内容正文:
0
第五单元 非金属及其
重要化合物
第2讲 硫及其化合物
2
考点一
01
课时作业
硫及其氧化物、氢化物
06
目录
CONTENTS
考点二
02
高考真题演练
05
考点三
03
知识拓展
04
课时作业
硫酸 含硫化合物的转化
07
考点一 硫及其氧化物
1.硫
(1)硫的原子结构特点
硫的原子结构示意图为_____________,由此可知硫原子最外电子层上有_____个电子,在化学反应中容易__________2个电子形成__________价硫的化合物,表现出典型的__________性。
6
得到
-2
非金属
考点一
5
存在形态 形式 实例
游离态 单质硫 火山口附近或地壳的岩层里
化合态 硫化物、硫酸盐等 黄铁矿 黄铜矿 石膏 芒硝
__________________ ___________________ ____________________________ _______________________________________
(2)硫元素的存在
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
考点一
6
俗名 色、态 溶解性
__________ ___________,质______ _______溶于水,_____溶于酒精,__________溶于二硫化碳
(3)硫的物理性质
硫黄
黄色晶体
脆
难
微
易
考点一
7
(4)硫的化学性质(反应用化学方程式表示)
氧化
还原
氧化
还原
考点一
8
2.二氧化硫
(1)物理性质:SO2是一种________________________________气体;密度比空气的______;容易液化;______溶于水,常温下,1体积水大约能溶解40体积SO2。
(2)化学性质(反应用化学或离子方程式表示)
①酸性氧化物的通性
a.SO2能使紫色石蕊试液变______色。
b.与H2O反应:_____________________。
注意:H2SO3为弱酸,故SO2通入BaCl2、CaCl2中不会产生白色沉淀。
无色、有刺激性气味的有毒
大
易
红
考点一
9
c.与碱反应
NaOH足量:_____________________________。
NaOH少量: _____________________ 。
d.与碱性氧化物反应:CaO+SO2=== ___________。
②氧化性(如与H2S反应): _____________________________。
CaSO3
SO2+2H2S===3S+2H2O
考点一
10
③还原性
a.与O2反应:_______________________。
b.使溴水褪色: ___________________________________。
c.使酸性KMnO4溶液褪色: ________________________________________。
d.与FeCl3溶液反应: __________________________________________。
e.与H2O2溶液反应: _________________________。
④漂白性:SO2可使品红溶液________,加热后,溶液_________________,常用于检验SO2。
SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr
SO2+H2O2===H2SO4
褪色
由无色变为红色
考点一
11
(3)用途
①漂白纸浆、毛、丝等。
②杀菌消毒。
③作食品添加剂。食品中添加适量的SO2可起到防腐和抗氧化等作用。
3.三氧化硫
(1)物理性质:标准状况下,SO3是无色晶体,熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃。
(2)化学性质(反应用化学方程式表示)
①与水剧烈化合生成硫酸并放出大量的热:_________________________。
②与碱[如Ca(OH)2]反应: _____________________________。
③与碱性氧化物(如CaO)反应: _________________________。
SO3+H2O===H2SO4
SO3+Ca(OH)2===CaSO4↓+H2O
SO3+CaO===CaSO4
考点一
12
4.硫的氧化物的来源、危害及治理
煤
金属
5.6
脱硫
考点一
13
判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
(1)硫在自然界中仅以化合态存在。( )
错因:______________________________________________________________
(2)除去附着在试管内壁上的硫,可用酒精洗涤。( )
错因:______________________________________________________________ _______________________________
(3)将SO2通入紫色石蕊溶液中先变红后褪色。( )
错因:______________________________________________________________
×
在火山口附近或地壳的岩层里存在游离态的硫。
除去附着在试管内壁上的硫,可用热的NaOH溶液洗涤,也可用CS2洗涤,不能用酒精。
×
×
SO2不能漂白酸碱指示剂。
考点一
14
(4)SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆。( )
错因:______________________________________________________________ ___________________
(5)二氧化硫可广泛用于食品的增白。( )
错因:______________________________________________________________
(6)酸雨是指pH<7的雨水。( )
错因:______________________________________________________________
×
SO2的漂白性是因为其与有色物质结合生成不稳定的无色物质,不是因其具有氧化性。
二氧化硫不可广泛用于食品的增白,否则会导致人体肝肾的损伤。
酸雨的pH<5.6。
×
×
考点一
15
1.S的性质及应用
(1)无论O2是过量还是不足,硫在O2中燃烧的产物都是SO2。
(2)汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理(Hg+S===HgS)。
(3)实验室中,残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去,也可用热的NaOH溶液除去。
考点一
16
2.SO2的漂白性
(1)SO2具有漂白性,其漂白原理和HClO的漂白原理不同。SO2是与有色物质化合生成不稳定的无色物质,加热或日久复原,而HClO是利用其强氧化性把有色物质氧化为无色物质。
(2)SO2不能漂白酸碱指示剂,能使紫色石蕊试液变红色,但不能使之褪色。
(3)SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性而不是漂白性。
考点一
17
(4)常见的几种漂白剂的比较
漂白剂 漂白原理 变化类别 漂白特点
活性炭 吸附作用 物理变化 物理漂白
O3 强氧化性 化学变化 不可逆
HClO 强氧化性 化学变化 不可逆
H2O2 强氧化性 化学变化 不可逆
SO2 二氧化硫与有色物质化合生成不稳定的无色物质 化学变化 可逆
考点一
18
考点一
19
5.检验SO2和CO2同时存在的一般流程
流程设计 检验SO2⇨除去SO2⇨检验SO2是否除尽⇨检验CO2
实验装置
所选试剂 品红溶液 酸性KMnO4溶液 品红溶液 澄清石灰水
预期现象 褪色 褪色或颜色变浅 不褪色 变浑浊
考点一
20
[知识拓展] 硫化氢(H2S)
(1)物理性质:硫化氢是无色、有臭鸡蛋气味的气体,有剧毒,能溶于水(常温下约1∶2.6),是一种大气污染物。天然气中常混有少量硫化氢。
(2)化学性质
考点一
21
角度一 理解与归纳硫的性质及用途
1.如图是硫元素在自然界中的循环示意图,下列说法不正确的是( )
A.硫在自然界既有游离态又有化合态
B.煤中含有硫元素,燃煤中加入生石灰可脱硫
C.硫在反应中只能作还原剂
D.硫化氢溶于水得到氢硫酸,氢硫酸是弱酸,能与碱、碱性氧化物反应
考点一
22
2.下列说法错误的是( )
A.残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去,也可用热的NaOH溶液除去
B.硫单质与变价金属反应时一般生成低价态的金属硫化物
C.单质硫或含硫物质燃烧时,氧气少量时生成SO2,氧气足量时生成SO3
D.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理
考点一
23
角度二 理解与辨析硫的氧化物的性质
3.下列关于SO2和SO3的叙述正确的是( )
A.通常条件下,SO2是无色、无臭的气体,易溶于水
B.都是酸性氧化物,其水溶液都是强酸
C.都可使品红溶液褪色,加热时红色又能再现
D.都能跟碱液反应
考点一
24
4.(2025·广州市高三调研测试)将铜丝浸
没在浓硫酸中加热,按如图装置进行含硫物质
的实验。下列说法不正确的是( )
A.Cu与浓硫酸反应,体现H2SO4的酸性
和氧化性
B.湿润蓝色石蕊试纸变红,说明SO2是酸性氧化物
C.湿润品红试纸和酸性KMnO4溶液均褪色,体现SO2的还原性
D.Na2S溶液中出现淡黄色浑浊,体现SO2的氧化性
解析:SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现其还原性,而使湿润品红试纸褪色则体现其漂白性,C错误。
考点一
25
角度三 探究与创新SO2和CO2的鉴别和检验
5.下列溶液中能够鉴别SO2和CO2气体的是( )
①澄清石灰水 ②H2S溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④氯水 ⑤品红溶液
A.①②③ B.②③④
C.除①以外 D.全部
考点一
26
6.图中虚线框里的装置可用于检验浓硫酸与
木炭粉在加热条件下发生反应产生的所有气体产物。
请回答下列问题:
(1)如果将装置中①②③三部分仪器的连接顺序
变为②①③,则可以检出的物质是____________;不能检出的物质是________。
(2)如果将仪器的连接顺序变为①③②,则可以检出的物质是____________;不能检出的物质是________。
(3)如果将仪器的连接顺序变为②③①,则可以检出的物质是____________;不能检出的物质是________。
SO2、CO2
H2O
H2O、SO2
CO2
SO2、CO2
H2O
考点一
27
考点二 硫酸
硫酸根离子的检验
1.硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点_______, _______挥发。
(2)溶解性:浓H2SO4与水以_______比互溶,溶解时可放出______________,浓H2SO4稀释的方法是_________________________________________________ 。
高
难
任意
大量的热
将浓H2SO4沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌
考点二
29
2.稀硫酸具有酸的通性
红
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
Cu(OH)2+H2SO4===CuSO4+2H2O
BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl
考点二
30
3.浓硫酸的特性
NH3
HBr、HI、H2S
2∶1
钝化
考点二
31
BaCl2
考点二
32
5.硫酸的工业制备
(1)工艺流程
注意:工业上一般以硫黄或其他含硫矿物(黄铁矿)为原料制备硫酸,用98.3%的浓硫酸吸收SO3,可以避免用水吸收SO3产生的酸雾腐蚀设备,并且可以提高吸收率。
考点二
33
SO3+H2O===H2SO4
考点二
34
判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
(1)浓硫酸有强氧化性,所以浓硫酸可用于干燥H2和CO。( )
错因:______________________________________________________________
(2)室温下,不能将浓硫酸盛放在铁桶中。( )
错因:______________________________________________________________
错因:______________________________________________________________
×
浓硫酸有吸水性,所以浓硫酸可用于干燥H2和CO。
×
室温下,铁在浓硫酸中发生钝化,故能将浓硫酸盛放在铁桶中。
×
考点二
35
错因:______________________________________________________________
(5)100 mL 18.4 mol·L-1的浓硫酸与足量的铜反应,可产生SO2的物质的量为0.92 mol。( )
错因:______________________________________________________________
(6)碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查。( )
错因:______________________________________________________________
×
BaSO4、BaSO3均为白色沉淀。
浓H2SO4变稀后不与Cu反应,产生的SO2的物质的量小于0.92 mol。
碳酸钡可溶于盐酸,不能用于胃肠X射线造影检查。
×
×
考点二
36
考点二
37
(3)浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性(生成SO2)又表现酸性(生成硫酸盐)。浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性。
(4)铜只与热的浓H2SO4反应,当足量Cu与一定量浓H2SO4反应时,随反应的进行,当浓H2SO4变为稀H2SO4时就不再反应了,而Zn与浓H2SO4反应时先生成SO2,当浓H2SO4变稀时又生成H2。
(5)浓硫酸使结晶水合物失去结晶水体现吸水性。
考点二
38
角度一 分析与推测硫酸的性质与探究实验
1.下列关于硫酸的叙述正确的是( )
A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化
B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出SO2气体
C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥CO、H2S、H2、NH3等气体
D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
考点二
39
2.下列实验(夹持装置略去)所得结论不正确的是( )
A.实验Ⅰ中气体是H2 B.实验Ⅱ中没有发生化学反应
C.实验Ⅲ中气体是SO2 D.浓度、温度影响实验现象
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
产生大量无色气体 铁片表面迅速变暗,之后无明显变化 加热后产生大量无色有刺激性气味的气体
解析:常温下,铁片在浓硫酸中发生钝化,表面生成致密氧化膜而变暗,氧化膜阻止内层铁与浓硫酸继续反应,故变暗后无明显现象,B错误。
考点二
40
考点二
41
4.有一瓶Na2SO3溶液,可能部分被氧化,某同学进行如下实验:取少量溶液,滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,白色沉淀不溶解。对此实验的下列叙述正确的是( )
A.实验证实Na2SO3已部分被氧化
B.实验中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4
C.实验中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D.此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
解析:Na2SO3溶液可能部分被氧化,则滴入Ba(NO3)2溶液,生成的白色沉淀一定有亚硫酸钡,可能有硫酸钡,加入足量稀硝酸后,亚硫酸钡被氧化成硫酸钡,即此时的白色沉淀是硫酸钡。
考点二
42
角度三 探究与创新硫酸的工业制法
5.(2025·内蒙古自治区赤峰市高三联考)工业上以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料,采用接触法制备浓硫酸的原理如图:
下列说法不正确的是( )
A.用盐酸和烧碱可从烧渣中提取铁红
B.净化SO2的目的是防催化剂中毒降低活性
C.用水替代98.3%浓硫酸能提高吸收效率
D.制备硫酸的3个反应中2个是氧化还原反应
解析:三氧化硫与水反应放出大量热量,用水直接吸收三氧化硫会形成“酸雾”,污染环境且吸收效率低,故C错误。
考点二
43
6.根据工业上以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程回答下列问题:
(1)黄铁矿燃烧的化学方程式为___________________________________。
(2)接触室中发生反应的化学方程式为____________________。
(3)下列说法正确的是________(填字母)。
a.为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎
b.过量空气能提高SO2的转化率
c.使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率
d.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
abd
考点二
44
(4)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的SO2和铵盐。SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式为_____________________________________。
考点二
45
考点三 含硫物质的转化
氧化性
1.含硫物质的氧化性或还原性
氧化性
还原性
还原性
考点三
47
2.掌握硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化
写出②③④反应的化学方程式:
②______________________________________;
③ _____________________________________ ;
④ ______________________________________ 。
H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O
Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑
Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3
考点三
48
SO2+2H2S===2H2O+3S
考点三
49
CaCO3与H2SO4反应生成微溶的CaSO4覆盖在CaCO3表面,使内部的CaCO3不易与H2SO4反应。
判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
(1)因为SO2与H2SO4发生氧化还原反应,所以不能用浓H2SO4干燥SO2。( )
错因:______________________________________________________________ __________________________________
(2)可用硫酸清洗锅炉中的水垢。( )
错因:______________________________________________________________ _________________________________
×
H2SO4与SO2中S分别为+6价、+4价,处于相邻价态,不能发生氧化还原反应,能用浓H2SO4干燥SO2。
×
考点三
50
(3)氢硫酸放置在空气中易变浑浊,体现了H2S的氧化性。( )
错因:______________________________________________________________
(4)Na2SO3易被氧化为Na2SO4,但不能被还原。( )
错因:______________________________________________________________
×
变浑浊是因为H2S被空气中的O2氧化生成了S,体现其还原性。
Na2SO3中S为+4价,处于中间价态,既能被氧化,又能被还原。
×
考点三
51
一、含硫物质发生氧化还原反应的规律
1.当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,可用下图表示:
考点三
52
2.相邻价态的含硫物质间不发生氧化还原反应。如:S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
3.归中规律:当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2H2S+SO2===3S+2H2O,2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。(注意:生成的中间价态不同时,只相邻不交叉)
考点三
53
二、同价态硫元素之间的转化
同价态硫元素之间的转化也是物质推断的重要突破点,可以从物质类别的角度进行分析与迁移。
如:SO2、Na2SO3、NaHSO3之间的转化代表着酸性氧化物、正盐、酸式盐之间的转化;H2S、Na2S、NaHS之间的转化代表着二元弱酸、正盐、酸式盐之间的转化。
考点三
54
考点三
55
2.(2025·湖南长沙模拟)为探究不同价态硫元素之间的转化,设计了如图所示装置(夹持装置略去)。下列说法正确的是( )
A.①中未观察到蓝色固体,说明产物中不存在硫酸铜
B.②中溶液褪色,说明SO2具有漂白性
C.③中淡黄色粉末变白,说明反应生成了Na2SO3
D.④中产生淡黄色沉淀,证明S2-被氧化
考点三
56
3.中学化学中几种常见物质的转化关系如图(部分产物未列出)。A是一种金属单质,D是一种非金属固体单质。请回答下列问题:
(1)A、C、G的化学式分别为A_______,C___________,G________。
Fe
Fe2(SO4)3
FeS
考点三
57
D
SO2+H2O2===H2SO4
1.6 g
考点三
58
解析:从框图转化关系可知,A是一种变价金属,且能与稀硫酸反应,可知A是Fe,B是FeSO4,C是Fe2(SO4)3;非金属固体单质D能与Fe共热反应且能和O2反应,可知D是S单质,G是FeS;依此可推知E是SO2,F是H2SO4。
考点三
59
知识拓展 多硫化合物的性质与制备
一、硫代硫酸钠(Na2S2O3)
Na2S2O3·5H2O俗名大苏打,它是无色透明的晶体,易溶于水,溶于水后呈碱性。
知识拓展
61
2.Na2S2O3的制备方法
将Na2S和Na2CO3以2∶1的物质的量之比配成溶液,然后通入SO2,反应大致可分三步进行。
(1)Na2CO3和SO2反应生成Na2SO3:
Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2。
(2)Na2S与SO2反应生成Na2SO3和H2S:
Na2S+SO2+H2O===Na2SO3+H2S。
H2S是强还原剂,遇到SO2时析出硫:
2H2S+SO2===3S↓+2H2O。
知识拓展
62
(3)Na2SO3和S作用生成Na2S2O3:
Na2SO3+S===Na2S2O3。
将上面三步反应合并得到总反应:
2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2。
溶液蒸发浓缩后,冷却至293~303 K时即析出Na2S2O3·5H2O,用上述方法制得的Na2S2O3中常含有Na2SO4和Na2SO3等杂质。
知识拓展
63
知识拓展
64
知识拓展
65
知识拓展
66
(1)图中装有NaOH溶液的仪器的名称为___________,反应过程中持续通入氮气的目的是_____________________________________________________。
(2)(NH4)2S2O8可由电解硫酸铵和硫酸的混合溶液制得,写出电解时阳极的电极反应式:__________________________。
(3)Na2S2O8溶于水中,会发生一定程度的水解,最终仅生成H2SO4、Na2SO4和另一种常温下为液态且具有强氧化性的物质,写出该反应的化学方程式:____________________________________________。
分液漏斗
将三颈烧瓶中产生的NH3及时排出,减少副反应的发生
Na2S2O8+2H2O===H2SO4+Na2SO4+H2O2
知识拓展
67
(4)Na2S2O8具有强氧化性,该兴趣小组设计实验探究不同环境下Na2S2O8氧化性的强弱,将MnSO4·H2O(1.69 g)与过量Na2S2O8(10 g)溶于水中形成的混合溶液煮沸3 min,观察并记录加入试剂时和加热过程中的现象(如下表所示)。
知识拓展
68
①在________(填“中性”“酸性”或“碱性”)条件下,Na2S2O8的氧化能力最强。
②中性氧化时,会产生大量气泡,其原因为______________________________ ___________________________。
碱性
当滴入最后半滴H2O2溶液时,溶液由紫色变为无色,且在30 s内不变色
5.68×10-3V1
知识拓展
69
知识拓展
70
2.(2025·辽宁省沈阳市第二十中学高三质检)三硫代碳酸钠(Na2CS3)在农业上用作杀菌剂和杀线虫剂,在工业上用于处理废水中的重金属离子。某化学兴趣小组对Na2CS3的一些性质进行了探究性实验。
实验Ⅰ.探究Na2CS3的性质
步骤 操作及现象
① 取少量Na2CS3固体溶于蒸馏水中,配制成溶液并分成两等份
② 向其中一份溶液中滴加几滴酚酞试剂,溶液变成红色
③ 向另一份溶液中滴加用硫酸酸化的KMnO4溶液,紫色褪去
知识拓展
71
(1)H2CS3是________(填“强”或“弱”)酸。
(2)已知步骤③中反应的氧化产物是SO,则每生成1 mol SO,转移____mol 电子。
(3)某同学取步骤③反应后所得溶液于试管中,滴加足量盐酸和氯化钡溶液,他认为通过测定产生的白色沉淀的质量即可求出实验中所用的Na2CS3的质量,你是否同意他的观点并说明理由:______________________________________________ _____________________________________________________________________。
弱
8
知识拓展
72
实验Ⅱ.测定Na2CS3溶液的浓度
按如图所示装置进行实验:将50.0 mL Na2CS3溶液置于三颈烧瓶中,打开仪器M的活塞,滴入足量2.0 mol·L-1的稀H2SO4,关闭活塞。
知识拓展
73
(4)仪器M的名称是____________;反应开始前需要先通入一段时间N2,其作用为___________________________________________。
(5)B中发生反应的离子方程式为____________________________。
(6)为了计算三硫代碳酸钠溶液的浓度,可通过测定B中生成沉淀的质量来计算。称量B中沉淀质量之前需要进行的实验操作是____________、干燥,若B中生成沉淀的质量为8.4 g,则Na2CS3溶液的物质的量浓度是________mol·L-1。
分液漏斗
排尽装置中的空气,防止生成的H2S被氧化
Cu2++H2S===CuS↓+2H+
过滤、洗涤
1.75
知识拓展
74
知识拓展
75
3.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验:
实验一 焦亚硫酸钠的制取
采用如图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为Na2SO3+SO2===Na2S2O5。
知识拓展
76
(1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为___________________________________ 。
(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体,可采取的处理方法是________。
(3)装置Ⅲ用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填字母,下同)。
Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O
过滤
d
知识拓展
77
ae
取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成
知识拓展
78
实验三 葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定
(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方法如下:
(已知:滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI)
①按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00 mL,则该实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为________ g·L-1。
②在上述实验过程中,若有部分HI被空气氧化,则测得结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
0.16
偏低
知识拓展
79
知识拓展
80
高考真题演练
高考真题演练
1
2
3
4
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解析:根据原理示意图并结合得失电子守恒等可知,A正确;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;将黄铁矿换成硫黄,则不再产生Fe3O4,即可以减少废渣产生,C正确;硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3,可以用碱液吸收,D正确。
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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
2.(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( )
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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。
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3.(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
解析: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错误。
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4.(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
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5.(2022·江苏高考)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取SO2气体
B.用装置乙制取SO2水溶液
C.用装置丙吸收尾气中的SO2
D.用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
解析:C项,SO2不会与饱和NaHSO3溶液发生反应,因此装置丙不能吸收尾气中的SO2。
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6.(2022·湖北高考)硫代碳酸钠能用于处理废水中的重金属离子,可通过如下反应制备:2NaHS(s)+CS2(l)===Na2CS3(s)+H2S(g),下列说法正确的是( )
A.Na2CS3不能被氧化
B.Na2CS3溶液显碱性
C.该制备反应是熵减过程
D.CS2的热稳定性比CO2的高
解析:Na2CS3中硫元素为-2价,能被氧化,A错误;由反应方程式可知,固体与液体反应生成了气体,故该反应是熵增过程,C错误;S的原子半径比O的大,故C===S键键长比C===O键键长长,键能小,故CS2的热稳定性比CO2的低,D错误。
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7.(2022·广东高考)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
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8.(2024·广东卷节选)含硫物质种类繁多,在一定条件下可相互转化。
(1)实验室中,浓硫酸与铜丝反应,所产生的尾气可用_____________________溶液吸收(填化学式)。
(2)工业上,烟气中的SO2可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收,生成石膏。该过程中,________被氧化(填元素符号)。
NaOH(其他合理答案也可)
S
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9.(2023·浙江6月选考)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如下流程脱除或利用。
已知:
请回答:
(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的SO2可以在炉内添加CaCO3通过途径Ⅰ脱除,写出反应方程式_________________________________________。
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(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的SO2,通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是________。
A.燃煤中的有机硫主要呈正价
B.化合物A具有酸性
C.化合物A是一种无机酸酯
D.工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓H2SO4吸收
②一定压强下,化合物A的沸点低于硫酸的原因是_______________________ ________________。
BCD
硫酸分子能形成更多的分子间氢键
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(3)设计实验验证化合物A中含有S元素__________________________________ _______________________________________________________________________________________;
写出实验过程中涉及的反应方程式______________________________________
_____________________________________________________________________。
取化合物A加入足量氢氧化钠溶液,反应完全后加入盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡生成白色沉淀,说明A中含有S元素
+2NaOH===CH3OH+Na2SO4+H2O、HCl+NaOH===NaCl+H2O、Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl
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课时作业——硫及其氧化物、氢化物
[建议用时:40分钟]
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.《天工开物》中篇·燔石中记载:“凡烧硫黄石,与煤矿石同形。……石精感受火神,化出黄光飞走,遇盂掩住不能上飞,则化成汁液靠着盂底,其液流入弦袋之中,其弦又透小眼流入冷道灰槽小池,则凝结而成硫黄矣。”下列说法错误的是( )
A.描述制取硫的过程中涉及氧化还原反应、汽化、液化、凝固
B.硫元素全部以化合态存在于自然界中
C.硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳
D.用硫粉可以处理洒落在地上的金属汞
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课时作业1
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2.下列关于SO2的说法不正确的是( )
A.工业制备硫酸后含SO2的尾气大量排放至空气中会形成酸雨
B.葡萄酒中使用SO2作抗氧化剂是利用了SO2的还原性
C.SO2与H2S气体混合,产生淡黄色固体,体现了SO2的氧化性
D.SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中,红色褪去,向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液,红色复现,体现了SO2的漂白性
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课时作业1
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3.据我国古代第一部药物学专著《神农本草经》记载:“石流黄(即硫黄)能化金银铜铁奇物”,所得产物不可能是( )
A.Au2S B.Ag2S
C.CuS D.FeS
解析:硫的氧化性较弱,与变价金属反应一般生成低价的硫化物,所以与铜反应生成Cu2S,故选C。
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课时作业1
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4.将SO2分别通入下列四种溶液中,有关说法正确的是( )
A.试管a中实验可以证明SO2具有漂白性
B.试管b中溶液褪色,说明SO2具有强氧化性
C.试管c中能产生白色沉淀,说明SO2具有还原性
D.试管d中能产生白色沉淀,该沉淀完全溶于稀硝酸
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课时作业1
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5.Cl2和SO2都能使品红溶液褪色。若将等物质的量的Cl2、SO2混合后再通入品红与BaCl2的混合溶液,能观察到的现象是( )
①溶液很快褪色 ②溶液不褪色 ③出现沉淀 ④不出现沉淀
A.①②
B.①④
C.②③
D.②④
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课时作业1
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解析:B项,装置乙不能检验分解产生的SO2,产物中的SO3会对SO2的检验造成干扰,并且SO2不能使石蕊溶液褪色,错误;C项,SO3易溶于水,当混合气体经过乙时,SO3会被吸收,所以要想检验SO3,应该把乙和丙的位置互换,错误;D项,装置丁中NaHSO3溶液不能吸收SO2,错误。
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课时作业1
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7.(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
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课时作业1
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二、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
9.某学习小组用如图所示实验装置,制备
二氧化硫并研究其性质,下列说法错误的是( )
A.该实验装置用注射器加入浓硫酸
可以控制生成气体的量和反应速率,且符合绿色
化学理念
B.反应开始后③处的品红溶液褪色,然后点燃酒精灯,溶液不会恢复到原来的颜色
C.通过实验可得出二氧化硫有还原性,故其能使新制氯水褪色
D.⑥处褪色是因为SO2具有漂白性
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课时作业1
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解析:硫酸根离子的检验需要先加入盐酸排除银离子等的干扰,再加氯化钡,产生白色沉淀证明有硫酸根离子,A错误;反应②中氧气中氧元素化合价由0变为-2,为氧化剂,Ce3+化合价升高,发生氧化反应得到氧化产物Ce4+,根据得失电子守恒可知O2~4e-~4Ce4+,故氧化剂与氧化产物的物质的量之比为1∶4,C错误;根据得失电子守恒可知O2~4e-~2SO2,理论上每吸收标准状况下224 mL SO2(为0.01 mol),消耗0.005 mol氧气,为0.16 g,D错误。
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课时作业1
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11.实验室用如图所示装置(夹持装置略)制备H2S并验证相关物质的性质。下列有关试剂A的说法正确的是( )
A.若为SO2水溶液,可验证SO2的氧化性
B.若为CuSO4溶液,则发生氧化还原反应
C.若为溴水,观察到溶液出现淡黄色浑浊
D.若为含AgNO3和AgCl的浊液,可证明Ksp:Ag2S<AgCl
解析:若试剂A为CuSO4溶液,发生反应H2S+CuSO4===CuS↓+H2SO4,该反应是复分解反应,没有元素化合价的升降,不是氧化还原反应,B错误;若试剂A为含AgNO3和AgCl的浊液,Ag+过量,生成黑色沉淀,不能证明AgCl沉淀转化成Ag2S沉淀,且二者组成不相似,因此不能确定Ksp(AgCl)与Ksp(Ag2S)的大小关系,D错误。
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课时作业1
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13.CaS用于制备除虫剂、发光材料等。某课题小组拟用硫酸钙和焦炭在高温下反应制备硫化钙并检验产物。
(1)甲同学设计如图所示实验装置检验气体产物。
①B装置的作用是______________。
②D和E装置能检验A装置的反应产物中的________(填化学式)。
③E装置中可能出现的现象是____________。
吸收酸性气体
CO
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课时作业1
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(2)乙同学提出,根据氧化还原反应原理,A装置中
的气体产物可能还有CO2、SO2,为了验证他的猜想,选
择下列仪器设计实验方案(同一种仪器可重复使用)。
①气流从左至右,仪器连接顺序为A、F、____________。
②能证明有CO2的现象是____________________________________________。
③除去SO2的离子方程式为__________________________________________。
(3)经实验检验出气体产物有SO2、CO、CO2且气体体积之比为1∶1∶2,写出A中反应的化学方程式:_____________________________________________。
J、F、I、M
第2个F装置中溶液不褪色,I装置中溶液变浑浊
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课时作业1
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解析:(2)①SO2与CO2共存时,应先检验SO2(F装置),然后除尽SO2并检验已除尽(J和F装置),再检验CO2(I装置),因尾气中还有有毒气体CO,用M装置进行收集。
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课时作业1
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课时作业——硫酸 含硫化合物的转化
[建议用时:40分钟]
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.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
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课时作业2
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2.设计实验验证木炭和浓硫酸反应的产物。下列装置和操作能达到实验目的的是( )
A.用装置甲实现木炭与浓硫酸反应
B.用装置乙检验产物中的SO2
C.用装置丙检验产物中的水蒸气
D.用装置丁检验产物中的CO2
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课时作业2
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3.对下列事实的解释错误的是( )
A.加热盛有浓硫酸和木炭的试管,有CO2和SO2气体生成,说明浓硫酸具有强氧化性
B.向50 mL 18 mol·L-1 H2SO4溶液中加入足量的铜片加热充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量小于0.45 mol,说明铜与稀硫酸不反应
C.常温下,浓硫酸可以用铝制容器贮存,说明铝与浓硫酸不反应
D.反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4能进行,说明CuS既不溶于水也不溶于稀硫酸
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课时作业2
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解析:反应停止后,①中浓硫酸过量,有剩余,将水加入①中会造成试管中液体飞溅,发生危险,D错误。
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课时作业2
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5.(2025·合肥市高三教学质量检测)工业上以硫黄或黄铁矿为原料制备硫酸的原理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.通过量的空气可将硫黄直接转化为SO3
B.控制温度为400~500 ℃可增大催化剂活性
C.吸收剂b可选用98.3%的浓硫酸
D.工业上可用氨水处理尾气中的SO2
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课时作业2
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6.下列有关浓硫酸的叙述正确的是( )
A.浓硫酸具有吸水性,可以干燥SO2、N2
B.浓硫酸与金属活动性顺序中排在氢后面的金属反应生成的气体一般为SO2,与氢前面的金属反应生成的气体一般为H2
C.在浓硫酸与锌片共热的反应中,浓硫酸只表现强氧化性
D.H2SO4是难挥发性强酸,硫化氢是挥发性弱酸,所以可用浓硫酸与FeS反应制取H2S气体
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课时作业2
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7.蔗糖与浓硫酸反应的探究实验改进装置如图所示,该实验设计更加体现了“绿色”“微型”的特点,下列说法正确的是( )
A.蔗糖与浓硫酸的反应主要体现了浓硫酸的吸水性和强氧化性
B.反应中,品红溶液褪色,加热后又恢复红色
C.紫色石蕊溶液先变红后褪色
D.该装置无法证明二氧化硫具有氧化性
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课时作业2
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8.下列有关不同价态含硫化合物的说法错误的是( )
A.工业接触法制备硫酸涉及的转化为FeS2→X→Y→Z
B.实验室制备乙炔中的硫化氢杂质可用M溶液除去
C.黄铁矿的主要成分为FeS2,该化合物中阴、阳离子个数比为1∶1
D.硫在过量氧气中燃烧能够生成Y
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课时作业2
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实验操作 实验① 实验② 实验③
金属为铜 金属为锌 金属为铝
点燃 不燃烧 燃烧 燃烧
通入酸性KMnO4溶液 褪色 褪色 褪色
通入CuSO4溶液 无明显变化 无明显变化 出现黑色沉淀
通入品红溶液 褪色 褪色 不褪色
二、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
9.某研究性小组探究不同金属和浓硫酸的反应,向三等份浓硫酸中分别加入大小相同的不同金属片,加热,用生成的气体进行下表实验操作并记录实验现象。
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课时作业2
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下列说法中不正确的是( )
A.实验①中,使酸性KMnO4溶液褪色的气体是SO2
B.实验③中,燃烧现象能证明生成气体中一定含有H2S
C.实验②中,生成的气体一定是混合气体
D.金属与浓硫酸反应的还原产物与金属的活动性顺序有关
解析:铝与浓硫酸反应产生的气体,通入CuSO4溶液,出现黑色沉淀,推测生成气体中一定含有H2S,但仅据燃烧现象不能证明生成气体中含有H2S,还可能是H2,B错误。
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课时作业2
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解析:Na2S2O3·5H2O带有结晶水,直接蒸发结晶会失去结晶水,故C错误。
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课时作业2
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11.将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体A 16.8 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释到1 L,测得溶液的pH=0,则下列叙述中错误的是( )
A.气体A为SO2和H2的混合物
B.气体A中SO2和H2的体积比为1∶4
C.反应中共消耗锌0.75 mol
D.反应中共转移电子1.5 mol
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课时作业2
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解析:100 mL 18.5 mol·L-1浓硫酸中所含H2SO4的物质的量为1.85 mol,标准状况下16.8 L气体的物质的量为0.75 mol,1 L pH=0的溶液中H+的物质的量为1 mol。浓H2SO4与Zn反应,最初产生SO2,浓硫酸变为稀硫酸后产生H2,反应方程式依次为Zn+2H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2H2O和Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,根据题意,反应后剩余的H+的物质的量为1 mol,即剩余H2SO4 0.5 mol,反应消耗的H2SO4是1.85 mol-0.5 mol=1.35 mol,假设生成H2、SO2两种气体,物质的量分别为x、y,根据题意可得x+y=0.75 mol,x+2y=n消耗(H2SO4)=1.35 mol,联立求解可得x=0.15 mol,y=0.6 mol,则假设成立,气体A中SO2和H2的体积比为4∶1,B错误。
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实验 操作 现象
Ⅰ 向甲中滴加石蕊试液 溶液显红色
Ⅱ 向淀粉溶液中滴加几滴碘水,然后再滴加适量的乙,振荡 淀粉溶液先变蓝后变为无色
Ⅲ 向丙中滴加Ba(OH)2溶液,过滤,将固体转移至足量稀盐酸中 产生白色沉淀,固体转移至盐酸中未完全溶解
Ⅳ 向丁中滴加70%硫酸 生成刺激性气味的气体
12.(2025·潍坊市高三开学调研)某小组常温下取焦亚硫酸钠(Na2S2O5)样品溶于水,将溶液分成甲、乙、丙、丁四份,探究其溶液的性质。实验记录如表。
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课时作业2
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课时作业2
130
还原
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课时作业2
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90.36
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14
课时作业2
132
14.(2024·辽宁卷)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
1
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3
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14
课时作业2
133
回答下列问题:
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用“细菌氧化”形成的天然“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要溶质为________(填化学式)。
(2)“细菌氧化”中,FeS2发生反应的离子方程式为_____________________ _____________________________________________。
(3)“沉铁砷”时需加碱调节pH,生成__________(填化学式)胶体起絮凝作用,促进了含As微粒的沉降。
(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率,相比“焙烧氧化”,“细菌氧化”的优势为________(填标号)。
A.无需控温 B.可减少有害气体产生
C.设备无需耐高温 D.不产生废液废渣
CuSO4
Fe(OH)3
BC
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14
课时作业2
134
(5)“真金不怕火炼”,表明Au难被O2氧化,“浸金”中NaCN的作用为___________________________________________。
(6)“沉金”中Zn的作用为__________________________________。
(7)滤液②经H2SO4酸化,[Zn(CN)4]2-转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为_________________________________________________。用碱中和可生成_________(填溶质化学式)溶液,从而实现循环利用。
作络合剂,将Au转化为[Au(CN)2]-从而浸出
作还原剂,将[Au(CN)2]-还原为Au
Na2[Zn(CN)4]+2H2SO4===ZnSO4+4HCN+Na2SO4
NaCN
1
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13
14
课时作业2
135
R
1.了解硫的原子结构特点及硫元素的存在。2.理解与辨析硫及其重要化合物的主要性质、相互转化及应用。3.了解硫及其重要化合物对环境的影响。4.掌握SO2的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法等)及检验。5.了解硫酸的工业制法。6.掌握SOeq \o\al(2-,4)的检验方法。
2Cu+Seq \o(=====,\s\up17(△))Cu2S
S+2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up17(△))3SO2↑+2H2O
Fe+Seq \o(=====,\s\up17(△))FeS
H2+Seq \o(=====,\s\up17(△))H2S
S+O2eq \o(=====,\s\up17(点燃))SO2
SO2+H2OH2SO3
SO2+2OH-===SOeq \o\al(2-,3)+H2O
SO2+OH-===HSOeq \o\al(-,3)
2SO2+O2eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3
5SO2+2MnOeq \o\al(-,4)+2H2O===5SOeq \o\al(2-,4)+2Mn2++4H+
SO2+2Fe3++2H2O===SOeq \o\al(2-,4)+2Fe2++4H+
3.SO2的制取原理:Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑(一般用70%的硫酸)。
4.除去CO2中的SO2的方法
(1)CO2(SO2)eq \o(――――――――→,\s\up17(饱和NaHCO3溶液))CO2:SO2+HCOeq \o\al(-,3)===CO2+HSOeq \o\al(-,3)。
(2)CO2(SO2)eq \o(――――――――→,\s\up17(KMnO4/H+或溴水))CO2。
弱酸性
H2S的水溶液称为氢硫酸,电离方程式:H2SH++HS-,HS-H++S2-
不稳定性
H2Seq \o(=====,\s\up17(△))H2+S
还原性
2H2S+3O2(足量)eq \o(=====,\s\up17(点燃))2SO2+2H2O
2H2S+SO2===3S+2H2O
沉淀溶液中的某些金属离子
如:H2S+Cu2+===CuS↓+2H+
H2SO4===2H++SOeq \o\al(2-,4)
eq \a\vs4\al\co1(浓硫酸)
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(吸水性:常用作干燥剂,但不能干燥碱性气体,如_________________,,也不能干燥还原性气体,如______________________,脱水性:将有机物中的H、O原子以_____________的比例脱去,,如蔗糖脱水炭化,\a\vs4\al\co1(强氧化性)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①常温下,铁、铝遇浓硫酸______________,故可,用铁罐车、铝槽车装运浓硫酸,②与Cu反应:___________________________________________________,③与C反应:_____________________________________________))))
Cu+2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up17(△))CuSO4+SO2↑+2H2O
C+2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up17(△))CO2↑+2SO2↑+2H2O
4.SOeq \o\al(2-,4)的检验
被检液eq \o(―――――→,\s\up17(加足量),\s\do17(稀盐酸酸化))取清液eq \o(―――――→,\s\up17(滴加),\s\do17(__________溶液))有白色沉淀,证明含有SOeq \o\al(2-,4)。
先加稀盐酸的目的是排除常见_____________________等的干扰。
[知识拓展] SOeq \o\al(2-,3)的检验
①向溶液中加入盐酸,将产生的无色气体通入品红溶液中,红色褪去。
②加入氯化钡溶液生成白色沉淀,然后加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。
Ag+、COeq \o\al(2-,3)、SOeq \o\al(2-,3)
(2)反应原理
①燃烧黄铁矿(FeS2)或硫制备SO2:____________________________________或S+O2eq \o(=====,\s\up17(点燃))SO2。
②SO2转化为SO3:________________________。
③吸收SO3生成H2SO4:______________________。
4FeS2+11O2eq \o(=====,\s\up17(高温))2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(加热))2SO3
(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SOeq \o\al(2-,4)。( )
不能排除SOeq \o\al(2-,3)的干扰。
(4)用BaCl2溶液鉴别SOeq \o\al(2-,4)与SOeq \o\al(2-,3)。( )
1.SOeq \o\al(2-,4)的检验要点
检验SOeq \o\al(2-,4)时,不能直接加入盐酸酸化的BaCl2溶液,因为原溶液中若有Ag+,会干扰SOeq \o\al(2-,4)的检验;也不能用HNO3酸化,所用钡盐溶液不能用Ba(NO3)2溶液,因为在酸性条件下,SOeq \o\al(2-,3)、HSOeq \o\al(-,3)等会被NOeq \o\al(-,3)氧化为SOeq \o\al(2-,4),干扰SOeq \o\al(2-,4)的检验。
2.浓H2SO4的性质要点
(1)H2SO4是高沸点、难挥发性的强酸,利用这一性质可以制取HCl和HF:H2SO4(浓)+NaCleq \o(=====,\s\up17(微热))NaHSO4+HCl↑,CaF2+H2SO4===CaSO4+2HF↑。
(2)浓硫酸能氧化(必要时加热)除Au、Pt等少数金属以外的所有金属,其还原产物是SO2而不是H2。
角度二 分析与推测硫酸根离子的检验
3.要检验某无色溶液是否含有SOeq \o\al(2-,4),下列操作最合理的是( )
A.加入Ba(NO3)2溶液后再加稀HNO3酸化
B.加入BaCl2溶液后再加盐酸酸化
C.加入盐酸酸化后再加BaCl2溶液
D.加入稀HNO3酸化后再加Ba(NO3)2溶液
4FeS2+11O2eq \o(=====,\s\up17(高温))2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do17(加热))2SO3
SO2+Br2+2H2O===4H++2Br-+SOeq \o\al(2-,4)
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
如H2Seq \o(,\s\up17(①O2(不足)),\s\do17(③H2、△))Seq \o(,\s\up17(②O2),\s\do17(④H2S))SO2eq \o(――→,\s\up17(⑤O2))SO3
写出③④反应的化学方程式:
③_____________________________;
④_____________________________。
S+H2eq \o(=====,\s\up17(△))H2S
三、含硫物质的连续氧化
H2S(或S)eq \o(――→,\s\up17(O2(足量)))SO2eq \o(――→,\s\up17(O2),\s\do17(催化剂))SO3
1.下列有关硫及其化合物的说法正确的是( )
A.SO2、H2SO3均具有还原性,故浓H2SO4均能氧化SO2和H2SO3
B.H2S与浓H2SO4在不同的条件下反应的氧化产物均为SO2
C.单质eq \o(――→,\s\up17(+O2))氧化物eq \o(――→,\s\up17(+H2O))酸或碱eq \o(――――――→,\s\up17(+NaOH或HCl))盐,能按照上述转化关系直接转化的可以是硫元素
D.硫黄制备硫酸经历两步:Seq \o(――――→,\s\up17(O2/点燃))SO3eq \o(――→,\s\up17(H2O))H2SO4
(2)F的浓溶液与A反应过程中,F体现的性质与下列反应中H2SO4体现的性质完全相同的是________(填字母)。
A.C+2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up17(△))CO2↑+2SO2↑+2H2O
B.Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
C.FeO+H2SO4===FeSO4+H2O
D.Cu+2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up17(△))CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)写出反应E+H2O2―→F的化学方程式:____________________________。
(4)若反应F+D―→E转移电子数为1.204×1023,则消耗D的质量为________。
1.Na2S2O3的化学性质
(1)与酸反应生成单质硫,放出SO2气体:
S2Oeq \o\al(2-,3)+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。
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。
注意:制取硫代硫酸钠的另一种方法是在沸腾的状况下,使Na2SO3溶液同硫粉反应:Na2SO3+Seq \o(=====,\s\up17(△))Na2S2O3。
二、几种重要的含硫化合物简介
1.过二硫酸钠(Na2S2O8)
S2Oeq \o\al(2-,8)的结构为,其中的S显+6价,结构中过氧键(—O—O—)中的O化合价为-1价,其他的6个O显-2价。因为有过氧键的结构,所以Na2S2O8是一种强氧化剂,在Ag+催化下,能将Mn2+氧化为MnOeq \o\al(-,4),反应的离子方程式为2Mn2++5S2Oeq \o\al(2-,8)+8H2Oeq \o(=====,\s\up17(Ag+))2MnOeq \o\al(-,4)+10SOeq \o\al(2-,4)+16H+。
2.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)
Na2S2O4俗称保险粉,S元素的化合价为+3价,具有还原性,在空气分析中常用来吸收氧气。
3.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)
S元素的化合价为+4价,与亚硫酸盐一样具有还原性。
(1)制备:2NaHSO3eq \o(=====,\s\up17(△))Na2S2O5+H2O。
(2)还原性:S2Oeq \o\al(2-,5)+2I2+3H2O===2SOeq \o\al(2-,4)+4I-+6H+。
1.过二硫酸钠(Na2S2O8)也叫高硫酸钠,可用于废气处理及有害物质氧化降解。用(NH4)2S2O8溶液和一定浓度的NaOH溶液混合可制得Na2S2O8晶体,同时还会放出氨气。某化学兴趣小组利用该原理在实验室制备Na2S2O8晶体,装置如图所示。
已知:反应过程中发生的副反应为2NH3+3Na2S2O8+6NaOHeq \o(=====,\s\up17(90 ℃))6Na2SO4+6H2O+N2。
2SOeq \o\al(2-,4)-2e-===S2Oeq \o\al(2-,8)
环境
调节溶液氧化环境时的现象
加热煮沸3 min期间产生的现象
中性
加入V mL蒸馏水,无明显现象
30 s时开始有大量气泡冒出。3 min后溶液变深棕色,溶液中有悬浮小颗粒
碱性
加入V mL某浓度的NaOH溶液,瞬间变为棕色(MnO2)
10 s后溶液逐渐变为深紫色(MnOeq \o\al(-,4)),没有明显冒气泡的现象
酸性
加入V mL稀H2SO4无明显现象
煮沸3 min后,有气泡冒出
③若用0.1 mol·L-1的H2O2溶液滴定碱性氧化反应后的溶液(先将溶液调至酸性再滴定),滴定终点时的现象为________________________________________________ ___________________;达到滴定终点时,消耗H2O2溶液的体积为V1 mL。则碱性氧化后的溶液中NaMnO4的质量为_____________g(用含V1的代数式表示,5H2O2~2MnOeq \o\al(-,4))。
加热促进Na2S2O8水解产生H2O2,且2H2O2eq \o(=====,\s\up17(△))2H2O+O2↑
解析:(4)③达到滴定终点时,依据关系式5H2O2~2MnOeq \o\al(-,4),可求出n(MnOeq \o\al(-,4))=eq \f(2,5)×0.1 mol·L-1×V1×10-3 L,m(NaMnO4)=eq \f(2,5)×0.1 mol·L-1×V1×10-3 L×142 g·mol-1=5.68×10-3V1 g。
不同意,因为步骤③中加入的酸性KMnO4溶液是用H2SO4酸化的,含有SOeq \o\al(2-,4),所以生成的硫酸钡沉淀质量偏大
已知:CSeq \o\al(2-,3)+2H+===CS2+H2S↑,CS2和H2S均有毒。(CS2不溶于水,沸点为46 ℃,与CO2的某些性质相似,与NaOH作用生成Na2COS2和H2O)
解析:(6)由题意可知,装置B中的硫酸铜溶液用于吸收、测定硫化氢的质量,称量装置B中硫化铜沉淀质量之前需要进行的实验操作为过滤、洗涤、干燥;由反应方程式可得关系式:Na2CS3~H2S~CuS,反应生成硫化铜的质量为8.4 g,则三硫代碳酸钠溶液的物质的量浓度为eq \f(\f(8.4 g,96 g·mol-1),0.05 L)=1.75 mol·L-1。
实验二 焦亚硫酸钠的性质
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
(4)证明NaHSO3溶液中HSOeq \o\al(-,3)的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是________。
a.测定溶液的pH
b.加入Ba(OH)2溶液
c.加入盐酸
d.加入品红溶液
e.用蓝色石蕊试纸检测
(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是_______________________ _______________________________________________________________________。
解析:(6)①由题设滴定反应的化学方程式知,样品中抗氧化剂的残留量(以SO2计算)与I2的物质的量之比为1∶1,n(SO2)=n(I2)=0.01000 mol·L-1×0.025 L=2.5×10-4 mol,残留量=eq \f(2.5×10-4 mol×64 g·mol-1,0.1 L)=0.16 g·L-1。②由于实验过程中有部分HI被氧化生成I2,则消耗标准I2溶液的量减少,故实验结果偏低。
1.(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+8O2eq \o(=====,\s\up17(△))Fe3O4+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
解析:Ⅰ中试管内发生反应S2Oeq \o\al(2-,3)+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。
2SO2+O2+2CaCO3eq \o(=====,\s\up17(高温))2CaSO4+2CO2
6.已知2FeSO4eq \o(=====,\s\up17(高温))Fe2O3+SO2↑+SO3↑。下列有关操作、装置、原理及对现象的表述正确的是( )
A.用装置甲高温分解FeSO4,点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N2
B.用装置乙可检验分解产生的SO2,现象是石蕊溶液先变红后褪色
C.用装置丙可检验分解产生的SO3,现象是产生白色沉淀
D.用装置丁可吸收尾气,避免污染环境
8.在探究SO2水溶液成分和性质的实验中,下列根据实验现象得出的结论正确的是( )
A.向SO2水溶液中加入少量NaHCO3粉末,有气泡产生,说明SO2水溶液呈酸性,且酸性H2SO3<H2CO3
B.向SO2水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生,说明SO2水溶液中含有SOeq \o\al(2-,4)
C.向SO2水溶液中通入H2S气体,有淡黄色沉淀产生,说明SO2水溶液具有氧化性
D.向KMnO4溶液中滴加SO2水溶液,溶液颜色褪去,说明SO2水溶液具有漂白性
10.化石燃料燃烧会产生大气污染物SO2、NOx等,科学家实验探究用硫酸铈循环法吸收SO2,其转化原理如图所示,下列说法正确的是( )
A.检验SOeq \o\al(2-,4)可以选用盐酸酸化的BaCl2溶液
B.反应①的离子方程式为2Ce4++SO2+2H2O===2Ce3++SOeq \o\al(2-,4)+4H+
C.反应②中氧化剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2
D.理论上每吸收标准状况下224 mL SO2,一定消耗0.32 g O2
12.含SO2的工业尾气转化为硫酸钾的流程如下:
下列说法正确的是( )
A.反应Ⅰ得到固体A的主要成分是CaSO3
B.为提高A的转化速率,控制反应Ⅱ在高温下进行
C.反应Ⅲ的化学方程式为2KCl+(NH4)2SO4===2NH4Cl+K2SO4↓
D.滤液B中存在的主要离子有NHeq \o\al(+,4)、Cl-、SOeq \o\al(2-,4)
5SO2+2MnOeq \o\al(-,4)+2H2O===2Mn2++5SOeq \o\al(2-,4)+4H+
2CaSO4+3Ceq \o(=====,\s\up17(高温))CaS+CaO+SO2↑+2CO2↑+CO↑
4.(2025·江西省百师联盟高三联考)用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量的浓硫酸反应。下列说法错误的是( )
A.上下移动①中铜丝可控制生成SO2的量
B.①中发生反应的化学方程式为Cu+
2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up17(△))CuSO4+SO2↑+2H2O
C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D.为确认有CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
10.某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O3·5H2O。实验装置如下图所示,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SO2eq \o(――→,\s\up17(Na2S ))Seq \o(――→,\s\up17(Na2SO3))Na2S2O3
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
已知:Na2S2O5溶于水发生反应:Na2S2O5+H2O===2NaHSO3。下列说法错误的是( )
A.由实验Ⅰ可知,HSOeq \o\al(-,3)只电离不水解
B.由实验Ⅱ可知,Na2S2O5溶液能使溴水褪色
C.由实验Ⅲ可知,原固体样品已有部分被氧化
D.由实验Ⅳ可知,Na2S2O5溶液将70% H2SO4还原
解析:由已知信息可知,Na2S2O5溶于水形成NaHSO3溶液,HSOeq \o\al(-,3)存在水解和电离,而滴加石蕊试液,溶液显红色,说明溶液呈酸性,故HSOeq \o\al(-,3)的电离程度大于其水解程度,A错误;向淀粉溶液中滴加几滴碘水,溶液变蓝,再滴加Na2S2O5溶液,蓝色消失,说明Na2S2O5将I2还原为I-,而Br2的氧化性比I2强,故Na2S2O5溶液能使溴水褪色,B正确;NaHSO3溶液与Ba(OH)2反应生成BaSO3沉淀,该沉淀能完全溶解在稀盐酸中,而实验Ⅲ中沉淀不能完全溶解(含有BaSO4),则说明原固体样品已有部分被氧化,C正确;向样品溶液中滴加70%硫酸,H+与HSOeq \o\al(-,3)反应生成SO2,该反应为非氧化还原反应,D错误。
三、非选择题
13.以黄铁矿(主要成分FeS2)为原料生产硫酸,应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用,减轻对环境的污染。其中一种流程如图所示。
回答下列问题:
(1)由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为______________________________。
(2)因为Na2S2O5具有________性,导致产品Na2S2O5中不可避免地存在Na2SO4。检验其中含有SOeq \o\al(2-,4)的方法是________________________________________________ _________________________________________。
3CO+Fe2O3eq \o(=====,\s\up17(高温))3CO2+2Fe
取少量试样于试管中,加入盐酸无明显现象,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则含有SOeq \o\al(2-,4)
(3)一般用K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤:称取一定量样品,用过量稀硫酸溶解,用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2+。
反应式:Cr2Oeq \o\al(2-,7)+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
某次实验称取0.2800 g样品,滴定时消耗浓度为0.03000 mol·L-1的K2Cr2O7溶液25.10 mL,则样品中铁含量为________%。
解析:(3)由题意可得关系式:6Fe~6Fe2+~K2Cr2O7,滴定过程中消耗的K2Cr2O7物质的量为0.03000 mol·L-1×0.02510 L=0.000753 mol,则样品中含有的铁的物质的量为0.000753 mol×6=0.004518 mol,样品中铁含量为eq \f(0.004518 mol×56 g·mol-1,0.2800 g)×100%=90.36%。
4FeS2+15O2+2H2Oeq \o(=====,\s\up17(细菌))4Fe3++8SOeq \o\al(2-,4)+4H+
$$