内容正文:
专题01 硫及其化合物的性质及转化
一、硫
1.硫元素的存在形态及物理性质
(1) 态:在火山口附近或地壳的岩层例存在。
(2) 态:以硫化物和硫酸盐的形式存在。
(3)物理性质:硫单质俗称 ,是一种 色固体,不溶于水,微溶于酒精,易溶于 ;有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
2.化学性质
从化合价角度认识硫单质的化学性质:
(1)与非金属反应 S+O2SO2 表现 性,S+H2H2S,表现 性
(2)与金属反应 S+FeFeS ,S+2CuCu2S 表现 性
应用:汞洒落在地面,一般会用 来处理,原理是
(3)与热的强碱溶液反应(如NaOH溶液):
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O,既表现 性,又表现 性。
【特别提醒】(1)硫的氧化性较弱,与变价金属反应,生成低价态的金属硫化物。而氯气与变价金属反应,生成高价态的金属氯化物。
(2)硫与氧气反应,无论氧气是否过量,只生成SO2,不能生成SO3。
二、二氧化硫
1.物理性质
二氧化硫是一种 色、有 气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水。
2.化学性质
从物质类别( 性氧化物)及化合价的角度认识化学性质:
(1)具有酸性氧化物的性质
① 与H2O反应: (可逆反应)
② 与碱反应:如 SO2+2NaOH=== SO2+Ca(OH)2===
【特别提醒】SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都会消失,故不能
用澄清石灰水鉴别SO2和CO2 。通常用以下方法鉴别:
a.将气体分别通入品红溶液中,使品红溶液褪色的是 ,无变化的是 。
b.将气体分别通入酸性KMnO4溶液中,使酸性KMnO4溶液褪色的是 ,无变化的是 。
c.将气体分别通入溴水(或氯水)中,使溴水(或氯水)褪色的是 ,无变化的是 。
(2)还原性
与O2的反应: ,生成的SO3也是酸性氧化物,SO3与H2O反应的化学方程式
为:
(3)氧化性
与H2S的反应:
(4)漂白性
① SO2通入品红溶液中,品红溶液 ,加热时,溶液又 。
② SO2的漂白原理:SO2与某些有色物质生成 的无色物质。这些无色物质容易分解又使有色物质恢复原来的颜色。
【归纳总结】几种常见物质漂白性比较
物质
SO2
HClO、NaClO、Ca(ClO)2、
H2O2、Na2O2、O3
活性炭
漂白原理
与有色物质结合生成无色物质
将有色物质氧化为无色物质
吸附有色物质
变化类型
化学变化
化学变化
物理变化
是否可逆
可逆,加热或久置后
恢复原来的颜色
不可逆,加热或久置后
不恢复原来颜色
—
漂白对象
有色的有机物,不能漂白指示剂
有色的有机物和指示剂
有机色质
【特别提醒】二氧化硫的三种“褪色”区分
(1)二氧化硫能使品红溶液褪色体现 。
(2)二氧化硫使溴水、氯水及酸性高锰酸钾溶液褪色体现 。
(3)二氧化硫使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色体现其 的性质,说明其水溶液呈 性。
3.SO2的实验室制法
(1)原理:常用Na2SO3固体与较浓H2SO4(70%)反应制取,反应方程式为
(2)实验装置(制气、干燥、收集、尾气处理)
三、三氧化硫
1.物理性质: 熔点为16.8℃,沸点为44.8℃,标准状况下为 (NA题常考)。
2.化学性质:具有酸性氧化物的通性:
(1)与水反应:
(2)与碱性氧化物反应: SO3+CaO ===
(3)与碱反应: SO3 + 2NaOH ===
(4)与某些盐溶液反应(如:BaCl2) SO3+H2O+BaCl2 ===
四、硫化氢
1.物理性质: 无色有 气味的剧毒气体,常温常压下,1体积水约能溶解2.6体积的硫化氢气体,溶于水后得到氢硫酸。
2.化学性质
(1)弱酸性 H2S⇌H++HS-,HS-⇌H++S2-
(2)还原性(易被Cl2、O2、SO2、酸性高锰酸钾溶液等氧化)
2H2S+SO2=== ; 2H2S+O2 ===2S↓+2H2O; 2H2S+3O2(足量)2SO2+2H2O
五、硫酸
1.硫酸的物理性质
硫酸是一种无色、黏稠的油状液体,密度比水的大。浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是将 沿器壁慢慢注入 中,并用玻璃棒不断搅拌。
2.稀硫酸:具有酸的通性
(1)与指示剂反应,如石蕊遇酸变红
(2)与活泼金属反应,如Zn:Zn+2H+===Zn2++H2↑
(3)与金属氧化物反应,如CuO:CuO+2H+===Cu2++H2O
(4)与碱反应,如NaOH: OH-+H+===H2O
(5)与部分盐反应,如Na2CO3: CO+2H+===CO2↑+H2O
3.浓H2SO4的三大特性: 性、 性、 性
(1)吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分、混在气体中的水分子以及结晶水合物中的水(如CuSO4∙5H2O固体滴几滴浓硫酸,现象是固体由 变 )。
(2)脱水性:浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。
(3)强氧化性:能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。
①与金属单质的反应:Cu+2H2SO4(浓)
②与非金属单质的反应
在加热时,浓硫酸与木炭发生反应:C+2H2SO4(浓)
(4)常温下,铁、铝遇浓H2SO4发生钝化(钝化是化学变化),可用铝槽车运输浓H2SO4;体现了浓硫酸的强氧化性。
(5)可利用浓H2SO4的高沸点难挥发性制备易挥发性酸(HF、HCl等),
如2NaCl(固)+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑。
4.硫酸的工业制备
三步骤
三反应
黄铁矿煅烧或硫磺燃烧
4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
或 S+O2SO2
SO2的催化氧化
2SO2+O22SO3
SO3吸收(工业上用98.3%的浓硫酸来吸收)
SO3+H2O===H2SO4
六、SO的检验
1.原理:利用Ba2++SO===BaSO4↓(白色),BaS04不溶于稀盐酸、稀硝酸的特性来检验硫酸根离子。
2.试剂:可溶性钡盐(BaCl2)、稀盐酸。
3.操作方法:待检验溶液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)
七、除去粗盐中的可溶性杂质(可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质)
杂质
加入的试剂
离子方程式
可溶性
硫酸盐
过量BaCl2溶液
CaCl2
过量Na2CO3溶液
MgCl2
过量NaOH溶液
多余的
NaOH、Na2CO3
适量稀盐酸
八、硫及其化合物的相互转化及应用
1.不同价态含硫物质的价类二维图
①2H2S+SO2===3S+2H2O
②S+O2SO2
③2SO2+O22SO3
④SO2+H2OH2SO3
⑤SO3+H2O===H2SO4
⑥H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
2.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
1.《物理小识》中记载:“青矾(主要成分为FeSO4·7H2O)厂气熏人,衣服当之易烂,栽木不茂。”下列叙述错误的是
A.常温下,FeSO4·7H2O为绿色固体 B.青矾厂气有臭鸡蛋气味
C.青矾厂气中含有硫元素 D.青矾厂气的大量排放会导致形成酸雨
2.下列化合物中不能由单质直接化合而制成的是
A.FeS B.Cu2S C.SO3 D.FeCl3
3.下列关于的检验方法正确的是
A.先加稀盐酸,再加BaCl2溶液
B.先加BaCl2溶液,再加稀盐酸
C.加入BaCl2溶液与稀盐酸的混合溶液
D.先加稀硝酸,再加Ba(NO3)2溶液
4.SO2是一种重要的氧化物,下列说法错误的是
A.葡萄酒中添加适量二氧化硫的作用是漂白杀菌
B.SO2可使酸性KMnO4溶液褪色
C.SO2属于酸性氧化物
D.SO2的排放会导致酸雨
5.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.浓硫酸与单质碳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
6.下列有关硫及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.硫单质呈黄色,可用作橡胶硫化剂
B.具有还原性,可用于漂白草编织物
C.具有还原性,可用于处理自来水中残留的
D.浓硫酸具有强氧化性,可用作酯化反应的催化剂
7.某化学兴趣小组用如图所示装置探究浓硫酸与蔗糖(C12H22O11)反应的产物,下列说法正确的是
A.若乙和丁处溶液褪色,均可说明SO2具有漂白性
B.若丙处生成淡黄色沉淀,则说明SO2具有还原性
C.若戊处品红溶液无明显现象,己处溶液变浑浊,则说明有CO2生成
D.若甲处蔗糖由白色变为黄色,最后呈黑色,则说明浓硫酸有吸水性
8.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)。下列判断正确的是
A.硫是活泼的非金属元素,只以化合态存在于自然界中
B.反应①中生成的具有漂白性,因此可使溴水褐色
C.反应①②③④都属于氧化还原反应
D.可以用清洗实验③后附着在试管壁上的硫
9.探究硫元素单质及其化合物的性质,下列实验方案能达到探究目的的是
选项
探究目的
实验方案
A
SO2是否具有漂白性
将SO2通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色
B
SO2是否具有氧化性
将SO2通入Na2S溶液中,产生淡黄色沉淀
C
Na2SO3溶液是否变质
向Na2SO3溶液中加入盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀
D
S与C的非金属性强弱
将SO2通入饱和NaHCO3溶液中,产生使澄清石灰水变浑浊的气体
A.A B.B C.C D.D
10.部分含硫物质的分类与相应硫元素化合价如图所示。下列说法不正确的是
A.将a通入至e的水溶液中,有黄色浑浊出现
B.将c通入紫色石蕊试液至过量,溶液先变红后褪色
C.足量的b与56g铁粉充分反应,转移电子的物质的量为2mol
D.g暴露在空气中易被氧气氧化变质
11.如图所示为探究性质的微型实验,微型实验药品用量少,绿色环保。滤纸分别浸泡了相关试剂,实验时向试管中滴入几滴浓硫酸。下列说法正确的是
A.滤纸①先变红后褪色,体现了具有漂白性和酸性氧化物的性质
B.滤纸褪色均证明具有还原性
C.滤纸④上有黄色固体生成,证明具有氧化性
D.若滤纸④上析出了固体,则在滤纸④上发生的反应转移了电子
12.是一种具有臭鸡蛋气味的有毒气体,用硫酸铁溶液可脱除空气中的并实现自身再生,原理如图所示,下列说法错误的是
A.图中的“脱除”“再生”两个过程均为氧化还原反应
B.“脱除”过程中,可观察到溶液中产生黄色浑浊
C.脱除,至少需要(标准状况)氧气
D.“再生”过程中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为
13.下列实验操作、现象与结论均正确的是
编号
实验操作
实验现象
实验结论
A
向溴水中通入SO2
橙红色褪去
SO2具有漂白性
B
向CuSO4溶液中通入H2S
出现黑色沉淀
酸性:H2S>H2SO4
C
向碘水溶液中加入CCl4,振荡
上层褪色,下层变紫
碘在CCl4中的溶解度大于它在水中的溶解度
D
向装有蔗糖的烧杯中加入浓硫酸
出现“黑面包”现象
浓硫酸具有吸水性
A.A B.B C.C D.D
14.以黄铁矿(主要成分是,设杂质均不参与反应)为原料来生产硫酸的工艺流程如图。下列说法不正确的是
A.将黄铁矿粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率
B.该生成工艺中每生成,有发生转移
C.和均是酸性氧化物,溶于水均得到相应的酸
D.不用水吸收的原因是与化合时放出大量热,易形成酸雾
15.硫及其化合物的“价−类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是
A.燃煤时为减少X的排放,可在煤中添加石灰石
B.X有漂白性,可使石蕊试液先变红后褪色
C.Z与铁反应时,Z的浓度越大,反应速率越快
D.N可由其相应单质直接化合生成
16.某研究小组用下列装置(夹持和加热装置已略去)研究不同价态硫元素之间的转化。
实验步骤为:①打开弹簧夹通入,一段时间后关闭弹簧夹;
②滴加浓硫酸,加热三颈烧瓶。
(1)通入的目的为 。
(2)三颈烧瓶中产生大量气体,甲同学猜测三颈烧瓶中的反应实现了的转化,提出在试管B中盛放品红溶液,出现 现象即可证明猜测正确。
(3)甲同学又提出把三颈烧瓶中的金属铜换成活性炭,也能实现的转化,写出反应的化学方程式 。
(4)为了实现的转化,乙同学在试管C中盛放新制氯水,观察到氯水褪色,反应的离子方程式为 ,设计实验证明实现了该转化 。实验中可以代替新制氯水的试剂有 (填标号)。
A.FeCl3溶液 B.滴有酚酞的NaOH溶液
C.淀粉—KI溶液 D.酸性KMnO4溶液
(5)丙同学提出利用该装置可同时实现与的转化,则试管C中盛放的试剂为 (写化学式)溶液。
17.在古代中国,稀硫酸被称为“绿矾油”。炼丹家孤刚子在其所著《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中就记载着“炼石胆取精华法”,即干馏石胆(胆矾)而获得硫酸。
Ⅰ.目前工业上主要采用接触法制备硫酸,其流程如下:
(1)黄铁矿中硫元素的化合价为 ,黄铁矿燃烧的化学反应方程式为 。
Ⅱ.硫酸的性质:某化学兴趣小组为了探究足量铁质材料(碳素钢)和浓硫酸反应的产物,利用下列装置进行了实验探究活动。
(2)A装置中用于添加浓硫酸的仪器名称为 ;请写出碳参与反应的化学方程式 。
(3)若观察到 现象时,说明有气体生成。实验过程中观察到 现象时,说明反应产物中还有生成。
(4)装置I中碱石灰的作用 。
18.某同学设计了如下装置用于制取SO2和验证SO2的漂白性、酸性、还原性。
回答下列问题:
(1)装置中发生反应的化学方程式为 。
(2)在框图内选择合适装置依次验证SO2的漂白性、酸性、还原性,上述各装置按气流从左到右方向连接顺序为A→ (填装置字母,还原性设计两个装置)。
(3)装置D中发生反应的离子方程式为 。
(4)已知:1.0mol/L的Fe(NO3)3溶液的pH=1,装置F中产生了白色沉淀,其成分是 填化学式,分析F中产生白色沉淀的原因 。
(5)装置A中的反应物Na2SO3可能部分被氧化,现需测定Na2SO3的纯度:称取10.00g Na2SO3样品,配成100mL溶液;移取25.00mL溶液,用0.20mol/L酸性KMnO4溶液进行滴定,消耗KMnO4溶液20.00mL,被还原成Mn2+,样品中Na2SO3的质量分数为 。
19.含硫元素的物质种类繁多,化合价和性质也各不相同。
请根据S元素的价类二维图,回答下列问题:
(1)请写出X的化学式 。
(2)在图中,S元素只体现还原性的物质是___________。
A.H2SO4 B.SO2 C.S D.H2S
(3)工业制备硫酸的过程中的物质变化过程一般是:S→SO2→SO3→H2SO4。其中最重要的一步是SO2的催化氧化,需要用催化剂、在加热条件下生成SO3,请写出该反应的化学反应方程式 。
(4)将H2S与SO2混合可生成淡黄色固体和水。请写出该反应的化学反应方程式 ,反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
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专题01 硫及其化合物的性质及转化
一、硫
1.硫元素的存在形态及物理性质
(1)游离态:在火山口附近或地壳的岩层例存在。
(2)化合态:以硫化物和硫酸盐的形式存在。
(3)物理性质:硫单质俗称硫黄,是一种淡黄色固体,不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2;有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
2.化学性质
从化合价角度认识硫单质的化学性质:
(1)与非金属反应 S+O2SO2 表现还原性,S+H2H2S,表现氧化性
(2)与金属反应 S+FeFeS ,S+2CuCu2S 表现氧化性
应用:汞洒落在地面,一般会用硫粉来处理,原理是S+Hg == HgS
(3)与热的强碱溶液反应(如NaOH溶液):
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O,既表现氧化性,又表现还原性。
【特别提醒】(1)硫的氧化性较弱,与变价金属反应,生成低价态的金属硫化物。而氯气与变价金属反应,生成高价态的金属氯化物。
(2)硫与氧气反应,无论氧气是否过量,只生成SO2,不能生成SO3。
二、二氧化硫
1.物理性质
二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水。
2.化学性质
从物质类别(酸性氧化物)及化合价的角度认识化学性质:
(1)具有酸性氧化物的性质
① 与H2O反应:SO2+H2OH2SO3(可逆反应)
② 与碱反应:如 SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O
【特别提醒】SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都会消失,故不能
用澄清石灰水鉴别SO2和CO2 。通常用以下方法鉴别:
a.将气体分别通入品红溶液中,使品红溶液褪色的是SO2,无变化的是CO2。
b.将气体分别通入酸性KMnO4溶液中,使酸性KMnO4溶液褪色的是SO2,无变化的是CO2。
c.将气体分别通入溴水(或氯水)中,使溴水(或氯水)褪色的是SO2,无变化的是CO2。
(2)还原性
与O2的反应:,生成的SO3也是酸性氧化物,SO3与H2O反应的化学方程式为:SO3+H2O===H2SO4
(3)氧化性
与H2S的反应:SO2+2H2S===3S+2H2O
(4)漂白性
① SO2通入品红溶液中,品红溶液褪色,加热时,溶液又变红色。
② SO2的漂白原理:SO2与某些有色物质生成不稳定的无色物质。这些无色物质容易分解又使有色物质恢复原来的颜色。
【归纳总结】几种常见物质漂白性比较
物质
SO2
HClO、NaClO、Ca(ClO)2、
H2O2、Na2O2、O3
活性炭
漂白原理
与有色物质结合生成无色物质
将有色物质氧化为无色物质
吸附有色物质
变化类型
化学变化
化学变化
物理变化
是否可逆
可逆,加热或久置后
恢复原来的颜色
不可逆,加热或久置后
不恢复原来颜色
—
漂白对象
有色的有机物,不能漂白指示剂
有色的有机物和指示剂
有机色质
【特别提醒】二氧化硫的三种“褪色”区分
(1)二氧化硫能使品红溶液褪色体现漂白性。
(2)二氧化硫使溴水、氯水及酸性高锰酸钾溶液褪色体现还原性。
(3)二氧化硫使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色体现其酸性氧化物的性质,说明其水溶液呈酸性。
3.SO2的实验室制法
(1)原理:常用Na2SO3固体与较浓H2SO4(70%)反应制取,反应方程式为
Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)实验装置(制气、干燥、收集、尾气处理)
三、三氧化硫
1.物理性质: 熔点为16.8℃,沸点为44.8℃,标准状况下为固态(NA题常考)。
2.化学性质:具有酸性氧化物的通性:
(1)与水反应: SO3+H2O===H2SO4
(2)与碱性氧化物反应: SO3+CaO === CaSO4
(3)与碱反应: SO3 + 2NaOH === Na2SO4 +H2O
(4)与某些盐溶液反应(如:BaCl2) SO3+H2O+BaCl2 === BaSO4↓ + 2HCl
四、硫化氢
1.物理性质: 无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体,常温常压下,1体积水约能溶解2.6体积的硫化氢气体,溶于水后得到氢硫酸。
2.化学性质
(1)弱酸性 H2S⇌H++HS-,HS-⇌H++S2-
(2)还原性(易被Cl2、O2、SO2、酸性高锰酸钾溶液等氧化)
2H2S+SO2===3S↓+2H2O; 2H2S+O2 ===2S↓+2H2O; 2H2S+3O2(足量)2SO2+2H2O
五、硫酸
1.硫酸的物理性质
硫酸是一种无色、黏稠的油状液体,密度比水的大。浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是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:具有酸的通性
(1)与指示剂反应,如石蕊遇酸变红
(2)与活泼金属反应,如Zn:Zn+2H+===Zn2++H2↑
(3)与金属氧化物反应,如CuO:CuO+2H+===Cu2++H2O
(4)与碱反应,如NaOH: OH-+H+===H2O
(5)与部分盐反应,如Na2CO3: CO+2H+===CO2↑+H2O
3.浓H2SO4的三大特性:吸水性、脱水性、强氧化性
(1)吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分、混在气体中的水分子以及结晶水合物中的水(如CuSO4∙5H2O固体滴几滴浓硫酸,现象是固体由蓝色变白色)。
(2)脱水性:浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。
(3)强氧化性:能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。
①与金属单质的反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
②与非金属单质的反应
在加热时,浓硫酸与木炭发生反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(4)常温下,铁、铝遇浓H2SO4发生钝化(钝化是化学变化),可用铝槽车运输浓H2SO4;体现了浓硫酸的强氧化性。
(5)可利用浓H2SO4的高沸点难挥发性制备易挥发性酸(HF、HCl等),
如2NaCl(固)+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑。
4.硫酸的工业制备
三步骤
三反应
黄铁矿煅烧或硫磺燃烧
4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
或 S+O2SO2
SO2的催化氧化
2SO2+O22SO3
SO3吸收(工业上用98.3%的浓硫酸来吸收)
SO3+H2O===H2SO4
六、SO的检验
1.原理:利用Ba2++SO===BaSO4↓(白色),BaS04不溶于稀盐酸、稀硝酸的特性来检验硫酸根离子。
2.试剂:可溶性钡盐(BaCl2)、稀盐酸。
3.操作方法:待检验溶液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)
七、除去粗盐中的可溶性杂质(可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质)
杂质
加入的试剂
离子方程式
可溶性
硫酸盐
过量BaCl2溶液
SO42-+Ba2+=== BaSO4↓
CaCl2
过量Na2CO3溶液
Ca2++CO32-=== CaCO3↓、Ba2++CO32-=== BaCO3↓
MgCl2
过量NaOH溶液
Mg2++2OH-=== Mg(OH)2↓
多余的
NaOH、Na2CO3
适量稀盐酸
OH-+H+=== H2O、CO32-+2H+=== H2O+CO2↑
八、硫及其化合物的相互转化及应用
1.不同价态含硫物质的价类二维图
①2H2S+SO2===3S+2H2O
②S+O2SO2
③2SO2+O22SO3
④SO2+H2OH2SO3
⑤SO3+H2O===H2SO4
⑥H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
2.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
1.《物理小识》中记载:“青矾(主要成分为FeSO4·7H2O)厂气熏人,衣服当之易烂,栽木不茂。”下列叙述错误的是
A.常温下,FeSO4·7H2O为绿色固体 B.青矾厂气有臭鸡蛋气味
C.青矾厂气中含有硫元素 D.青矾厂气的大量排放会导致形成酸雨
【答案】B
【分析】“青矾”的主要成分为FeSO4·7H2O,强热分解成Fe2O3、SO2、SO3和H2O,则“青矾厂气”的主要成分为SO2和SO3。
【详解】A.FeSO4·7H2O俗名绿矾,常温下,FeSO4·7H2O为绿色固体,故A正确;
B.青矾厂气中含有二氧化硫、三氧化硫等气体,二氧化硫、三氧化硫由刺激性气味,无臭鸡蛋气味,故B错误;
C.青矾厂气中含有二氧化硫、三氧化硫等气体,含有硫元素,故C正确;
D.青矾厂气中含有二氧化硫、三氧化硫等气体,大量排放会导致形成酸雨,故D正确;
选B。
2.下列化合物中不能由单质直接化合而制成的是
A.FeS B.Cu2S C.SO3 D.FeCl3
【答案】C
【详解】A.FeS可以由Fe与S两种单质直接化合而制成,,A项错误;
B.Cu2S可以由Cu与S两种单质直接化合而制成,,B项错误;
C.S与O2两种单质直接化合制得的是SO2,,即SO3不能由单质直接化合而制成,C项正确;
D.FeCl3可以由Fe与Cl2两种单质直接化合而制成,,D项错误;
答案选C。
3.下列关于的检验方法正确的是
A.先加稀盐酸,再加BaCl2溶液
B.先加BaCl2溶液,再加稀盐酸
C.加入BaCl2溶液与稀盐酸的混合溶液
D.先加稀硝酸,再加Ba(NO3)2溶液
【答案】A
【详解】A.先加稀盐酸,无明显现象,可排除碳酸根离子、银离子的影响,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,故A正确;
B.氯离子和银离子结合成氯化银沉淀,先加BaCl2溶液,再加稀盐酸,产生不溶于稀盐酸的白色沉淀,该沉淀也可能是氯化银,故B错误;
C.氯离子和银离子结合成氯化银沉淀,加入BaCl2和盐酸的混合溶液,有白色沉淀产生,该沉淀也可能是氯化银,故C错误;
D.亚硫酸根离子与稀硝酸发生氧化还原反应生成硫酸根离子,加入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生,该沉淀是硫酸钡,原溶液可能含,故D错误;
故选:A。
4.SO2是一种重要的氧化物,下列说法错误的是
A.葡萄酒中添加适量二氧化硫的作用是漂白杀菌
B.SO2可使酸性KMnO4溶液褪色
C.SO2属于酸性氧化物
D.SO2的排放会导致酸雨
【答案】A
【详解】A.在葡萄酒酿制过程中,葡萄汁中某些细菌的繁殖会影响发酵,添加适量的二氧化硫可以起到杀菌的作用;同时二氧化硫又是一种抗氧化剂,能防止葡萄酒中的一些成分被氧化,起到保质作用,并有助于保持葡萄酒的天然果香味,A项错误;
B.SO2具有还原性,能将酸性KMnO4溶液还原,使酸性KMnO4溶液褪色,B项正确;
C.SO2是能与碱反应生成盐和水的氧化物,属于酸性氧化物,C项正确;
D.SO2的排放会形成硫酸型酸雨,D项正确;
答案选A。
5.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.浓硫酸与单质碳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
【答案】C
【详解】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.浓硫酸与单质碳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;
故选C。
6.下列有关硫及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.硫单质呈黄色,可用作橡胶硫化剂
B.具有还原性,可用于漂白草编织物
C.具有还原性,可用于处理自来水中残留的
D.浓硫酸具有强氧化性,可用作酯化反应的催化剂
【答案】C
【详解】A.硫可用作橡胶硫化剂与其化学性质有关,与颜色无关,A错误;
B.具有漂白性,可用于漂白草编织物,B错误;
C.具有还原性,可用于处理自来水中残留的具有氧化性的,二者发生氧化还原反应,C正确;
D.浓硫酸具有吸水性,可用作酯化反应的催化剂,D错误;
故选C。
7.某化学兴趣小组用如图所示装置探究浓硫酸与蔗糖(C12H22O11)反应的产物,下列说法正确的是
A.若乙和丁处溶液褪色,均可说明SO2具有漂白性
B.若丙处生成淡黄色沉淀,则说明SO2具有还原性
C.若戊处品红溶液无明显现象,己处溶液变浑浊,则说明有CO2生成
D.若甲处蔗糖由白色变为黄色,最后呈黑色,则说明浓硫酸有吸水性
【答案】C
【分析】浓硫酸和蔗糖反应产生SO2、CO2,即甲装置产生的气体为SO2、CO2,SO2具有漂白性,可以用乙装置中的品红溶液进行检验,SO2具有氧化性,可以与H2S溶液反应产生黄色沉淀,SO2具有还原性,可以使酸性刚锰酸钾溶液褪色,戊装置中的品红溶液可以检验SO2是否除尽,己中澄清石灰水用于检验CO2。
【详解】A.丁处酸性刚锰酸钾溶液褪色,说明SO2具有还原性,A错误;
B.丙处生成淡黄色沉淀,则说明SO2与H2S反应产生S单质,说明SO2具有氧化性,B错误;
C.戊处品红溶液无明显现象,说明SO2已经除尽,己处溶液变浑浊,则说明有CO2生成,C正确;
D.甲处蔗糖由白色变为黄色,最后呈黑色,说明浓硫酸使蔗糖碳化,则说明浓硫酸有脱水性,D错误;
故答案选C。
8.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)。下列判断正确的是
A.硫是活泼的非金属元素,只以化合态存在于自然界中
B.反应①中生成的具有漂白性,因此可使溴水褐色
C.反应①②③④都属于氧化还原反应
D.可以用清洗实验③后附着在试管壁上的硫
【答案】D
【详解】A.在火山口存在游离态的硫,故A错误;
B. 使溴水褪色,体现还原性,与漂白性无关,故B错误;
C.反应②中元素化合价不变,不是氧化还原反应,故C错误;
D.硫易溶于CS2,可以用清洗实验③后附着在试管壁上的硫,故D正确;
选D。
9.探究硫元素单质及其化合物的性质,下列实验方案能达到探究目的的是
选项
探究目的
实验方案
A
SO2是否具有漂白性
将SO2通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色
B
SO2是否具有氧化性
将SO2通入Na2S溶液中,产生淡黄色沉淀
C
Na2SO3溶液是否变质
向Na2SO3溶液中加入盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀
D
S与C的非金属性强弱
将SO2通入饱和NaHCO3溶液中,产生使澄清石灰水变浑浊的气体
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.将SO2通入酸性KMnO4溶液中,发生氧化还原反应,二氧化硫作还原剂,高锰酸钾作氧化剂,使溶液紫色褪去,题意不符,A错误;
B.SO2通入Na2S溶液中,产生淡黄色沉淀,说明SO2具有氧化性,B正确;
C.向Na2SO3溶液中加入Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀,再加入稀硝酸,稀硝酸具有强氧化性,可氧化亚硫酸钡为硫酸钡,沉淀不溶解,不能判断是否有硫酸钡生成,与题意不符,C错误;
D.SO2通入饱和NaHCO3溶液中,产生使澄清石灰水变浑浊的气体,只能说明H2SO3的酸性比H2CO3强,不能说明S与C的非金属性强弱,D错误;
答案选B。
10.部分含硫物质的分类与相应硫元素化合价如图所示。下列说法不正确的是
A.将a通入至e的水溶液中,有黄色浑浊出现
B.将c通入紫色石蕊试液至过量,溶液先变红后褪色
C.足量的b与56g铁粉充分反应,转移电子的物质的量为2mol
D.g暴露在空气中易被氧气氧化变质
【答案】B
【详解】A.a为,e为,通入至的水溶液中,发生,有黄色浑浊出现,故A正确;
B.c为,与水反应显酸性,将通入紫色石蕊试液至过量,溶液变红,但是不能使指示剂褪色,故B错误;
C.足量的S与56g铁粉充分反应,发生反应,转移电子的物质的量为2mol,故C正确;
D.g为,暴露在空气中易被氧气氧化变质为,故D正确;
故答案为B。
11.如图所示为探究性质的微型实验,微型实验药品用量少,绿色环保。滤纸分别浸泡了相关试剂,实验时向试管中滴入几滴浓硫酸。下列说法正确的是
A.滤纸①先变红后褪色,体现了具有漂白性和酸性氧化物的性质
B.滤纸褪色均证明具有还原性
C.滤纸④上有黄色固体生成,证明具有氧化性
D.若滤纸④上析出了固体,则在滤纸④上发生的反应转移了电子
【答案】C
【分析】实验时向试管中滴入几滴浓硫酸,Na2SO3固体与浓硫酸反应产生SO2,根据实验现象探究SO2的性质。
【详解】A.SO2具有漂白性,但不能漂白酸碱指示剂,SO2只能使紫色石蕊溶液变红,但不会褪色,A错误;
B.SO2使碘水褪色体现SO2的还原性,SO2使品红溶液褪色体现SO2的漂白性,B错误;
C.滤纸④上有黄色固体生成,说明SO2和Na2S反应生成S,SO2中S元素化合价下降,体现SO2的氧化性,C正确;
D.滤纸④上析出的固体为S,S的物质的量为,反应中S元素的化合价由SO2中的+4价降至0价、由Na2S中-2价升至0价,S既是氧化产物、又是还原产物且氧化产物与还原产物物质的量之比为2∶1,故氧化产物物质的量为0.2mol、还原产物物质的量为0.1mol,反应中转移电子物质的量为0.4mol,D错误;
答案选C。
12.是一种具有臭鸡蛋气味的有毒气体,用硫酸铁溶液可脱除空气中的并实现自身再生,原理如图所示,下列说法错误的是
A.图中的“脱除”“再生”两个过程均为氧化还原反应
B.“脱除”过程中,可观察到溶液中产生黄色浑浊
C.脱除,至少需要(标准状况)氧气
D.“再生”过程中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为
【答案】C
【详解】A.再生过程反应为:,脱除过程反应为:,有元素化合价发生变化,因此均为氧化还原反应,故A正确;
B.脱除过程反应为:,反应中产生S产生,因此可观察到溶液中产生黄色浑浊,故B正确;
C.总反应为:,脱除,至少需要0.5mol氧气,至少需要(标准状况)氧气,故C错误;
D.再生过程反应为:,该反应中氧化剂是氧气,还原剂是硫酸亚铁,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:4,故D正确;
故答案选C。
13.下列实验操作、现象与结论均正确的是
编号
实验操作
实验现象
实验结论
A
向溴水中通入SO2
橙红色褪去
SO2具有漂白性
B
向CuSO4溶液中通入H2S
出现黑色沉淀
酸性:H2S>H2SO4
C
向碘水溶液中加入CCl4,振荡
上层褪色,下层变紫
碘在CCl4中的溶解度大于它在水中的溶解度
D
向装有蔗糖的烧杯中加入浓硫酸
出现“黑面包”现象
浓硫酸具有吸水性
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.SO2具有还原性,向溴水中通入SO2,橙红色褪去,说明SO2将Br2还原为Br-,体现了SO2具有还原性,A错误;
B.向CuSO4溶液中通入H2S,出现CuS黑色沉淀,该反应能发生是因为CuS难溶于水,且酸性:H2S<H2SO4,B错误;
C.碘在CCl4中的溶解度大于它在水中的溶解度,可用CCl4萃取碘水中的碘单质,上层褪色,下层变紫,C正确;
D.向装有蔗糖的烧杯中加入浓H2SO4,出现“黑面包”现象,该反应中生成碳和二氧化硫气体,体现浓H2SO4的脱水性、强氧化性,D错误;
故选C。
14.以黄铁矿(主要成分是,设杂质均不参与反应)为原料来生产硫酸的工艺流程如图。下列说法不正确的是
A.将黄铁矿粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率
B.该生成工艺中每生成,有发生转移
C.和均是酸性氧化物,溶于水均得到相应的酸
D.不用水吸收的原因是与化合时放出大量热,易形成酸雾
【答案】B
【分析】黄铁矿粉碎,增大接触面积,通入氧气后FeS2和氧气反应生成Fe2O3和SO2,反应方程式是,二氧化硫在催化剂的作用下生成三氧化硫,三氧化硫与水反应生成硫酸。
【详解】A.将黄铁矿粉碎,增大接触面积,可加快其在沸腾炉中的化学反应速率,故A正确;
B.根据反应可知,FeS2中硫元素化合价升高最终生成硫酸,关系式为: ,,因此每生成,有发生转移,故B错误;
C.和均是酸性氧化物,溶于水分别得到亚硫酸和硫酸,故C正确;
D.SO3与H2O化合时放出大量热,易形成酸雾,阻碍三氧化硫的吸收,故D正确;
故答案选B。
15.硫及其化合物的“价−类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是
A.燃煤时为减少X的排放,可在煤中添加石灰石
B.X有漂白性,可使石蕊试液先变红后褪色
C.Z与铁反应时,Z的浓度越大,反应速率越快
D.N可由其相应单质直接化合生成
【答案】A
【分析】X是S的+4价氧化物,X是SO2;Y是S的+6价氧化物,Y是SO3;Z是S的+6价含氧酸,Z是H2SO4;M是S的+6价含氧酸铜盐,M是CuSO4;H2S和CuSO4反应生成CuS沉淀,N是CuS;
【详解】A.在煤中添加石灰石,碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳,氧化钙和SO2反应生成亚硫酸钙,可以减少SO2的排放,故A正确;
B.SO2不能使指示剂褪色,SO2和水反应生成亚硫酸,SO2能使石蕊试液变红,故B错误;
C.浓硫酸与铁反应时,铁发生钝化,故C错误;
D.Cu和S反应生成Cu2S,CuS不能由其相应单质直接化合生成,故D错误;
选A。
16.某研究小组用下列装置(夹持和加热装置已略去)研究不同价态硫元素之间的转化。
实验步骤为:①打开弹簧夹通入,一段时间后关闭弹簧夹;
②滴加浓硫酸,加热三颈烧瓶。
(1)通入的目的为 。
(2)三颈烧瓶中产生大量气体,甲同学猜测三颈烧瓶中的反应实现了的转化,提出在试管B中盛放品红溶液,出现 现象即可证明猜测正确。
(3)甲同学又提出把三颈烧瓶中的金属铜换成活性炭,也能实现的转化,写出反应的化学方程式 。
(4)为了实现的转化,乙同学在试管C中盛放新制氯水,观察到氯水褪色,反应的离子方程式为 ,设计实验证明实现了该转化 。实验中可以代替新制氯水的试剂有 (填标号)。
A.FeCl3溶液 B.滴有酚酞的NaOH溶液
C.淀粉—KI溶液 D.酸性KMnO4溶液
(5)丙同学提出利用该装置可同时实现与的转化,则试管C中盛放的试剂为 (写化学式)溶液。
【答案】(1)排尽装置内的空气,防止+4价硫被氧化(写成、被氧化也可)
(2)溶液褪(退)色
(3)(浓)
(4) 取少量C中溶液于试管中,滴加溶液,有白色沉淀生成则证明实现了该转化 AD
(5)[、、等均可]
【分析】本实验研究S元素不同化合价之间的转化关系,A装置用Cu和浓硫酸在加热条件下制取SO2,B和C装置用于验证SO2的某些性质,SO2有毒,最后用D装置吸收SO2。
【详解】(1)通入的目的为了排尽装置内的空气,防止+4价硫被氧化;
(2)SO2具有漂白性,若试管B中盛放品红溶液,出现品红褪色,即可证明猜测正确;
(3)C和浓硫酸加热条件生成二氧化碳、二氧化硫和水,化学方程式为(浓);
(4)管C中盛放新制氯水,新制氯水具有氧化性与SO2发生氧化还原反应,离子方程式为;若要证明实现了该转化,只需要证明产物中存在硫酸根离子即可,故实验方案为:取少量C中溶液于试管中,滴加溶液,有白色沉淀生成则证明实现了该转化;新制氯水的作用是提供氧化剂,则选用氧化剂即可,I-具有还原性,不能氧化SO2,滴有酚酞的NaOH溶液不具有氧化性,FeCl3溶液、酸性KMnO4溶液,均能将SO2氧化为硫酸根离子,故选AD;
(5)利用该装置可同时实现与的转化,则发生的是归中反应,C装置可以盛放H2S溶液,发生的反应为2H2S+ SO2=3S↓+2H2O,或者用、、等均可实现该转化。
17.在古代中国,稀硫酸被称为“绿矾油”。炼丹家孤刚子在其所著《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中就记载着“炼石胆取精华法”,即干馏石胆(胆矾)而获得硫酸。
Ⅰ.目前工业上主要采用接触法制备硫酸,其流程如下:
(1)黄铁矿中硫元素的化合价为 ,黄铁矿燃烧的化学反应方程式为 。
Ⅱ.硫酸的性质:某化学兴趣小组为了探究足量铁质材料(碳素钢)和浓硫酸反应的产物,利用下列装置进行了实验探究活动。
(2)A装置中用于添加浓硫酸的仪器名称为 ;请写出碳参与反应的化学方程式 。
(3)若观察到 现象时,说明有气体生成。实验过程中观察到 现象时,说明反应产物中还有生成。
(4)装置I中碱石灰的作用 。
【答案】(1) -1
(2) 分液漏斗
(3) D装置中溶液不褪色,E装置中溶液变浑浊 G装置中黑色固体变为红色,H装置中白色固体变蓝
(4)防止空气中水蒸气进入H装置,对实验产生干扰
【分析】黄铁矿在空气中燃烧,生成三氧化二铁和二氧化硫,二氧化硫在五氧化二钒作催化剂、400~500℃的条件下催化氧化生成三氧化硫;分液漏斗中的浓硫酸与碳素钢中的碳在加热条件下发生反应,生成二氧化碳、二氧化硫和水,生成的混合气体通入品红溶液,二氧化硫具有漂白性,使品红溶液褪色,检验二氧化硫,二氧化硫具有还原性,能够和酸性高锰酸钾反应,将二氧化硫除去,再用品红溶液检验二氧化硫是否除尽,剩下的二氧化碳气态能使澄清石灰水变浑浊,碱石灰将二氧化碳和水蒸气除去,最后通入加热的氧化铜中,氧化铜黑色固体变为紫红色,无水硫酸铜变蓝,说明有水生成,证明混合气体中由氢气,最后的碱石灰可以防止空气中的水蒸气进入装置,干扰实验,据此回答。
【详解】(1)黄铁矿(FeS2)中硫元素的化合价为-1价;黄铁矿燃烧的化学反应方程式为
;
(2)由分析知,A装置中用于添加浓硫酸的仪器名称为分液漏斗;碳参与反应的化学方程式;
(3)由分析知,若D装置中溶液不褪色,证明已经将二氧化硫除尽,E装置中溶液变浑浊,说明混合气体中由含有二氧化碳,说明有二氧化碳生成;观察到G装置中黑色固体变为紫红色,H装置中白色固体变蓝时,说明反应产物中还有H2生成;
(4)由分析知,装置I中碱石灰的作用是防止空气中水蒸气进入H装置,对实验产生干扰。
18.某同学设计了如下装置用于制取SO2和验证SO2的漂白性、酸性、还原性。
回答下列问题:
(1)装置中发生反应的化学方程式为 。
(2)在框图内选择合适装置依次验证SO2的漂白性、酸性、还原性,上述各装置按气流从左到右方向连接顺序为A→ (填装置字母,还原性设计两个装置)。
(3)装置D中发生反应的离子方程式为 。
(4)已知:1.0mol/L的Fe(NO3)3溶液的pH=1,装置F中产生了白色沉淀,其成分是 填化学式,分析F中产生白色沉淀的原因 。
(5)装置A中的反应物Na2SO3可能部分被氧化,现需测定Na2SO3的纯度:称取10.00g Na2SO3样品,配成100mL溶液;移取25.00mL溶液,用0.20mol/L酸性KMnO4溶液进行滴定,消耗KMnO4溶液20.00mL,被还原成Mn2+,样品中Na2SO3的质量分数为 。
【答案】(1)Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)C→E→D→F→B或C→E→F→D→B
(3)5SO2+2+2H2O=4H++5+2Mn2+
(4) BaSO4 在酸性条件下SO2与反应生成
(5)50.4%
【分析】先用氮气通入排出装置内的空气,从分液漏斗中将浓硫酸滴入,亚硫酸钠固体和浓硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,C装置验证二氧化硫的漂白性,E装置验证二氧化硫的酸性,酸性高锰酸钾、氯化钡和硝酸铁的混合溶液都是验证二氧化硫的还原性,二氧化硫有毒,会污染环境,用B装置进行尾气处理。
【详解】(1)装置A是实验室制备二氧化硫的装置,其发生反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O,故答案为:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)A装置制备二氧化硫,C装置验证二氧化硫的漂白性,E装置验证二氧化硫的酸性,酸性高锰酸钾、氯化钡和氯化铁的混合溶液都是验证二氧化硫的还原性,二氧化硫有毒,会污染环境,用B装置进行尾气处理,因此上述各装置按气流从左到右方向连接顺序为A→C→E→D→F→B或A→C→E→F→D→B,故答案为:C→E→D→F→B或C→E→F→D→B;
(3)装置D中二氧化硫和酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸根、锰离子和氢离子,其反应的离子方程式为5SO2+2+2H2O=4H++5+2Mn2+,故答案为:5SO2+2+2H2O=4H++5+2Mn2+;
(4)装置F中产生了白色沉淀,在酸性条件下SO2与反应生成,硫酸根和钡离子反应生成硫酸钡,因此其成分是硫酸钡,故答案为:BaSO4;在酸性条件下SO2与反应生成,硫酸根和钡离子反应生成硫酸钡;
(5)由题意可知,反应消耗20.00mL 0.2000mol/L酸性高锰酸钾溶液,由离子方程式5+2+2H2O=4H++5+2Mn2+可知,10.00g样品中亚硫酸钠的物质的量为:n(KMnO4)= ×0.20mol/L×20.00×10-3L×=4×10-2mol,质量分数为:=50.4%,故答案为:50.4%。
19.含硫元素的物质种类繁多,化合价和性质也各不相同。
请根据S元素的价类二维图,回答下列问题:
(1)请写出X的化学式 。
(2)在图中,S元素只体现还原性的物质是___________。
A.H2SO4 B.SO2 C.S D.H2S
(3)工业制备硫酸的过程中的物质变化过程一般是:S→SO2→SO3→H2SO4。其中最重要的一步是SO2的催化氧化,需要用催化剂、在加热条件下生成SO3,请写出该反应的化学反应方程式 。
(4)将H2S与SO2混合可生成淡黄色固体和水。请写出该反应的化学反应方程式 ,反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
【答案】(1)
(2)D
(3)
(4) 2:1
【分析】物质所含元素化合价处于最高价,只具有氧化性,处于最低价,只具有还原性,处于中间价态,既有氧化性又有还原性。
【详解】(1)图中X为+4价硫的酸,为,故答案为:;
(2)A.H2SO4中S为+6价,处于最高价,S元素只体现氧化性,A错误;
B.SO2中S为+4价,处于中间价态,S元素体现氧化性、还原性,B错误;
C.S为0价,处于中间价态,S元素体现氧化性、还原性,C错误;
D.H2S中S为-2价,处于最低价,S元素只体现还原化性,D正确;
故答案为:D;
(3)SO2与氧气在催化剂、加热条件下生成SO3,反应的化学方程式为,故答案为:;
(4)从价类二维图中看,SO2中S具有+4价, H2S中S为-2价,可以反应生成S单质, H2S与SO2混合可生成淡黄色固体硫和水,反应的化学方程式为;该反应中S既是氧化产物又是还原产物,其中氧化产物与还原产物物质的量之比为2:1,故答案为:;2:1。
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