内容正文:
第4讲 硫及其化合物
考点1 硫及其氧化物
1.(2025·南京六校高三联合调研考试)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.硫化钠具有还原性,可用作Hg2+沉淀剂
B.浓硫酸具有吸水性,可用于干燥二氧化硫
C.硫黄为淡黄色固体,可用作制硫磺皂
D.二氧化硫具有氧化性,可用于漂白纸浆
答案 B
解析 A项,S2-和Hg2+可结合生成硫化汞沉淀,因此硫化钠可用作Hg2+沉淀剂,与硫化钠是否具有还原性无关;C项,硫黄可以制硫磺皂,与硫黄的颜色无关;D项,二氧化硫具有漂白性,可用于漂白纸浆。
2.部分含硫物质的类别与相应化合价及部分物质间转化关系如图。下列说法错误的是( )
A.a溶液放置在空气中一段时间会出现浑浊现象
B.空气中燃烧b可以得到大量的d
C.e的浓溶液可以用铁槽车运输是利用其强氧化性
D.b附着在试管壁上可以用二硫化碳或热的浓NaOH溶液洗涤
答案 B
3.(2025·江西省重点中学高三联考)某学习小组设计如图实验装置研究SO2与H2S反应能否制取S单质。下列说法错误的是( )
A.A装置分液漏斗中硫酸换成盐酸不影响对S单质的制取
B.B装置存在设计缺陷会造成实验失败和危险
C.C装置分液漏斗中应用浓硫酸
D.若B装置内壁出现淡黄色固体,说明SO2与H2S反应能制取S单质
答案 C
解析 盐酸也能与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,且挥发出来的HCl不与SO2、H2S反应,对实验无影响,A正确;B装置中没有设置气体的出口,随着反应进行,装置中的压强逐渐增大,可能会造成实验失败和危险,B正确;浓硫酸具有强氧化性,与FeS反应生成S单质和SO2,无法生成硫化氢,C错误;若B装置内壁出现淡黄色固体,说明SO2能与H2S反应制取S单质,D正确。
4.(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应方程式错误的是( )
溶液
现象
化学方程式
A
Na2S
产生淡黄色沉淀
3SO2+2Na2S===3S↓+2Na2SO3
B
FeCl3
溶液由棕黄色变浅绿色
2FeCl3+SO2+2H2O===2FeCl2+H2SO4+2HCl
C
CuCl2
溶液褪色,产生白色沉淀
SO2+2CuCl2+2H2O===2CuCl↓+H2SO4+2HCl
D
Na2CO3(含酚酞)
溶液由红色变无色
2SO2+Na2CO3+H2O===CO2+2NaHSO3
答案 A
解析 过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2S溶液反应,产生的淡黄色沉淀是S,还生成NaHSO3,因此,总反应的化学方程式为5SO2+2Na2S+2H2O===3S↓+4NaHSO3,A错误。
考点2 硫酸与硫酸盐
5.下列使用稀硫酸或浓硫酸的方法正确的是( )
A.浓硫酸和乙醇加热到170 ℃制乙烯
B.常温下浓硫酸和铁制硫酸铁
C.稀硫酸和铜加热制备二氧化硫
D.稀硫酸和氯化钠固体共热制备氯化氢
答案 A
解析 常温下浓硫酸与铁发生钝化,不能制备硫酸铁,故B错误;稀硫酸和铜不反应,故C错误;用浓硫酸和氯化钠固体共热制备氯化氢,故D错误。
6.(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 浓硫酸脱水过程中生成的SO2能使品红溶液褪色,体现了浓硫酸的强氧化性,C错误。
7.(2025·揭阳市同仁中学高三期中)探究金属与过量浓硫酸反应的装置(固定装置已略去)如图所示。关于实验操作或叙述错误的是( )
A.上下抽动铜丝,可控制反应随时发生或停止
B.e中可以选用NaOH溶液或酸性KMnO4溶液
C.其他条件不变,用铁丝代替铜丝,c、d中两次实验现象相同
D.为确定a中白色固体是否是硫酸铜,可向冷却后的试管中注入水,振荡后观察现象
答案 D
解析 装置a中反应后的溶液中含有浓硫酸,所以确定a中白色固体是否是硫酸铜时,应将装置a中试管内冷却的混合物沿杯壁缓缓倒入盛有水的烧杯中,并不断搅拌,观察溶液是否变蓝,D错误。
8.已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物均已略去。下列有关说法正确的是( )
A.X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性
B.若A为铁,则足量A与X在室温下即可完全反应
C.若A为碳单质,则将C通入少量的澄清石灰水中,最后有白色沉淀产生
D.工业上,B转化为D的反应条件为加热、使用催化剂
答案 D
解析 蔗糖变黑主要表现浓H2SO4的脱水性,A错误;Fe与浓硫酸在室温下发生钝化,B错误;A为碳,则C为CO2,过量CO2与Ca(OH)2反应生成Ca(HCO3)2,最后无沉淀,C错误;2SO2+O22SO3,D正确。
9.(2024·北京卷)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ的化学方程式:3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2的平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
答案 B
解析 反应Ⅱ的条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本等,增大压强或降低温度可提高反应Ⅱ的平衡转化率,Ⅱ中“常压”是为了降低生产成本,“400~500 ℃”是为了提高化学反应速率,B错误。
10.(2023·广东卷)按图装置进行实验。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,A错误;Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,B错误;撤掉水浴,重做实验,反应速率减慢,Ⅳ中红色褪去的速率减慢,D错误。
11.在实验室进行适量的铁粉和硫粉混合加热的实验,产物又进行了系列实验,流程如图所示。下列说法正确的是( )
A.气体A和气体D为同一物质,且均为氧化产物
B.硫元素参加了2个氧化还原反应
C.沉淀F可以和NaOH溶液在加热的条件下反应
D.若向固体B中加入浓硫酸,发生反应时被氧化的和被还原的均为同种元素
答案 C
解析
由上述分析知,气体D为SO2,是还原产物,A错误;铁粉和硫粉反应生成FeS,S和O2反应生成SO2,H2S和H2SO4(浓)反应生成S、SO2和H2O,反应中硫元素的化合价都发生改变,故硫元素至少参加了3个氧化还原反应,B错误;沉淀F是S,S与NaOH溶液在加热条件下反应生成Na2S、Na2SO3和H2O,C正确;固体B为FeS,FeS和浓硫酸反应生成Fe2(SO4)3、S、SO2和H2O,其中被氧化的元素为Fe和S,被还原的元素为S,故发生反应时被氧化的和被还原的不全是同种元素,D错误。
12.(2025·广东省江门市高三质检)连四硫酸钠(Na2S4O6)是生物酶、生物键的修复剂,其与盐酸反应的离子方程式为2S4O+4H+===3S↓+5SO2↑+2H2O,按如下装置制备足量SO2并探究其性质。下列表述不正确的是( )
A.Ⅱ中溶液由紫色变成红色
B.Ⅲ中溶液褪色说明SO2具有还原性
C.Ⅳ中溶液无明显变化
D.基于环保,本实验应连接尾气处理装置
答案 C
解析 Ⅱ中二氧化硫和水生成亚硫酸,能使紫色石蕊溶液变成红色,A正确;高锰酸钾溶液为紫红色,具有氧化性,二氧化硫具有还原性,二者发生氧化还原反应,则观察到紫红色逐渐变浅直至完全褪去,体现二氧化硫的还原性,B正确;二氧化硫被硝酸根离子氧化为硫酸根离子,再和钡离子生成硫酸钡沉淀,C错误;二氧化硫有毒,会污染空气,本实验应连接尾气处理装置,D正确。
13.(2025·广东六校高三联考)如图是硫元素的“价—类”二维图。下列说法正确的是( )
A.图中按箭头所示的转化均可一步实现
B.常温下,Cu与浓硫酸反应可生成b
C.可用盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液检验e是否变质
D.酸性环境下,f与e的水溶液混合后溶液变浑浊
答案 D
解析 由题图可知,a为S,b为SO2,c为SO3,d为Na2SO4,e为Na2SO3,f为Na2S,据此分析解题。S不能一步转化为SO3,A错误;铜和浓硫酸加热时反应生成CuSO4、SO2和H2O,B错误;NO在酸性条件下能将Na2SO3氧化为Na2SO4,故不能用盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液检验Na2SO3是否变质,C错误;酸性环境下,Na2S与Na2SO3的水溶液混合后发生反应:2S2-+SO+6H+===3S↓+3H2O,溶液变浑浊,D正确。
14.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 根据工艺流程逆向分析可知,以二氧化硫和纯碱为原料,得到的结晶成分为NaHSO3,则母液为饱和NaHSO3和过量的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的反应为Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3↓、SO2+NaHCO3===CO2+NaHSO3↓,此时会析出大量NaHSO3晶体,经过分离,将得到的湿料再进行气流干燥,最终得到NaHSO3产品。
15.某化学兴趣小组设计的一种从硫矿石(主要成分为硫黄,含少量FeS2)中提取硫的方法如图所示。
查阅资料:S的熔点为115.2 ℃;CS2的沸点为46.5 ℃。
下列说法错误的是( )
A.单质硫是分子晶体
B.过程①中CS2可用乙醇代替
C.过程③的目的是使CS2挥发,同时使硫从水中析出
D.将趁热过滤所得滤渣煅烧:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,反应中每生成1 mol SO2,转移电子的物质的量为5.5 mol
答案 B
16.焦亚硫酸钠是常用的食品抗氧化剂之一。利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5(焦亚硫酸钠)的工艺流程如图所示,已知:NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可制得Na2S2O5。下列说法不正确的是( )
A.步骤Ⅰ得到NaHSO3溶液
B.步骤Ⅱ的目的是使NaHSO3转化为Na2SO3,可用NaOH溶液代替Na2CO3固体
C.加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液
D.在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,可用一定浓度的碘标准液进行滴定
答案 B
17.(2025·甘肃省兰州市高三诊断)某小组同学探究SO2与新制Cu(OH)2反应的实验装置如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.配制70%硫酸溶液需要用到的仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管
B.装置B的作用是监控SO2的流速,其中试剂可以用饱和NaHSO3溶液
C.反应开始时装置C中出现砖红色沉淀,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
D.反应后向装置C的溶液中加入稀盐酸酸化后,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,证明反应中SO2作还原剂
答案 D
解析 由实验装置图可知,装置A中的亚硫酸钠固体与70%硫酸反应制备二氧化硫,装置B中盛有的饱和亚硫酸氢钠溶液用于监控二氧化硫的流速,装置C中二氧化硫与硫酸铜、氢氧化钠混合溶液发生氧化还原反应生成硫酸钠、氧化亚铜和水,装置D中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫,防止污染空气。由分析可知,装置C中二氧化硫与硫酸铜、氢氧化钠混合溶液发生氧化还原反应生成硫酸钠、氧化亚铜和水,则向装置C的溶液中加入稀盐酸酸化后,再滴加氯化钡溶液,有白色硫酸钡沉淀生成,因硫酸铜溶液中的硫酸根离子干扰实验,所以不能证明反应中二氧化硫作还原剂,故D错误。
18.(2025·福建省南平市高三质检)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,广泛用于纺织、医药、选矿、造纸工业。某实验小组拟用甲酸钠、烧碱、二氧化硫制备连二亚硫酸钠并测定其纯度。
查阅资料:连二亚硫酸钠是一种白色粉末,易溶于水,难溶于乙醇;加热到80 ℃以上分解出二氧化硫气体;在空气中能被氧化,是一种强还原剂。
Ⅰ.SO2的制备
(1)制备SO2时选用上图所示装置中的________(填标号),选用以下试剂中的________(填标号)。
A.铜粉 B.Na2SO3固体 C.98%硫酸
D.70%硫酸 E.10%硫酸
Ⅱ.Na2S2O4的制备
使用如图所示实验装置(加热、搅拌及夹持装置省略)制备Na2S2O4,实验步骤如下:
ⅰ.先通入N2一段时间;
ⅱ.然后持续通入SO2,保持水浴温度75 ℃左右,反应20 min;
ⅲ.停止加热,冷却至50 ℃;
ⅳ.拆卸装置,将d中的混合物进行过滤、洗涤,得到粗产品。
(2)步骤ⅰ中先通入N2的目的是____________________________________________________________________________(答出两点)。
(3)装置d中发生的主要反应的化学方程式为____________________________________________。
(4)步骤ⅳ中“洗涤”时,洗涤剂为________(填“水”或“乙醇”),进一步提纯Na2S2O4的方法为________。
Ⅲ.产品纯度的测定
称取纯化后的产品m g溶于水,加入足量0.1 mol·L-1 NaOH溶液后配成250 mL待测液,量取25.00 mL待测液于锥形瓶中,滴入2~3滴指示剂亚甲基蓝溶液,用0.1000 mol·L-1 K3[Fe(CN)6]标准溶液进行滴定{已知滴定过程中S2O转化为SO,[Fe(CN)6]3-转化为[Fe(CN)6]4-,杂质不参与反应},达到滴定终点时消耗标准溶液V mL。
(5)滴定过程中发生反应的离子方程式为______________________________________ __________________________________________________________________________________________________________。
(6)产品中Na2S2O4的质量分数为________。
(7)下列情况会造成测定结果偏小的是________(填标号)。
A.盛放待测液的锥形瓶内残留少量蒸馏水
B.未用K3[Fe(CN)6]标准液润洗酸式滴定管
C.滴定终点时俯视读数
答案 (1)c BD
(2)排尽装置内的空气,防止后续实验中生成的Na2S2O4被氧化;防止反应物甲酸钠被氧化(合理即可)
(3)HCOONa+NaOH+2SO2===Na2S2O4+CO2+H2O(或HCOONa+3NaOH+2SO2===Na2S2O4+Na2CO3+2H2O或HCOONa+2NaOH+2SO2===Na2S2O4+NaHCO3+H2O)
(4)乙醇 重结晶
(5)2[Fe(CN)6]3-+S2O+4OH-===2[Fe(CN)6]4-+2SO+2H2O
(6)% (7)C
解析 (6)用0.1000 mol·L-1 K3[Fe(CN)6]标准溶液进行滴定,S2O转化为SO,[Fe(CN)6]3-转化为[Fe(CN)6]4-,根据得失电子守恒得到比例关系:S2O~2[Fe(CN)6]3-,达到滴定终点时消耗标准溶液V mL,则固体中Na2S2O4的物质的量为×=×10-3 mol,则产品中Na2S2O4的质量分数为×100%=%。
(7)A项,盛放待测液的锥形瓶内残留少量蒸馏水,对实验结果无影响;B项,未用K3[Fe(CN)6]标准液润洗酸式滴定管,消耗K3[Fe(CN)6]标准液体积偏大,导致测定结果偏大;C项,滴定终点时俯视读数,读取的K3[Fe(CN)6]标准液体积偏小,导致测定结果偏小。
19.某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O3·5H2O。实验装置如图所示,可观察到②中溶液先析出黄色固体,其量先增多后又减少,当溶液pH至7左右时,溶液接近无色,说明反应已完成。
下列有关实验说法不正确的是( )
A.欲检验②中SO2是否被充分吸收,③中试剂可以是品红溶液
B.据反应现象推测②中含硫物质的转化顺序为SO2SNa2S2O3
C.蒸发结晶可得到产品Na2S2O3·5H2O
D.提纯Na2S2O3·5H2O晶体所用的方法为重结晶
答案 C
解析 欲检验②中SO2是否被充分吸收,③中试剂可以是品红溶液,若③中品红溶液未褪色,说明②中SO2被充分吸收,故A正确;②中溶液先析出黄色固体,其量先增多后又减少,推测②中含硫物质的转化顺序为SO2SNa2S2O3,故B正确;Na2S2O3·5H2O带有结晶水,直接蒸发结晶会失去结晶水,故C错误;提纯Na2S2O3·5H2O晶体所用的方法为重结晶,故D正确。
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