内容正文:
第3章 物质的性质与转化
第2节 硫的转化
课时3 不同价态含硫物质的相互转化 酸雨及其防治
1
题型觉醒
高频题型:题型二
题型一 自然界中的硫循环
1.(2024辽宁六校联考)如图是硫元素在自然界中的循
环示意图,下列有关说法错误的是( )
A
A.过程②宜在土壤的缺氧区实现
B.硫在自然界中既有游离态又有化合态
C.硫元素的循环过程中既有硫的还原也有硫的氧化
D.过程⑤宜在土壤的缺氧区进行
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【解析】 过程②是单质被氧化为 ,宜在土壤的富氧区实现。
从硫元素在自然界中的循环示意图可以看出,硫在自然界中既有游离态又有化合态。
硫元素的循环过程中,既有 的价态降低,被还原,又有 的价态升高,被氧化。
在土壤缺氧条件下可实现⑤的转化,若在富氧区,转化成的会与 反应,转
化不成立。
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题型二 含硫物质的相互转化
2.(2025陕西西安月考)已知:
② ③
下列有关上述三个反应的叙述正确的是( )
D
A.反应①说明能与酸反应,故 具有碱性氧化物的通性
B.反应②中若改用稀硫酸,则放出
C.反应②中浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性
D.反应③说明硫既有氧化性又有还原性
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【解析】 纵向分析看元素化合价:反应①中, 的化合价降低,
表现氧化性。
能与浓硫酸反应,但不能与稀硫酸反应。
金属与浓硫酸反应(铁、铝钝化除外)时,生成相应的盐、和 ,此时浓硫
酸显酸性和强氧化性;而浓硫酸与 、C等非金属单质作用时,由于没有盐生成,故只
显强氧化性。
纵向分析看元素化合价:反应③中,的化合价降低, 表现氧化性,
,的化合价升高,表现还原性,即 处于中间价态,既有氧化性又有还原性。
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3.(2024安徽安庆二中期中)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( )
浓
D
A. 是活泼的非金属元素,只以化合态形式存在于自然界中
B.反应①中生成的 具有漂白性,因此可使溴水褪色
C.反应①②③④都属于氧化还原反应
D.可用 清洗实验③后附着在试管壁上的硫
【解析】 在火山口附近存在游离态的硫。
使溴水褪色,体现 的还原性,与漂白性无关。
反应②中各元素化合价未发生变化,不是氧化还原反应。
硫易溶于,可用 清洗实验③后附着在试管壁上的硫。
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4. (2025安徽合肥联考)硫的“价—类”
二维图如图所示。下列分析错误的是( )
A
A.只有还原性,在水溶液中不可能生成
B.与的浓溶液反应可得到
C.溶液久置于空气中会生成,溶液的 减小
D.可用的溶液判断中是否含有
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【解析】 为氢化物,且 的化合价
为,则为;为单质;为氧化物,
的化合价为,则为;为氧化物, 的
化合价为,则为;为酸, 的化合价
为,则为;为酸,的化合价为 ,
则为;为盐,的化合价为,则
为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐;为盐, 的化合
价为,则 为硫酸盐或硫酸氢盐。
纵向分析看元素化合价:中为价,处于最低价态,具有还原性;但 处于最
高价态,具有氧化性。
纵向分析看元素化合价:单质硫中 的化
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合价为0,既具有氧化性又具有还原性, 为
,中的化合价为 ,处于最高
价态,只具有氧化性,单质硫和浓硫酸可发
生氧化还原反应生成 。
溶液久置于空气中,会被空气中
的氧化为,是弱酸,
是强酸,故溶液的 减小。
硫酸可与亚硫酸盐或亚硫酸氢盐反应生
成具有刺激性气味的 。
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追本溯源
本题以教材P106概括·整合为素材命制,以“价—类”二维图的形式呈现硫及其化合物的
关系,考查物质之间的转化,让学生熟练掌握用“价—类”二维思想分析元素及其化合物
的性质的方法。
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5.(2024北京怀柔区第一中学期中)硫是一种黄色晶体。硫元素有多种化合价。仔细观
察下列物质中硫的化合价及排列顺序:、、、、
、 。回答下列问题。
(1) 在 中,硫元素的化合价是____。
【解析】 在中,显 价,依据化合物中各元素的化合价代数和为0,
可求出硫元素的化合价是 。
(2) 参考后边括号内的化学式,是一种含氧酸,则 的化学式为_______。
【解析】 由上述分析知为亚硫酸,化学式为 。
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(3) _____ 。
【解析】 为,与反应生成 ,化学方程式为
。
(4) 在反应中,氧化产物和还原产物都是 ,则氧化产物
和还原产物的物质的量之比是_____。
【解析】 在反应中,是还原剂,生成的 为氧
化产物,为氧化剂,生成的 为还原产物,则氧化产物和还原产物的物质的量之比
是 。
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(5) 能使酸性 溶液褪色。发生的反应如下:
。的离子符号是______,实验室检验
常用的试剂是盐酸和___________。
溶液
【解析】 能使酸性溶液褪色,中元素化合价降低, 中
元素化合价升高,中价升高到价,常见价的含硫离子为 ,反应为
,符合题意,则为 。实验室检
验时,先“盐酸”后“氯化钡”,先加盐酸,以排除某些离子的干扰,再加 溶液,
看是否有白色沉淀产生,则常用的试剂是盐酸和 溶液。
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【解析】 纵向分析看元素化合价:从、、、 、
、的排序看, 元素化合价逐渐升高;在同价态物质中,排列顺序为氧
化物、酸、盐,为,是 。
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题型三 酸雨及其治理
6.(2024四川德阳月考)酸雨是一种突出的环境问题。下列有关酸雨及其防治的说法正
确的是( )
B
A.酸雨是指 的降水
B.酸雨能直接损伤农作物、破坏森林、加速桥梁的腐蚀
C.向煤中加入适量石灰石,在燃烧时最终生成,可减少 的排放
D.汽车排气管上的“催化转化器”,使有毒的和反应生成和 ,但不利于酸雨
的防治
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【解析】 正常雨水由于溶解了二氧化碳,约为,酸雨是指 的降水。
酸雨能直接损伤农作物、破坏森林、加速桥梁的腐蚀。
向煤中加入石灰石,发生反应 、
,最终生成硫酸钙。
,能防止硝酸型酸雨的形成,利于酸雨的防治。
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能力觉醒
7.(2024山东枣庄三中月考)硫循环在生态系统的诸多领域具有重要意义。在指定条件
下,下列选项所示的物质间转化不能实现的是( )
D
A.工业制硫酸: B.火山喷发:
C.尾气吸收: D.酸雨侵蚀:
【解析】 煅烧生成,即能和氧气反应生成 ,不符合题意。
不完全燃烧时转化为 ,不符合题意。
亚硫酸的酸性强于碳酸,二氧化硫能和碳酸钠溶液反应生成亚硫酸钠和二氧化
碳: ,不符合题意。
与反应生成和,不能生成 ,符合题意。
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8.(2024重庆检测)大招27硫元素的“价—类”二维图如图所示。下列说法错误的是
( )
C
A.C可用于葡萄酒工业
B.溶液久置于空气中会生成,溶液的
减小
C.A、C和D都可以通过单质化合制得
D. 的浓溶液可用于干燥C但不能干燥A
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【解析】
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9.(2025湖北部分学校联考)大招27不同价态含硫物质的转化如图所示,某些反应条件
及产物已经省略。下列说法正确的是 ( )
D
A.图中B能一步转化成D,A也能一步转化成D
B.图中A、C反应能生成B,反应中C表现还原性
C.工业上制备,常用吸收D,D转化为 的反
应不是氧化还原反应
D.图中A在一定条件下与 的浓溶液反应,可能生
成B,也可能生成C
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【解析】 A与氧气反应可以生成B或C,
且B能与氧气反应生成C、C能与氧气反应生成D,
则A为硫化氢、B为硫、C为二氧化硫、D为三氧化
硫。由D可以与水反应生成、 可以转化为C可
知, 为硫酸。
由以上分析知,B为硫、D为三氧化硫,硫与
氧气反应只能转化为二氧化硫,不能一步转化为
三氧化硫。
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纵向分析看元素化合价:硫化氢与二氧化硫
反应生成硫和水,, 的化合价降低,二氧
化硫表现氧化性。
工业上制备硫酸时,常用 的浓硫酸吸收
三氧化硫,不用水吸收三氧化硫,否则会因为形
成酸雾导致吸收效率降低。
纵向分析看元素化合价:硫化氢与浓硫酸反
应时可能生成硫、二氧化硫和水,当浓硫酸过量
时,可能生成二氧化硫和水。
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10. (2024江西乐平中学月考)燃煤电厂因燃煤而产生大量含 的废
气,进入大气后会形成硫酸型酸雨,如图所示是某燃煤发电厂处理 的装置示意
图。下列说法正确的是( )
C
A.此过程中没有发生分解反应
B.此过程中 元素的化合价未发生改变
C.使用此废气处理装置可减少酸雨的形成
D.整个过程的反应可表示为
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【解析】 碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,即 ,属于分
解反应。
亚硫酸钙中,硫元素的化合价是,硫酸钙 中,硫元素的化合价
是,此过程中 的化合价发生了改变。
使用此废气处理装置可以减少二氧化硫的排放,从而减少酸雨的形成。
整个过程中,二氧化硫与碳酸钙、氧气反应生成了硫酸钙和二氧化碳,总反应可
表示为 。
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变式解读
本题是教材P108 T11的变式题,试题结合工业生产实际,呈现对燃煤过程中 的处理
示意图,让学生深刻理解含硫物质的转化及物质转化在工业生产、环境保护等方面的应
用,增强学生的环保意识。
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11. (2024湖北襄阳一中月考)大招27利用如图
微型实验装置制取和 ,并探究硫元素之间的转
化。实验时挤压胶头滴管使硫酸滴到药匙中,然后倾
斜试管使硫酸滴到药匙外与 反应。下列说法错误
的是( )
C
A.实验开始一段时间后,试管内壁上有黄色颗粒出现
B.玻璃导气管中塞有浸有 溶液棉花的目的是吸收尾气
C.实验过程中发生的反应均可用离子方程式表示
D.生成的离子反应为
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【解析】 纵向分析看元素化合价:
与反应可生成, 的化合价未发生变
化。横向分析看物质类别:, 的化合价未
发生变化,与发生复分解反应生成 。
和发生反应 ,所以
实验开始一段时间后能看到黄色颗粒附着在试管内壁
上。
由于和 均有毒,会污染大气,故用浸有
溶液的棉花吸收尾气。
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硫酸与、 的反应均为离子反应,而
与 的反应是气体之间的反应,不属于离子反应,
不能用离子方程式表示。
横向分析看物质类别:实验中用和
反应制取,, 的化合价未发生变化,
酸与盐发生复分解反应制取 ,反应的离子方程式
为 。
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12.(双选/2024吉林东北师大附中检测)双碱法脱硫过程如图所示。下列说法错误的是
( )
BD
A.过程Ⅰ中, 表现出酸性氧化物的性质
B.过程Ⅱ中,可氧化
C.双碱法脱硫过程中, 可以循环利用
D.总反应为
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【解析】 分析题图可知,过
程Ⅰ发生反应
,过程Ⅱ发
生反应 ,总反应为
。
由分析可知,过程Ⅰ中和 反应,
表现出酸性氧化物的性质。由过程Ⅱ中
反应的化学方程式可知,反应中 氧气可
氧
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化亚硫酸钠的质量为
。
过程Ⅰ消耗氢氧化钠,过程Ⅱ生成氢氧化钠,则双碱法脱硫过程中,氢氧化钠可以循环利用。
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13.(2024北京八十中期中)大招27某小组同学探究三种价态硫元素、、 间的相
互转化。可以选用的试剂:水溶液、②浓硫酸、③稀硫酸、 溶液、
溶液、⑥氯水(浅黄绿色)、⑦铜片、⑧稀盐酸、 溶液。
实验序号 预期的价态转化 选择的试剂(填入试剂编号) 实验现象
1 ④⑥ —
2 ⅰ________ ⅱ________
3 ①⑤ 出现浑浊
4 ④⑤ 无明显现象
5 ⅲ________ —
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(1) 补全实验表格:ⅰ______,ⅱ__________________,ⅲ______。
①⑥
氯水浅黄绿色褪去
②⑦
【解析】 纵向分析看元素化合价,实验2中,将价的转化为价的 ,可
选择试剂水溶液和氯水,二者反应生成和 ,氯水的浅黄绿色褪去,故ⅰ为
①⑥,为氯水浅黄绿色褪去;实验5中,将价的转化为价的,可选择 和浓
硫酸,二者在加热条件下反应生成 ,故ⅲ为②⑦。
(2) 实验5的化学方程式为_______________________________________。
【解析】 和浓硫酸在加热条件下反应生成 ,化学方程式为
。
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(3) 为了进一步验证实验1中的转化,甲同学设计实验 向反应后的溶液中先
加过量稀盐酸,再加足量 溶液,观察现象。
① 实验 的目的是通过检验______,证明转化得以实现。
【解析】 向反应后的溶液中先加过量稀盐酸,再加足量 溶液,可检验溶
液中是否含有 。
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② 加稀盐酸的作用是_________________________________________________________
___。
乙同学认为还需要补充实验取等量的 溶液,向其中先加过量稀盐酸,再加足量
溶液,观察现象。
除去未反应的,防止与反应产生白色沉淀干扰实验现象
【解析】 和稀盐酸反应生成,加稀盐酸可以除去未反应的 ,防
止与 反应产生白色沉淀干扰实验现象。
③ 补充实验 的原因是___________________________________________________。
具有还原性,也可能被空气中的氧化为
【解析】 具有还原性,也可能被空气中的氧化为 ,故设计
实验 进行对比,防止对实验结果造成干扰。
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④ 综合实验和,实验1中 转化得以实现的证据是_________________________
____________________________________________。
实验中白色沉淀的量比实
验中多(或实验中有白色沉淀而实验中没有)
【解析】 若实验中白色沉淀的量比实验中多,或实验 中有白色沉淀而实
验中没有,即可验证是转化为 。
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(4) 丙同学在分析实验3和实验4现象不同的原因时,在实验4中又添加了一种试剂
____________(填试剂编号),出现浑浊。发生反应的离子方程式是________________
____________________________________________________________________________。
③(或⑧)
【解析】 纵向分析看元素化合价,和 需在酸性条件下才能发生反
应生成 单质,故应加入的试剂为酸,但若该酸具有强氧化性,会对实验造成干扰,所
以加入的酸只能选择稀盐酸和稀硫酸,即③或⑧,反应的离子方程式为
。
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14.(2024天津一中月考)硫酸亚铁在印染、医药、化肥等多个行业有广泛应用。已
知: 。某学习小组对硫酸亚铁晶体
的热分解产物进行探究。回答下列问题。
(1) 装置A中石棉绒的作用为______________________。
防止固体粉末堵塞导管
【解析】 装置A中石棉绒可以防止固体粉末堵塞导管。
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(2) 按气流方向,上述装置合理的连接顺序为、 __、___ __、___
(填标号)。
【解析】 因为检验和时都用到水溶液,会带出水蒸气, 极易溶于水且与水
反应,故这三种生成物应该先检验水蒸气,然后检验,最后检验 ,所以连接顺
序为、、、 。
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(3) 该小组同学按上述顺序连接各装置并进行实验,请为他们补全表格:
装置编号 试剂 实验现象 实验结论
A 绿色固体逐渐变为红色粉末 —
B ①___________ ②______________ 分解产物中含有
C 品红溶液 溶液红色褪去 ③___________________
D 无水 白色固体逐渐变为蓝色 分解产物中含有水蒸气
溶液 — —
溶液
产生白色沉淀
分解产物中含有
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【解析】 装置B中盛放溶液,用于检验,装置 中产生白色沉淀,说明分解产
物中含有;装置C中盛放品红溶液,用于检验 ,品红溶液褪色,说明分解产物中
含有 。
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(4) 设计实验证明完全反应后,A中得到的红色粉末不含 价铁元素:____________
____________________________________________________________________________
________________(简述实验操作及现象)。
取少量反应
后的红色粉末于试管中,向其中加入稀硫酸溶解,再滴加高锰酸钾溶液,溶液紫色不褪
去(合理即可)
【解析】 要证明完全反应后,A中得到的红色粉末中不含 价铁元素,需要取少量反
应后的红色粉末,溶于稀硫酸后,再利用具有氧化性的高锰酸钾检验溶液中是否含有还
原性的亚铁离子即可。
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【解析】 装置A中分解生成、、和 ,装置C中盛放品红
溶液,可以检验;装置B中盛放溶液,可以检验;装置D中盛放无水 ,
可以检验水蒸气;装置 中盛放氢氧化钠溶液,进行尾气处理。
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15.(2025安徽合肥十校联考)大招27实验室用如图所示装置研究不同价态硫元素之间
的转化,并制备。已知较难溶于有机溶剂,通入与 的混合溶液中即
可制得, 晶体呈白色,微溶于水,难溶于乙醇,易被氧化。回答下列问题:
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(1) 仪器的名称是__________;已知装置①中所用浓硫酸溶质的质量分数为 、
密度为,则该硫酸溶液的物质的量浓度为_____ 。(保留小数点后
一位)
分液漏斗
11.4
【解析】 仪器 的名称是分液漏斗。根据公式
。
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(2) 实验过程中,发现装置①产生气体的速度较慢,有同学提出 可能部分
变质,检验该同学的观点是否正确的实验操作是__________________________________
_________________________________________________________________。
取样品溶于水,加入足量的稀
盐酸酸化,再加入氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明样品已部分变质
【解析】 若变质,则可能被氧化为 ,检验其是否变质的试剂滴加顺序是
“先盐酸,后氯化钡”,方法为取 样品溶于水,加入足量稀盐酸酸化,再加入氯
化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明样品已部分变质。
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(3) 针对该实验,下列说法错误的有_____(填标号)。
.装置①制备的过程中,实现了价与价 之间的转化
.装置①中的浓硫酸若更换为 的浓硫酸,则反应速率会更快
.装置②中溴水褪色,说明 具有漂白性
.装置③出现淡黄色沉淀,说明 具有氧化性
.装置②~④中 起防倒吸作用,可用苯代替
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【解析】 横向分析看物质类别:,的化合价未发生变化,制备 的反
应为复分解反应。装置①中硫酸溶液溶质的质量分数若由更换为 ,则硫酸
的电离程度较小,反应进行缓慢甚至难以进行。装置②中溴水与 发生氧化还原
反应而使溴水褪色,反应原理为,,
的化合价升高,说明具有还原性。装置③出现淡黄色沉淀,即有 生成,
,的化合价降低,说明具有氧化性。装置②~④中 起防倒吸作用,
但苯的密度比水小,在上层,起不到防倒吸作用。
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(4) 装置③中若生成沉淀物,则还原产物的质量为____ 。
3.2
【解析】 装置③中若生成沉淀物,即生成沉淀,由,由 价降
为0价,,由价升高为0价,则为氧化剂,为还原剂, 既是氧化产物
又是还原产物,根据得失电子守恒知,还原产物对应的物质的量为 ,其质量为
。
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(5) 装置④中,随着反应进行,不仅观察到有白色沉淀 ,还观察到有白雾出现,
写出该反应的化学方程式:____________________________________________。
【解析】 产生白雾,说明还有 生成,故发生反应的化学方程式为
。
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(6) 从装置④中获得 晶体,一般操作为过滤、洗涤、真空干燥,洗涤时一般选用
乙醇作洗涤液,原因是__________________________________;真空干燥的目的是
_________________。
难溶于乙醇,可以减少损耗
防止被氧化
【解析】 难溶于乙醇,用乙醇洗涤,可以减少损耗; 易被氧化,则真空干燥
的目的是防止其被氧化。
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16.(2024北京八一中学检测)大量燃烧含硫量高的煤容易造成酸雨污染,因此,我国
北方地区在采暖季全面推行“煤改气”,同时提高煤的脱硫效率,减少污染物的排放。
【提出问题】通过实验证明煤中含有碳元素和硫元素。
【查阅资料】二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色(由紫色变为无色),该反应的化学
方程式为 。
(1) 预测性质:二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物,两者应具有相似的化学性质。
将少量二氧化硫通入澄清石灰水中产生白色沉淀,写出发生反应的化学方程式:______
____________________________________________________________________________。
【解析】 二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物,二者具有相似的化学性质,都能使澄
清石灰水变浑浊,根据二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式知,少量 与
反应的化学方程式为 。
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(2) 设计实验:根据上述资料和预测,甲、乙、丙三位同学分别设计实验方案进行探究。
甲同学进行了图1两步实验:
甲同学的部分实验报告如下:
实验现象 实验结论
A中稀酸性 溶液褪色,B中澄清石
灰水变浑浊 煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳,证明煤中
含有碳元素和硫元素
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乙同学认为甲同学的实验方案不合理,其理由是__________________________________
_______________________。
二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊,
无法证明煤中含有碳元素
【解析】 因为煤燃烧生成的产物中,二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊,所以无法通
过澄清石灰水变浑浊证明煤中含有碳元素。
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(3) 丙同学进行了如图2所示实验(部分装置已略去)。
【探究与结论】
装置C的作用是__________________________________。
丙同学的实验能证明煤中含有碳元素的现象是C中溶液____________,D中溶液________。
除去过多的(或排除的干扰)
不完全褪色
变浑浊
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【解析】 二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,所以装置C中浓酸性高锰酸
钾溶液的作用是除去过多的以排除 的干扰,若C中浓酸性高锰酸钾溶液的颜色不
完全褪去,而澄清石灰水变浑浊,可以证明燃烧产物中存在二氧化碳,则能证明煤中含
有碳元素。
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(4) 【拓展研究】工业上通常用来吸收燃煤烟气中 的方法有两种。
方法一:在燃煤过程中加入生石灰,称为“钙基固硫法”。反应可看作两步:
①___________________(写化学方程式);②产物进一步与反应生成 。
方法二:用足量的氨水(其溶质是一种一元弱碱)吸收 ,生成铵盐可作为
氮肥加以利用。写出吸收过程中反应的化学方程式:______________________________
____________________。
【解析】 生石灰能与二氧化硫反应,反应的化学方程式为 。
用足量的氨水吸收 ,生成的铵盐可作为氮肥加以利用,吸收过程中发生反应的化学
方程式为 。
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素养觉醒
17. (2025江西宜春丰城中学开学考)微生物在电子供体的作用下可将
(存在形式为)还原为更易被去除的 ,根据电子供体的不同可分为自养还
原和异养还原。为去除水中锑 酸盐,某大学建立升流式硫自养固定床生物反应器,
其反应机理如图所示。下列说法正确的是( )
D
A.在图中 参与的反应都是氧化还原反应
B.歧化过程中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为
C.反应的温度越高,越有利于反应的进行
D.自养还原过程的离子方程式为
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【解析】 的沉淀去除过程中,元素和 中 元素的化合价均没有发
生变化,不属于氧化还原反应。
单质歧化生成硫酸根离子和硫化氢,离子方程式为
,氧化产物 与
还原产物的物质的量之比为 。
反应过程中存在微生物的催化作用,温度过高微生物将失去生理活性,
故反应的温度不是越高越好。
第一步:提取信息。根据题中机理图可知,
自养还原过程中,将(存在形式为 )还原
为更易被去除的,是还原剂,本身被氧化为 。
第二步:确定主体反应。 。
第三步:3步配平。
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第1步判断元素价态改变
第2步 一标:标出反应物的电
子变化
二交:搞定变价元素原
子守恒 ________________________________________________________________________
三补足 根据题目
信息,用
调平
电荷 (左侧电荷数为
,右侧电荷数为,左侧补 )
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第2步 三补足 看 补
,用
检查,
配平 、
第3步
同侧相同物质合并,方程式“系
数”化为最简整数比
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