫单质可存在于火山口处，故⑤正确，不符合题意。 3．硫的氧化物 —— SO2和SO3 a．SO2的制备及其酸性氧化物的通性、还原性、氧化性、漂白性的理解与运用 (4)(2025汇编，4分)下列有关SO2的制备及性质的叙述正确的是 ________(填序号)。 ①可用P4O10除去C2H4中混有的SO2(2023海南真题) ②SO2通入酸性KMnO4溶液中：5SO2＋2H2O＋2MnO===5SO＋4H＋＋2Mn2＋(广东经典真题) ③SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀(2022.01浙江选考) ④向硫化钠溶液通入足量二氧化硫：S2－＋2SO2＋2H2O===H2S＋2HSO(2023.06浙江选考) ⑤SO2可用于丝织品漂白是由于其能氧化丝织品中有色成分(2023全国Ⅱ真题) ⑥用如图装置验证SO2酸性(2023全国Ⅰ真题) ⑦SO2与KClO溶液反应：SO2＋2ClO－＋H2O===2HClO＋SO(辽宁经典真题) 答案：② 解析：P4O10、SO2均为酸性氧化物，二者不反应，不能用P4O10除去二氧化硫，故①错误。SO2通入酸性KMnO4溶液中，SO2被MnO(H＋)氧化为SO，MnO被SO2还原为Mn2＋，再根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得离子方程式为5SO2＋2H2O＋2MnO===5SO＋4H＋＋2Mn2＋，故②正确。SO2通入BaCl2 溶液中不能生成BaSO3沉淀，因为H2SO3酸性比HCl弱，该复分解反应不能发生，故③错误。向硫化钠溶液通入足量二氧化硫，溶液变浑浊，硫元素发生归中反应生成硫单质，并生成亚硫酸氢钠：2S2－＋5SO2＋2H2O=== 3S↓＋4HSO，故④错误。SO2可用于丝织品漂白是由于其能与丝织品中的有色成分化合为无色物质，故⑤错误。二氧化硫通入品红溶液中，可以验证其漂白性，不能验证其酸性，故⑥错误。由于ClO－具有强氧化性，SO2具有强还原性，故SO2与KClO溶液反应：SO2＋ClO－＋H2O===2H＋＋Cl－＋SO，故⑦错误。 (5)(北京经典真题，3分)室温下，1体积的水能溶解约40体积的SO2。用试管收集SO2后进行如下实验。对实验现象的分析正确的是(　　) A．试管内液面上升，证明SO2与水发生了反应 B．试管中剩余少量气体，是因为SO2的溶解已达饱和 C．取出试管中的溶液，立即滴入紫色石蕊试液，溶液显红色，原因是SO2＋H2OH2SO3、H2SO3H＋＋HSO、HSOH＋＋SO D．取出试管中溶液，在空气中放置一段时间后pH下降，是由于SO2挥发 答案：C 解析：由信息可知，SO2易溶于水，也能使液面上升，故A项错误。室温下，1体积的水能溶解约40体积的SO2，根据试管体积和水槽中水的体积可知二氧化硫溶解未达到饱和，试管中剩余少量气体可能是气体不纯造成的，故B项错误。滴入紫色石蕊试液，溶液变为红色，说明溶液显酸性，SO2与水反应生成亚硫酸，亚硫酸为弱酸，分步电离出氢离子，故C项正确。亚硫酸具有较强的还原性，易被空气中氧气氧化为硫酸，弱酸变强酸，使pH下降，故D项错误。 b．运用性质差异检验与鉴别SO2和CO2 (6)(经典题，4分)下列可用来区别SO2和CO2气体的是(　　) ①澄清的石灰水 ②氢硫酸 ③氯水 ④酸性高锰酸钾 ⑤氯化钡 ⑥品红溶液 A．①④⑤⑥ B．①②③⑥ C．②③④⑤ D．②③④⑥ 答案：D 解析：SO2、CO2与Ca(OH)2反应分别生成CaSO3、CaCO3沉淀，都能使澄清石灰水变浑浊，故①错误。SO2既具有氧化性又有还原性，SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，CO2不与H2S反应，现象不同，可以区分SO2和CO2气体，故②正确。SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，黄绿色褪去，CO2不与氯水反应，黄绿色不褪去，用氯水可以区分SO2和CO2气体，故③正确。SO2具有还原性，酸性高锰酸钾具有氧化性，SO2能使酸性高锰酸钾褪色，而CO2不行，用酸性高锰酸钾可以区分SO2和CO2气体，故④正确。SO2、CO2均不与BaCl2反应，用氯化钡不能区分SO2和CO2气体，故⑤错误。SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，而CO2不能使品红溶液褪色，用品红溶液可以区分SO2和CO2气体，故⑥正确。综上，故D项正确。 c．SO2在生产、生活中的应用及对环境的影响与防治 (7)(2023北京真题，3分)回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下。 下列说法不正确的是(　　) A．废气中SO2排放到大气中会形成酸雨 B．装置a中溶液显碱性的原因是HCO的水解程度大于HCO的电离程度 C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2 D．装置b中的总反应为SO＋CO2＋H2OHCOOH＋SO 答案：C 解析：根据图可知，含CO2和SO2的废气通入NaHCO3溶液中，得到NaHCO3和Na2SO3的混合溶液及CO2，电解池中，左侧电极上SO失电子生成SO，该电极为阳极，电解质溶液呈碱性，阳极反应式为SO－2e－＋2OH－===SO＋H2O，则通入CO2的电极为阴极，阴极反应式为CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH。SO2是酸性氧化物，废气中SO2排放到空气中会形成硫酸型酸雨，故A项正确，不符合题意。装置a中溶液的溶质为NaHCO3，溶液显碱性，说明HCO的水解程度大于HCO的电离程度，故B项正确，不符合题意。装置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2气体，CO2与NaHCO3溶液不反应，不能吸收CO2，故C项错误，符合题意。由电解池阴极和阳极反应式可知，装置b中的总反应为SO＋CO2＋H2OHCOOH＋SO，故D项正确，不符合题意。 (8)(2023.06浙江选考，10分)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如下流程脱除或利用。 已知： 请回答： ①富氧煅烧燃煤产生的低浓度的SO2，可以在炉内添加CaCO3通过途径Ⅰ脱除，写出反应方程式________________________________________。 ②煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的SO2，通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。 ⅰ.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 ⅱ.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：①2SO2＋O2＋2CaCO32CaSO4＋2CO2(2分)　②ⅰ.BCD(2分)　ⅱ.硫酸分子能形成更多的分子间氢键(1分)　③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，说明化合物A中含有S元素(2分) ＋2NaOHCH3OH＋Na2SO4＋H2O、HCl＋NaOH===NaCl＋H2O、Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl(3分) 解析：含硫矿物煅烧生成二氧化硫，二氧化硫既可以和氧气、碳酸钙反应生成硫酸钙和二氧化碳，也可以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已知反应生成化合物A，化合物A为 。 ①依据题目给出的富氧条件煅烧的信息，可以推测氧化剂为氧气，能将正四价硫氧化为正六价硫，二氧化硫、氧气、碳酸钙在高温下反应生成硫酸钙和二氧化碳，反应方程式为2SO2＋O2＋2CaCO32CaSO4＋2CO2。 ②ⅰ.硫元素的电负性大于碳、氢元素，故燃煤中的有机硫主要呈负价，故A项错误。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，故B项正确。化合物A( )可看作是由 脱去一个—OH、CH3OH脱去H 剩余部分结合形成的，即为硫酸和醇反应生成的酯，是一种无机酸酯，故C项正确。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，故D项正确。ⅱ.对比化合物A与硫酸的结构可知，化合物A分子只有1个—OH能形成分子间氢键，而硫酸分子中有2个—OH能形成分子间氢键，故一定压强下，导致化合物A的沸点低于硫酸。 ③由分析可知，化合物A为 ，化合物A碱性水解可以生成硫酸钠、甲醇和水， 硫酸根离子能和氯化钡反应生成不溶于酸的硫酸钡沉淀，故实验设计：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，说明化合物A中含有S元素。涉及的反应方程式： ＋2NaOHCH3OH＋ Na2SO4＋H2O、HCl＋NaOH===NaCl＋H2O、Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl。 4．H2SO4性质的多重性及工业制备 a．浓硫酸的难挥发性、吸水性和脱水性 (9)(2025汇编，4分)浓硫酸是一种高沸点、难挥发的强酸，下列有关浓硫酸的表述不正确的是________(填序号)。 ①氯化钠与浓硫酸混合加热：H2SO4＋2Cl－ SO2↑＋Cl2↑＋H2O ②浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低的原理不同 ③在表面皿中加入少量胆矾，再加入3 mL浓硫酸，搅拌，固体由蓝色变白色(浙江经典真题) ④浓硫酸能在白纸上写字，氢氟酸能在玻璃上刻字，这两种变化实质不相同 ⑤实验室可以用浓硫酸干燥二氧化硫(山东经典真题) ⑥浓H2SO4具有强吸水性，能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化(河北经典真题) 答案：①⑥ 解析：氯化钠与浓硫酸共热生成HCl气体的反应方程式：NaCl＋H2SO4(浓) NaHSO4 ＋HCl↑，原理是难挥发性酸制挥发性酸，复分解反应中生成挥发性物质，故①错误，符合题意。浓硫酸长期暴露在空气中浓度降低是由于浓硫酸有吸水性，吸收水分使溶剂增加，浓度降低；浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低是由于浓盐酸有挥发性，HCl挥发使溶质减少，浓度降低，原理不同，故②正确，不符合题意。胆矾指的是五水合硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)，其显蓝色，而浓硫酸具有吸水性，将CuSO4·5H2O转化为CuSO4，CuSO4为白色固体，故③正确，不符合题意。浓硫酸能在白纸上写字体现浓硫酸的脱水性，氢氟酸能在玻璃上刻字是因为氢氟酸能与玻璃中的二氧化硅反应，这两种变化实质不同，故④正确，不符合题意。浓硫酸具有吸水性且不与二氧化硫反应，所以能用浓硫酸干燥二氧化硫，故⑤正确，不符合题意。浓硫酸能使蔗糖炭化，体现的是其脱水性，而不是吸水性，故⑥错误，符合题意。 (10)(2023北京真题，3分)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 答案：C 解析：浓硫酸具有脱水性，能将有机物中的H原子和O原子按2∶1的比例脱除，蔗糖中加入浓硫酸，白色固体变黑，是蔗糖脱水变为炭，体现浓硫酸的脱水性，故A项正确，不符合题意。浓硫酸脱水过程中释放大量热，过程②发生反应C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，产生大量气体，使固体体积膨胀，故B项正确，不符合题意。过程②生成的SO2能使品红溶液褪色，生成SO2体现浓硫酸的强氧化性，故C项错误，符合题意。该过程中，蔗糖发生化学反应，发生了化学键的断裂，故D项正确，不符合题意。 b．浓硫酸和稀硫酸氧化性差异的对比考查 (11)(多选)(2025汇编，4分)下列有关浓硫酸、稀硫酸的化学反应叙述不正确的是(　　) A．浓硫酸与蔗糖固体反应，将产生的气体通入溴水，溴水褪色，说明浓硫酸具有强氧化性 B．含0.2 mol H2SO4的浓硫酸和足量的镁反应，转移电子数大于0.2NA(设NA为阿伏加德罗常数的值) C．铜丝插入热的浓硫酸中：Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑(广东经典真题) D．室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4(江苏经典真题) 答案：CD 解析：浓硫酸使蔗糖脱水炭化，并与生成的炭发生氧化还原反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，其中SO2与溴水发生反应：SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，使溴水褪色，该过程中浓硫酸使蔗糖脱水炭化体现了浓硫酸的脱水性，与碳反应生成有还原性的SO2体现浓硫酸的氧化性，故A项正确，不符合题意。含0.2 mol H2SO4的浓硫酸和足量的镁反应如果只生成二氧化硫：2H2SO4(浓)＋Mg===MgSO4＋SO2↑＋2H2O，则转移电子数等于0.2NA，如果只生成氢气：H2SO4＋Mg===MgSO4＋H2↑，则转移电子数为0.4NA，随着反应进行浓硫酸浓度降低，所以反应中既有二氧化硫生成又有氢气生成，转移电子数大于0.2NA小于0.4NA，故B项正确，不符合题意。铜丝插入热的浓硫酸中发生氧化还原反应，生成的气体不是氢气，应是二氧化硫，故C项错误，符合题意。因浓硫酸具有强氧化性，室温下，Fe与浓硫酸发生反应，生成一层致密的保护膜阻止反应进一步进行，即Fe在浓硫酸中钝化，故D项错误，符合题意。 c．SO的检验 (12)(2025汇编，4分)下列关于SO的检验说法正确的是(　　) A．用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化(2023辽宁真题) B．向溶液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，证明溶液中一定含有SO C．取一定量Na2SO3样品，溶解后加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入浓HNO3，仍有沉淀，说明此样品中含有SO(2023新课标真题) D．向溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加盐酸沉淀不溶解，证明溶液中一定含有SO 答案：A 解析：Na2SO3被氧化后会转化成Na2SO4，加入盐酸酸化的BaCl2溶液后会产生白色沉淀BaSO4，可以用盐酸酸化的BaCl2溶液来检验Na2SO3是否被氧化，故A项正确。滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，溶液中可能含有SO、SO、CO、PO、Ag＋等，故B项错误。浓硝酸会将亚硫酸钡沉淀氧化为硫酸钡沉淀，所以不能通过该实验现象判断样品中是否含有硫酸根离子，故C项错误。能和氯化钡溶液反应产生不溶于稀盐酸的白色沉淀的离子可能有Ag＋、SO等，故D项错误。 d．硫酸的工业制备及延伸拓展 (13)(2025改编，4分)以黄铁矿(主要成分为FeS2，其中S的化合价为－1价)生产硫酸的工艺流程如图。下列说法不正确的是________(填序号)。 ①物质X为水 ②将黄铁矿粉碎，可加快其在沸腾炉中的化学反应速率 ③沸腾炉中每生成1 mol SO2，有11 mol e－发生转移 ④接触室中排放出的SO2、O2循环利用，可提高原料利用率 ⑤吸收塔排放的尾气可通过氨吸收转化成氮肥 答案：①③ 解析：吸收塔中SO3如果用水吸收，发生反应：SO3＋H2O===H2SO4，该反应为放热反应，放出的热量易使生成的硫酸形成酸雾，阻碍水对三氧化硫的吸收，工业上通常用浓硫酸吸收SO3，故①错误，符合题意。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，故②正确，不符合题意。反应中铁元素化合价由＋2价升高到＋3价，硫元素化合价由－1价升高到＋4价，若生成2 mol二氧化硫，有1 mol FeS2参与反应，共转移11 mol电子，则沸腾炉中每生成1 mol SO2，转移5.5 mol e－，故③错误，符合题意。SO2、O2可在接触室反应生成三氧化硫，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，故④正确，不符合题意。尾气含有二氧化硫、氧气，用氨吸收，可转化成氮肥，故⑤正确，不符合题意。 (14)(2023辽宁真题，14分)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。 ①我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如图所示。700 ℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO2、________和________(填化学式)。 ②铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下： NO2＋SO2＋H2O===NO＋H2SO4 2NO＋O2=== 2NO2 ⅰ.上述过程中NO2的作用为________。 ⅱ.为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是__________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。 ③接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化： SO2(g)＋O2(g) SO3(g) ΔH＝－98.9 kJ· mol－1 ⅰ.为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如图所示，下列说法正确的是________(填字母)。 a．温度越高，反应速率越大 b．α＝0.88的曲线代表平衡转化率 c．α越大，反应速率最大值对应温度越低 d．可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度 ⅱ.为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如图所示，催化性能最佳的是________(填字母)。 ⅲ.设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp＝__________(用平衡分压代替平衡浓度计算)。 答案：①CuO(1分)　SO3(1分)　②ⅰ.催化剂(1分)　ⅱ.反应中有污染空气的NO和NO2放出，影响空气环境；NO2可以溶解在硫酸中，导致产物硫酸含有杂质(答案合理即可，4分) ③ⅰ.cd(2分)　ⅱ.d(2分)　ⅲ.(3分) 解析：①由热重曲线可知600 ℃时，固体的质量为1.6 mg，成分为CuSO4，800 ℃时，固体的质量为0.8 mg，说明此时固体成分为CuO，已知有SO2生成，S元素化合价降低，必然有元素化合价升高，只能是O元素由－2价变为0价，即生成O2，反应为2CuSO4 2CuO＋2SO2↑＋O2↑，质量减少量为原CuSO4质量的一半，再根据古人由此法制硫酸，可知分解产物还应含有SO3，反应为CuSO4CuO＋SO3↑，则分解生成的氧化物有SO2、CuO和SO3。 ②ⅰ.根据所给的反应方程式，NO2在反应过程中先消耗再生成，说明NO2在反应中起催化剂的作用。ⅱ.近年来，铅室法被接触法代替，是因为在反应中有污染空气的NO和NO2放出，影响空气环境；同时作为催化剂的NO2可以溶解在硫酸中，导致产物硫酸含有杂质，影响产品质量(答案合理即可)。 ③ⅰ.根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随着温度的升高，反应速率先增大后减小，故a项错误。由图像可知，相同温度下，转化率可以达到0.90和0.92，则0.88的曲线不能代表平衡转化率，故b项错误。从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率不断减小，最大反应速率对应的温度也逐渐降低，故c项正确。从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率对应的温度也逐渐降低，这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗，故d项正确。 ⅱ.为了提高催化剂的综合性能，科学家对催化剂进行了改良，从图中可以看出使用标号为d的催化剂V－K－Cs－Ce时，SO2的转化率最大，催化性能最佳。ⅲ.利用平衡分压代替平衡浓度计算平衡常数，反应的平衡常数Kp＝＝＝；设SO2初始物质的量为m，则平衡时n(SO2)＝m－m·αe＝m(1－αe)，n(SO3)＝m·αe，Kp＝＝。 5．含硫物质的综合应用 a．陌生含硫化合物性质的推断 (15)(2022湖北真题，3分)硫代碳酸钠能用于处理废水中的重金属离子，可通过如下反应制备： 2NaHS(s)＋CS2(l)===Na2CS3(s)＋H2S(g) 下列说法正确的是(　　) A．Na2CS3不能被氧化 B．Na2CS3溶液显碱性 C．该制备反应是熵减过程 D．CS2的热稳定性比CO2的高 答案：B 解析：本题考查硫、碳及其化合物的性质。化合物Na2CS3中硫元素为－2价，化合价可以升高，被氧化，故A项错误。由所给化学方程式可知，反应物为固体和液体，生成的硫化氢为气态，反应过程为熵增过程，故C项错误。C===S的键能小于C===O的键能，因此CS2的热稳定性比CO2的低，故D项错误。 b．含硫物质的转化与推断 (16)(辽宁经典真题，3分)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 答案：C 解析：由题干信息可知，盐a与足量的稀盐酸反应产生刺激性气味气体d，d能使KMnO4溶液褪色，故d为SO2，则盐a为Na2SO3或者NaHSO3，也可能是Na2S2O3，盐a与足量Cl2反应生成SO，与BaCl2溶液反应得到沉淀c，故c为BaSO4。由分析可知，盐a为Na2SO3或者NaHSO3，也可能是Na2S2O3，故a可能为正盐，也可能为酸式盐，故A项正确，不符合题意。c为BaSO4，为不溶于盐酸的白色沉淀，故B项正确，不符合题意。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，故C项错误，符合题意。若盐a是Na2S2O3，Na2S2O3＋2HCl===2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O，反应②中还可能生成淡黄色沉淀，故D项正确，不符合题意。 c．硫及其化合物的综合探究实验 (17)(2022广东真题，2分)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a～d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列分析正确的是(　　) A．Cu与浓硫酸反应，只体现H2SO4的酸性 B．a处变红，说明SO2是酸性氧化物 C．b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性 D．试管底部出现白色固体，说明反应中无H2O生成 答案：B 解析：本题考查铜与浓硫酸反应的实验探究。铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，浓硫酸体现了强氧化性和酸性，故A项错误。二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了二氧化硫的还原性，故C项错误。试管底部出现白色固体，说明浓硫酸具有吸水性，故D项错误。 (18)(2022北京真题，11分)煤中硫的存在形态分为有机硫和无机硫(CaSO4、硫化物及微量单质硫等)。库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。其主要过程如下图所示。 已知：在催化剂作用下，煤在管式炉中燃烧，出口气体主要含O2、CO2、H2O、N2、SO2。 ①煤样需研磨成细小粉末，其目的是_____________________________。 ②高温下，煤中CaSO4完全转化为SO2，该反应的化学方程式为___________________。 ③通过干燥装置后，待测气体进入库仑测硫仪进行测定。 已知：库仑测硫仪中电解原理示意图如图。检测前，电解质溶液中保持定值时，电解池不工作。待测气体进入电解池后，SO2溶解并将I还原，测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值，测定结束，通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。 ⅰ.SO2在电解池中发生反应的离子方程式为________________________________。 ⅱ.测硫仪工作时电解池的阳极反应式为________________________。 ④煤样为a g，电解消耗的电量为x库仑，煤样中硫的质量分数为________。 已知：电解中转移1 mol电子所消耗的电量为96500库仑。 ⑤条件控制和误差分析。 ⅰ.测定过程中，需控制电解质溶液的pH，当pH<1时，非电解生成的I使得测得的全硫含量偏小，生成I的离子方程式为________________________________。 ⅱ.管式炉中煤样燃烧时会有少量SO3产生，使测得的全硫含量________(填 “偏大”或“偏小”), 该测量结果可进行校正。 答案：①增大固体与空气的接触面积，加快反应速率，使煤粉完全燃烧(1分)　②2CaSO4＋C2CaO＋2SO2↑＋CO2↑(2分)　③ⅰ.SO2＋I＋2H2O===SO＋3I－＋4H＋(2分)　ⅱ.3I－－2e－===I (1分)　④%(3分)　⑤ⅰ.6I－＋O2＋4H＋===2I＋2H2O(1分)　ⅱ. 偏小(1分) 解析：①煤样研磨成细小粉末后固体表面积增大，与空气的接触面积增大，反应更加充分。 ②由题意可知，硫酸钙在高温条件下被还原为SO2，则还原剂为C，产物为氧化钙、二氧化硫和二氧化碳，反应的化学方程式为2CaSO4＋C2CaO＋2SO2↑＋CO2↑。 ③ⅰ.由题意可知，二氧化硫在电解池中与溶液中I反应生成碘离子、硫酸根离子和氢离子，离子方程式为SO2＋I＋2H2O===3I－＋SO＋4H＋。ⅱ.由题意可知，测硫仪工作时，碘离子在阳极失去电子发生氧化反应生成I，电极反应式为3I－－2e－===I。 ④由题意可得如下关系：S～SO2～I～2e－，电解消耗的电量为x库仑，则煤样中硫的质量分数为×100%＝%。 ⑤ⅰ.当pH<1时，非电解生成的I使得测得的全硫含量偏小，说明碘离子被空气中氧气氧化生成I，反应的离子方程式为6I－＋O2＋4H＋===2I＋2H2O。ⅱ.测定过程中，有部分硫元素转化为SO3，则最终与I反应的SO2变少，会使二氧化硫与I反应生成的碘离子数偏小，电解时转移电子数目偏小，导致测得全硫量结果偏小。 随堂普查练13 1. (天津经典真题，3分)关于反应H2SO4＋Na2SO3===Na2SO4＋SO2↑＋H2O所涉及的物质，下列说法错误的是(　　) A．H2SO4在该反应中为氧化剂 B．Na2SO3容易被空气中的O2氧化变质 C．Na2SO4是含有共价键的离子化合物 D．SO2是导致酸雨的主要有害污染物 答案：A 解析：反应H2SO4＋Na2SO3===Na2SO4＋SO2↑＋H2O中无化合价的变化，不属于氧化还原反应，所以该反应中无氧化剂，故A项错误，符合题意。Na2SO3不稳定，容易被空气中的O2氧化成硫酸钠而变质，故B项正确，不符合题意。Na2SO4含有阴、阳离子，存在离子键，属于离子化合物，SO中含有共价键，故C项正确，不符合题意。SO2在空气中会转化成硫酸，形成酸雨，所以二氧化硫是导致酸雨的主要有害污染物，故D项正确，不符合题意。 2．(2025汇编，4分)下列有关氧、硫及其重要化合物的表述错误的是________(填序号)。 ①SO2能使某些色素褪色，可用作漂白剂(2023.01浙江选考) ②工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2(2023.01浙江选考) ③硫化钠溶液久置会出现浑浊颜色变深，是由于发生：Na2S＋2O2===Na2SO4(2023全国Ⅰ真题) ④将Na2S2O3溶液和稀H2SO4混合，得到沉淀，且生成的气体可使品红溶液褪色，Na2S2O3既体现还原性又体现氧化性(2022重庆真题) ⑤将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭是由于浓硫酸具有氧化性和脱水性(2023广东真题) ⑥用5% NaOH溶液和3% H2O2溶液处理石化设备内的硫垢，符合安全环保理念(2023海南真题) ⑦探究Na2SO3固体样品是否变质，可取少量待测样品溶于蒸馏水，加入足量稀盐酸，再加入足量BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则样品已经变质(浙江经典真题) 答案：③ 解析：SO2具有漂白性，能使某些色素褪色，可用作漂白剂，故①正确，不符合题意。黄铁矿(FeS2)在空气中煅烧生成二氧化硫和氧化铁，故②正确，不符合题意。硫化钠在空气中易被氧气氧化生成淡黄色固体硫单质，因此溶液出现浑浊且颜色加深，故③错误，符合题意。Na2S2O3和稀硫酸反应生成S单质、SO2和H2O，Na2S2O3中的一部分S元素化合价升高，另一部分S元素化合价降低，Na2S2O3既体现还原性又体现氧化性，故④正确，不符合题意。蔗糖在浓硫酸作用下脱水形成炭，且脱水过程中放出大量的热，使脱水形成的炭和浓硫酸继续反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，气体使炭变得疏松多孔，综上，体现浓硫酸的氧化性和脱水性，故⑤正确，不符合题意。过氧化氢具有强氧化性，硫、氢氧化钠、过氧化氢发生氧化还原反应生成硫酸钠和水，不生成污染性物质，符合安全环保理念，故⑥正确，不符合题意。加入足量稀盐酸，亚硫酸根离子会转化为二氧化硫气体，且BaSO3溶于稀盐酸，加入氯化钡生成的沉淀只能是硫酸钡沉淀，可以说明样品已经变质，故⑦正确，不符合题意。 3．(2022江苏真题，3分)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 答案：C 解析：60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应：H2SO4＋2NaHSO3===Na2SO4＋2SO2↑＋2H2O，因此装置甲可以制取SO2气体，故A项正确，不符合题意。气体通入液体时“长进短出”，装置乙可以制取SO2水溶液，故B项正确，不符合题意。SO2难溶于饱和NaHSO3溶液且不发生反应，因此装置丙不能吸收尾气中的SO2，故C项错误，符合题意。SO2水溶液显酸性，可用干燥的pH试纸检验其酸性，故D项正确，不符合题意。 4．(浙江经典真题，2分)100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式为H2S2O7或H2SO4·SO3)。下列说法不正确的是(　　) A．焦硫酸具有强氧化性 B．Na2S2O7水溶液呈中性 C．Na2S2O7可与碱性氧化物反应生成新盐 D．100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的变化是化学变化 答案：B 解析：从组成上看，焦硫酸是由等物质的量的三氧化硫与纯硫酸化合而成的，则焦硫酸具有比浓硫酸更强的氧化性、吸水性和腐蚀性，故A项正确，不符合题意。根据焦硫酸的分子式，分子式Na2S2O7也可以写成Na2SO4·SO3，Na2SO4·SO3溶于水时，三氧化硫与水反应生成硫酸，水溶液显酸性，故B项错误，符合题意。由B项分析可知，Na2SO4·SO3中的三氧化硫可与碱性氧化物反应生成硫酸盐，故C项正确，不符合题意。100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸，有新物质生成，属于化学变化，故D项正确，不符合题意。 5．(山东经典真题，2分)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 答案：B 解析：根据工艺流程分析可知，以二氧化硫和纯碱为原料，通过吸收、结晶得到NaHSO3，则母液中含饱和NaHSO3和过量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＋2Na2CO3===Na2SO3＋2NaHCO3，NaHSO3＋Na2CO3===Na2SO3＋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反应为Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3，SO2＋NaHCO3===CO2＋NaHSO3，结晶时析出大量NaHSO3晶体，将分离得到的湿料再进行气流干燥，最终得到NaHSO3产品，据此分析解答。根据上述分析可知，吸收过程中有二氧化碳生成，故A项正确，不符合题意。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和亚硫酸发生反应，假设不成立，故B项错误，符合题意。NaHSO3高温时易分解变质，所以气流干燥过程中温度不宜过高，故C项正确，不符合题意。结合上述分析可知，中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3，故D项正确，不符合题意。 6. (江苏高邮诊断，3分)烟气脱硫能有效减少SO2的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[(1－x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]溶液，并用于烟气脱硫。下列说法正确的是(　　) A．“酸浸”时H2SO4不宜过量太多，目的是防止SiO2溶解 B．pH约为3.6时，溶液中存在大量的Al3＋、SO、HCO C．调节pH时的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O D．碱式硫酸铝溶液多次循环使用后c(SO)增大的原因是部分SO2发生氧化反应 答案：D 解析：由题给流程可知，粉煤灰用硫酸溶液酸浸时，氧化铝与硫酸溶液反应生成硫酸铝，二氧化硅与硫酸溶液不反应，过滤得到二氧化硅(滤渣Ⅰ)和硫酸铝溶液；向硫酸铝溶液中加入碳酸钙粉末调节溶液pH为3.6，碳酸钙与过量的硫酸反应转化为硫酸钙，铝离子部分水解得到碱式硫酸铝，过滤得到硫酸钙(滤渣Ⅱ)和碱式硫酸铝溶液，碱式硫酸铝溶液循环吸收二氧化硫。SiO2不溶于硫酸，酸浸时硫酸溶液不能过量太多是因为溶液pH过小，加入碳酸钙粉末调节溶液pH时，会消耗过多的碳酸钙，故A项错误。碳酸氢根离子在酸性条件下不能大量存在，且铝离子和碳酸氢根离子在溶液中发生相互促进的水解反应，不能大量共存，故B项错误。调节溶液pH为3.6时发生的反应为碳酸钙与硫酸溶液反应生成硫酸钙、二氧化碳和水，反应的离子方程式为CaCO3＋SO＋2H＋===CaSO4＋CO2↑＋H2O，故C项错误。由分析可知，碱式硫酸铝溶液循环吸收二氧化硫，溶于水的二氧化硫与水反应生成亚硫酸，加热时，部分亚硫酸受热分解，部分被氧化为硫酸，使溶液中硫酸根离子浓度增大，故D项正确。 7．(湖北八市联考，14分)二氧化硫是国内外允许使用的一种食品添加剂，可用于食物的增白、防腐等，但必须严格遵守国家有关标准使用。某学习小组设计了如图1装置用于制取SO2并验证其性质。 图1 图2 (1)仪器a的名称为__________________。 (2)烧杯F中的试剂可以是________(填字母)。 a．饱和Na2SO3溶液 b．饱和Na2CO3溶液 c．NaOH溶液 d．饱和NaCl溶液 (3)实验时装置E中溶液的现象为_____________________________________________。 (4)实验时观察到装置B无明显现象，装置C红色褪去，则使品红的水溶液褪色的微粒一定不是__________(填化学式)。 (5)学生甲预测装置D中没有白色沉淀产生，但随着反应的进行，发现装置D中产生了少量白色沉淀。为进一步探究产生沉淀的原因，分别用煮沸和未煮沸过的蒸馏水配制的Ba(NO3)2和BaCl2溶液，进行如图2实验，实验中G、H、I烧杯中观察到的现象如表： 烧杯 实验现象 G 无白色沉淀产生，pH传感器测得溶液pH＝5.3 H 有白色沉淀产生 I 有白色沉淀产生，I中出现白色沉淀比H中快很多 ①据G中现象得出的结论是________________________________________________。 ②H中白色沉淀的化学式为__________，其产生的原因是________________________(用离子方程式表示)。 ③I中出现白色沉淀的速率比H中快很多的原因可能是__________________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)分液漏斗(1分)　(2)abc(2分)　(3)溶液由棕黄色变为浅绿色(2分)　(4)SO2(2分)　(5)①SO2可溶于水，溶于水的SO2部分与水生成H2SO3使溶液呈酸性，但H2SO3酸性比盐酸弱，所以不能生成BaSO3沉淀(2分)　②BaSO4(1分)　3SO2＋Ba2＋＋2NO＋2H2O===BaSO4↓＋2NO＋4H＋＋2SO(2分)　③在水溶液中O2氧化SO2比NO在酸性条件下氧化SO2活化能小(合理即可)(2分) 解析：(1)根据仪器a的结构可知仪器a是分液漏斗。 (2)氯化钠与二氧化硫不反应，不能用来进行尾气吸收；亚硫酸钠与二氧化硫、水反应生成亚硫酸氢钠，碳酸钠与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳，氢氧化钠与二氧化硫反应生成亚硫酸钠，以上三种物质均可进行尾气吸收。 (3)二氧化硫和氯化铁中的三价铁离子反应生成硫酸根离子和亚铁离子，铁离子溶液呈棕黄色，亚铁离子溶液呈浅绿色，则可观察到E中溶液由棕黄色变为浅绿色。 (4)二氧化硫溶于乙醇，与乙醇不反应，以分子形式存在，二氧化硫溶于水，溶液中存在SO2分子和H2SO3，B中红色不能褪去，C中红色褪去，所以排除二氧化硫使品红的水溶液褪色的可能。 (5)①氧气可以将二氧化硫氧化，所以煮沸排除氧气干扰；pH小于7说明生成了酸性物质，没有生成白色沉淀说明其酸性小于盐酸。②H中白色沉淀为硫酸钡，I中蒸馏水未煮沸，二氧化硫溶于水呈酸性，硝酸根离子在酸性条件下有强氧化性，将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子生成硫酸钡沉淀，发生反应的离子方程式为3SO2＋Ba2＋＋2NO＋2H2O===BaSO4↓＋2NO＋4H＋＋2SO。③没有煮沸的蒸馏水中溶有的氧气与二氧化硫的反应速率比硝酸根离子在酸性条件下与二氧化硫反应的速率快，反应速率越快的反应活化能越小，则在水溶液中氧气氧化二氧化硫比硝酸根离子在酸性条件下氧化二氧化硫活化能小，生成沉淀更快。 课后提分练13　氧、硫及其化合物 A组(巩固提升) 1．(2025汇编，4分)下列说法不正确的是________(填序号)。 ①碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查 ②酸性碘化钾溶液中滴加适量双氧水：2I－＋2H＋＋H2O2=== I2＋2H2O(浙江经典真题) ③H2O2既有氧化性又有还原性，1 mol H2O2在参加反应时一定转移2 mol电子 ④向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸，产生淡黄色沉淀，证明HSO具有氧化性(山东经典真题) ⑤H＋、K＋、S2O、SO不能大量共存，因发生反应：2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O(湖南经典真题) ⑥H2SO4和CuCl2均可通过化合反应得到(辽宁经典真题) ⑦用如图装置除去实验室所制乙烯中的少量SO2 (江苏经典真题) ⑧用烧碱溶液吸收蔗糖与浓硫酸反应产生的刺激性气体：SO3＋2OH－===SO＋H2O(2022福建真题) 答案：①③⑧ 解析：造影检查需要生成沉淀，碳酸钡和稀盐酸反应生成的氯化钡溶于水，且Ba2＋有毒，硫酸钡不溶于稀盐酸、不溶于水，所以应该用硫酸钡而不是碳酸钡作胃肠X射线造影检查，故①错误，符合题意。H2O2具有氧化性，在酸性条件下，会将I－氧化为I2，反应的离子方程式为H2O2＋2H＋＋2I－===I2＋2H2O，故②正确，不符合题意。在有些反应中，H2O2既作氧化剂，也作还原剂，如H2O2的分解，1 mol H2O2反应时转移1 mol电子，故③错误，符合题意。NaHSO3与H2S反应生成淡黄色沉淀S，在反应过程中硫元素由NaHSO3中的＋4价降低到0价，发生还原反应，HSO体现氧化性，故④正确，不符合题意。S2O和H＋反应生成单质硫、二氧化硫和水，离子方程式为2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O，故⑤正确，不符合题意。SO3＋H2O===H2SO4，Cu＋Cl2CuCl2，H2SO4和CuCl2均可通过化合反应得到，故⑥正确，不符合题意。NaOH溶液与二氧化硫反应，但不与乙烯反应，可用题给装置除去实验室所制乙烯中的少量SO2，故⑦正确，不符合题意。蔗糖与浓硫酸反应产生的刺激性气体为SO2，可以用NaOH溶液吸收SO2，离子方程式为SO2＋2OH－===SO＋H2O，故⑧错误，符合题意。 2．(2023广东真题，2分)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 答案：C 解析：Ⅰ中发生反应S2O＋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单质，二氧化硫进入Ⅳ中与氢氧化钠反应使溶液碱性减弱，酚酞褪色。Ⅰ中试管内发生反应S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O，氢元素化合价不变， H＋不体现氧化性，故A项错误。Ⅱ中品红溶液褪色，体现SO2的漂白性，故B项错误。Ⅰ试管内发生反应S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O，Ⅲ试管内发生反应2S2－＋SO2＋2H2O===3S↓＋4OH－，Ⅰ和Ⅲ的试管中都有S单质产生，出现了浑浊现象，故C项正确。撤掉水浴，重做实验，温度降低，反应速率减小，Ⅳ中红色褪去的速率减小，故D项错误。 3．(湖北襄阳适应性考试，3分)实验室探究SO2与Fe(NO3)3溶液反应的原理，装置如图，实验中Y装置产生白色沉淀。下列说法错误的是(　　) A．滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开弹簧夹，通入一段时间N2 B．Y中产生的白色沉淀是BaSO4和BaSO3 C．在X装置中浓硫酸不体现氧化性 D．若将Fe(NO3)3换成氨水，Y中也能产生白色沉淀 答案：B 解析：通入一段时间N2，目的是赶走装置中的空气，防止Na2SO3被氧化，故A项正确，不符合题意。二氧化硫气体溶于水，溶液显酸性，在酸性溶液中二氧化硫能被硝酸根离子、Fe3＋氧化成硫酸根离子，则Y中产生的白色沉淀只能是BaSO4，故B项错误，符合题意。在X装置中发生的反应是H2SO4(浓)＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O＋SO2↑，此反应不是氧化还原反应，不能体现浓硫酸的氧化性，故C项正确，不符合题意。若将Fe(NO3)3换成氨水，通入SO2后，SO2和水反应生成的亚硫酸会和氨水继续反应生成亚硫酸铵，生成的亚硫酸铵和氯化钡反应生成BaSO3沉淀，故D项正确，不符合题意。 4．(湖北七市教科研协作体联考，3分)向SO2和Cl2的混合气体中注入品红溶液，振荡，溶液褪色，将此无色溶液分成三份，依次进行如图实验。下列实验分析中正确的是(　　) 序号 ① ② ③ 实验操作 实验现象 溶液不变红，试纸不变蓝 溶液不变红，试纸褪色 生成白色沉淀 A.①中现象说明混合气体中一定有n(Cl2)＝n(SO2) B．①、②中溶液加热不变红，说明品红溶液不是被SO2漂白的 C．③中产生的白色沉淀为BaSO3 D．“混合气体中注入品红溶液”只发生了1个氧化还原反应 答案：B 解析：①溶液不变红，试纸不变蓝可知溶液中氯气全部被消耗，但是不能得出n(Cl2)＝n(SO2)，二氧化硫过量，也会产生该现象，故A项错误。②溶液不变红，试纸褪色说明二氧化硫过量，加热后二氧化硫与碘发生氧化还原反应，二氧化硫漂白具有不稳定性，受热易恢复颜色，①、②中溶液加热不变红，说明品红溶液不是被SO2漂白的，故B项正确。二氧化硫过量，但是二氧化硫与氯化钡溶液不反应，所以加入氯化钡溶液得到白色沉淀不是亚硫酸钡，应为氯气氧化二氧化硫生成硫酸根离子，硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，故C项错误。混合气体中注入品红溶液，二氧化硫与氯气和水发生氧化还原反应，氯气与水发生氧化还原反应生成氯化氢和次氯酸，共发生了2个氧化还原反应，故D项错误。 5．(山东济南模拟，2分)实验室通常用酸性高锰酸钾溶液标定摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]，可用过二硫酸钠(Na2S2O8)使MnO全部再生。下列说法错误的是(　　) A．氧化性：S2O>MnO>Fe3＋ B．标定时，KMnO4溶液和摩尔盐溶液都选用酸式滴定管 C．过二硫酸结构如图所示，则S2O含有两个四面体结构 D．过程中，消耗的摩尔盐和过二硫酸钠物质的量之比为1∶2 答案：D 解析：用酸性KMnO4溶液标定摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]，即酸性高锰酸钾可将二价铁离子氧化为三价铁离子，故氧化性：MnO>Fe3＋，可用过二硫酸钠(Na2S2O8)使MnO全部再生，则氧化性：S2O>MnO，综上可知，氧化性：S2O>MnO>Fe3＋，故A项正确，不符合题意。KMnO4溶液具有氧化性，摩尔盐溶液呈酸性，标定时，KMnO4溶液和摩尔盐溶液都须选用酸式滴定管，故B项正确，不符合题意。由过二硫酸结构可知，中心原子硫原子价层电子对数为4＋＝4，VSEPR模型为四面体形，则S2O含有两个四面体结构，故C项正确，不符合题意。整个过程中，摩尔盐中的Fe2＋失去1个电子变为Fe3＋，过二硫酸钠中两个－1价氧原子分别得1个电子变成两个－2价氧原子，由得失电子守恒可知消耗的摩尔盐和过二硫酸钠的物质的量之比为2∶1，故D项错误，符合题意。 6．(江苏经典真题，12分)吸收工厂烟气中的SO2，能有效减少SO2对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化，可得到硫酸盐。 已知：室温下，ZnSO3微溶于水，Zn(HSO3)2易溶于水；溶液中H2SO3、HSO、SO的物质的量分数随pH的分布如图1所示。 (1)氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2，主要反应的离子方程式为________________________________；当通入SO2至溶液pH＝6时，溶液中浓度最大的阴离子是__________(填化学式)。 (2)ZnO水悬浊液吸收SO2。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2，在开始吸收的40 min内，SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(如图2)。溶液pH几乎不变阶段，主要产物是________(填化学式)；SO2吸收率迅速降低阶段，主要反应的离子方程式为__________________________________________。 (3)O2催化氧化。其他条件相同时，调节吸收SO2得到溶液的pH在4.5～6.5范围内，pH越低SO生成速率越大，其主要原因是____________________________________；随着氧化的进行，溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 答案：(1)2NH3＋H2O＋SO2===SO＋2NH(或2NH3·H2O＋SO2===SO＋2NH＋H2O)(2分)　HSO(2分)　(2)ZnSO3(2分)　ZnSO3＋SO2＋H2O===Zn2＋＋2HSO(或ZnO＋2SO2＋H2O===Zn2＋＋2HSO)(2分)　(3)随着pH降低，HSO浓度增大(2分)　减小(2分) 解析：(1)向氨水中通入少量SO2时，SO2与氨水反应生成亚硫酸铵，反应的离子方程式为2NH3＋H2O＋SO2===SO＋2NH(或2NH3·H2O＋SO2===SO＋2NH＋H2O)；根据图1所示，pH＝6时，溶液中不含有亚硫酸，仅含有HSO和SO，根据微粒物质的量分数曲线可以看出溶液中阴离子浓度最大的是HSO。 (2)反应开始时，悬浊液中的ZnO大量吸收SO2，生成微溶于水的ZnSO3，此时溶液pH几乎不变；一旦ZnO完全反应生成ZnSO3后，ZnSO3继续吸收SO2生成易溶于水的Zn(HSO3)2，此时溶液pH逐渐变小，SO2的吸收率逐渐降低，这一过程的离子方程式为ZnSO3＋SO2＋H2O===Zn2＋＋2HSO(或ZnO＋2SO2＋H2O===Zn2＋＋2HSO)。 (3)HSO可以经氧气氧化生成SO，这一过程中需要调节溶液pH在4.5～6.5的范围内，pH越低，溶液中的HSO的浓度越大，使得催化氧化反应速率越快；随着反应的不断进行，大量HSO反应生成SO，反应的离子方程式为2HSO＋O2===2SO＋2H＋，随着反应的不断进行，有大量的氢离子生成，导致氢离子浓度增大，溶液pH减小。 B组(冲刺满分) 7．(海南经典真题，2分)用如图装置制取干燥的气体(a、b表示加入的试剂)，能实现的是(　　) 选项 气体 a b A H2S 稀H2SO4 FeS B O2 H2O2溶液 MnO2 C NO2 浓HNO3 铁片 D NH3 浓氨水 CaO 答案：B 解析：H2S能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥，故A项错误。发生反应：2H2O22H2O＋O2↑，浓硫酸能干燥氧气，故B项正确。铁片和浓硝酸常温下发生钝化，不能制取二氧化氮气体，故C项错误。氨气能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥氨气，故D项错误。 8．(辽宁名校联盟联考，3分)“暖冰”是科学家将水置于一个足够强的电场中，在20 ℃时，水分子瞬间凝固形成的。用“暖冰”做了一个如图所示的实验，发现烧杯中酸性KMnO4溶液褪色。若将烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeCl2溶液，溶液呈(血)红色。则下列说法正确的是(　　) A．“暖冰”是由于在电场中水分子间更易形成氢键，因而可以得到的混合物 B．20 ℃时，水凝固形成的“暖冰”所发生的变化是化学变化 C．该条件下H2燃烧的产物中可能含有一定量的H2O2 D．烧杯中液体换为淀粉－KI溶液时，能产生蓝色沉淀 答案：C 解析：在电场作用下，水分子间更易形成氢键，因而可以制得“暖冰”，“暖冰”的成分是水，是纯净物，故A项错误。20 ℃时，水凝固形成的“暖冰”，没有新物质生成，没有发生化学变化，故B项错误。该条件下H2燃烧生成了既具有氧化性又具有还原性的物质，该物质可能是H2O2，故C项正确。由C项分析可知，有H2O2生成，H2O2能氧化碘化钾生成碘单质，所以烧杯中液体换为淀粉－KI溶液时，溶液变蓝色，但是没有蓝色沉淀，故D项错误。 9．(北京经典真题，9分)H2O2是一种重要的化学品，其合成方法不断发展。 (1)早期制备方法 Ba(NO3)2BaOBaO2滤液H2O2 ①Ⅰ为分解反应，产物除BaO、O2外，还有一种红棕色气体。该反应的化学方程式是________________________________________。 ②Ⅱ为可逆反应，促进该反应正向进行的措施是__________________________________。 ③Ⅲ中生成H2O2反应的化学方程式是________________________________________。 ④减压能够降低蒸馏温度，从H2O2的化学性质角度说明V中采用减压蒸馏的原因：____________________________________________________________ 。 (2)电化学制备方法：已知反应2H2O2===2H2O＋O2↑能自发进行，反向不能自发进行，通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2，如图为制备装置示意图。 ①a极的电极反应式是__________________________________。 ②下列说法正确的是________(填字母)。 A．该装置可以实现电能转化为化学能 B．电极b连接电源负极 C．该方法相较于早期制备方法具有原料廉价，对环境友好等优点 答案：(1)① 2Ba(NO3)2 2BaO＋O2↑＋4NO2↑(2分)　②增大压强或增大氧气的浓度或降低温度 (1分)　③BaO2＋2HCl===BaCl2＋H2O2(2分)　④H2O2受热易分解(1分)　(2)①O2＋2H＋＋2e－===H2O2(2分)　　②AC(1分) 解析：(1)根据流程图示及题给信息，硝酸钡受热分解，生成氧化钡、氧气和二氧化氮，氧化钡与氧气反应生成过氧化钡，过氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和双氧水，向反应后的溶液中加入试剂除去钡离子，过滤后对滤液进行减压蒸馏，得到双氧水，据此分析解答。 ①Ⅰ为分解反应，产物除BaO、O2外，还有一种红棕色气体，该气体为NO2。根据氧化还原反应得失电子守恒以及原子守恒配平该反应的化学方程式为2Ba(NO3)22BaO＋O2↑＋4NO2↑。 ②Ⅱ为BaO与氧气反应生成BaO2，是可逆反应，反应方程式为2BaO(s)＋O2(g) 2BaO2(s)，正反应为气体体积减小的熵减反应，根据自发反应的吉布斯函数关系：ΔG＝ΔH－TΔS<0，即ΔH<0，可知正反应为放热反应，促进该反应正向进行的措施是增大压强或增大氧气的浓度或降低温度。 ③Ⅲ中过氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和双氧水，反应的化学方程式是BaO2＋2HCl===BaCl2＋H2O2。 ④H2O2受热易分解，减压能够降低蒸馏温度，防止双氧水分解导致产率降低。 (2)根据图示，左端电极上氧气转化为双氧水，氧元素的化合价由0价变为－1价，得电子发生还原反应，则a电极为阴极，电极反应为O2＋2H＋＋2e－===H2O2，b电极为阳极，失电子发生氧化反应，电极反应为2H2O－4e－=== 4H＋＋O2↑，据此分析解答。 ①根据分析，a极的电极反应式是O2＋2H＋＋2e－===H2O2。 ②根据图示，该装置有电源，属于电解池，电解池是将电能转化为化学能的装置，故A项正确。根据分析，电极b为阳极，电解池阳极与电源正极连接，故B项错误。根据分析，该装置的总反应为2H2O＋O22H2O2，根据反应可知，制取双氧水的原料为氧气和水，来源广泛，原料廉价，且不产生有害废物，对环境友好，故C项正确。 10．(江苏苏州模拟，12分) 废气中的H2S可用电解、Fe2(SO4)3吸收和活性炭吸附氧化等多种方法脱除。 (1)电解法脱除：将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应： S2－－2e－===S；(n－1)S＋S2－===S 图1 ①写出阴极的电极反应方程式________________________。 ②电解后阳极区溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式为__________________________________________。 (2)Fe2(SO4)3吸收脱除：用Fe2(SO4)3溶液吸收H2S，其反应后的溶液可在硫杆菌作用下实现吸收液的再生。 ①用Fe2(SO4)3吸收液脱除H2S的原理经历以下三步。 第一步：H2S(g) H2S(aq) 第二步：H2SH＋＋HS－ 第三步：HS－＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋H＋ 一定条件下，不同Fe3＋浓度溶液及该溶液起始pH与脱硫率的关系如图2所示。当Fe3＋浓度大于10 g·L－1时，随着Fe3＋浓度增大，脱硫率逐渐降低。其原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 图2 ②反应后的溶液在硫杆菌作用下进行再生的反应为4FeSO4＋O2＋2H2SO42Fe2(SO4)3＋2H2O。反应相同时间后，溶液中Fe2＋的氧化速率与温度的关系如图3所示。温度超过30 ℃后，随着温度升高，Fe2＋的氧化速率下降的原因是____________________________________________________________。 图3 (3)活性炭吸附氧化：可用表面喷淋水的活性炭吸附氧化H2S，其反应原理如图4所示。其他条件不变时，水膜的酸碱性与厚度会影响H2S的去除率。 ①适当增大活性炭表面的水膜pH，H2S的氧化去除率增大的原因是________________________________________________________。 ②若水膜过厚，H2S的氧化去除率减小的原因是______________________________。 图4 答案：(1)①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑(2分) ②S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑(2分) (2)①Fe3＋浓度增大，有利于提升脱硫率；Fe3＋浓度越大，溶液起始pH越小，c(H＋)越大，抑制H2S的电离和溶解(第二步和第一步)，使溶液中c(HS－)降低，脱硫率降低，脱硫率降低幅度超过提升幅度(2分)　②硫杆菌是反应的催化剂，温度超过30 ℃后，硫杆菌逐渐失去活性 (2分)　(3)①OH－浓度增大，促进平衡H2SH＋＋HS－向电离方向进行，c(HS－)浓度增大 (2分)　②活性炭表面的溶解氧浓度减小，产生的O减少(2分) 解析：(1)①在阴极上H2O电离产生的H＋得到电子被还原产生H2，电极反应式：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。②电解时，阳极发生反应：S2－－2e－===S、(n－1)S＋S2－===S，电解后阳极区溶液用稀硫酸酸化，S与H＋发生反应生成H2Sn，H2Sn发生歧化得到硫单质和H2S，其离子方程式为S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑。 (2)①根据图示可知当Fe3＋浓度大于10 g·L－1时，随着Fe3＋浓度增大，脱硫率逐渐降低。根据第三步可知，Fe3＋浓度增大，有利于提升脱硫率；Fe3＋浓度越大，溶液起始pH越小， c(H＋)越大，越抑制H2S的电离和溶解(第二步和第一步)，使溶液中c(HS－)降低，脱硫率降低，脱硫率降低幅度超过提升幅度 [只答Fe3＋浓度越大，溶液起始pH越小，c(H＋)越大，越抑制H2S的电离和溶解(第二步和第一步)，使溶液中c(HS－)降低，脱硫率降低也可以]。②随着温度升高，Fe2＋的氧化速率下降是由于硫杆菌是反应的催化剂，温度超过30 ℃后，硫杆菌蛋白质发生变性而逐渐失去活性。 (3)①适当增大活性炭表面的水膜pH，H2S的氧化去除率增大，这是由于水膜表面溶液中的OH－浓度增大，促进电离平衡H2SH＋＋HS－向电离方向进行，导致溶液中c(HS－)浓度增大，HS－被氧化变为S。②若水膜过厚，H2S的氧化去除率反而会减小，这是由于活性炭表面的溶解氧浓度减小，产生的O减少。 11．(河北模拟，11分)Na2S2O3可用于照相业作定影剂等，它又名“大苏打”“海波”，易溶于水，难溶于乙醇，水溶液呈微弱的碱性，遇强酸发生剧烈反应。某化学研究性小组对它的制备和性质进行了探究。实验室可通过Na2S、Na2CO3和SO2共同反应来制备，装置如图所示。 (1)装置A中，NaOH溶液的作用是________________________________________。 (2)装置C的作用有_________________________________________________。 (3)装置D中生成Na2S2O3的化学方程式为______________________________________。 (4)装置D中加入无水乙醇的目的是______________________________________。 (5)本实验所需的Na2S可由硫化钠碱坯(主要含Na2S，还含少量Na2SO4、炭粉等杂质)制备。已知Na2S的溶解度、固相成分与温度的关系如表： 温度/℃ 溶解度/g 固相 －10 10.3 Na2S·9H2O＋冰 10 13.6 Na2S·9H2O 20 18.7 Na2S·9H2O 40 28.5 Na2S·9H2O 48 35.7 Na2S·9H2O＋Na2S·6H2O 60 39.1 Na2S·6H2O＋Na2S·5.5H2O 请补充完整由硫化钠碱坯制备Na2S·9H2O晶体的实验方案：边搅拌边将适量蒸馏水加入硫化钠碱坯中，过滤，______________________________________ _，得到Na2S·9H2O晶体(须用的试剂：BaS、无水乙醇)。 答案：(1)吸收装置B中产生的过多的SO2，防止污染环境(2分)　(2)平衡装置内压强，控制二氧化硫的生成速率(或其他合理答案)(2分) (3)2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2(2分)　(4)减少硫代硫酸钠晶体的溶解损失，便于其结晶析出(2分)　(5)向所得滤液中加入BaS，直至白色沉淀不再增加时，过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却至10 ℃时结晶，过滤，晶体用无水乙醇洗涤、烘干(3分) 解析：实验室可通过Na2S、Na2CO3和SO2共同反应来制备Na2S2O3，浓硫酸与亚硫酸钠固体反应制备二氧化硫(有毒，可用碱液吸收)，反应产生的二氧化硫在装置D中与Na2S、Na2CO3的混合液共同作用生成Na2S2O3，二氧化硫与亚硫酸氢钠溶液不反应，装置C能够起到安全瓶的作用。 (1)当生成的SO2速率过快而造成装置内压强过大时，可打开K1，利用装置A中的NaOH溶液吸收过多的SO2。 (2)装置C的作用：作安全瓶，平衡装置内压强，控制二氧化硫的生成速率(或其他合理答案)。 (3)Na2S、Na2CO3和SO2共同反应生成Na2S2O3，D中生成Na2S2O3的化学方程式为2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。 (4)根据题干已知：Na2S2O3难溶于乙醇，可知，装置D中加入无水乙醇的目的是减少硫代硫酸钠晶体的溶解损失，便于其结晶析出。 (5)根据表中所给Na2S的溶解度、固相成分与温度的关系，在10 ℃时，结晶固相为Na2S·9H2O且溶解度最小，可设计出由硫化钠碱坯制备Na2S·9H2O晶体的实验方案：边搅拌边将适量蒸馏水加入硫化钠碱坯中，过滤，向所得滤液中加入BaS，直至白色沉淀(BaSO4)不再增加时，过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却至10 ℃时结晶，过滤，晶体用无水乙醇洗涤、烘干，得到Na2S·9H2O晶体。 学科网（北京）股份有限公司 $$