第20讲 硫酸、含硫物质的转化(Word教师用书)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（鲁科版2019 单选版）

第20讲　硫酸、含硫物质的转化 【课程标准】　1.掌握硫酸的性质及SO的检验。2.了解常见的硫酸盐及多硫含氧酸盐及它们在实验探究及化工流程题中的应用。3.掌握硫及其化合物在价类二维图中的应用。 考点一　硫酸、硫酸根离子的检验 1．硫酸的物理性质 (1)硫酸是一种油状液体，难挥发。 (2)溶解性：浓H2SO4与水以任意比互溶，溶解时可放出大量热。 (3)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．浓H2SO4的特性 (1)填写下表 实验 实验现象 硫酸的特性 少量胆矾加入浓硫酸中 蓝色固体变白 吸水性 用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上 沾有浓H2SO4的滤纸变黑 脱水性 将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热 铜片逐渐溶解，产生无色刺激性气味的气体 强氧化性 (2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式： Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O、 C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。 (3)常温下，铁、铝遇浓H2SO4钝化，可用铝槽车运输浓H2SO4。 3．工业制备硫酸的反应原理 (1)工艺流程 (2)反应原理 ①煅烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2或S＋O2SO2。 ②SO2转化为SO3：2SO2＋O22SO3。 ③SO3吸水生成H2SO4：SO3＋H2O===H2SO4。 4．硫酸的用途 (1)制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。 (2)消除金属表面的氧化物。 (3)用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等，是实验室里常用的试剂。 5．SO的检验 (1)检验SO的正确操作 待测液取清液白色沉淀，即可确定是否存在SO。 学生用书↓第107页 (2)理论解释 ①先加过量稀盐酸的目的是排除CO、SO、Ag＋等离子的干扰。 ②再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，发生反应的离子方程式：Ba2＋＋SO===BaSO4↓。 [正误辨析] 1．浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸不可用于干燥H2和CO(　　) 2．铜片溶于热的浓硫酸，体现了浓硫酸的酸性和强氧化性(　　) 3．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO(　　) 4．将少量铜加入浓硫酸中加热，很快能观察到溶液变为蓝色(　　) 5．50 mL 18.4 mol·L－1的浓硫酸与足量的铜反应，可产生SO2物质的量为0.46 mol(　　) 6．一定量浓硫酸中加入足量锌粒加热，产生的气体为SO2和H2的混合气体(　　) 答案：1.×　2.√　3.×　4.×　5.×　6.√ 正误判断 (1)(2023·浙江1月选考)工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2(　　) (2)(2023·广东卷)将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭，是因为浓硫酸具有氧化性和脱水性(　　) 答案：(1)√　(2)√ (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 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，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的热，此时发生反应C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，产生大量气体，使固体体积膨胀，B项正确；结合选项B可知，浓硫酸脱水过程中生成的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。 (2022·广东卷)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：铜和浓硫酸反应过程中，生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性，生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性，故A错误；a处的紫色石蕊溶液变红，其原因是SO2溶于水生成了酸，可说明SO2是酸性氧化物，故B正确；b处品红溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c处酸性高锰酸钾溶液褪色，其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应，SO2体现出还原性，故C错误；实验过程中试管底部出现白色固体，根据元素守恒可知，其成分为无水CuSO4，而非蓝色的CuSO4·5H2O，其原因是浓硫酸体现出吸水性，将反应生成的H2O吸收，故D错误。 考向一　浓H2SO4的性质实验探究 1．某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到目的的是(　　) 选项 A B C D 实验目的 吸水性 脱水性 溶解放热 强氧化性 实验装置 答案：D 解析：A项中由于分子是在不断运动着的，故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收，导致左侧烧杯中的水不断挥发，最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量；B项中滤纸沾上浓硫酸后，很快会因脱水而变黑；C项中浓硫酸滴到小试管内的水中，放出的热量会使锥形瓶内压强增大，U形管内液面出现左低右高的现象；D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应，无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性。 2．浓硫酸分别与三种钠盐反应，现象如图。下列分析正确的是(　　) 学生用书↓第108页 A．对比①和②可以说明还原性：Br－>Cl－ B．①和③相比可说明氧化性：Br2>SO2 C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性：H2SO4>HCl D．③中浓H2SO4被还原成SO2 答案：A 解析：A项，反应①生成的红棕色气体是溴蒸气，反应②白雾是氯化氢，说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质，而不能将氯离子氧化成氯气；B项，反应③生成的是二氧化硫气体，非氧化还原反应，而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型；C项，白雾说明氯化氢易挥发；D项，反应③生成的是二氧化硫气体，非氧化还原反应。 考向二　金属与浓H2SO4的反应 3.(2023·重庆市校考模拟预测)某学习小组探究铁丝(含杂质碳)与浓硫酸的反应，反应装置如图。下列说法错误的是(　　) A．无法直接使用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余 B．可用KSCN和K3[Fe(CN)6]检验反应后溶液中铁元素的价态 C．将22.4 mL(标准状况下)反应生成的气体通入足量氯水中，再滴加足量BaCl2溶液，最终得到0.233 g沉淀 D．生成的气体通入BaCl2溶液产生白色浑浊，可能是硫酸蒸气逸出或部分SO2被氧化所致 答案：C 解析：生成物中含有SO2，SO2溶于水生成H2SO3，使溶液显酸性，因此不能直接使用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余，A项正确；K3[Fe(CN)6]与Fe2＋作用产生蓝色沉淀，K3[Fe(CN)6]可检验Fe2＋，KSCN与Fe3＋作用，溶液变红色，KSCN可检验Fe3＋，B项正确；反应生成的气体中含有SO2、H2，混合气体的总物质的量为＝0.001 mol，若气体都为SO2，根据S元素守恒，生成沉淀的物质的量为0.001 mol，则产生沉淀的质量为0.001 mol×233 g/mol＝0.233 g，但实际上，SO2物质的量小于0.001 mol，则沉淀质量小于0.233 g，C项错误；生成的气体通入BaCl2溶液，由于硫酸蒸气逸出或部分SO2被氧化生成SO，会和Ba2＋反应生成BaSO4白色沉淀，D项正确。 4．(2023·上海金山统考二模)将一定量锌与100 mL 18 mol·L－1的浓硫酸充分反应，锌完全溶解时产生0.8 mol气体(不考虑气体在溶液中的溶解)，将反应后的溶液稀释至400 mL，测得溶液中c(H＋)＝x mol·L－1，则下列叙述错误的是(　　) A．共消耗锌48.0 g B．共转移电子1.6 mol C．气体中＝ D．生成气体体积约为17.92 L(标准状况) 答案：A 解析：根据Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，无论哪个反应，产生气体与消耗锌的物质的量之比为1∶1，产生0.8 mol气体，则共消耗锌物质的量为0.8 mol，质量为0.8 mol×65 g·mol－1＝52.0 g，故A错误；根据A选项分析消耗0.8 mol锌，则共转移电子1.6 mol，故B正确；100 mL 18 mol·L－1的浓硫酸，其物质的量为1.8 mol，将反应后的溶液稀释至400 mL，测得溶液中c(H＋)＝x mol·L－1，则剩余硫酸物质的量为0.2x mol，共消耗硫酸物质的量为(1.8－0.2x) mol，设生成氢气物质的量为m mol，生成二氧化硫气体物质的量为n mol，则有m＋n＝0.8，m＋2n＝1.8－0.2x，解得n＝1－0.2x，m＝0.2x－0.2，则气体中＝，故C正确；根据产生0.8 mol气体，则标准状况下生成气体体积约为0.8 mol×22.4 L·mol－1＝17.92 L，故D正确。 归纳总结 浓硫酸与金属反应规律 类型　　 考向三　SO的检验 5．下列过程中，最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是(　　) A．Fe(NO3)2溶液白色沉淀 B．Ba(NO3)2溶液白色沉淀 C．无色溶液白色沉淀 D．无色溶液无色溶液白色沉淀 答案：C 解析：A项，二氧化硫被硝酸氧化为硫酸，加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀；B项，亚硫酸根被硝酸氧化为硫酸根，沉淀也是硫酸钡；C项，所得沉淀可能是氯化银；D项，先加过量盐酸无沉淀，再加氯化钡产生的白色沉淀一定是硫酸钡。 6．在某溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解，则下列关于该溶液所含离子的推断中正确的是(　　) A．一定会有SO B．含有SO和Ag＋ C．可能含有SO、Ag＋、SO中的一种或同时含有SO、SO D．可能含有SO或CO 答案：C 解析：不能排除Ag＋、SO的干扰，A项错误；因为溶液中SO与Ag＋反应不能大量共存，B项错误；因为不能排除Ag＋、SO的干扰，C项正确；由“加入稀硝酸，沉淀不溶解”可以判断不可能含有CO，D项错误。 归纳总结 SO检验的易错点 1．误将Ag＋、Pb2＋判断成SO：如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO，而含Ag＋或Pb2＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)，Pb2＋＋2Cl－===PbCl2↓(白色)。 2．误将SO判断成SO：如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性条件下具有强氧化性，在酸性环境中发生反应：Ba2＋＋SO===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NO===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。　　 学生用书↓第109页 考点二　硫酸盐　多硫含氧酸盐 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 1．硫代硫酸钠(Na2S2O3) (1)与酸反应生成单质硫，放出SO2气体，离子方程式：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。 (2)Na2S2O3是中等强度的还原剂，能被I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化，反应的化学方程式分别为 ①2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI，此反应用于定量测定碘。 ②Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===Na2SO4＋H2SO4＋8HCl，此反应在纺织和造纸工业上作脱氯剂。 ③5Na2S2O3＋8KMnO4＋7H2SO4===8MnSO4＋5Na2SO4＋4K2SO4＋7H2O。 2．过二硫酸钠(Na2S2O8) 过二硫酸钠中S为＋6价，其阴离子S2O结构中含有1个过氧键(—O—O—)，性质与过氧化氢相似，具有氧化性。过二硫酸钠不稳定，受热分解生成Na2SO4、SO3 和O2。 3．连二亚硫酸钠(Na2S2O4) 在空气分析中常用来吸收空气中的氧气：2Na2S2O4＋O2＋2H2O===4NaHSO3或Na2S2O4＋O2＋H2O===NaHSO3＋NaHSO4。 4．焦亚硫酸钠(Na2S2O5) 成品为白色或微黄结晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置在空气中易被氧化成硫酸钠，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，通常用NaHSO3过饱和溶液结晶脱水制得，其化学方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。 (2019·海南卷)我国古代典籍中有“石胆……浅碧色，烧之变白色者真”的记载，其中石胆是指(　　) A．CuSO4·5H2O B．FeSO4·7H2O C．ZnSO4·7H2O D．KAl(SO4)2·12H2O 答案：A 解析：在题给选项的四种物质中只有CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O晶体有色，而ZnSO4·7H2O和KAl(SO4)2·12H2O均为无色晶体。CuSO4·5H2O加热分解生成CuSO4和H2O，CuSO4呈白色，而FeSO4·7H2O加热发生分解反应，生成的Fe2O3呈红棕色，A正确。 (2022·海南卷)胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要化工原料，某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制备胆矾。流程如下： 回答问题： (1)步骤①的目的是____________________________________________________________。 (2)步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成________(填化学式)污染环境。 学生用书↓第110页 (3)步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，反应的化学方程式为_____________________ _______________________________________________________________________________。 (4)经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是_________________________________。 (5)实验证明，滤液D能将I－氧化为I2。 ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2，理由是_____________________ ______________________________________________________________________________。 ⅱ.乙同学通过实验证实，只能是Cu2＋将I－氧化为I2，写出乙同学的实验方案及结果：________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ (不要求写具体操作过程)。 答案：(1)除油污　(2)SO2　(3)Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O　 (4)胆矾晶体易溶于水　(5)ⅰ.溶液C经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解　ⅱ.实验方案：取少量滤液D，向其中加入适量硫化钠溶液，直至不再有沉淀生成，静置后向上层清液中加入少量KI溶液；实验结果为：上层清液不变色，证明I－不能被除去Cu2＋的溶液氧化，故只能是Cu2＋将I－氧化为I2 解析：(1)原料表面含有少量的油污，Na2CO3溶液呈碱性，可以除去原料表面的油污，因此，步骤①的目的是：除去原料表面的油污。(2)在加热条件下，铜可以与浓硫酸发生反应生成CuSO4、SO2和H2O，二氧化硫是一种大气污染物，步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成SO2污染环境。(3)步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，生成CuSO4和H2O，该反应的化学方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O。(4)胆矾是一种易溶于水的晶体，因此，经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是：胆矾晶体易溶于水，用水洗涤会导致胆矾的产率降低。(5)ⅰ.H2O2常温下即能发生分解反应，在加热的条件下，其分解更快，因此，甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2，理由是：溶液C经步骤③加热浓缩后H2O2已完全分解。ⅱ.I－氧化为I2时溶液的颜色会发生变化；滤液D中含有CuSO4和H2SO4，乙同学通过实验证实，只能是Cu2＋将I－氧化为I2，较简单的方案是除去溶液中的Cu2＋，然后再向其中加入含有I－的溶液，观察溶液是否变色；除去溶液中的Cu2＋的方法有多种，可以加入适当的沉淀剂将其转化为难溶物，如加入Na2S将其转化为CuS沉淀，因此，乙同学的实验方案为取少量滤液D，向其中加入适量Na2S溶液，直至不再有沉淀生成，静置后向上层清液中加入少量KI溶液；实验结果为：上层清液不变色，证明I－不能被除去Cu2＋的溶液氧化，故只能是Cu2＋将I－氧化为I2。 考向一　常见硫酸盐 1．下列物质及名称正确的是(　　) A．BaCO3：重晶石 B．NH4HCO3：碳铵 C．KAl(SO4)2·6H2O：明矾 D．CaSO4·2H2O：熟石膏 答案：B 解析：重晶石的化学式为BaSO4，A错误；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，C错误；CaSO4·2H2O为生石膏，熟石膏的化学式为2CaSO4·H2O，D错误。 2．《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；“吹令火炽，其矾即沸，流出色赤如融金汁者是真也”，说明在高温下绿矾中的亚铁离子被氧化为Fe3＋，故发生了氧化还原反应，D错误。 考向二　多硫含氧酸盐 3．(2023·辽宁鞍山一中校考模拟预测)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及还原剂，受热、遇酸易分解。学习小组用如图装置，利用绿矾受热分解生成的SO2气体制备硫代硫酸钠。 已知： ①绿矾受热分解反应为2FeSO4·7H2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O↑； ②SO3的沸点为44.8 ℃。 回答下列问题： (1)完成实验操作过程： 连接装置，________________，加入药品(Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制)，使所有活塞处于关闭状态。开始制备，打开某些活塞，通入一段时间N2；关闭活塞________，打开活塞____________，加热绿矾；使用pH传感器始终观测C处溶液的pH，pH在7～8之间时停止加热，同时关闭活塞K3；……将锥形瓶用热水浴浓缩至水层表面出现结晶为止，经过________、过滤、洗涤、干燥得到Na2S2O3晶体。 (2)写出锥形瓶中发生反应的离子方程式：____________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (3)装置B的作用为_______________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (4)将锥形瓶中的反应停止在pH传感器的读数为7～8时的原因是______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (5)该装置存在一个明显的缺点，请提出改进方法：__________________________________ ______________________________________________________________________________。 答案：(1)检验装置气密性　K1、K2　K3　冷却结晶 (2)2CO＋4SO2＋2S2－＋H2O===3S2O＋2HCO (3)除去SO3，使SO3与SO2分离 (4)溶液pH小于7时，会造成生成的硫代硫酸根在酸性条件下分解；溶液pH大于8时，原料反应不充分，二者都会影响硫代硫酸钠的产率和纯度 (5)m处接一个尾气处理装置 解析：由实验装置图可知，装置A中绿矾在氮气环境中受热分解得到二氧化硫和三氧化硫的混合气体，装置B中的冰水混合物用于冷凝三氧化硫，使三氧化硫和二氧化硫分离得到二氧化硫，装置C中二氧化硫与碳酸钠和硫化钠的混合溶液反应制备硫代硫酸钠，装置D中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化硫，防止污染空气，该装置的缺陷是m出口排出的气体可能会污染环境，应连接一个尾气处理装置。(1)由题给信息可知，制备硫代硫酸钠的实验操作过程为：为防止实验过程中气体逸出发生意外事故，连接装置，检查装置的气密性，向锥形瓶中加入用煮沸过的蒸馏水溶解配制的硫化钠和碳酸钠的混合溶液，为防止空气中的氧气氧化硫化钠，加热前打开活塞K1、K2，关闭活塞K3，通入一段时间氮气，排尽装置中的空气后，关闭活塞K1、K2，打开活塞K3，加热绿矾，为防止酸性条件下硫代硫酸钠分解，实验时使用pH传感器始终观测C处溶液的pH，在溶液pH在7～8之间时停止加热，同时关闭活塞K3，制得硫代硫酸钠溶液；将锥形瓶用热水浴浓缩至水层表面出现结晶为止，经过冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫代硫酸钠晶体；(4)由题给信息可知，溶液pH小于7时，会造成反应生成的硫代硫酸根在酸性条件下分解；溶液pH大于8时，原料反应不充分，二者都会影响硫代硫酸钠的产率和纯度，所以在pH传感器的读数为7～8时，应将锥形瓶中的反应停止；(5)由分析可知，该装置的缺陷是m出口排出的气体可能会污染环境，应连接一个尾气处理装置。 学生用书↓第111页 考点三　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)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的。 如： 反应②、③、④的化学方程式分别为 ②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O； ③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑； ④Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3。 (2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的。 如：H2SSSO2SO3 ③、④、⑤反应的化学方程式分别为 ③2SO2＋O22SO3； ④S＋H2H2S； ⑤SO2＋2H2S===3S＋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 (2021·辽宁卷)含S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反应后将生成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，A正确；由分析可知，c为BaSO4，故c为不溶于盐酸的白色沉淀，B正确；由分析可知，d为SO2，由SO2易溶于水并根据“相似相溶”原理可知，d是含有极性键的极性分子，C错误；由分析可知，盐a为Na2SO3或者NaHSO3，也可能是Na2S2O3，当Na2S2O3＋2HCl===2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O，反应②中还可能生成淡黄色沉淀，D正确；故选C。 (2023·广东湛江高三开学考试)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 答案：D 解析：硫在过量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中的＋4价硫得到电子被还原为S，SO2作氧化剂，H2S中的－2价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；由题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。 考向一　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 学生用书↓第112页 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： 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。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。 练后点拨 中学阶段常见的符合A―→B―→C―→D转化关系的元素有： 硫元素：H2S(或S)SO2SO3H2SO4 碳元素：CCOCO2H2CO3 氮元素：N2(或NH3)NONO2HNO3 钠元素：NaNa2ONa2O2NaOH　　 考向二　含硫“价—类二维图”的理解应用 2．(2023·广东惠州统考模拟预测)部分含硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(　　) A．a的浓溶液与b可生成SO2 B．SO2通入紫色石蕊试液先变红后褪色 C．c在空气中燃烧生成SO2 D．d既可被氧化，也可被还原 答案：B 解析：浓硫酸有强氧化性，可与H2S反应生成中间价态的S或SO2，A正确；SO2通入紫色石蕊试液中，能变红，但不能褪色，B错误；S在空气中燃烧只能生成SO2，C正确；SO中S为＋4价，既可被氧化，也可被还原，D正确。 3．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角度。如图所示是硫及其部分化合物的“价—类二维图”。 根据图示回答下列问题： (1)X的化学式为____________，将X与SO2混合，可生成淡黄色固体，该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为________。 (2)过量的Fe粉与一定量W浓溶液混合加热反应，生成________(填化学式)气体。转化①可由S粉与热的W浓溶液反应实现，反应的化学方程式为_________________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，下列合理的是________(填字母)。 A．Na2S＋S　　　　　　 B．Na2SO3＋S C．Na2SO3＋Na2SO4 D．SO2＋Na2SO3 (4)工业制硫酸中，转化②是在________(填设备名称)进行的。进行转化③时，不用水而用98.3%的浓H2SO4吸收SO3，原因是_________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (5)NaHSO4溶液显强酸性，向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液，恰好使溶液呈中性，则发生反应的离子方程式为____________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：(1)H2S　2∶1　(2)SO2和H2　2H2SO4(浓)＋S3SO2↑＋2H2O　(3)B　(4)接触室　SO3溶于水转化为H2SO4过程中放热，产生酸雾降低SO3吸收效率　(5)2H＋＋ SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O 解析：(1)通过硫元素的“价类二维图”可知，X为硫元素的气态氢化物，且硫元素的化合价为－2价，故X的化学式为H2S。将X与SO2混合，即是将H2S与SO2混合，生成淡黄色固体硫，其反应的化学方程式是2H2S＋SO2===3S＋2H2O，通过化学方程式中硫元素的化合价变化可知，S既是氧化产物又是还原产物，且二者物质的量比为2∶1，故二者的质量比也为2∶1。(2)根据硫元素的“价类二维图”可知，W是硫酸，则过量的Fe粉与一定量浓硫酸溶液混合加热反应首先生成的气体是SO2，随着反应进行，浓硫酸浓度变小，所以后期又有H2生成；转化①是硫转化为SO2，可由S粉与热的W浓溶液反应实现，则其反应的化学方程式为2H2SO4(浓)＋S3SO2↑＋2H2O。(3)Na2S2O3中的硫为＋2价，根据氧化还原反应的价态变化规律，可知：Na2S 中硫是－2价，S单质是0价，故A不符合题意；Na2SO3中硫是＋4价，S单质是0价，故B符合题意；Na2SO3中的硫是＋4价，Na2SO4中硫是＋6价，故C不符合题意；SO2和Na2SO3中的硫都是＋4价，故D不符合题意；故选B。(4)转化②是SO2转化为SO3，其过程在工业制硫酸中是在接触室中进行的，转化③是SO3转化为H2SO4，不用水而用98.3%的浓H2SO4吸收SO3，原因是SO3溶于水转化为H2SO4过程中放热，产生酸雾降低SO3吸收效率。(5)NaHSO4溶液显强酸性，向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液，恰好使溶液呈中性，则反应的化学方程式是2NaHSO4＋Ba(OH)2===Na2SO4＋ BaSO4↓＋2H2O，则其离子方程式为2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O。 学生用书↓第113页 中国科学院地球化学研究所博士后吕志成在研究中发现，我国南秦岭存在世界上最大的毒重石成带矿，在该毒重石矿石中首次找到了完整的生物成因重晶石，这一新的发现为区域毒重石矿床的成因认识提供了直接证据，有关专家经确认后指出，南秦岭毒重石这类矿石在国外尚未发现，仅为我国独有。 毒重石是除重晶石外，自然界另一种主要含钡矿物，具有比重大、硬度低、吸收X射线和γ射线等特性，广泛应用于油气钻探、化工、轻工、冶金、建材、医药等工业部门，特别是化工产品。 钡水泥：毒重石可用作钡水泥原料，比普通硅酸盐水泥及用重晶石为钡源的烧成水泥熟料温度低100～200 ℃，且无需任何还原条件及脱硫措施，制备方法简单。 硅钡合金：以毒重石为原料采用碳热法冶炼制备硅钡合金，该法原理基于碳酸钡与二氧化碳和碳的相互反应。 净化盐水处理剂：毒重石研磨加入粗盐水中，与其中的Ca2＋、SO生成沉淀物，从而除去这些离子，达到精制盐水的目的，净化后的盐水或卤水可供氯碱工业及精制盐工业用。 玻璃和陶瓷行业：毒重石用作熔剂拼料，能减小气孔和气泡，扩大烧结范围，增加膨胀系数和可浇铸性。 氧化铝生产：以毒重石为原料，采用特殊工艺过程合成铝酸钡，以此作为净化添加剂，可降低净化费用，同时溶液净化后产生的沉淀还可有效回收。 1．分离提纯 氯化钡是一种可溶性重金属盐，广泛应用于化工领域。用毒重石(主要成分为BaCO3)制备氯化钡晶体工艺流程如图： (1)毒重石要进行粉碎的目的是_____________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 若所得滤液1仍浑浊，则应采取的操作是____________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (2)滤液2中可循环利用的物质除水外还有______。洗涤氯化钡晶体最适宜的洗涤剂是________(填字母)。 A．30 ℃水 B．30 ℃饱和氯化钠溶液 C．30 ℃饱和氯化钡溶液 (3)滤渣水洗的目的是_____________________________________________________________ 和_____________________________________________________________________________。 答案：(1)增大与反应物接触面积使反应更加充分　重新过滤　(2)BaCl2　C　(3)提高原料的利用率(或提高产率)　减少可溶性重金属钡盐对环境的污染 解析：(1)毒重石进行粉碎能增大和盐酸的接触面积，加快反应速率，滤液浑浊说明还有不溶性固体杂质，需要再过滤。(2)碳酸钡和稀盐酸反应生成氯化钡和水还有二氧化碳，故滤液2是氯化钡的水溶液；氯化钡溶于水，30 ℃饱和氯化钡溶液不能再溶解氯化钡，但30 ℃水和30 ℃饱和氯化钠溶液都能溶解氯化钡，只能选择30 ℃饱和氯化钡溶液洗涤氯化钡晶体。(3)氯化钡属于重金属盐，对生产和生活不利，水洗滤渣既可提高产率又可减少污染。 2．化学工艺(除杂、滴定) 毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质)，实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下： (1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是_________________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的________(填字母)。 a．烧杯 b．容量瓶 c．玻璃棒 d．滴定管 (2)已知： 离子 Ca2＋ Mg2＋ Fe3＋ 开始沉淀时的pH 11.9 9.1 1.9 完全沉淀时的pH 13.9 11.1 3.2 学生用书↓第114页 加入NH3·H2O调节pH＝8可除去________(填离子符号)，滤渣Ⅱ中含________________(填化学式)。加入H2C2O4时应避免过量，原因是__________________________________________ _______________________________________________________________________________。 [已知：Ksp(BaC2O4)＝1.6×10－7，Ksp(CaC2O4)＝2.3×10－9] (3)利用间接酸碱滴定法可测定Ba2＋的含量，实验分两步进行。 已知：2CrO＋2H＋===Cr2O＋H2O Ba2＋＋CrO===BaCrO4↓ 步骤Ⅰ：移取x mL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用b mol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为V0 mL。 步骤Ⅱ：移取y mL BaCl2溶液于锥形瓶中，加入x mL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2＋完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b mol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1 mL。 滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的________(填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的浓度为________ mol·L－1，若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，Ba2＋浓度测量值将________(填“偏大”或“偏小”)。 答案：(1)增大接触面积从而使反应速率加快　ac (2)Fe3＋　Mg(OH)2、Ca(OH)2　H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品的产量减少 (3)上方　　偏大 解析：(1)充分研磨可以增大反应物的接触面积，增大反应速率；因为配制的盐酸溶液浓度为质量分数，可以计算出浓盐酸的体积和水的体积，所以使用烧杯作为容器稀释，玻璃棒搅拌。(2)根据流程图和表中数据，加入NH3·H2O调pH为8，只有Fe3＋完全沉淀，故可除去Fe3＋；加入NaOH调pH＝12.5，Mg2＋也完全沉淀，Ca2＋部分沉淀，所以滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2；根据Ksp(BaC2O4)＝1.6×10－7，H2C2O4过量时Ba2＋转化为BaC2O4沉淀，BaCl2·2H2O产品的产量减少。(3)“0”刻度位于滴定管的上方；与Ba2＋反应的CrO的物质的量为 mol，则Ba2＋浓度为；根据计算式，若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，V1减小，则Ba2＋浓度测量值将偏大。 课时测评20　硫酸、含硫物质的转化 (时间：45分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－9题，每题6分，第10题12分，第11题16分，第12题18分，共100分) 1．下列实验说明浓硫酸有强腐蚀性的是(　　) A．浓硫酸慢慢地注入水中产生大量的热 B．含有水蒸气的氧气通过浓硫酸得到干燥的氧气 C．浓硫酸久置在空气中质量增加 D．用小木棍蘸少量浓硫酸，小木棍变黑 答案：D 解析：浓硫酸慢慢地注入水中产生大量的热，浓硫酸稀释放热，是物理变化，A错误；含有水蒸气的氧气通过浓硫酸得到干燥的氧气，浓硫酸具有吸水性，是物理变化，B错误；浓硫酸久置在空气中质量增加，浓硫酸吸收空气中的水蒸气，吸水性，是物理变化，C错误；用小木棍蘸少量浓硫酸，小木棍变黑，浓硫酸具有脱水性，小木棍被腐蚀，是化学变化，具有腐蚀性，D正确。 2．(2023·石家庄二中高三月考)下列有关浓硫酸的叙述中正确的是(　　) ①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化 ②浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，硫酸完全反应 ③浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化 ④浓硫酸与铜片加热反应后，铜片有剩余，向反应后的溶液中再加入铁片，会有氢气生成 ⑤浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体 ⑥浓硫酸与铁加热反应后，铁片有剩余，生成的气体除水蒸气外为SO2 ⑦浓硫酸具有强氧化性，常温下能与Cu发生剧烈反应 ⑧浓硫酸具有强氧化性，SO2具有还原性，所以浓硫酸不能干燥SO2 A．①②③ B．①④ C．③⑤ D．⑥⑦⑧ 答案：B 解析：浓硫酸与铜加热反应后，浓硫酸变稀硫酸就停止反应，故硫酸始终有剩余，②错误；浓硫酸使蔗糖炭化是因为其脱水性，③错误；浓硫酸会与氨气反应，不能用于干燥氨气，⑤错误；浓硫酸与铁加热反应生成二氧化硫，铁片有剩余说明硫酸变稀了，则会有氢气生成，⑥错误；浓硫酸常温下不与Cu反应，⑦错误；根据以上分析，①④正确。 3．(2023·陕西宝鸡统考二模)某实验小组利用下图装置探究浓硫酸与葡萄糖反应生成的气体成分。下列说法正确的是(　　) A．使反应发生的操作是将a中的Y形管向右倾斜 B．装置b中出现白色沉淀，可能是BaCO3或BaSO3 C．装置d中出现浑浊，证明产生的气体中含有CO2 D．装置e中可以盛放NaOH溶液，f的作用为防倒吸 答案：D 解析：浓硫酸具有脱水性，使葡萄糖脱水生成碳，碳和浓硫酸反应生成CO2和SO2。葡萄糖为固体，浓硫酸和葡萄糖混合，将Y形管向左倾斜，浓硫酸倒入含少量水的葡萄糖中，A项错误；CO2和SO2与氯化钡溶液均不反应，若装置b中出现白色沉淀，是SO2、O2和氯化钡反应生成的BaSO4，B项错误；c中的品红溶液不能完全吸收SO2，SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊，C项错误；污染性尾气为SO2，可以用NaOH溶液吸收，球形干燥管的作用为防倒吸，D项正确。 4．为了检验浓硫酸与木炭加热后产生的三种物质：将混合气体慢慢通过检验试剂，并记录现象。下列实验能够达到实验目的的是(　　) 选项 实验流程及现象 A 酸性高锰酸钾溶液→澄清石灰水→无水硫酸铜 紫红色褪去　　 　变浑浊　　　 变蓝 B 无水硫酸铜→酸性高锰酸钾溶液→澄清石灰水 　变蓝　　 　紫红色褪去　　　　变浑浊 C 无水硫酸铜→品红→酸性高锰酸钾溶液→澄清石灰水 变蓝　　 褪色　紫红色褪去　 　　变浑浊 D 无水硫酸铜→品红溶液→酸性高锰酸钾溶液→澄清石灰水 变蓝　　 褪色　　紫红色变浅　　　　 变浑浊 答案：D 解析：溶液中逸出的气体中带有水蒸气，会干扰原有水蒸气的检验，所以需要先检验水蒸气，A不符合题意；酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去，不能保证二氧化硫与高锰酸钾完全反应，残留的二氧化硫会干扰二氧化碳的检验，B、C不符合题意；无水硫酸铜变蓝说明存在水蒸气，品红溶液褪色说明存在SO2，酸性高锰酸钾溶液紫红色变浅，说明存在二氧化硫，并且二氧化硫完全与高锰酸钾溶液反应，澄清石灰水变浑浊，说明存在二氧化碳，D符合题意。 5．下列物质的检验中，其结论一定正确的是(　　) A．向某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入稀HNO3后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明原溶液中一定含有SO B．向某溶液中加入盐酸产生无色气体，该气体能使澄清的石灰水变浑浊，说明该溶液中一定含有CO或SO C．取少量久置的Na2SO3样品于试管中加水溶解，再加足量盐酸酸化，然后加BaCl2溶液，若加盐酸时有气体产生，加BaCl2溶液时有白色沉淀产生，说明Na2SO3样品已部分被氧化 D．将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，该气体一定是SO2 答案：C 解析：该溶液中还可能含有Ag＋或SO等，A错误；使澄清石灰水变浑浊的气体可能为CO2、SO2，溶液中可能存在CO、HCO、SO或HSO，B错误；加入足量盐酸有气体产生，该气体为SO2，排除SO的干扰，再加入BaCl2溶液有白色沉淀产生，该沉淀为BaSO4，说明一定含有SO，所以说明Na2SO3样品已部分被氧化，C正确；氧化性气体如氯气等都能使品红溶液褪色，D错误。 6．在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是(　　) A．硫铁矿煅烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧 B．从沸腾炉出来的气体只有SO2 C．SO2氧化成SO3，SO2能全部转化为SO3 D．SO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收更充分 答案：D 解析：将硫铁矿粉碎是为了增大其与空气的接触面积，使燃烧更快、更充分，并不是大块硫铁矿不能燃烧，故A错误；从沸腾炉出来的气体除SO2外，还有O2等，故B错误；SO2转化为SO3为可逆反应，正、逆反应同时进行，故SO2不可能全部转化为SO3，故C错误；SO3转化为H2SO4，若直接用水吸收，会形成大量酸雾，导致 SO3吸收不完全，工业生产中用98.3%的浓硫酸作为吸收剂，则不会出现酸雾，吸收SO3更充分，故D正确。 7．(2023·浙江绍兴一中校考模拟预测)造纸工业中Na2S2O4用作漂白剂，可将部分有色物质还原为无色物质，提高纸浆白度。下列关于Na2S2O4的性质推测不合理的是(　　) A．Na2S2O4具有较强的还原性 B．Na2S2O4与盐酸反应可能生成S和SO2 C．Na2S2O4的漂白原理与NaClO不相同 D．Na2S2O4的水溶液久置于空气中，溶液呈碱性 答案：D 解析：Na2S2O4中S元素呈＋3价，可将部分有色物质还原为无色物质，具有较强的还原性，故A合理；Na2S2O4中S元素呈＋3价，可能发生歧化反应，Na2S2O4与盐酸反应可能生成S和SO2，故B合理；Na2S2O4用作漂白剂，将部分有色物质还原为无色物质，而NaClO具有强氧化性，将有色物质氧化为无色物质，二者漂白原理不同，故C合理；Na2S2O4具有还原性，久置于空气中被氧化生成Na2SO4，硫酸钠溶液呈中性，故D不合理。 8．工业上可用如下方法处理含H2S的尾气，同时制得Na2S2O3，工艺流程如下： 含H2S的尾气、空气―→反应炉(高温)→Na2CO3溶液吸收―→一系列操作―→Na2S2O3晶体 已知：2H2S＋3O22SO2＋2H2O，S＋SO2＋Na2CO3===Na2S2O3＋CO2。 下列说法中错误的是(　　) A．含H2S的尾气可以用NaOH溶液处理后直接排放 B．反应中至少发生3个氧化还原反应 C．反应过程中证明了H2SO3的酸性强于H2S D．每制取1 mol Na2S2O3，理论上消耗氧气的体积为44.8 L(标准状况) 答案：C 解析：H2S是酸性气体，可以与NaOH溶液反应产生Na2S、H2O，因此含H2S的尾气可以用NaOH溶液处理后直接排放，故A正确；含有H2S的废气在反应炉中发生反应2H2S＋3O22SO2＋2H2O，H2S被氧化为SO2气体，反应中元素化合价发生了变化，属于氧化还原反应，反应产生的SO2，通入Na2CO3溶液吸收时产生Na2SO3、CO2，反应过程中元素化合价不变，反应不属于氧化还原反应，2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O中元素化合价发生了变化，属于氧化还原反应，反应S＋SO2＋Na2CO3===Na2S2O3＋CO2中元素化合价发生了变化，属于氧化还原反应，可见在上述反应中至少发生3个氧化还原反应，故B正确；反应2H2S＋3O2===2SO2＋2H2O为氧化还原反应，不能证明H2S及SO2对应的酸H2SO3的酸性强弱，故C错误；反应的关系式为Na2S2O3～2O2，其在标准状况下体积V(O2)＝2 mol×22.4 L/mol＝44.8 L，故D正确。 9．如图是硫的“价类二维图”。下列分析正确的是(　　) A．可实现a→b→c→d→e→b→a的转化 B．b→e→d是形成硫酸型酸雨的唯一途径 C．f能与e反应，不能与d反应 D．f在足量空气中燃烧生成a 答案：A 解析：由题图可知，f、a、b、c、d、e分别为H2S、S、SO2、SO3、H2SO4、H2SO3。提供一定条件，可发生如下转化： SSO2SO3H2SO4H2SO3SO2S，从而可实现a→b→c→d→e→b→a的转化，A正确；SO2→H2SO3→H2SO4可形成硫酸型酸雨，SO2SO3H2SO4也能形成硫酸型酸雨，B错误；f(H2S)能与e(H2SO3)反应，生成S和水，H2S不能与稀硫酸反应，但能与浓硫酸反应，C错误；f(H2S)在足量空气中燃烧生成SO2和水，H2S与空气混合，生成S和水，D错误。 10．(12分)(2023·随县一中高三月考)为研究铜与浓硫酸的反应，某化学兴趣小组进行如下实验。实验Ⅰ：生成物的定性探究，按如图所示装置(固定装置已略去)进行实验： (1)F装置的烧杯中发生反应的离子方程式是__________________________________________ _______________________________________________________________________________； B装置中的现象是_______________________________________________________________。 (2)实验过程中，能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是_______________________________________________________________________________。 (3)实验结束时，撤去所有酒精灯之前必须完成的实验操作是____________________________ _______________________________________________________________________________。 (4)实验结束后，证明A装置反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 实验Ⅱ：反应产物的定量探究 (5)在铜与浓硫酸反应的过程中，发现有黑色物质出现，且黑色物质为Cu2S。产生Cu2S的反应为aCu＋bH2SO4cCu2S＋dCuSO4＋eH2O，则a∶b＝____________。 答案：(1)SO2＋2OH－===SO＋H2O　白色粉末变蓝色　(2)D装置中黑色固体无颜色变化，E装置中品红溶液褪色　(3)拉起铜丝，关闭K1、K2 (4)将A装置中的混合溶液冷却后，沿烧杯内壁缓缓倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌，观察溶液是否有蓝色出现　(5)5∶4 解析：加热条件下，Cu和浓硫酸发生氧化还原反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，所以生成的二氧化硫中含有水蒸气，水蒸气能使无水硫酸铜变蓝色，浓硫酸具有吸水性，能干燥二氧化硫气体；氢气具有还原性，能将黑色的氧化铜粉末还原为红色Cu；二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色；二氧化硫属于酸性氧化物且有毒，不能直接排入空气中，可以用碱性溶液吸收。(2)证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素，可利用A中反应的生成物分析判断。若生成氢气，D装置中的物质会由黑色变为红色；若生成二氧化硫，E装置中品红溶液会褪色。所以证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的实验现象是：D装置中氧化铜黑色不变化，E装置中品红溶液褪色。(3)实验结束时，撤去所有酒精灯之前必须完成的实验操作是拉起铜丝，关闭K1、K2，防止C、E中的溶液倒吸，炸裂玻璃管。(4)验证生成的溶液中含有铜离子，需要把试管中的液体倒入水中溶解，观察溶液是否出现蓝色。具体操作是：将A装置中冷却后的混合溶液沿烧杯内壁缓缓倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌，溶液出现蓝色证明产物含有铜离子。(5)aCu＋bH2SO4cCu2S＋dCuSO4＋eH2O中Cu元素化合价由0价变为＋1价、＋2价，S元素化合价由＋6价变为－2价，根据得失电子守恒及原子守恒配平方程式为5Cu＋4H2SO4Cu2S＋3CuSO4＋4H2O，所以a∶b＝5∶4。 11．(16分)(2023·陕西宝鸡统考二模)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉，广泛应用于有机合成，实验室常用SO2还原法制备连二亚硫酸钠。回答下列问题： (1)二氧化硫的制备 ①装置X中发生反应的化学方程式为________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 ②制备收集SO2过程中导管的连接顺序为a→____________(用小写字母表示)。 (2)连二亚硫酸钠的制备 Ⅰ.将锌粉悬浊液加入三颈烧瓶中并将烧瓶温度维持35～45 ℃，向其中先通入N2一段时间后，改通SO2，充分反应后生成ZnS2O4固体。 Ⅱ.向烧瓶中加入NaOH溶液，在28～55 ℃条件下生成Na2S2O4和Zn(OH)2。 Ⅲ.过滤，将滤液冷却至室温，并向滤液中加入氯化钠，待Na2S2O4析出后，滤出晶体用无水乙醇洗涤即得产品。 ①步骤Ⅰ中的加热方式是_________________________________________________________。 向三颈烧瓶中先通入N2的目的是___________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 ②步骤Ⅱ生成Na2S2O4反应的化学方程式为__________________________________________ _______________________________________________________________________________。 ③步骤Ⅲ加入NaCl的作用是_______________________________________________________ _______________________________________________________________________________； 加入无水乙醇的作用是____________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)连二亚硫酸钠质量分数测定 准确称取产品100 g放入烧杯中，加入50 mL中性甲醛溶液，搅拌至完全溶解(Na2S2O4＋2HCHO＋H2O===NaHSO3·CH2O＋NaHSO2·CH2O)，加水配成1 000 mL溶液，移取50.00 mL于锥形瓶中，加入4 mL盐酸并加入少许淀粉溶液作指示剂，用c mol·L－1的I2标准溶液滴定(NaHSO2·CH2O＋2I2＋2H2O===NaHSO4＋4HI＋HCHO、NaHSO3·CH2O＋I2＋H2O===NaHSO4＋2HI＋HCHO)，滴定至终点时，消耗碘溶液V mL。产品中连二亚硫酸钠的质量分数w(Na2S2O4)＝____________(列出计算表达式即可)。 答案：(1)①Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O　②e→f→c→d→b　(2)①水浴加热　排出装置内空气，防止Na2S2O4被氧化 ②ZnS2O4＋2NaOHNa2S2O4＋Zn(OH)2 ③降低Na2S2O4的溶解度，便于析出　洗去杂质离子且加快脱水干燥　 (3)×100% 解析：本题是一道无机物制备类的实验题，首先由装置X制备二氧化硫，随后将二氧化硫通入三颈烧瓶中，和锌粉悬浊液反应生成ZnS2O4，再加入氢氧化钠后生成产品，以此解题。(1)②二氧化硫生成后首先用浓硫酸干燥，随后收集，二氧化硫密度大于空气，应该用向上排空气的方法收集，最后要尾气处理，故顺序为a→e→f→c→d→b；(2)①由于加热温度维持35～45 ℃，则步骤Ⅰ中的加热方式是水浴加热；由于产物容易被氧化，装置含有空气，故通入氮气的目的是：排出装置内空气，防止Na2S2O4被氧化；③根据题意向滤液中加入氯化钠则析出产物，故加入氯化钠的目的是：降低Na2S2O4的溶解度，便于析出；乙醇容易挥发，便于干燥，则加入乙醇的目的是：洗去杂质离子且加快脱水干燥；(3)根据方程式Na2S2O4＋2HCHO＋H2O===NaHSO3·CH2O＋NaHSO2·CH2O、NaHSO2·CH2O＋2I2＋2H2O===NaHSO4＋4HI＋HCHO、NaHSO3·CH2O＋I2＋H2O===NaHSO4＋2HI＋HCHO可知，Na2S2O4～3I2，则n(Na2S2O4)＝n(I2)＝×c×V×10－3×＝ mol，则w(Na2S2O4)＝＝×100%＝×100%。 12．(18分)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。 (1)工业上利用克劳斯法将H2S转化为硫单质回收。该法首先将部分H2S燃烧转化为SO2，然后再将SO2与剩余的H2S混合。为实现硫的最大回收，用于燃烧的H2S和剩余的H2S的物质的量之比为__________。 (2)H2S化学反应循环制氢的原理如图所示，按图示方法制氢，理论上，1 mol H2S可制得______mol H2。 (3)活性炭@Fe2O3(多孔性活性炭为载体的Fe2O3)是一种高效、可再生的脱硫剂。可用于脱除H2S气体。活性炭@Fe2O3脱除H2S后所得的含硫产物为Fe2S3·H2O、FeS和S。其脱除原理如下： ①Fe2O3·H2O＋3H2S===Fe2S3·H2O＋3H2O； ②Fe2O3·H2O和H2S反应生成FeS的化学方程式为____________________________________。 (4)25 ℃时，将一定比例N2和H2S的混合气体以一定流速通过装有一定质量的活性炭@Fe2O3脱硫剂的反应器。调节脱硫剂中m(活性炭)/m(Fe2O3)，测得随时间变化的曲线如图所示。c0(H2S)、c(H2S)分别为反应器入口气和出口气中H2S的含量。 ①从实验结果看，合适的比值为_________________________________(填字母)。 A．1∶0　　 B．1∶0.8　　 C．1∶1　　 D．1∶1.2 ②当脱硫剂中含有Fe2O3时，0～20 min内，均为0的原因是________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 ③当＝1∶1时，测得＝1.0时所用的时间为t1 min；当＝1∶1.2时，测得＝1.0时所用的时间为t2 min；t2小于t1的原因可能是________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：(1)1∶2　(2)2　(3)Fe2O3·H2O＋3H2S===2FeS＋S＋4H2O　(4)①C　②活性炭吸附H2S；Fe2O3与H2S反应，通入的H2S气体被活性炭@Fe2O3完全吸收　③活性炭质量减少，吸附的H2S的量减少；Fe2O3的量增多，与Fe2O3反应的H2S的量增加，且前者的影响大于后者。与Fe2O3反应的H2S的量增加，导致生成的Fe2O3·H2O、FeS、S的质量增多，覆盖在脱硫剂表面，影响反应的进一步进行，也影响活性炭的吸附性能(“堵塞活性炭的管道，降低了活性炭的吸附能力”也可) 解析：(1)根据反应2H2S＋3O22SO2＋2H2O，2H2S＋SO2===3S＋2H2O，假设第一反应生成二氧化硫为2 mol，则在第二反应中消耗硫化氢4 mol，故整个过程第一反应消耗硫化氢为2 mol，即燃烧消耗2 mol，剩余4 mol，物质的量之比为1∶2；(2)根据流程中总反应为H2S＋O2＋2H2O===2H2＋H2SO4，故每消耗1 mol硫化氢生成氢气是2 mol；(4)①在反应30分钟后，的比值为1∶1时，出来的硫化氢与进入的硫化氢比值最小，故选择C。②当脱硫剂中含有Fe2O3时，0～20 min内，活性炭吸附H2S；Fe2O3与H2S反应，通入的H2S气体被活性炭@Fe2O3完全吸收；③＝1∶1变为＝1∶1.2时，活性炭质量减少，吸附的H2S的量减少；Fe2O3的量增多，与Fe2O3反应的H2S的量增加，且前者的影响大于后者。与Fe2O3反应的H2S的量增加，导致生成的Fe2O3·H2O、FeS、S的质量增多，覆盖在脱硫剂表面，影响反应的进一步进行，也影响活性炭的吸附性能。 学科网（北京）股份有限公司 $$