2025届高三化学二轮复习 硫酸含硫物质的转化

硫酸　含硫物质的转化 选择题只有1个选项符合题意 1.（2023·东莞实验中学月考）下列叙述错误的是（　　） A.浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氢气、氧气等气体，但不能干燥碱性气体和有较强还原性的HI、H2S等气体 B.浓硫酸与木炭反应的化学方程式为C＋2H2SO4（浓）CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，在此反应中，浓硫酸表现了强氧化性 C.足量铜粉投入到含2 mol H2SO4的浓硫酸中，加热得到气体体积标准状况下为22.4 L D.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸，是因为浓硫酸能使铁、铝钝化 2.（2023·江苏百校第三次联考） 硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类。我国工业生产中用浓硫酸代替水吸收SO3，制得焦硫酸（H2S2O7，也可以表示为H2SO4·SO3），将焦硫酸稀释后可制得密度为1.84 g·cm－3、质量分数为98%的浓硫酸。下列有关焦硫酸的说法不正确的是（　　） A.焦硫酸钠（Na2S2O7）的水溶液呈中性 B.焦硫酸具有强氧化性 C.浓硫酸吸收SO3生成焦硫酸的变化是化学变化 D.焦硫酸钠（Na2S2O7）可与碱性氧化物反应生成新盐 3.（2023·沧州一中段测）焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺流程为： 弱电解质 电离常数 H2CO3 Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11 H2SO3 Ka1＝1.4×10－2，Ka2＝6.0×10－8 下列对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中主要发生反应的离子方程式判断错误的是（　　） A. Ⅰ中CO＋2SO2＋H2O===CO2＋2HSO B.Ⅱ中CO＋2HSO===CO2↑＋H2O＋2SO C.Ⅲ中SO＋SO2＋H2O===2HSO D.Ⅲ中HCO＋SO2===CO2＋HSO 4.（2023·南通通州区模拟）化学小组为探究 SO2与 AgNO3溶液的反应，进行如下实验： 实验 1：用如下装置（夹持、加热仪器略）制备 SO2，将足量 SO2通入 AgNO3溶液中， 迅速反应，得到无色溶液 A 和白色沉淀 B。 实验 2：向溶液 A 中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，取上层清液继续滴加 BaCl2 溶液， 未出现白色沉淀。 下列关于实验说法不正确的是（　　） A.铜与浓硫酸反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为1∶1 B.上述装置中试剂a为浓硫酸，作用是干燥SO2气体 C.实验2初步确定沉淀B为Ag2SO3，不含有 Ag2SO4 D.该条件下SO2与AgNO3溶液不易发生氧化还原反应 5.（2024·苏南名校抽查调研）实验室中利用洁净的铜片和浓硫酸进行如图实验，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.NO为还原产物，Y为氧化产物 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 6.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出发制备硫酸的路线为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 7.如表所示有关物质检验的实验结论正确的是（　　） 选项 实验操作及现象 实验结论 A 向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成 该溶液中一定含有SO B 向某溶液中加入盐酸，将生成的气体通入品红溶液中，品红溶液褪色 该溶液中一定含有SO C 将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色 该气体一定是SO2 D 将SO2通入Na2CO3溶液中，生成的气体先通入足量的酸性KMnO4溶液，再通入澄清石灰水中有浑浊产生 说明酸性： H2SO3＞H2CO3 8.（2023·南京、盐城二模）元素周期表中ⅥA族元素单质及其化合物有着广泛应用。O2可用作氢氧燃料电池的氧化剂；O3具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫有多种单质，如斜方硫（燃烧热为297 kJ·mol－1）、单斜硫等，硫或黄铁矿（FeS2）制得的SO2可用来生产H2SO4。用SO2与SeO2的水溶液反应可制备硒；硒是一种半导体材料，在光照下导电性可提高近千倍。下列物质性质与用途具有对应关系的是（　　） A.臭氧有强氧化性，可用于水体杀菌消毒 B.浓硫酸有脱水性，可用于干燥某些气体 C.二氧化硫有还原性，可用于织物的漂白 D.硒单质难溶于水，可用于制造硒光电池 9.（2023·南通如皋一模）含硫矿物是多种化工生产的原料，辉铜矿煅烧时可发生反应：Cu2S＋O22Cu＋SO2。SO2直接排放会造成环境污染，可将其转化，或用石灰乳、H2S等物质进行回收再利用。硫及其化合物的转化具有重要作用，下列说法不正确的是（　　） A.石灰乳吸收SO2可生成CaSO3 B.硫磺在过量氧气中燃烧的产物是SO3 C.用SO2水溶液吸收海水中吹出来的溴蒸汽生成HBr和H2SO4 D.辉铜矿煅烧时，每消耗1 mol O2，反应共转移6 mol 电子 10.（2023·安徽皖中名校联考）物质的类别和核心元素化合价是研究物质性质的两个重要维度。硫及其部分化合物的“价－类”二维图如图所示，回答下列问题： （1）甲的化学式为　　　　；其水溶液在空气中放置容易变浑浊，该反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 （2）通入气体乙可使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明乙具有　　　　性；实验中可用足量的NaOH溶液吸收气体乙，防止污染空气，该反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。 （3）某同学在用锌与丙的稀溶液反应制H2时，为了加快反应速度，将丙的稀溶液换成浓溶液，该同学的方案　　　　（填“合理”或“不合理”），理由是________________________________________________________________________。 （4）丁的钠盐在空气中容易变质，检验其是否变质的方法是_______________________。 （5）已知酸性条件下K2Cr2O7能被丁还原为Cr3＋，24 mL 0.05 mol·L－1的丁溶液与0.02 mol·L－1的K2Cr2O7溶液恰好反应，则消耗K2Cr2O7溶液的体积为　　　　 mL。 11.（2023·上海新纪元集团学校期中）在古代中国，稀硫酸被称为“绿矾油”。某化学学习小组为了探究铁质材料（碳素钢）和浓硫酸反应的产物，利用下列装置进行了如图实验探究活动： 请回答下列问题： （1）A装置中装有浓硫酸的仪器名称为　　　　；请写出碳参与反应的化学方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 （2）实验开始后，能观察到B中品红溶液褪色，C中酸性高锰酸钾溶液褪色。两者褪色的原理是否相同？其原因是什么？ _____________________________________________。 （3）实验过程中观察到　　　　现象；说明碳素钢与浓硫酸的反应产物中有不同于SO2的还原性气体H2产生，试用离子方程式解释产生该气体的原因： ________________________________________________________________________。 （4）I装置内碱石灰的作用_________________________________________________。 12.（2023·常州前黄高级中学二模）化学还原法是处理含Cr2O的工业废水常用的方法，主要分为“还原”和“沉淀”两步： Cr2OCr3＋Cr（OH）3 已知：①Na2S2O5＋H2O===2NaHSO3 ②“COD”是指化学需氧量，反映了水样中较强还原性物质含量的多少。水中还原性物质越少，则COD越低，表明水质污染程度越小。 （1）取含Cr2O的工业废水，分别在不同pH条件下，向每个水样中分别加一定量的FeSO4、NaHSO3，搅拌，充分反应，然后滴加Ca（OH）2悬浊液，静置沉淀，测定＋6价Cr的去除率，实验结果如图1所示。 ①在酸性条件下，请写出NaHSO3与Cr2O反应的离子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②分析比较亚铁盐和亚硫酸盐去除＋6价Cr的效果。 Ⅰ.亚铁盐在中性和碱性条件下，对＋6价Cr的去除效果优于酸性条件下的去除效果，亚硫酸盐则相反； Ⅱ.________________________________________________________________________。 （2）用焦亚硫酸钠（Na2S2O5）处理废水后，可能会使废水中的COD增大。在焦亚硫酸钠与废水中铬元素不同质量比的情况下，加H2SO4与未加H2SO4处理含铬废水后其COD对比变化如图2所示。 ①未加H2SO4时，随着Na2S2O5质量增大，废水COD增大的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②在焦亚硫酸钠与废水质量比相同的情况下，加H2SO4时，与未加H2SO4相比，废水COD均有所下降，原因可能是___________________________________________________。 （3）三价铬[Cr（Ⅲ）]在水溶液中的存在形态随pH的变化如图3所示，为尽可能除去铬元素实现达标排放，沉淀过程中pH要控制在　　　　　　；若pH过高，溶液中残留铬量增大，其原因为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 硫酸　含硫物质的转化 1.C　[A.浓硫酸具有吸水性同时也具有强氧化性，故能够干燥氢气、氧气等气体，但不能干燥碱性气体和有较强还原性的HI、H2S等气体，A正确；B.浓硫酸与木炭反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，在此反应中浓硫酸中＋6价硫得电子降到二氧化硫中＋4价，表现了强氧化性，B正确；C.因铜不和稀硫酸反应，又浓硫酸随反应进行浓度会变稀，即足量铜粉投入到含2 mol H2SO4的浓硫酸中加热得到气体体积标准状况下小于22.4 L，C错误；D.浓硫酸具有强氧化性，常温下能使铁、铝钝化，故常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸，D正确。] 2.A　[A.焦硫酸钠溶于水成硫酸氢钠，溶液呈酸性，A错误；B.焦硫酸是用浓硫酸代替水吸收SO3制备的，浓硫酸具有强氧化性，则焦硫酸也具有强氧化性，B正确；C.浓硫酸代替水吸收SO3制成焦硫酸，有新物质生成，属于化学变化，C正确；D.焦硫酸钠溶于水生成硫酸氢钠，硫酸氢钠可以和碱性氧化物反应生成新盐，D正确。] 3.B　[由电离平衡常数的数值可得出，Ka1(H2SO3)＞Ka1(H2CO3)＞Ka2(H2SO3)＞Ka2(H2CO3)，则往Na2CO3饱和溶液中通入SO2至pH＝4.1，发生反应生成NaHSO3和CO2；往溶液中再加入Na2CO3饱和溶液至pH＝7～8，与NaHSO3发生反应，生成Na2SO3和NaHCO3；再往溶液中通入SO2至pH＝4.1，与Na2SO3和NaHCO3发生反应，分别生成NaHSO3和CO2气体，从而获得NaHSO3过饱和溶液；结晶脱水，从而获得Na2S2O5。A.由分析可知，Ⅰ中，通入过量SO2后，CO先转化为HCO，再转化为CO2气体，SO2转化为HSO，离子方程式为CO＋2SO2＋H2O===CO2＋2HSO，A正确；B.Ⅱ中，CO与HSO反应，只能生成HCO和SO，不能生成CO2，离子方程式为CO＋HSO===HCO＋SO，B错误；C.Ⅲ中，通入过量SO2，SO转化为HSO，离子方程式为SO＋SO2＋H2O===2HSO，C正确；D.Ⅲ中，HCO与过量SO2反应，生成CO2气体和HSO，离子方程式为HCO＋SO2===CO2＋HSO，D正确。] 4.B　[浓硫酸与铜反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，还原剂为铜，氧化剂为浓硫酸，参与反应的两个硫酸分子中只有一个作氧化剂，还原剂与氧化剂物质的量之比为1∶1，A项正确；试剂a为饱和亚硫酸氢钠溶液，目的是除去SO2中的硫酸酸雾，B项错误；向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀为AgCl，目的是除去过量的Ag＋，取上层清液继续滴加氯化钡溶液，未出现白色沉淀，说明没有硫酸根离子存在，说明沉淀B为Ag2SO3，不含有 Ag2SO4，C项正确；该条件下SO2与AgNO3溶液不易发生氧化还原反应，D项正确。] 5.D　[由图知，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，则按得失电子数守恒、必定存在其他产物(所含元素化合价升高)、按元素质量守恒只能为CuSO4，则白色物质X为CuSO4，配平得到该反应方程式为5Cu＋4H2SO4(浓)3CuSO4＋Cu2S＋4H2O。A.由分析可知，白色物质X为CuSO4，A正确；B.Cu2S和白色物质CuSO4加稀硫酸和稀硝酸时溶解，存在反应：3Cu2S＋16H＋＋4NO===6Cu2＋＋3S↓＋4NO↑＋8H2O，Y为S单质，则NO为还原产物、Y为氧化产物，B正确；C.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，则参加反应的浓硫酸中，表现氧化性的占25%，C正确；D.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＋＋4NO===6Cu2＋＋3S↓＋4NO↑＋8H2O得到0.8 mol NO与0.6 mol S，NO与S物质的量之和为1.4 mol，D错误。] 6.B　[A.H2S和SO2反应生成S，化学方程式为2H2S＋SO2===3S＋2H2O，H2S中S元素化合价上升，为还原剂，SO2中S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；B.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；C.从SO2出发制备硫酸的路线为SO2SO3H2SO4，故C正确；D.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。] 7.D　[A项，该溶液中也可能含有Ag＋；B项，该溶液中也可能含有HSO；C项，该气体也可能是Cl2、O3等。] 8.A　[A.臭氧有强氧化性，可用于水体杀菌消毒，A正确；B.浓硫酸有吸水性，可用于干燥某些气体，B错误；C.二氧化硫有漂白性，可用于织物的漂白，C错误；D.制造硒光电池与硒的导电性有关，与溶解性无关，D错误。] 9.B　[A.二氧化硫是酸性氧化物，与碱反应生成亚硫酸盐和水，石灰乳吸收SO2可生成CaSO3，故A正确；B.硫磺在过量氧气中燃烧的产物是SO2，故B错误；C.用SO2水溶液吸收海水中吹出来的溴蒸汽生成HBr和H2SO4，SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，故C正确；D.辉铜矿煅烧时，Cu2S＋O22Cu＋SO2，铜由＋1价降为0价，氧由0价降为-2价，共降6价，或硫由-2价升高为＋4价，升高6价，每消耗1 mol O2，反应共转移6 mol 电子，故D正确。] 10.(1)H2S　2H2S＋O2===2S↓＋2H2O (2)还原　SO2＋2OH-===SO＋H2O (3)不合理　浓硫酸具有强氧化性，与Zn反应生成二氧化硫而不是H2　(4)取少量样品于试管中，加水溶解，加入过量稀盐酸至无现象，再加入氯化钡溶液，若有白色沉淀生成，则样品已经变质 (5)20 解析　(1)由图中硫的价态和类别可知，甲的化学式是H2S。其水溶液在空气中放置容易变浑浊，说明生成S单质，该反应的化学方程式为2H2S＋O2===2S↓＋2H2O；(2)气体乙是SO2，使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为其具有还原性；化学实验中可用足量的NaOH溶液吸收尾气SO2，防止污染空气，该反应的离子方程式为SO2＋2OH-===SO＋H2O；(3)丙代表的物质是H2SO4，在用锌与稀H2SO4反应制H2时，为了加快反应速率，将稀H2SO4换成浓H2SO4不合理，因为浓硫酸和锌在加热条件下反应生成SO2；(4)丁的钠盐代表的物质是Na2SO3，在空气中容易被氧气氧化变质为Na2SO4，检验其是否变质的方法是取少量样品于试管中，加水溶解，加入过量稀盐酸至无现象，再加入氯化钡溶液，若有白色沉淀生成，则样品已经变质；(5)根据电子得失守恒可知，n(K2Cr2O7)∶n(Na2SO3)＝1∶3，故消耗K2Cr2O7溶液的体积V＝＝0.02 L＝20 mL。 11.(1)分液漏斗　C＋2H2SO42SO2↑＋CO2↑＋2H2O (2)原理不相同；二氧化硫具有漂白性使得品红溶液褪色，二氧化硫具有还原性和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应使得溶液褪色 (3)G中黑色固体变为红色、H中无水硫酸铜变蓝色 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ (4)吸收空气中的水，防止干扰氢气生成水的检验 解析　在装置A中碳素钢中杂质碳与浓硫酸混合加热发生氧化还原反应产生CO2、SO2、H2O；SO2具有漂白性，能够使品红溶液褪色；SO2具有还原性，可以被装置C中酸性KMnO4溶液氧化为硫酸，KMnO4被还原为无色Mn2＋；装置D可以检验二氧化硫是否被吸收干净，装置E中澄清石灰水遇CO2反应产生CaCO3沉淀而使石灰水变浑浊；随着反应的进行，硫酸溶液浓度变稀，稀硫酸与Fe反应产生H2，气体中含有的CO2、H2被装置F的碱石灰干燥，其中的CO2被吸收，干燥后的H2与CuO在加热时反应产生Cu、H2O，白色无水CuSO4遇水变为蓝色CuSO4·5H2O，装置I的碱石灰作用是吸收空气中的H2O，防止干扰水的检验。(1)A装置中装有浓硫酸的仪器名称为分液漏斗；碳和浓硫酸加热生成二氧化硫、二氧化碳和水，C＋2H2SO42SO2↑＋CO2↑＋2H2O；(2)二氧化硫具有漂白性使得品红溶液褪色，二氧化硫具有还原性和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应使得溶液褪色，原理不相同；(3)由分析可知，G中黑色固体变为红色、H中无水硫酸铜变蓝色，说明碳素钢与浓硫酸的反应产物中有不同于SO2的还原性气体H2产生，氢气的产生是随着反应的进行，硫酸溶液浓度变稀，稀硫酸与Fe反应产生的H2，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；(4)I装置内碱石灰的作用是吸收空气中的H2O，防止干扰氢气生成水的检验。 12.(1)①3HSO＋Cr2O＋5H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O ②中性和碱性条件下，亚铁盐对＋6价Cr的去除效果明显优于亚硫酸盐的去除效果，在酸性条件下则相反　(2)①Na2S2O5质量增大，反应后废水中剩余的HSO(或S2O)的量就越多，HSO(或S2O)具有较强的还原性，所以废水的COD增大　②废水酸性增强，促进HSO(或S2O)与Cr2O充分反应，还原性的HSO(或S2O)转化更完全，含量减少(或废水酸性增强，HSO转化为SO2气体逸出)　(3)7～11　Cr(OH)3转化为可溶性的Cr(OH) 解析　(1)①Cr2O具有较强氧化性，酸性环境下可将HSO氧化成SO，根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为3HSO＋Cr2O＋5H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O；②Ⅱ.据图可知中性和碱性条件下，亚铁盐对＋6价Cr的去除效果明显优于亚硫酸盐的去除效果，在酸性条件下则相反；(2)①未加H2SO4时，Na2S2O5质量增大，反应后废水中剩余的HSO(或S2O)的量就越多，HSO(或S2O)具有较强的还原性，消耗的氧气增多，所以废水的COD增大；②加H2SO4后，废水酸性增强，促进HSO(或S2O)与Cr2O充分反应，还原性的HSO(或S2O)转化更完全，含量减少，(或废水酸性增强，HSO转化为SO2气体逸出)，所以废水COD均有所下降；(3)据图可知pH为7～11时，以Cr(OH)3沉淀形式存在的Cr元素含量最高；pH过高Cr(OH)3转化为可溶性的Cr(OH)，溶液中残留铬量增大。 学科网（北京）股份有限公司 $$