第21讲 硫及其化合物的相互转化-备战2025年高考化学一轮复习讲义（苏教版2019）

第21讲　硫及其化合物的相互转化 复习目标　 1.通过完成不同价态、类别含硫物质的转化关系，进一步提升从价、类不同视角探究物质性质的学科素养。 2.进一步巩固硫及其典型代表物的性质及应用。 必备知识 1．在下面空白处，将S、FeS、SO2、Na2SO3、NaHSO3、SO3、H2SO4等物质的相互转化建构成一张关系图。 2．完成图中序号对应的化学方程式(合理即可)。 ①SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl(或SO2＋H2O2===H2SO4)； ②2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O； ③SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O； ④Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O； ⑤NaHSO3＋NaOH===Na2SO3＋H2O(或NaHSO3＋Na2CO3===Na2SO3＋NaHCO3)； ⑥Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3； ⑦2Na2SO3＋O2===2Na2SO4； ⑧4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2； ⑨CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O； ⑩Fe＋SFeS； ⑪2SO2＋O22SO3； ⑫SO2＋2H2S===3S＋2H2O。 能力提升 1．已知常温下，在溶液中发生如下反应： ①16H＋＋10Z-＋2XO=2X2＋＋5Z2＋8H2O ②2A2＋＋B2=2A3＋＋2B- ③2B-＋Z2=B2＋2Z- 由此推断下列说法错误的是 A．Z元素在反应③中被还原，在反应①中被氧化 B．反应①中转移10个电子 C．还原性由强到弱的顺序是A2＋、Z-、B-、X2＋ D．反应Z2＋2A2＋=2A3＋＋2Z-可以进行 2．四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。水热法制备Fe3O4磁性纳米颗粒的反应是Fe3O4↓+S4O+2H2O，下列叙述不正确的是 A．水热法制备Fe3O4磁性纳米颗粒的反应中，还原剂是S2O、Fe2+ B．离子方程式中x=4 C．每生成1个Fe3O4，被氧化的Fe2+为3个 D．该条件下O2氧化性强于 3．研究硫及其化合物的应用价值对于社会发展意义重大。请回答以下问题。 (1)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，下列方法合理的是___________(选填字母序号)。 A．Na2S+S B．Na2SO3+S C．Na2SO3+Na2SO4 D．SO2+Na2SO3 (2)用下图所示装置制备纯净的SO2(同时生成一种正盐)，请写出发生装置中反应的化学方程式为 ，装置的连接顺序为：a → →e(按气流方向，用小写字母表示)。 (3)工业回收利用SO2的一种途径为：SO2(NH4)2SO3(NH4)2SO4。 ①写出少量SO2通入氨水发生的离子方程式 。 ②某实验小组为测定步骤2溶液中(NH4)2SO3的氧化率α，设计了以下实验方案。 [提示：氧化率 ×100%] 【方案一】一定条件下向100mL 1mol·L-1的(NH4)2SO3溶液中通入空气后，先加入足量的稀盐酸，充分反应后，再加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、烘干，得到沉淀18.64g。则 (NH4)2SO3的氧化率α = 。 【方案二】一定条件下向100mL c0mol·L-1的(NH4)2SO3溶液中通入空气后，取20.00mL反应后的溶液于锥形瓶中，用浓度为c mol·L-1的KMnO4标准溶液(经H2SO4酸化)滴定，滴定过程中锰元素被还原成Mn2+。重复操作三次，恰好完全反应时平均消耗KMnO4溶液的体积是V mL。该滴定过程反应的离子方程式为 ，(NH4)2SO3的氧化率α = 。 4．含氮化合物在工农业有着重要的用途。 I．氨气的制备： (1)氨气的发生装置可以选择上图中的A，反应的化学方程式为 。 (2)预收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为： 按气流方向，用小写字母表示)。 (3)请写出氨气的检验方法： 。 Ⅱ．NH3经一系列反应可以得到 NH3NONO2HNO3 (4)①中，NH3和O2在催化剂作用下反应，其化学方程式是 。 Ⅲ．研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要现实意义。 (5)选择性催化还原技术(SCR)可使与NH3直接反应，实现无害转化。当NO与NO2的物质的量之比为2：1时，写出发生反应的化学方程式： 。 (6)大气污染物中的氮氧化物地可用NaOH吸收，先后发生如下反应：、。若33.6mL(标况下)氮氧化物(只含NO和与VmL0.1mol溶液恰好完全反应，则 。 真题测评 1．不同条件下，当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应，结果如下。 反应序号 起始酸碱性 KI KMnO4 还原产物 氧化产物 物质的量/mol 物质的量/mol ① 酸性 0.001 n Mn2+ I2 ② 中性 0.001 10n MnO2 已知：的氧化性随酸性减弱而减弱。 下列说法正确的是 A．反应①， B．对比反应①和②， C．对比反应①和②，的还原性随酸性减弱而减弱 D．随反应进行，体系变化：①增大，②不变 2．贵州重晶石矿(主要成分)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡工艺。部分流程如下： 下列说法正确的是 A．“气体”主要成分是，“溶液1”的主要溶质是 B．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C．“合成反应”中生成的反应是氧化还原反应 D．“洗涤”时可用稀去除残留的碱，以提高纯度 3．分解的“碘钟”反应美轮美奂。将一定浓度的三种溶液(①溶液；②淀粉、丙二酸和混合溶液；③、稀硫酸混合溶液)混合，溶液颜色在无色和蓝色之间来回振荡，周期性变色；几分钟后，稳定为蓝色。下列说法错误的是 A．无色→蓝色：生成 B．蓝色→无色：转化为化合态 C．起漂白作用 D．淀粉作指示剂 4．实验室制备过程为：①高温下在熔融强碱性介质中用氧化制备；②水溶后冷却，调溶液至弱碱性，歧化生成和；③减压过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，再减压过滤得。下列说法正确的是 A．①中用瓷坩埚作反应器 B．①中用作强碱性介质 C．②中只体现氧化性 D．转化为的理论转化率约为66.7% 5．市售的溴(纯度)中含有少量的和，某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理，设计实验制备高纯度的溴。回答下列问题： (1)装置如图(夹持装置等略)，将市售的溴滴入盛有浓溶液的B中，水浴加热至不再有红棕色液体馏出。仪器C的名称为 ；溶液的作用为 ；D中发生的主要反应的化学方程式为 。 (2)将D中溶液转移至 (填仪器名称)中，边加热边向其中滴加酸化的溶液至出现红棕色气体，继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成的离子方程式为 。 (3)利用图示相同装置，将R和固体混合均匀放入B中，D中加入冷的蒸馏水。由A向B中滴加适量浓，水浴加热蒸馏。然后将D中的液体分液、干燥、蒸馏，得到高纯度的溴。D中蒸馏水的作用为 和 。 (4)为保证溴的纯度，步骤(3)中固体的用量按理论所需量的计算，若固体R质量为m克(以计)，则需称取 (用含m的代数式表示)。 (5)本实验所用钾盐试剂均经重结晶的方法纯化。其中趁热过滤的具体操作为漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，转移溶液时用 ，滤液沿烧杯壁流下。 拓展精练 1．某大型企业利用含FeCl2、CuCl2的废液净化含有H2S的工业废气的工艺如下图所示，既避免了空气污染又回收了硫黄，大大提高了生产效益。下列说法正确的是 A．步骤①中Cu2+是还原剂 B．步骤①-③都为氧化还原反应 C．步骤③中每生成1个S消耗1个Fe3+ D．总反应为2H2S+O2=2H2O+2S↓ 2．已知常温下，在溶液中发生如下反应： ①16H＋＋10Z-＋2XO=2X2＋＋5Z2＋8H2O ②2A2＋＋B2=2A3＋＋2B- ③2B-＋Z2=B2＋2Z- 由此推断下列说法错误的是 A．Z元素在反应③中被还原，在反应①中被氧化 B．反应①中转移10个电子 C．还原性由强到弱的顺序是A2＋、Z-、B-、X2＋ D．反应Z2＋2A2＋=2A3＋＋2Z-可以进行 3．从元素化合价和物质类别两个角度学习、研究物质的性质，是一种非常有效的方法。下图是硫元素的价类二维图，下列说法错误的是 A．的浓溶液可以干燥氢气 B．从化合价分析，固体应密封保存 C．从化合价分析，可判断反应能发生 D．因为是弱酸，反应不能发生 4．高铁酸钠是一种高效的饮用水处理剂，可由下列方法制得：，关于该反应说法正确的是 A．中铁元素化合价为+3，只有氧化性 B．反应中NaClO是氧化剂，NaCl是氧化产物 C．该反应转移3个电子 D．具有强氧化性，做氧化剂 5．溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成工艺流程如下： 下列说法错误的是 A．还原工序逸出的用溶液吸收，吸收液直接返回还原工序 B．除杂工序中产生的滤渣含有和S C．中和工序中的化学反应为 D．参与反应的为 6．氮化锂()可用于制作有机发光二极管，通过下列实验步骤可制备少量，部分实验装置如图所示。 实验步骤： ⅰ．通入，并逐步升温至200℃； ⅱ．一段时间后，停止加热，冷却至室温，在小反应器中加入1粒新切锂粒，在大反应器中加入10~12粒新切锂粒； ⅲ．继续通入一小时后，再缓慢升温至450℃，待反应结束取出产品。 下列叙述错误的是 A．制备需要在严格无水无氧条件下进行 B．装置中和溶液的作用相同 C．步骤ⅰ的目的是排尽装置内的空气和水蒸气 D．实验结束时，从大反应器中收集产品 7．下列选项中所示的物质间转化均能在指定条件下实现的是 A．Al2O3Al(OH)3NH4AlO2 B．Na2O2Na2CO3NaHCO3 C．SSO3H2SO4 D．CuNOHNO3 8．黄铁矿(主要成分为FeS2)因其呈浅黄铜色，且具有明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称为“愚人金”。在酸性条件和催化剂的作用下FeS2可发生如图所示的转化。下列分析正确的是 A．反应I的离子方程式：4Fe(NO)2++O2+2H2O=4Fe3++4NO+4OH﹣ B．反应II中，每消耗1molFeS2，转移电子的物质的量为14mol C．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应 D．在酸性条件下，黄铁矿催化氧化中只有Fe3+作催化剂 9．下列说法中正确的是 A．为加快制取的反应速率，可用的硫酸代替的硫酸与反应 B．氮化硅陶瓷、石英玻璃、水泥都属于硅酸盐材料，都具有优良的耐高温和抗氧化性能 C．高纯二氧化硅可用以制造太阳能电池和光导纤维 D．工业上可用溶液吸收，或催化还原的方法处理氮氧化物，防止污染 10．硫元素的价类二维图如图所示。下列说法不正确的是 A．a与c、d、e都有可能反应生成b B．d溶液久置于空气中会生成e，溶液的pH减小 C．盐g与盐f之间不可能发生反应 D．铜与e的浓溶液共热产生的气体通入溶液中，无明显现象 11．下列“实验结论”与“实验操作及现象”相符的一组是 选项 实验操作及现象 实验结论 A 将SO2通入酸性KMnO4溶液，溶液紫色很快褪去 SO2具有漂白性 B 向某溶液中加入NaOH溶液，生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 溶液一定含有Fe2+ C 向某溶液中滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀 溶液中一定含有Cl⁻ D 向某溶液中滴加盐酸产生气体使澄清石灰水变浑浊 溶液中一定含CO A．A B．B C．C D．D 12．《环境科学》刊发了我国科研部门采用零价铁活化过硫酸钠去除工业废水中正五价砷[As(V)]的研究成果，其反应机理模型如图所示。下列说法正确的是 A．S2O转化为SO或SO时，硫元素化合价由+7降低至+6 B．在碱性条件下，硫酸根自由基发生的反应为 C．整个反应过程中S2O作催化剂，SO为中间产物 D．溶液的pH越小，越有利于去除废水中的正五价砷 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第21讲　硫及其化合物的相互转化 复习目标　 1.通过完成不同价态、类别含硫物质的转化关系，进一步提升从价、类不同视角探究物质性质的学科素养。 2.进一步巩固硫及其典型代表物的性质及应用。 必备知识 1．在下面空白处，将S、FeS、SO2、Na2SO3、NaHSO3、SO3、H2SO4等物质的相互转化建构成一张关系图。 2．完成图中序号对应的化学方程式(合理即可)。 ①SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl(或SO2＋H2O2===H2SO4)； ②2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O； ③SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O； ④Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O； ⑤NaHSO3＋NaOH===Na2SO3＋H2O(或NaHSO3＋Na2CO3===Na2SO3＋NaHCO3)； ⑥Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3； ⑦2Na2SO3＋O2===2Na2SO4； ⑧4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2； ⑨CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O； ⑩Fe＋SFeS； ⑪2SO2＋O22SO3； ⑫SO2＋2H2S===3S＋2H2O。 能力提升 1．已知常温下，在溶液中发生如下反应： ①16H＋＋10Z-＋2XO=2X2＋＋5Z2＋8H2O ②2A2＋＋B2=2A3＋＋2B- ③2B-＋Z2=B2＋2Z- 由此推断下列说法错误的是 A．Z元素在反应③中被还原，在反应①中被氧化 B．反应①中转移10个电子 C．还原性由强到弱的顺序是A2＋、Z-、B-、X2＋ D．反应Z2＋2A2＋=2A3＋＋2Z-可以进行 【答案】C 【分析】①氧化性：，还原性：Z-＞X2+； ②氧化性：B2＞A3+，还原性：A2+＞B-； ③氧化性：Z2＞B2，还原性：B-＞Z-； 综合：氧化性：B2＞A3+；还原性：A2+＞B-＞Z-＞X2+； 【详解】A．在反应③中，Z的化合物价降低，被还原，反应①中，Z的化合价升高，被氧化，A正确； B．反应①中，Z的化合物价由-1升高到0，失去1个电子，有10个Z原子参加氧化反应，则转移10个电子，B正确； C．根据分析，还原性：A2+＞B-＞Z-＞X2+，C错误； D．氧化性：Z2＞A3+，还原性：A2+＞Z-，符合氧化性和还原性，D正确； 故答案为：C。 2．四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。水热法制备Fe3O4磁性纳米颗粒的反应是Fe3O4↓+S4O+2H2O，下列叙述不正确的是 A．水热法制备Fe3O4磁性纳米颗粒的反应中，还原剂是S2O、Fe2+ B．离子方程式中x=4 C．每生成1个Fe3O4，被氧化的Fe2+为3个 D．该条件下O2氧化性强于 【答案】C 【详解】A．Fe2+转化为Fe3O4，部分铁的化合价升高，转化为，S的化合价升高，所以Fe2+、为还原剂，A正确； B．根据电荷守恒与原子守恒可知，x=4，B正确； C．Fe3O4可以写为，所以每生成1个Fe3O4，被氧化的Fe2+为2个，C错误； D．O2为氧化剂，为氧化产物，所以氧化性O2＞，D正确； 故选C。 3．研究硫及其化合物的应用价值对于社会发展意义重大。请回答以下问题。 (1)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，下列方法合理的是___________(选填字母序号)。 A．Na2S+S B．Na2SO3+S C．Na2SO3+Na2SO4 D．SO2+Na2SO3 (2)用下图所示装置制备纯净的SO2(同时生成一种正盐)，请写出发生装置中反应的化学方程式为 ，装置的连接顺序为：a → →e(按气流方向，用小写字母表示)。 (3)工业回收利用SO2的一种途径为：SO2(NH4)2SO3(NH4)2SO4。 ①写出少量SO2通入氨水发生的离子方程式 。 ②某实验小组为测定步骤2溶液中(NH4)2SO3的氧化率α，设计了以下实验方案。 [提示：氧化率 ×100%] 【方案一】一定条件下向100mL 1mol·L-1的(NH4)2SO3溶液中通入空气后，先加入足量的稀盐酸，充分反应后，再加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、烘干，得到沉淀18.64g。则 (NH4)2SO3的氧化率α = 。 【方案二】一定条件下向100mL c0mol·L-1的(NH4)2SO3溶液中通入空气后，取20.00mL反应后的溶液于锥形瓶中，用浓度为c mol·L-1的KMnO4标准溶液(经H2SO4酸化)滴定，滴定过程中锰元素被还原成Mn2+。重复操作三次，恰好完全反应时平均消耗KMnO4溶液的体积是V mL。该滴定过程反应的离子方程式为 ，(NH4)2SO3的氧化率α = 。 【答案】(1)B (2) 2NaHSO3+ H2SO4= Na2SO4+2SO2↑+2H2O bcgfd (3) SO2+2NH3·H2O=2NH+SO+H2O 80.00% 6H++5SO+2MnO=2Mn2++5SO+3H2O 【详解】（1）Na2S2O3中S的化合价为+2价，根据氧化还原反应规律，反应物中的S化合价应该一个大于+2价，一个小于+2价。 A．Na2S和S中S的化合价分别为-2价和0价，根据氧化还原反应规律，两者无法反应生成硫代硫酸钠，A错误； B．Na2SO3和S中S的化合价分别为+4价和0价，根据氧化还原反应规律，两者可反应生成硫代硫酸钠，B正确； C．Na2SO3和Na2SO4中S的化合价分别为+4价和+6价，均高于+2价，两者无法反应生成硫代硫酸钠，C错误； D．SO2和Na2SO3中S的化合价均为+4价，均高于+2价，两者无法反应生成硫代硫酸钠，D错误； 故答案选B。 （2）用下图装置制备纯净的二氧化硫，第一个装置为发生装置，反应的化学方程式为2NaHSO3+ H2SO4(浓)= Na2SO4+2SO2↑+2H2O。第一个装置中浓硫酸和亚硫酸氢钠反应生成二氧化硫，生成的二氧化硫中含有水蒸气，通过浓硫酸进行干燥，气体长进短出，二氧化硫的密度大于空气，收集气体时气体从长导管进入空气从短导管排出，最后用碱石灰吸收多余的二氧化硫也可以防止空气中的水蒸气混入二氧化硫中，因此装置的连接顺序为abcgfde。 （3）①二氧化硫通入氨水中，反应生成亚硫酸铵，离子方程式为SO2+2NH3·H2O=2NH+SO+H2O。 ②最后生成的沉淀为BaSO4，生成BaSO4质量为18.64g，即0.08mol，说明生成的硫酸铵有0.08mol，初始时亚硫酸铵有0.1mol，则(NH4)2SO3的氧化率为0.08mol÷0.1mol=80%。 用酸性KMnO4溶液滴定亚硫酸铵，亚硫酸根离子被酸性高锰酸钾氧化成硫酸根离子，高锰酸根离子被还原为Mn2+，反应的离子方程式为6H++5SO+2MnO=2Mn2++5SO+3H2O。 滴定过程消耗高锰酸钾的体积为VmL，消耗高锰酸钾的物质的量为cV×10-3mol，则消耗的的物质的量为2.5cV×10-3mol，初始时20mL亚硫酸铵溶液中有亚硫酸铵0.02c0mol，则亚硫酸铵的氧化率为(0.02c0mol-2.5cV×10-3mol)÷0.02c0mol×100%=(1-)×100%。 4．含氮化合物在工农业有着重要的用途。 I．氨气的制备： (1)氨气的发生装置可以选择上图中的A，反应的化学方程式为 。 (2)预收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为： 按气流方向，用小写字母表示)。 (3)请写出氨气的检验方法： 。 Ⅱ．NH3经一系列反应可以得到 NH3NONO2HNO3 (4)①中，NH3和O2在催化剂作用下反应，其化学方程式是 。 Ⅲ．研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要现实意义。 (5)选择性催化还原技术(SCR)可使与NH3直接反应，实现无害转化。当NO与NO2的物质的量之比为2：1时，写出发生反应的化学方程式： 。 (6)大气污染物中的氮氧化物地可用NaOH吸收，先后发生如下反应：、。若33.6mL(标况下)氮氧化物(只含NO和与VmL0.1mol溶液恰好完全反应，则 。 【答案】(1) (2)a→d→c→f→e→d→c→i (3)用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝证明有氨气 (4) (5) (6)或15ml 【分析】装置A中Ca(OH)2与NH4Cl混合加热反应产生NH3，产生的氨气经B中碱石灰干燥后用C装置收集。由于氨气密度比空气小，要采用向下排空气法收集，多余的氨气用水吸收，同时要注意防止倒吸现象的发生。 【详解】（1）据分析，A中Ca(OH)2与NH4Cl混合加热反应产生NH3，化学方程式为； （2）氨气的密度比空气小，要采用向下排空气法收集，多余的氨气用水吸收，同时要注意防止倒吸现象的发生，因此连接顺序为a→d→c→f→e→d→c→i； （3）氨气是碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，实验室检验氨气的方法是：用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝证明有氨气。 （4）NH3和O2在催化剂作用下反应生成NO和H2O； （5）与NH3反应前者作氧化剂、后者作还原剂，根据得失电子守恒，当NO与NO2的物质的量之比为2：1时，化学方程式为； （6）根据化学方程式可知，N原子和Na反应时原子个数比为1:1，因此有 ，则。 真题测评 1．不同条件下，当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应，结果如下。 反应序号 起始酸碱性 KI KMnO4 还原产物 氧化产物 物质的量/mol 物质的量/mol ① 酸性 0.001 n Mn2+ I2 ② 中性 0.001 10n MnO2 已知：的氧化性随酸性减弱而减弱。 下列说法正确的是 A．反应①， B．对比反应①和②， C．对比反应①和②，的还原性随酸性减弱而减弱 D．随反应进行，体系变化：①增大，②不变 【答案】B 【详解】A．反应①中Mn元素的化合价由+7价降至+2价，I元素的化合价由-1价升至0价，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应①的离子方程式是：10I-+2+16H+=2Mn2++5I2+8H2O，故n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5，A项错误； B．根据反应①可得关系式10I-~2，可以求得n=0.0002，则反应②的n(I-)∶n()=0.001∶(10×0.0002)=1∶2，反应②中Mn元素的化合价由+7价降至+4价，反应②对应的关系式为I-~2~MnO2~~6e-，中I元素的化合价为+5价，根据离子所带电荷数等于正负化合价的代数和知x=3，反应②的离子方程式是：I-+2+H2O=2MnO2↓++2OH-，B项正确； C．已知的氧化性随酸性减弱而减弱，对比反应①和②的产物，I-的还原性随酸性减弱而增强，C项错误； D．根据反应①和②的离子方程式知，反应①消耗H+、产生水、pH增大，反应②产生OH-、消耗水、pH增大，D项错误； 答案选B。 2．贵州重晶石矿(主要成分)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡工艺。部分流程如下： 下列说法正确的是 A．“气体”主要成分是，“溶液1”的主要溶质是 B．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C．“合成反应”中生成的反应是氧化还原反应 D．“洗涤”时可用稀去除残留的碱，以提高纯度 【答案】B 【分析】重晶石矿（主要成分为）通过一系列反应，转化为溶液；加盐酸酸化，生成和气体；在溶液中加入过量的NaOH，通过蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到；过滤得到的溶液1的溶质主要含NaCl及过量的NaOH；加水溶解后，加入，进行合成反应，得到粗品，最后洗涤得到最终产品。 【详解】A．由分析可知，“气体”主要成分为气体，“溶液1”的溶质主要含NaCl及过量的NaOH，A项错误； B．由分析可知，“系列操作”得到的是晶体，故“系列操作”可以是蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，B项正确； C．“合成反应”是和反应生成，该反应中元素化合价未发生变化，不是氧化还原反应，C项错误； D．“洗涤”时，若使用稀，会部分转化为难溶的，故不能使用稀，D项错误； 故选B。 3．分解的“碘钟”反应美轮美奂。将一定浓度的三种溶液(①溶液；②淀粉、丙二酸和混合溶液；③、稀硫酸混合溶液)混合，溶液颜色在无色和蓝色之间来回振荡，周期性变色；几分钟后，稳定为蓝色。下列说法错误的是 A．无色→蓝色：生成 B．蓝色→无色：转化为化合态 C．起漂白作用 D．淀粉作指示剂 【答案】C 【分析】分析该“碘钟”反应的原理：①在Mn2+的催化下H2O2与IO反应生成I2，在淀粉指示剂的作用下溶液变蓝色；②生成的I2又会与H2O2反应生成IO，使溶液变回无色；③生成的I2可以与丙二酸反应生成琥珀色的ICH(COOH)2，溶液最终会变成蓝色。 【详解】A．根据分析，溶液由无色变为蓝色说明有I2生成，A正确； B．根据分析，溶液由蓝色变为无色，是将I2转化为IO，I2转化为为化合态，B正确； C．根据分析，H2O2在此过程中参加反应，不起到漂白作用，C错误； D．在此过程中，因为有I2的生成与消耗，淀粉在这个过程中起到指示剂的作用，D正确； 故答案选C。 4．实验室制备过程为：①高温下在熔融强碱性介质中用氧化制备；②水溶后冷却，调溶液至弱碱性，歧化生成和；③减压过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，再减压过滤得。下列说法正确的是 A．①中用瓷坩埚作反应器 B．①中用作强碱性介质 C．②中只体现氧化性 D．转化为的理论转化率约为66.7% 【答案】D 【分析】由题中信息可知，高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化 MnO2制备K2MnO4，然后水溶后冷却调溶液pH至弱碱性使K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2，Mn元素的化合价由+6变为+7和+4。 【详解】A．①中高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化 MnO2制备K2MnO4，由于瓷坩埚易被强碱腐蚀，故不能用瓷坩埚作反应器，A说法不正确； B．制备KMnO4时为防止引入杂质离子，①中用KOH作强碱性介质，不能用，B说法不正确； C．②中K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2，故其既体现氧化性又体现还原性，C说法不正确； D．根据化合价的变化分析，K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1，根据Mn元素守恒可知，MnO2中的Mn元素只有转化为KMnO4，因此，MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%，D说法正确； 综上所述，本题选D。 5．市售的溴(纯度)中含有少量的和，某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理，设计实验制备高纯度的溴。回答下列问题： (1)装置如图(夹持装置等略)，将市售的溴滴入盛有浓溶液的B中，水浴加热至不再有红棕色液体馏出。仪器C的名称为 ；溶液的作用为 ；D中发生的主要反应的化学方程式为 。 (2)将D中溶液转移至 (填仪器名称)中，边加热边向其中滴加酸化的溶液至出现红棕色气体，继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成的离子方程式为 。 (3)利用图示相同装置，将R和固体混合均匀放入B中，D中加入冷的蒸馏水。由A向B中滴加适量浓，水浴加热蒸馏。然后将D中的液体分液、干燥、蒸馏，得到高纯度的溴。D中蒸馏水的作用为 和 。 (4)为保证溴的纯度，步骤(3)中固体的用量按理论所需量的计算，若固体R质量为m克(以计)，则需称取 (用含m的代数式表示)。 (5)本实验所用钾盐试剂均经重结晶的方法纯化。其中趁热过滤的具体操作为漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，转移溶液时用 ，滤液沿烧杯壁流下。 【答案】(1) 直形冷凝管 除去市售的溴中少量的 (2) 蒸发皿 (3) 液封 降低温度 (4) (5)玻璃棒引流，玻璃棒下端靠在三层滤纸处 【分析】市售的溴(纯度99%)中含有少量的Cl2和I2，实验利用氧化还原反应原理制备高纯度的溴，市售的溴滴入盛有浓CaBr2溶液中，Cl2可与CaBr2发生氧化还原反应而除去，I2与Br2一起蒸馏入草酸钾溶液中，并被草酸钾还原为I-、Br-，并向溶液中滴加高锰酸钾溶液氧化I-，加热蒸干得KBr固体，将KBr固体和K2Cr2O7固体混合均匀加入冷的蒸馏水，同时滴加适量浓H2SO4，水浴加热蒸馏，得到的液体分液、干燥、蒸馏，可得高纯度的溴。 【详解】（1）仪器C为直形冷凝管，用于冷凝蒸气；市售的溴中含有少量的，可与发生氧化还原反应而除去；水浴加热时，、蒸发进入装置D中，分别与发生氧化还原反应，、，由于Br2为进入D的主要物质，故主要反应的化学方程式为； （2）将D中溶液转移至蒸发皿中，边加热边向其中滴加酸化的溶液至出现红棕色气体()，即说明已将全部氧化，发生反应的离子方程式为；几乎未被氧化，继续加热将溶液蒸干所得固体R的主要成分为； （3）密度，D中冷的蒸馏水起到液封的作用，同时冷的蒸馏水温度较低，均可减少溴的挥发； （4）m克KBr固体的物质的量为，根据转移电子相等可得关系式，则理论上需要的物质的量为，实际所需称取的质量为； （5）趁热过滤的具体操作：漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，转移溶液时用玻璃棒引流，玻璃棒下端靠在三层滤纸处，滤液沿烧杯壁流下。 拓展精练 1．某大型企业利用含FeCl2、CuCl2的废液净化含有H2S的工业废气的工艺如下图所示，既避免了空气污染又回收了硫黄，大大提高了生产效益。下列说法正确的是 A．步骤①中Cu2+是还原剂 B．步骤①-③都为氧化还原反应 C．步骤③中每生成1个S消耗1个Fe3+ D．总反应为2H2S+O2=2H2O+2S↓ 【答案】D 【详解】A．步骤①中Fe2+被氧气氧化为铁离子，Fe2+是还原剂，Cu2+没有参加到氧化还原反应中，A错误； B．步骤①中亚铁离子被氧气氧化为铁离子，步骤③中铁离子与硫化铜反应生成铜离子、Fe2+和硫单质，属于氧化还原反应，反应②中没有化合价的变化，不属于氧化还原反应，B错误； C．步骤③中铁离子与硫化铜反应生成铜离子、亚铁离子和硫单质，每生成1个S转移2个电子，消耗2个Fe3+，C错误； D．反应物为O2和H2S，生成物为S和H2O，故总反应为：2H2S+O2═2H2O+2S↓，D正确； 故选：D。 2．已知常温下，在溶液中发生如下反应： ①16H＋＋10Z-＋2XO=2X2＋＋5Z2＋8H2O ②2A2＋＋B2=2A3＋＋2B- ③2B-＋Z2=B2＋2Z- 由此推断下列说法错误的是 A．Z元素在反应③中被还原，在反应①中被氧化 B．反应①中转移10个电子 C．还原性由强到弱的顺序是A2＋、Z-、B-、X2＋ D．反应Z2＋2A2＋=2A3＋＋2Z-可以进行 【答案】C 【分析】①氧化性：，还原性：Z-＞X2+； ②氧化性：B2＞A3+，还原性：A2+＞B-； ③氧化性：Z2＞B2，还原性：B-＞Z-； 综合：氧化性：B2＞A3+；还原性：A2+＞B-＞Z-＞X2+； 【详解】A．在反应③中，Z的化合物价降低，被还原，反应①中，Z的化合价升高，被氧化，A正确； B．反应①中，Z的化合物价由-1升高到0，失去1个电子，有10个Z原子参加氧化反应，则转移10个电子，B正确； C．根据分析，还原性：A2+＞B-＞Z-＞X2+，C错误； D．氧化性：Z2＞A3+，还原性：A2+＞Z-，符合氧化性和还原性，D正确； 故答案为：C。 3．从元素化合价和物质类别两个角度学习、研究物质的性质，是一种非常有效的方法。下图是硫元素的价类二维图，下列说法错误的是 A．的浓溶液可以干燥氢气 B．从化合价分析，固体应密封保存 C．从化合价分析，可判断反应能发生 D．因为是弱酸，反应不能发生 【答案】D 【分析】由化合价及物质类别可知，X为H2SO4据此分析； 【详解】A．浓H2SO4与氢气不反应，可以干燥氢气，A正确； B．从化合价分析，具有还原性，故应密封保存，B正确； C．从化合价分析，为-2价具有还原性，为+4价，具有氧化性，而且两者不是相邻价态，可判断反应能发生，C正确； D．反应生成沉淀，故反应能发生，D错误； 故选D。 4．高铁酸钠是一种高效的饮用水处理剂，可由下列方法制得：，关于该反应说法正确的是 A．中铁元素化合价为+3，只有氧化性 B．反应中NaClO是氧化剂，NaCl是氧化产物 C．该反应转移3个电子 D．具有强氧化性，做氧化剂 【答案】D 【详解】A．Fe(OH)3中铁元素化合价为+3，为中间价，具有氧化性和还原性，故A错误； B．反应中Cl元素的化合价降低，NaClO是氧化剂，反应中被还原，NaCl是还原产物，故B错误； C．生成5mol H2O，消耗3molNaClO，由Cl元素的化合价变化可知，有6个电子转移，故C错误； D．Na2FeO4中Fe元素为最高价，具有强氧化性，能消毒杀菌，故D正确； 故选：D。 5．溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成工艺流程如下： 下列说法错误的是 A．还原工序逸出的用溶液吸收，吸收液直接返回还原工序 B．除杂工序中产生的滤渣含有和S C．中和工序中的化学反应为 D．参与反应的为 【答案】A 【分析】用BaS还原HBr中的Br2生成BaBr和S，加稀硫酸，BaBr和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和HBr，过滤，滤液中加碳酸锂，HBr和碳酸锂反应生成LiBr和二氧化碳。 【详解】A．吸收液直接返回还原工序，会引入杂质NaBr，故A错误；    B．用BaS还原HBr中的Br2生成BaBr和S，加稀硫酸，BaBr和硫酸反应生成硫酸钡沉淀，除杂工序中产生的滤渣含有和S，故B正确； C．中和工序中HBr和碳酸锂反应生成LiBr和二氧化碳，化学反应为，故C正确； D．BaS+Br2=BaBr2+S，BaBr2+H2SO4=BaSO4↓+2HBr，参与反应的为，故D正确； 选A。 6．氮化锂()可用于制作有机发光二极管，通过下列实验步骤可制备少量，部分实验装置如图所示。 实验步骤： ⅰ．通入，并逐步升温至200℃； ⅱ．一段时间后，停止加热，冷却至室温，在小反应器中加入1粒新切锂粒，在大反应器中加入10~12粒新切锂粒； ⅲ．继续通入一小时后，再缓慢升温至450℃，待反应结束取出产品。 下列叙述错误的是 A．制备需要在严格无水无氧条件下进行 B．装置中和溶液的作用相同 C．步骤ⅰ的目的是排尽装置内的空气和水蒸气 D．实验结束时，从大反应器中收集产品 【答案】B 【分析】因Li极易与水、氧气等反应，因此制备需要在无水无氧的环境下，并利用N2排尽装置中的空气和水蒸气，利用小反应器除去N2中可能混有的、等，在大反应器中收集产品。 【详解】A．Li极易与水、氧气等反应，所以制备需要在严格无水无氧条件下进行，A正确； B．是常用的干燥剂，用于吸收水，而溶液具有还原性，用于吸收氧气，所以它们的作用不相同，B错误； C．步骤ⅰ使反应体系内充满，将能与Li反应的空气和水蒸气排尽，C正确； D．小反应器中放少量锂粒，用于除去气体中可能混有的、等，所以产品应该在大反应器中，D正确； 故答案选B。 7．下列选项中所示的物质间转化均能在指定条件下实现的是 A．Al2O3Al(OH)3NH4AlO2 B．Na2O2Na2CO3NaHCO3 C．SSO3H2SO4 D．CuNOHNO3 【答案】B 【详解】A．Al2O3不和水反应，氢氧化铝只能与强碱反应，氢氧化铝不溶于氨水，不能实现转化，故A错误； B．Na2O2与二氧化碳反应生成碳酸钠，往饱和碳酸钠溶液中通二氧化碳会生成碳酸氢钠，能实现转化，故B正确； C．S与氧气生成二氧化硫，不是生成三氧化硫，故C错误； D．NO和水不反应，故NO不能只和水反应转化为HNO3，故D错误； 故选：B。 8．黄铁矿(主要成分为FeS2)因其呈浅黄铜色，且具有明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称为“愚人金”。在酸性条件和催化剂的作用下FeS2可发生如图所示的转化。下列分析正确的是 A．反应I的离子方程式：4Fe(NO)2++O2+2H2O=4Fe3++4NO+4OH﹣ B．反应II中，每消耗1molFeS2，转移电子的物质的量为14mol C．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应 D．在酸性条件下，黄铁矿催化氧化中只有Fe3+作催化剂 【答案】B 【详解】A．反应Ⅰ中，Fe(NO)2+与O2反应生成Fe3+和NO，酸性条件下，反应Ⅰ的离子方程式为：4Fe(NO)2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O ，A错误； B．反应Ⅱ中，FeS2中S元素的化合价由-1价升高为+6价，则每消耗1mol FeS2，转移电子物质的量为14mol， B正确； C．反应Ⅲ中，Fe2+与NO结合生成Fe(NO)2+，没有元素化合价的变化，不是氧化还原反应，C错误； D． 由图可知，NO参与了反应又重新生成、也是该反应的催化剂，所以在酸性条件下，黄铁矿催化氧化中NO和Fe3+均是催化剂， D错误； 故答案为B。 9．下列说法中正确的是 A．为加快制取的反应速率，可用的硫酸代替的硫酸与反应 B．氮化硅陶瓷、石英玻璃、水泥都属于硅酸盐材料，都具有优良的耐高温和抗氧化性能 C．高纯二氧化硅可用以制造太阳能电池和光导纤维 D．工业上可用溶液吸收，或催化还原的方法处理氮氧化物，防止污染 【答案】D 【详解】A．浓硫酸具有强氧化性，常温下的硫酸与Zn反应生成SO2，A错误； B．石英玻璃主要成分为二氧化硅，不是硅酸盐，B错误； C．单质硅能做太阳能电池板，能将太阳能转化为电能，C错误； D．氮氧化物可与碳酸钠反应，因此可使用Na2CO3溶液吸收氮氧化物，催化还原氮氧化物变为氮气，化合价降低，发生还原反应，D正确； 故选：D。 10．硫元素的价类二维图如图所示。下列说法不正确的是 A．a与c、d、e都有可能反应生成b B．d溶液久置于空气中会生成e，溶液的pH减小 C．盐g与盐f之间不可能发生反应 D．铜与e的浓溶液共热产生的气体通入溶液中，无明显现象 【答案】C 【分析】根据硫元素的价类二维图可知，a为H2S、b为S、c为SO2、d为H2SO3、e为H2SO4、f为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐、g为硫酸盐或硫酸氢盐。 【详解】A．a为H2S，可以和SO2、H2SO3、浓H2SO4发生氧化还原反应生成硫单质，A正确； B．H2SO3具有较强的还原性，在空气久置会被氧气氧化成硫酸，硫酸酸性更强，所以pH减小，B正确； C．g为硫酸盐或硫酸氢盐，f为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐，硫酸氢钠可以与亚硫酸钠在溶液中反应：，即两者有可能会发生反应，C错误； D．铜与浓硫酸共热产生的气体为SO2，SO2通入溶液中，由于盐酸酸性强于亚硫酸，所以二氧化硫与氯化钡溶液不会产生沉淀，二氧化硫溶于水和水反应无明显现象，D正确； 答案选C。 11．下列“实验结论”与“实验操作及现象”相符的一组是 选项 实验操作及现象 实验结论 A 将SO2通入酸性KMnO4溶液，溶液紫色很快褪去 SO2具有漂白性 B 向某溶液中加入NaOH溶液，生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 溶液一定含有Fe2+ C 向某溶液中滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀 溶液中一定含有Cl⁻ D 向某溶液中滴加盐酸产生气体使澄清石灰水变浑浊 溶液中一定含CO A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．高锰酸钾具有氧化性，二氧化硫具有还原性，二者发生氧化还原反应，体现了二氧化硫的还原性，不是漂白性，A错误； B．溶液中含有Fe2+，加入NaOH溶液生成白色沉淀氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，具有还原性，被空气中氧气氧化为氢氧化铁，现象是生成的白色沉淀在空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，B正确； C．溶液中含有、或者中任意一种或者几种，滴加硝酸银溶液，都能产生白色沉淀，溶液中不一定含有Cl⁻，C错误； D．二氧化碳、二氧化硫均能使澄清石灰水变浑浊，溶液中不一定含，还可能为、、任意一种或者几种，D错误； 故选B。 12．《环境科学》刊发了我国科研部门采用零价铁活化过硫酸钠去除工业废水中正五价砷[As(V)]的研究成果，其反应机理模型如图所示。下列说法正确的是 A．S2O转化为SO或SO时，硫元素化合价由+7降低至+6 B．在碱性条件下，硫酸根自由基发生的反应为 C．整个反应过程中S2O作催化剂，SO为中间产物 D．溶液的pH越小，越有利于去除废水中的正五价砷 【答案】B 【详解】A．S最外层有6个电子，最高价为+6价，因此S2O转化为SO时，化合价未变，S2O里面8个氧中的2个氧为−1价，6个氧为−2价，化合价降低变为−2价，A错误； B．在碱性条件下，硫酸根自由基发生的反应为，B正确； C．整个反应过程中，S2O是氧化剂，可氧化零价铁、还可氧化亚铁离子，硫酸根是S2O氧化零价铁后的还原产物，C错误； D．溶液的pH越小，越难形成氢氧化铁和氢氧化亚铁沉淀，难与As(V)发生共沉淀，D错误； 故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $$