第02讲 硫及其重要化合物(复习讲义)(广东专用)2026年高考化学一轮复习讲练测
2025-10-30
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2份
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48页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 氧族元素及其化合物 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.58 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-07-24 |
| 作者 | 化学老人 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-07-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53201140.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第02讲 硫及其重要化合物
目录
01
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 硫及其氧化物
知识点1 硫的性质及应用
知识点2 二氧化硫的性质及制法
考向1 硫的性质
考向2 二氧化硫的性质及制法
思维建模 检验SO2和CO2同时存在的一般流程
考点二 硫酸和硫酸盐
知识点1 硫酸的性质
知识点2 硫酸根离子的检验
知识点3 硫酸的工业制备
考向1 硫酸的性质
思维建模 浓硫酸与金属的反应规律
考向2 硫酸根离子的检验
考点三 硫及其化合物的相互转化
知识点1 硫及其化合物间的转化
知识点2 含硫物质的连续氧化
考向1 不同价态含硫物质的转化
考向2 以SO2制备为载体探究硫元素间的转化
04
考点要求
考查形式
2025年
2024年
2023年
硫及其化合物的性质与转化
选择题
非选择题
广东卷T3,2分
广东卷T4,2分
广东卷T7,2分
广东卷T8,2分
广东卷T13,4分
广东卷T17(1)、(2),4分
广东卷T9,2分
广东卷T12,4分
考情分析:
本讲为高考命题热点,近三年的广东高考试题以硫及其化合物的性质本讲单独命题的不多,选择题多是结合离子反应、阿伏加德罗常数、化学实验现象和分析等考查重要硫的单质和化合物的重要性质和用途;非选择题多是结合工业生产的工艺流程、综合性实验等考查硫及其化合物的性质,难度适中或稍难。
复习目标:
1.掌握硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解硫及其重要化合物的制备方法。
3.了解硫及其化合物的相互转化及应用。
4.了解硫的氧化物对环境的影响。
考点一 硫及其氧化物
知识点1 硫的性质及应用
1.硫元素的存在形态
游离态:火山口附近或地壳的岩层里;
化合态:主要以硫化物和硫酸盐的性质存在。
2.硫的物理性质:黄色或淡黄色固体;俗称硫黄,质脆,易研成粉末,密度比水 , 溶于水, 溶于酒精, 溶于CS2.。
3.硫的化学性质
(1)与非金属单质反应
与氧气反应:
与氢气反应:
(2)与金属反应
与钠反应:
与铁反应:
与铜反应:
与汞反应:
得分速记
硫粉去除洒落的汞;硫与变价金属反应生成低价态化合物
(3)与NaOH溶液反应:
得分速记
碱溶液可用于清洗试管壁残留的硫
知识点2 二氧化硫的性质及制法
1. SO2的物理性质
色、态、味
密度
溶解性
毒性
色 气味的气体
比空气
溶于水,通常状况下,1体积水溶解约40体积SO2
毒
2. SO2的化学性质
(1)酸性氧化物的通性
①与水反应: ,H2SO3是中强酸,水溶液能使紫色石蕊试液变红色,但不能漂白石蕊试液。
②二氧化硫能与碱、碱性氧化物等反应。
与NaOH溶液反应: 应用:用NaOH溶液吸收SO2气体
与澄清石灰水反应:
与CaO反应:
③Na2SO3溶液中通入SO2气体:
(2)氧化性(如与H2S反应):
(3)还原性
①催化氧化: (可逆反应) 应用:
②在溶液中,SO2、H2SO3、SO与氧化性物质(如Cl2、Br2、I2、O2、H2O2、Fe3+、酸性KMnO4、硝酸等)反应,产物是SO。
SO2与氯水反应:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
SO2与H2O2反应:SO2+H2O2=H2SO4
H2SO3被氧气氧化:2H2SO3+O2=2H2SO4
Na2SO3被氧气氧化:2Na2SO3+O2=2Na2SO4
SO2与Fe3+反应:SO2+2Fe3++2H2O=SO+2Fe2++4H+
SO与酸性高锰酸钾溶液反应:5SO+2MnO+6H+ =5SO+2Mn2++3H2O
(4)漂白性:使某些有色物质(如品红溶液)生成不稳定的无色物质,若加热,可恢复原来的颜色。
得分速记
(1)SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
(2)SO2能使氯水、溴水、酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性,而不是漂白性,SO2和Cl2等体积混合通入溶液中,漂白性不但不增强,反而消失。
(3)SO2不仅具有漂白性和还原性,还具有弱氧化性,具体体现为2H2S+SO2=3S↓+2H2O。
(4)SO2、CO2通入BaCl2溶液中都不会产生沉淀,但若通入NH3或加入NaOH溶液,或把BaCl2改成Ba(NO3)2均有白色沉淀生成,前两者生成BaSO3沉淀,后者生成BaSO4沉淀。
(5)SO2与碱溶液反应时,碱过量得正盐(SO)、SO2过量得酸式盐(HSO)。
3. SO2的污染与治理
(1)来源:石油和煤的燃烧及含硫矿石的冶炼等。
(2)危害:危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)
(3)治理:燃煤脱硫、改进燃烧技术、废气中的二氧化硫回收处理等。
得分速记
(1)硫酸型酸雨的形成过程(两条路径):
有关化学方程式:
路径一:2SO2+O22SO3,SO3+H2O=H2SO4
路径二:SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4
(2)常见的SO2处理方法:
①钙基固硫法:用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙,从而使硫转移到煤渣中,反应原理为:S+O2SO2,CaO+SO2CaSO3,2CaSO3+O22CaSO4.
②氨水脱硫法:雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2,其反应的化学方程式为:2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4.
③钠碱脱硫法:钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,发生反应的化学方程式为:2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O,Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2,Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3.
④双碱脱硫法:先利用烧碱吸收SO2,再利用熟石灰浆液进行再生,再生后的NaOH碱液可循环使用,化学反应原理为:
吸收反应:2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O,2Na2SO3+O2=2Na2SO4.
再生反应:Na2SO3+Ca(OH)2=CaSO3↓+2NaOH,Na2SO4+Ca(OH)2=CaSO4↓+2NaOH。
4.二氧化硫的制备与性质实验
(1)实验室常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫,进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、还原性、氧化性等。
①制取原理:
②综合实验装置
(2)实验室也可用铜片与浓硫酸共热反应制取二氧化硫,进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、还原性、氧化性等。
①制取原理:
②综合实验装置
考向1 硫的性质及应用
例1在下列反应中硫元素只显氧化性的是
A.2Al+3SAl2S3 B.H2SH2+S
C.S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑ D.3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
【变式训练】【变式训练】硫元素最常见和最稳定的一种同素异形体是黄色的正交α-型,1912年E.Beckmann由硫在碘中的冰点降低法测得它含有S8分子。1891年,M.R.Engel用浓盐酸和硫代硫酸盐的饱和溶液在0℃下作用首次制得了一种菱形的-硫,后来证明含有S6分子。下列说法正确的是
A.S6和S8分子都是由S原子组成,所以它们是一种物质
B.S6和S8分子分别与铁粉反应,所得产物不同
C.S6和S8分子分别与过量的氧气反应可以得到SO3
D.等质量的S6和S8分子分别与足量的KOH反应,消耗KOH的物质的量相同
考向2 二氧化硫的性质及制法
例2(2025·广东深圳·一模)按下图装置,将浓H2SO4加入Na2S2O3溶液中,Na2S2O3溶液产生气泡和黄色沉淀。下列预期现象及相应推理均不正确的是
A.溴水润湿的滤纸褪色,说明SO2有还原性
B.湿润蓝色石蕊试纸变红,说明SO2水溶液显酸性
C.烧瓶壁发热,说明反应(aq)+2H+(aq)=S(s)+H2O(1)+SO2(g)是放热反应
D.H2S溶液产生黄色沉淀,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
思维建模 检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程如下:
流程设计
检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清的石灰水
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
注意 有时为简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,用较浓的酸性KMnO4溶液,现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅,但不褪成无色。
C与浓硫酸反应产物的确定应按以下流程进行:无水CuSO4确定水→品红溶液确定SO2→酸性KMnO4溶液除去SO2→品红溶液检验SO2是否除净→澄清石灰水检验CO2.
【变式训练1】(2025·广东汕头·三模)实验室制取并验证其性质,下列装置及操作能达到相应实验目的的是
A.生成
B.验证的漂白性
C.干燥
D.吸收
【变式训练2】(2025·广东广州·二模)利用下列实验装置(加热装置省略)测定葡萄酒中的含量,将葡萄酒中的吹到溶液中,用NaOH标准溶液滴定反应后的Ⅱ中溶液。下列说法正确的是
A.Ⅰ中加入稀硫酸,目的是利用其氧化性
B.进入Ⅱ中与反应,体现的还原性
C.利用NaOH滴定Ⅱ中未反应完的,测的含量
D.若Ⅲ中溶液颜色变浅,则测得的含量偏高
考点二 硫酸和硫酸盐
知识点1硫酸的性质
1.硫酸的物理性质:H2SO4是无色液体,能与水以任意比互溶,实验室常用的浓硫酸质量分数为98.3%,密度大(1.84 g·cm-3),沸点 , 挥发,常温下比较稳定。
得分速记
硫酸与水以任意比互溶,浓硫酸溶解时可放出大量的热,浓硫酸的稀释方法是将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
2.浓硫酸的特性
(1)吸水性和脱水性:吸水性是物质本身具有H2O水分子被浓硫酸吸走(包括结晶水和自由水); 脱水性是被脱水物质本身没有H2O水分子,但含有H和O,被浓硫酸按水的比例脱去(如蔗糖炭化实验)。
得分速记
浓硫酸可干燥酸性气体(如CO2、SO2、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等),不可干燥的气体:碱性气体(如NH3)和某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等)。
(2)强氧化性
①常温下,铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密的氧化膜而 ,从而阻止了酸与内层金属的进一步反应,所以常温下可以用铁、铝质容器来盛装浓硫酸。
②与Zn反应:开始产生SO2,后来产生氢气:
③与铜反应:
④与非金属的反应
浓硫酸与木炭反应的化学方程式: 。
⑤与还原性化合物反应:
浓硫酸能将还原性化合物(如FeO、HBr、HI、H2S等)氧化。
浓硫酸与FeO反应:2FeO+ 4H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+SO2↑+4H2O。
浓硫酸与HBr反应:2HBr+H2SO4(浓)=Br2↑+SO2↑+2H2O。
浓硫酸与H2S反应:H2S+H2SO4(浓)=S+SO2↑+2H2O。
得分速记
金属(如Cu、Zn等)与浓H2SO4反应时,要注意H2SO4浓度对反应产物的影响。开始阶段产生SO2气体,随着反应的进行,H2SO4的浓度变小,最后变为稀H2SO4,Cu与稀H2SO4不反应,Zn与稀H2SO4反应生成H2而不是SO2。
知识点2 硫酸盐和硫酸根离子的检验
1.常见的硫酸盐:
硫酸盐
主要性质
主要应用
硫酸钙
CaSO4·2H2O2CaSO4·H2O
生石膏 熟石膏
制作模型和医用石膏绷带,调节水泥的硬化速率
硫酸铜
CuSO4CuSO4·5H2O(胆矾)
白色 蓝色
检验水的存在,与石灰乳混合制备波尔多液
硫酸钡
又称重晶石,不溶于水和酸,且不易被X射线透过
用作消化系统X射线检查的内服药剂,即“钡餐”
2. SO的检验:-被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)
得分速记
①先加稀盐酸的目的是排除CO、SO、Ag+等离子的干扰。
②再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,发生反应的离子方程式:Ba2++SO=BaSO4↓。
知识点3硫酸的工业制备
1.工艺流程
2.反应原理
(1)煅烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2.
(2)SO2转化为SO3:2SO2+O2 2SO3.
(3)SO3吸水生成H2SO4:SO3+H2O=H2SO4.工业上制取硫酸时,若用水吸收SO3会放出大量的热,产生大量酸雾,因此用98.3%浓硫酸吸收SO3.。
考向1硫酸的性质
例2(2025·广东·一模)浓硫酸与蔗糖的“黑面包”实验十分有趣。实验小组按如图所示装置(铝箔的作用是便于实验后清洗圆底烧瓶)进行实验,向圆底烧瓶中滴入浓硫酸。下列说法正确的是
A.圆底烧瓶中的铝箔不与浓硫酸反应
B.圆底烧瓶内白色固体变黑,说明浓硫酸具有吸水性
C.浸有品红溶液的棉花褪色,说明浓硫酸具有强氧化性
D.溶液中出现黄色浑浊,说明浓硫酸具有酸性
思维建模 浓硫酸与金属的反应规律
1.钝化:常温下浓硫酸使Fe、Al钝化,如加热或将浓硫酸稀释,则可以继续反应。
2.与活泼金属(如Zn)反应:开始时产生SO2,硫酸浓度变小后,产生H2.
3.与不活泼金属(如Cu)反应:开始时产生SO2(加热),浓度变小后,不再与Cu反应。如1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2小于1 mol。
4.浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性;浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。
【变式训练1】(2025·广东梅州·一模)某化学兴趣小组改进了铜与浓硫酸的反应装置,新的设计如图。小磁铁在试管外壁控制磁力搅拌子(不与沸腾的浓硫酸反应)。按图装置进行实验,下列分析正确的是
A.铜与浓硫酸反应,浓硫酸只体现氧化性
B.浸有紫色石蕊溶液的滤纸先变红后褪色
C.冷却后,向反应后的试管A内倒入少量水,溶液变蓝色
D.通过气球打气筒向装置内部通入空气能防止NaOH溶液倒吸
【变式训练2】(2025·广东深圳·一模)将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a-c为贴在玻璃棒上浸有相应试液的试纸)所示实验。下列说法正确的是
A.铜与浓硫酸反应,只体现浓硫酸的强氧化性
B.为验证的氧化性,试剂可选用
C.品红溶液褪色,加热后恢复原色,说明具有氧化性
D.a、c两处均可观察到褪色现象
考向2硫酸根离子的检验
例1下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是
A.Fe(NO3)2溶液白色沉淀
B.Ba(NO3)2溶液白色沉淀
C.无色溶液白色沉淀
D.无色溶液无色溶液白色沉淀
【变式训练】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.此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
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.此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
考点三 硫及其化合物的相互转化
知识点1 硫及其化合物间的转化
(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。如:
(2)相邻价态的微粒不发生氧化还原反应,如S和H2S、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
知识点2 含硫物质的连续氧化
考向1 不同价态含硫物质的转化
例1(2025·广东深圳·一模)基于物质类别、元素价态的角度,可系统归纳、预测物质的性质与转化。部分含VIA族元素物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是
A.电解a制时,可向a中加入增强导电性
B.工业上,利用的转化制硫酸
C.若元素为,则可预测中元素均能被氧化
D.若元素为,则将转化为仅有两种转化路径
【变式训练1】(2025·广东茂名·二模)部分含或物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断不合理的是
A.与反应只能生成1种盐
B.酸雨的形成过程可以是:
C.若c为淡黄色固体,则c与能发生氧化还原反应
D.b可以与水反应生成d,且该反应中只有1种元素变价
【变式训练2】(2025·广东深圳·三模)价类二维图是学习化学的重要工具和模型,硫元素的部分价类二维图如图所示。下列说法正确的是
A.可存在的转化关系
B.实验室常用盐酸清洗附着于试管内壁的b物质
C.将铁丝插入e的稀溶液中可得到c
D.c使高锰酸钾溶液和品红溶液褪色的原理相同
考向2 以SO2制备为载体探究硫元素间的转化
例2(2025·广东广州·一模)从含银废液中回收银是保护金属资源的有效途径。
(1)实验室用70%H2SO4和Na2SO3制取干燥SO2选择净化与收集SO2所需装置,接口连接顺序为 。
(2)兴趣小组探究从AgNO3溶液中回收银,将SO2通入一定体积0.1mol•L﹣1的AgNO3溶液中(如图所示)。
已知:a.25℃时,Ksp(Ag2SO3)=1.5×10﹣14,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10﹣5。
b.Ag2SO3、Ag2SO4均能溶于浓氨水,生成[Ag(NH3)2]+。
ⅰ.实验现象瓶内产生大量白色沉淀,瓶底沉淀略显灰色。
ⅱ.沉淀成分的分析
将瓶内混合物分离得到溶液和固体X。
①取固体X加入过量浓氨水中,固体大部分溶解,过滤,得到无色溶液和少量灰黑色固体:将灰黑色固体加入浓硝酸中,固体溶解, (填实验现象),说明沉淀中含有Ag。SO2与AgNO3溶液反应生成银单质的离子方程式是 。
②另取固体X加入过量盐酸中,充分反应后静置,取上层清液于试管中, (填实验操作和现象),说明沉淀中含有Ag2SO3,SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3的化学方程式是 。
③进一步实验证明,沉淀中不含Ag2SO4原因是c2(Ag+)•c() 1.4×10﹣5(填“>”“<”或“=”)。
ⅲ.实验结论SO2通入AgNO3溶液中同时发生复分解反应和氧化还原反应,Ag的回收率低。
④另取m1g固体X进行定量分析,测得其中Ag的质量为m2g,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应和氧化还原反应的平均反应速率之比为 。
(3)基于上述探究,兴趣小组重新设计了用SO2从AgNO3溶液中回收Ag的优化方案,避免了复分解反应的发生。该方案为 。
【变式训练】(2025·广东清远·二模)为了研究水溶液的性质,某兴趣小组做了以下实验:
Ⅰ.按图示实验装置完成实验。将装置中浓硫酸加入A装有少量蔗糖的试管中,关闭活塞。观察到A中剧烈反应,蔗糖变黑,且有气体放出。
(1)A中盛装浓硫酸的仪器名称为 ,体现了浓硫酸的性质有 。
(2)B、D中紫色都变红,C中过量溶液不褪色,C中发生反应的离子方程式为 。
Ⅱ.往装有水溶液的烧杯中插入pH计,观察读数。
(3)其读数慢慢 (填“变大”“变小”或“不变”)。
Ⅲ.如图所示,装满的三颈烧瓶,分别连有pH传感器、气体压力传感器。将针筒中的水注入三颈烧瓶。测出气体压力变化如图甲,溶液pH变化如图乙。
(4)根据甲、乙两图前50s的变化曲线,说明的性质有 。50s后,将三颈烧瓶置于40℃热水浴中,分析甲、乙两图变化原因。
猜想1:气体压力显著上升,可能是因为温度升高,瓶内气体膨胀。
猜想2:?
(5)实验设计:可通过一个空白实验进行对比分析,请填操作: 。
(6)测得此时压强图像为图丙。所以,猜想2: 是主要原因的。
1.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)某元素的单质及其化合物的转化关系如图。常温常压下G、J均为无色气体,J具有漂白性。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A.G、K均能与溶液反应 B.H、N既具有氧化性也具有还原性
C.M和N溶液中的离子种类相同 D.与足量的J反应,转移电子数为
2.(2024·贵州·高考真题)贵州重晶石矿(主要成分)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钡工艺。部分流程如下:
下列说法正确的是
A.“气体”主要成分是,“溶液1”的主要溶质是
B.“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C.“合成反应”中生成的反应是氧化还原反应
D.“洗涤”时可用稀去除残留的碱,以提高纯度
3.(2024·北京·高考真题)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:
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率
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
4.(2023·广东·高考真题)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,体现的氧化性
B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现的还原性
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
5.(2024·海南·高考真题)在生态系统的硫循环中不可或缺。时,水溶液中价S不同形态的分布分数如图所示,下列说法正确的是
A.线a表示的分布分数
B.时,的约为7.0
C.的溶液吸收的量小于于
D.可以向燃气中掺入微量以示警燃气泄漏
6.(2025·北京·高考真题)利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。
已知:
物质
、
(1)制
已知:
由制的热化学方程式为 。
(2)制
I.在多级串联反应釜中,悬浊液与持续通入的进行如下反应:
第一步:
第二步:
Ⅱ.当反应釜中溶液达到3.8~4.1时,形成的悬浊液转化为固体。
①Ⅱ中生成的化学方程式是 。
②配碱槽中,母液和过量配制反应液,发生反应的化学方程式是 。
③多次循环后,母液中逐渐增多的杂质离子是 ,需除去。
④尾气吸收器中,吸收的气体有 。
(3)理论研究、与的反应。一定温度时,在浓度均为的和的混合溶液中,随的增加,和平衡转化率的变化如图。
①,与优先反应的离子是 。
②,平衡转化率上升而平衡转化率下降,结合方程式解释原因: 。
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第02讲 硫及其重要化合物
目录
01
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 硫及其氧化物
知识点1 硫的性质及应用
知识点2 二氧化硫的性质及制法
考向1 硫的性质
考向2 二氧化硫的性质及制法
思维建模 检验SO2和CO2同时存在的一般流程
考点二 硫酸和硫酸盐
知识点1 硫酸的性质
知识点2 硫酸根离子的检验
知识点3 硫酸的工业制备
考向1 硫酸的性质
思维建模 浓硫酸与金属的反应规律
考向2 硫酸根离子的检验
考点三 硫及其化合物的相互转化
知识点1 硫及其化合物间的转化
知识点2 含硫物质的连续氧化
考向1 不同价态含硫物质的转化
考向2 以SO2制备为载体探究硫元素间的转化
04
考点要求
考查形式
2025年
2024年
2023年
硫及其化合物的性质与转化
选择题
非选择题
广东卷T3,2分
广东卷T4,2分
广东卷T7,2分
广东卷T8,2分
广东卷T13,4分
广东卷T17(1)、(2),4分
广东卷T9,2分
广东卷T12,4分
考情分析:
本讲为高考命题热点,近三年的广东高考试题以硫及其化合物的性质本讲单独命题的不多,选择题多是结合离子反应、阿伏加德罗常数、化学实验现象和分析等考查重要硫的单质和化合物的重要性质和用途;非选择题多是结合工业生产的工艺流程、综合性实验等考查硫及其化合物的性质,难度适中或稍难。
复习目标:
1.掌握硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解硫及其重要化合物的制备方法。
3.了解硫及其化合物的相互转化及应用。
4.了解硫的氧化物对环境的影响。
考点一 硫及其氧化物
知识点1 硫的性质及应用
1.硫元素的存在形态
游离态:火山口附近或地壳的岩层里;
化合态:主要以硫化物和硫酸盐的性质存在。
2.硫的物理性质:黄色或淡黄色固体;俗称硫黄,质脆,易研成粉末,密度比水大,难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2.。
3.硫的化学性质
(1)与非金属单质反应
与氧气反应:S+O2SO2
与氢气反应:S+H2H2S
(2)与金属反应
与钠反应:2Na+S=Na2S
与铁反应:Fe+SFeS
与铜反应:2Cu+SCu2S
与汞反应:Hg+S=HgS
得分速记
硫粉去除洒落的汞;硫与变价金属反应生成低价态化合物
(3)与NaOH溶液反应:3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
得分速记
碱溶液可用于清洗试管壁残留的硫
知识点2 二氧化硫的性质及制法
1. SO2的物理性质
色、态、味
密度
溶解性
毒性
无色有刺激性气味的气体
比空气大
易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约40体积SO2
有毒
2. SO2的化学性质
(1)酸性氧化物的通性
①与水反应:SO2+H2OH2SO3,H2SO3是中强酸,水溶液能使紫色石蕊试液变红色,但不能漂白石蕊试液。
②二氧化硫能与碱、碱性氧化物等反应。
与NaOH溶液反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 应用:用NaOH溶液吸收SO2气体
与澄清石灰水反应:SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O
与CaO反应:SO2+CaO=CaSO3
③Na2SO3溶液中通入SO2气体:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
(2)氧化性(如与H2S反应):SO2+2H2S=3S+2H2O
(3)还原性
①催化氧化:2SO2+O22SO3 (可逆反应) 应用:工业上制取硫酸
②在溶液中,SO2、H2SO3、SO与氧化性物质(如Cl2、Br2、I2、O2、H2O2、Fe3+、酸性KMnO4、硝酸等)反应,产物是SO。
SO2与氯水反应:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
SO2与H2O2反应:SO2+H2O2=H2SO4
H2SO3被氧气氧化:2H2SO3+O2=2H2SO4
Na2SO3被氧气氧化:2Na2SO3+O2=2Na2SO4
SO2与Fe3+反应:SO2+2Fe3++2H2O=SO+2Fe2++4H+
SO与酸性高锰酸钾溶液反应:5SO+2MnO+6H+ =5SO+2Mn2++3H2O
(4)漂白性:使某些有色物质(如品红溶液)生成不稳定的无色物质,若加热,可恢复原来的颜色。
得分速记
(1)SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
(2)SO2能使氯水、溴水、酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性,而不是漂白性,SO2和Cl2等体积混合通入溶液中,漂白性不但不增强,反而消失。
(3)SO2不仅具有漂白性和还原性,还具有弱氧化性,具体体现为2H2S+SO2=3S↓+2H2O。
(4)SO2、CO2通入BaCl2溶液中都不会产生沉淀,但若通入NH3或加入NaOH溶液,或把BaCl2改成Ba(NO3)2均有白色沉淀生成,前两者生成BaSO3沉淀,后者生成BaSO4沉淀。
(5)SO2与碱溶液反应时,碱过量得正盐(SO)、SO2过量得酸式盐(HSO)。
3. SO2的污染与治理
(1)来源:石油和煤的燃烧及含硫矿石的冶炼等。
(2)危害:危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)
(3)治理:燃煤脱硫、改进燃烧技术、废气中的二氧化硫回收处理等。
得分速记
(1)硫酸型酸雨的形成过程(两条路径):
有关化学方程式:
路径一:2SO2+O22SO3,SO3+H2O=H2SO4
路径二:SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4
(2)常见的SO2处理方法:
①钙基固硫法:用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙,从而使硫转移到煤渣中,反应原理为:S+O2SO2,CaO+SO2CaSO3,2CaSO3+O22CaSO4.
②氨水脱硫法:雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2,其反应的化学方程式为:2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4.
③钠碱脱硫法:钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,发生反应的化学方程式为:2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O,Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2,Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3.
④双碱脱硫法:先利用烧碱吸收SO2,再利用熟石灰浆液进行再生,再生后的NaOH碱液可循环使用,化学反应原理为:
吸收反应:2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O,2Na2SO3+O2=2Na2SO4.
再生反应:Na2SO3+Ca(OH)2=CaSO3↓+2NaOH,Na2SO4+Ca(OH)2=CaSO4↓+2NaOH。
4.二氧化硫的制备与性质实验
(1)实验室常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫,进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、还原性、氧化性等。
①制取原理:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
②综合实验装置
(2)实验室也可用铜片与浓硫酸共热反应制取二氧化硫,进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、还原性、氧化性等。
①制取原理:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
②综合实验装置
考向1 硫的性质及应用
例1在下列反应中硫元素只显氧化性的是
A.2Al+3SAl2S3 B.H2SH2+S
C.S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑ D.3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
【答案】A
【解析】A.2Al+3SAl2S3反应中S化合价由硫0价降为-2价,显氧化性,故选A;
B.H2SH2+S反应中S化合价由-2价升为0价,显还原性,故不选B;
C.S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑反应中,单质硫中S元素由0价升至+4价显还原性,H2SO4中S由+6价降至+4价被还原,S既显氧化性又显还原性,故不选C;
D.3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O反应中,S元素化合价由0升高为+4、由0降低为-2,S既显氧化性又显还原性,故不选D;
选A。
【变式训练】【变式训练】硫元素最常见和最稳定的一种同素异形体是黄色的正交α-型,1912年E.Beckmann由硫在碘中的冰点降低法测得它含有S8分子。1891年,M.R.Engel用浓盐酸和硫代硫酸盐的饱和溶液在0℃下作用首次制得了一种菱形的-硫,后来证明含有S6分子。下列说法正确的是
A.S6和S8分子都是由S原子组成,所以它们是一种物质
B.S6和S8分子分别与铁粉反应,所得产物不同
C.S6和S8分子分别与过量的氧气反应可以得到SO3
D.等质量的S6和S8分子分别与足量的KOH反应,消耗KOH的物质的量相同
【答案】D
【解析】A选项,S6和S8分子都是由S原子组成,它们是不同的物质,互为同素异形体,故A错误;
B选项,S6和S8是硫元素的不同单质,化学性质相似,因此它们分别与铁粉反应,所得产物相同,故B错误;
C选项,不管氧气过量还是少量,S6和S8分子分别与氧气反应可以得到SO2,故C错误;
D选项,等质量的S6和S8分子,其硫原子的物质的量相同,因此它们分别与足量的KOH反应,消耗KOH的物质的量相同,故D正确。
综上所述,答案为D。
考向2 二氧化硫的性质及制法
例2(2025·广东深圳·一模)按下图装置,将浓H2SO4加入Na2S2O3溶液中,Na2S2O3溶液产生气泡和黄色沉淀。下列预期现象及相应推理均不正确的是
A.溴水润湿的滤纸褪色,说明SO2有还原性
B.湿润蓝色石蕊试纸变红,说明SO2水溶液显酸性
C.烧瓶壁发热,说明反应(aq)+2H+(aq)=S(s)+H2O(1)+SO2(g)是放热反应
D.H2S溶液产生黄色沉淀,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
【答案】C
【解析】A.二氧化硫具有还原性,能够使溴水褪色,,A正确;
B.二氧化硫为酸性氧化物,能够与水反应生成亚硫酸:,湿润的蓝色石蕊试纸变红说明SO2水溶液显酸性,B正确;
C.浓硫酸稀释也会产生大量的热,所以烧瓶壁发热,不能说明反应(aq)+2H+(aq)=S(s)+H2O(1)+SO2(g)是放热反应,C错误;
D.H2S溶液产生黄色沉淀是因为与生成S单质:,是还原剂,是氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,D正确;
故选C。
思维建模 检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程如下:
流程设计
检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清的石灰水
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
注意 有时为简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,用较浓的酸性KMnO4溶液,现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅,但不褪成无色。
C与浓硫酸反应产物的确定应按以下流程进行:无水CuSO4确定水→品红溶液确定SO2→酸性KMnO4溶液除去SO2→品红溶液检验SO2是否除净→澄清石灰水检验CO2.
【变式训练1】(2025·广东汕头·三模)实验室制取并验证其性质,下列装置及操作能达到相应实验目的的是
A.生成
B.验证的漂白性
C.干燥
D.吸收
【答案】D
【解析】A.铜与浓硫酸加热反应生成二氧化硫气体,装置中缺少酒精灯,不能达到相应实验目的,A不符合题意;
B.与溴水发生氧化还原反应,溴水褪色体现的还原性,不能达到相应实验目的,B不符合题意;
C.为酸性气体,碱石灰是CaO、NaOH混合物,二氧化硫与碱石灰反应,因此干燥二氧化硫,可用浓硫酸或P2O5等,题中所给装置,不能达到实验目的,C不符合题意;
D.二氧化硫有毒,为防止污染空气,需要除去,常用碱液吸收,倒扣的漏斗可防倒吸,题中所给装置,能达到实验目的,D符合题意;
故选D。
【变式训练2】(2025·广东广州·二模)利用下列实验装置(加热装置省略)测定葡萄酒中的含量,将葡萄酒中的吹到溶液中,用NaOH标准溶液滴定反应后的Ⅱ中溶液。下列说法正确的是
A.Ⅰ中加入稀硫酸,目的是利用其氧化性
B.进入Ⅱ中与反应,体现的还原性
C.利用NaOH滴定Ⅱ中未反应完的,测的含量
D.若Ⅲ中溶液颜色变浅,则测得的含量偏高
【答案】B
【分析】加热三颈烧瓶时二氧化硫逸出进入溶液中被双氧水氧化为硫酸,然后利用NaOH标准溶液滴定反应后生成的硫酸,测的含量。
【解析】A.Ⅰ中加入稀硫酸,目的是利用其酸性,促进二氧化硫逸出,A错误;
B.进入Ⅱ中与反应,被氧化为硫酸,体现的还原性,B正确;
C.利用NaOH滴定Ⅱ中生成的硫酸,测的含量,C错误;
D.若Ⅲ中溶液颜色变浅,说明二氧化硫没有全部氧化为硫酸,有一部分进入到Ⅲ中,则测得的含量偏低,D错误;
故选B。
考点二 硫酸和硫酸盐
知识点1硫酸的性质
1.硫酸的物理性质:H2SO4是无色液体,能与水以任意比互溶,实验室常用的浓硫酸质量分数为98.3%,密度大(1.84 g·cm-3),沸点高,难挥发,常温下比较稳定。
得分速记
硫酸与水以任意比互溶,浓硫酸溶解时可放出大量的热,浓硫酸的稀释方法是将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
2.浓硫酸的特性
(1)吸水性和脱水性:吸水性是物质本身具有H2O水分子被浓硫酸吸走(包括结晶水和自由水); 脱水性是被脱水物质本身没有H2O水分子,但含有H和O,被浓硫酸按水的比例脱去(如蔗糖炭化实验)。
得分速记
浓硫酸可干燥酸性气体(如CO2、SO2、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等),不可干燥的气体:碱性气体(如NH3)和某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等)。
(2)强氧化性
①常温下,铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密的氧化膜而钝化,从而阻止了酸与内层金属的进一步反应,所以常温下可以用铁、铝质容器来盛装浓硫酸。
②与Zn反应:开始产生SO2,后来产生氢气:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O;Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
③与铜反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
④与非金属的反应
浓硫酸与木炭反应的化学方程式:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
⑤与还原性化合物反应:
浓硫酸能将还原性化合物(如FeO、HBr、HI、H2S等)氧化。
浓硫酸与FeO反应:2FeO+ 4H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+SO2↑+4H2O。
浓硫酸与HBr反应:2HBr+H2SO4(浓)=Br2↑+SO2↑+2H2O。
浓硫酸与H2S反应:H2S+H2SO4(浓)=S+SO2↑+2H2O。
得分速记
金属(如Cu、Zn等)与浓H2SO4反应时,要注意H2SO4浓度对反应产物的影响。开始阶段产生SO2气体,随着反应的进行,H2SO4的浓度变小,最后变为稀H2SO4,Cu与稀H2SO4不反应,Zn与稀H2SO4反应生成H2而不是SO2。
知识点2 硫酸盐和硫酸根离子的检验
1.常见的硫酸盐:
硫酸盐
主要性质
主要应用
硫酸钙
CaSO4·2H2O2CaSO4·H2O
生石膏 熟石膏
制作模型和医用石膏绷带,调节水泥的硬化速率
硫酸铜
CuSO4CuSO4·5H2O(胆矾)
白色 蓝色
检验水的存在,与石灰乳混合制备波尔多液
硫酸钡
又称重晶石,不溶于水和酸,且不易被X射线透过
用作消化系统X射线检查的内服药剂,即“钡餐”
2. SO的检验:-被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)
得分速记
①先加稀盐酸的目的是排除CO、SO、Ag+等离子的干扰。
②再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,发生反应的离子方程式:Ba2++SO=BaSO4↓。
知识点3硫酸的工业制备
1.工艺流程
2.反应原理
(1)煅烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2.
(2)SO2转化为SO3:2SO2+O2 2SO3.
(3)SO3吸水生成H2SO4:SO3+H2O=H2SO4.工业上制取硫酸时,若用水吸收SO3会放出大量的热,产生大量酸雾,因此用98.3%浓硫酸吸收SO3.。
考向1硫酸的性质
例2(2025·广东·一模)浓硫酸与蔗糖的“黑面包”实验十分有趣。实验小组按如图所示装置(铝箔的作用是便于实验后清洗圆底烧瓶)进行实验,向圆底烧瓶中滴入浓硫酸。下列说法正确的是
A.圆底烧瓶中的铝箔不与浓硫酸反应
B.圆底烧瓶内白色固体变黑,说明浓硫酸具有吸水性
C.浸有品红溶液的棉花褪色,说明浓硫酸具有强氧化性
D.溶液中出现黄色浑浊,说明浓硫酸具有酸性
【答案】C
【分析】常温下铝箔会与浓硫酸发生钝化反应,浓硫酸使得蔗糖脱水生成碳,浓硫酸和碳发生氧化还原反应生成二氧化硫、二氧化碳气体,二氧化硫使浸有品红溶液的棉花褪色,证明二氧化硫具有漂白性,二氧化硫进入硫化钠反应生成S沉淀,证明二氧化硫具有氧化性,二氧化硫进入氢氧化钠中进行尾气处理。
【解析】A.常温下铝箔会与浓硫酸发生钝化反应,在铝箔表面形成一层致密的氧化膜,阻止反应进一步进行,并非不反应,A错误;
B.圆底烧瓶内白色固体变黑,是因为浓硫酸将蔗糖中的H、O按2:1的比例脱去,体现了浓硫酸的脱水性,而不是吸水性,B错误;
C.浸有品红溶液的棉花褪色,是因为浓硫酸与蔗糖反应生成了二氧化硫,二氧化硫具有漂白性,能使品红褪色。浓硫酸中S元素化合价降低,生成二氧化硫,体现了浓硫酸的强氧化性,C正确;
D.溶液中出现黄色浑浊,是因为浓硫酸与蔗糖反应生成的二氧化硫与溶液反应生成了硫单质。在这个过程中,浓硫酸中S元素化合价降低,体现的是浓硫酸的强氧化性,而不是酸性,D错误;
故选C。
思维建模 浓硫酸与金属的反应规律
1.钝化:常温下浓硫酸使Fe、Al钝化,如加热或将浓硫酸稀释,则可以继续反应。
2.与活泼金属(如Zn)反应:开始时产生SO2,硫酸浓度变小后,产生H2.
3.与不活泼金属(如Cu)反应:开始时产生SO2(加热),浓度变小后,不再与Cu反应。如1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2小于1 mol。
4.浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性;浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。
【变式训练1】(2025·广东梅州·一模)某化学兴趣小组改进了铜与浓硫酸的反应装置,新的设计如图。小磁铁在试管外壁控制磁力搅拌子(不与沸腾的浓硫酸反应)。按图装置进行实验,下列分析正确的是
A.铜与浓硫酸反应,浓硫酸只体现氧化性
B.浸有紫色石蕊溶液的滤纸先变红后褪色
C.冷却后,向反应后的试管A内倒入少量水,溶液变蓝色
D.通过气球打气筒向装置内部通入空气能防止NaOH溶液倒吸
【答案】D
【解析】A.铜与浓硫酸反应,体现了浓硫酸的酸性和氧化性,A错误;
B.二氧化硫只能使紫色石蕊试液变红不能使其褪色,B错误;
C.试管中含有浓硫酸,故稀释时应将试管中溶液倒入水中,C错误;
D.二氧化硫易溶于水,故通过气球打气筒向装置内部通入空气能防止NaOH溶液倒吸,D正确;
故选D。
【变式训练2】(2025·广东深圳·一模)将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a-c为贴在玻璃棒上浸有相应试液的试纸)所示实验。下列说法正确的是
A.铜与浓硫酸反应,只体现浓硫酸的强氧化性
B.为验证的氧化性,试剂可选用
C.品红溶液褪色,加热后恢复原色,说明具有氧化性
D.a、c两处均可观察到褪色现象
【答案】B
【解析】A.铜与热的浓硫酸反应,生成SO2和CuSO4,浓硫酸体现酸性和氧化性,故A错误;
B.为验证的氧化性,试剂可选用,两者反应生成淡黄色的硫单质,据此现象可证明的氧化性,故B正确;
C.品红溶液褪色,加热后恢复原色,说明具有漂白性,故C错误;
D.只能使紫色石蕊溶液变红,但不能褪色,故D错误;
故选:B。
考向2硫酸根离子的检验
例1下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是
A.Fe(NO3)2溶液白色沉淀
B.Ba(NO3)2溶液白色沉淀
C.无色溶液白色沉淀
D.无色溶液无色溶液白色沉淀
【答案】C
【解析】A.Fe(NO3)2溶液中加入过量盐酸,发生反应生成Fe3+等,通入过量SO2,Fe3+将其氧化生成H2SO4等,加入BaCl2溶液,生成BaSO4白色沉淀,A不符合题意;
B.Ba(NO3)2溶液中加入过量盐酸,后加入的少量Na2SO3会被氧化为Na2SO4,与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀,B不符合题意;
C.无色溶液可能为AgNO3溶液,加入HNO3和BaCl2溶液,生成AgCl白色沉淀,C符合题意;
D.无色溶液中加入过量盐酸,得到无色溶液,则原溶液中不含有AgNO3、Na2SO3等,加入BaCl2溶液,产生的白色沉淀一定是BaSO4,D不符合题意;
故选C。
【变式训练】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.此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
【答案】D
【解析】向可能部分被氧化变质的Na2SO3溶液中滴入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,此时的白色沉淀是硫酸钡,则此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化,答案为D。
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.此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
【答案】D
【解析】向可能部分被氧化变质的Na2SO3溶液中滴入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,此时的白色沉淀是硫酸钡,则此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化,答案为D。
考点三 硫及其化合物的相互转化
知识点1 硫及其化合物间的转化
(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。如:
(2)相邻价态的微粒不发生氧化还原反应,如S和H2S、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
知识点2 含硫物质的连续氧化
考向1 不同价态含硫物质的转化
例1(2025·广东深圳·一模)基于物质类别、元素价态的角度,可系统归纳、预测物质的性质与转化。部分含VIA族元素物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是
A.电解a制时,可向a中加入增强导电性
B.工业上,利用的转化制硫酸
C.若元素为,则可预测中元素均能被氧化
D.若元素为,则将转化为仅有两种转化路径
【答案】C
【分析】a可以表示H2S、H2O等,b可以表示S、O2等,c表示SO2等、d表示H2SO3等,e表示SO3等,f表示H2SO4等,据此解答。
【解析】A.电解H2O制时,若向H2O中加入,则相当于电解氯化钠溶液,得到氢气、氯气和氢氧化钠,A错误;
B.工业上制硫酸的原料为硫铁矿,原理为,B错误;
C.若元素为,a为,d为,化合价均不是最高价,故均能被氧化,C正确;
D.若元素为,将SO2转化为H2SO4,加入氧化剂即可实现,如Cl2、Br2、KMnO4等,D错误;
故选C。
【变式训练1】(2025·广东茂名·二模)部分含或物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断不合理的是
A.与反应只能生成1种盐
B.酸雨的形成过程可以是:
C.若c为淡黄色固体,则c与能发生氧化还原反应
D.b可以与水反应生成d,且该反应中只有1种元素变价
【答案】A
【解析】A.e是+4价的氧化物,为二氧化硫,d为+1价氧化物的水化物,为氢氧化钠,二者反应,若二氧化硫少量,生成亚硫酸钠,若二氧化硫过量,生成亚硫酸氢钠,A错误;
B.酸雨的形成过程:硫与氧气反应生成二氧化硫,二氧化硫与水形成亚硫酸,亚硫酸被氧化为硫酸,形成酸雨,B正确;
C.若c为淡黄色固体,C为过氧化钠,与二氧化硫反应生成硫酸钠,元素化合价变化,属于氧化还原反应,C正确;
D.b为+1价氢化物,为NaH,可与水反应生成氢氧化钠和氢气,只涉及氢元素化合价变化,D正确;
答案选A。
【变式训练2】(2025·广东深圳·三模)价类二维图是学习化学的重要工具和模型,硫元素的部分价类二维图如图所示。下列说法正确的是
A.可存在的转化关系
B.实验室常用盐酸清洗附着于试管内壁的b物质
C.将铁丝插入e的稀溶液中可得到c
D.c使高锰酸钾溶液和品红溶液褪色的原理相同
【答案】A
【分析】根据价类二维图可知,a为H2S、b为S、c为SO2、d为H2SO3、e为H2SO4、f为硫酸盐。
【解析】A.即H2S→S→SO2→H2SO3→H2SO4→硫酸盐,H2S在氧气中不完全燃烧可生成S,S与氧气反应生成SO2,SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3可被氧气等氧化为H2SO4,H2SO4与碱反应生成硫酸盐,A正确;
B.S不溶于盐酸,不能用盐酸清洗S,实验室常用热的氢氧化钠溶液清洗附着于试管内壁的S,B错误;
C.c为二氧化硫,e为H2SO4,Fe和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,不生成二氧化硫,C错误;
D.SO2具有还原性,能与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使溶液紫红色褪去,SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,原理不同,D错误;
故选A。
考向2 以SO2制备为载体探究硫元素间的转化
例2(2025·广东广州·一模)从含银废液中回收银是保护金属资源的有效途径。
(1)实验室用70%H2SO4和Na2SO3制取干燥SO2选择净化与收集SO2所需装置,接口连接顺序为 。
(2)兴趣小组探究从AgNO3溶液中回收银,将SO2通入一定体积0.1mol•L﹣1的AgNO3溶液中(如图所示)。
已知:a.25℃时,Ksp(Ag2SO3)=1.5×10﹣14,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10﹣5。
b.Ag2SO3、Ag2SO4均能溶于浓氨水,生成[Ag(NH3)2]+。
ⅰ.实验现象瓶内产生大量白色沉淀,瓶底沉淀略显灰色。
ⅱ.沉淀成分的分析
将瓶内混合物分离得到溶液和固体X。
①取固体X加入过量浓氨水中,固体大部分溶解,过滤,得到无色溶液和少量灰黑色固体:将灰黑色固体加入浓硝酸中,固体溶解, (填实验现象),说明沉淀中含有Ag。SO2与AgNO3溶液反应生成银单质的离子方程式是 。
②另取固体X加入过量盐酸中,充分反应后静置,取上层清液于试管中, (填实验操作和现象),说明沉淀中含有Ag2SO3,SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3的化学方程式是 。
③进一步实验证明,沉淀中不含Ag2SO4原因是c2(Ag+)•c() 1.4×10﹣5(填“>”“<”或“=”)。
ⅲ.实验结论SO2通入AgNO3溶液中同时发生复分解反应和氧化还原反应,Ag的回收率低。
④另取m1g固体X进行定量分析,测得其中Ag的质量为m2g,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应和氧化还原反应的平均反应速率之比为 。
(3)基于上述探究,兴趣小组重新设计了用SO2从AgNO3溶液中回收Ag的优化方案,避免了复分解反应的发生。该方案为 。
【答案】(1)bae
(2)产生红棕色气体 SO2+2Ag++2H2O=2Ag↓+4H+ 滴加品红溶液,溶液褪色 SO2+2AgNO3+H2O=Ag2SO3↓+2HNO3 <
(3)将原溶液于试管中加入适量硫酸酸化,再向试管中通入SO2,过滤得到无色溶液和白色固体,将白色固体加入浓氨水,过滤得到的固体为Ag单质
【分析】实验室用70%H2SO4和Na2SO3制取干燥SO2,将SO2通入一定体积0.1mol•L﹣1的AgNO3溶液中,产生大量白色沉淀,瓶底沉淀略显灰色,进行沉淀成分的分析;并且通过探究实验设计SO2从AgNO3溶液中回收Ag的优化方案。
【解析】(1)70%的浓硫酸和Na2SO3发生复分解反应生成Na2SO4、SO2、H2O,浓硫酸具有吸水性,且和SO2不反应,所以用浓硫酸干燥SO2;SO2的密度大于空气且能和碱石灰反应,所以用向上排空气法收集SO2,为防止污染空气,用碱石灰处理尾气,接口连接顺序为bae,故答案为:bae;
(2)①Ag和浓硝酸反应生成AgNO3、NO2和H2O,NO2为红棕色气体,所以看到的现象是:产生红棕色气体;SO2与AgNO3溶液反应生成银单质,Ag+被还原为Ag,则SO2被氧化为,即SO2和AgNO3溶液反应生成Ag和H2SO4,离子方程式为SO2+2Ag++2H2O=2Ag↓+4H+,故答案为:产生红棕色气体;SO2+2Ag++2H2O=2Ag↓+4H+;
②Ag2SO3和稀盐酸反应生成AgCl、SO2和H2O,SO2能使品红溶液褪色,则另取固体X加入过量盐酸中,充分反应后静置,取上层清液于试管中,滴加品红溶液,溶液褪色,说明沉淀中含有Ag2SO3;SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3和HNO3,反应的化学方程式为SO2+2AgNO3+H2O=Ag2SO3↓+2HNO3,故答案为:滴加品红溶液,溶液褪色;SO2+2AgNO3+H2O=Ag2SO3↓+2HNO3;
③如果溶液中c2(Ag+)•c()<Ksp(Ag2SO4),则不含AgSO4沉淀,即沉淀中不含Ag2SO4原因是c2(Ag+)•c()<1.4×10﹣5,故答案为:<;
④另取m1g固体X进行定量分析,测得其中Ag的质量为m2g,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应生成Ag2SO3的质量为(m1﹣m2)g,相同时间内其物质的量之比等于其反应速率之比,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应(1mol SO2生成1mol Ag2SO3)和氧化还原反应(1mol SO2生成2mol Ag)的平均反应速率之比为mol:()mol,故答案为:;
(3)加入适量硫酸可以提供酸性环境,防止SO2与硝酸银发生复分解反应,所以避免复分解反应发生的方案为:将原溶液于试管中加入适量硫酸酸化,再向试管中通入SO2,过滤得到无色溶液和白色固体,将白色固体加入浓氨水,过滤得到的固体为Ag单质,故答案为:将原溶液于试管中加入适量硫酸酸化,再向试管中通入SO2,过滤得到无色溶液和白色固体,将白色固体加入浓氨水,过滤得到的固体为Ag单质。
【变式训练】(2025·广东清远·二模)为了研究水溶液的性质,某兴趣小组做了以下实验:
Ⅰ.按图示实验装置完成实验。将装置中浓硫酸加入A装有少量蔗糖的试管中,关闭活塞。观察到A中剧烈反应,蔗糖变黑,且有气体放出。
(1)A中盛装浓硫酸的仪器名称为 ,体现了浓硫酸的性质有 。
(2)B、D中紫色都变红,C中过量溶液不褪色,C中发生反应的离子方程式为 。
Ⅱ.往装有水溶液的烧杯中插入pH计,观察读数。
(3)其读数慢慢 (填“变大”“变小”或“不变”)。
Ⅲ.如图所示,装满的三颈烧瓶,分别连有pH传感器、气体压力传感器。将针筒中的水注入三颈烧瓶。测出气体压力变化如图甲,溶液pH变化如图乙。
(4)根据甲、乙两图前50s的变化曲线,说明的性质有 。50s后,将三颈烧瓶置于40℃热水浴中,分析甲、乙两图变化原因。
猜想1:气体压力显著上升,可能是因为温度升高,瓶内气体膨胀。
猜想2:?
(5)实验设计:可通过一个空白实验进行对比分析,请填操作: 。
(6)测得此时压强图像为图丙。所以,猜想2: 是主要原因的。
【答案】(1)分液漏斗 脱水性,强氧化性
(2)
(3)变小
(4)易溶于水,水溶液显酸性
(5)无气体的三颈烧瓶内装有等量的水,在相同条件下观察气体压力的变化
(6)可能是因为不稳定,受热分解产生气体,瓶内压力升高
【分析】蔗糖遇到浓硫酸发生脱水,蔗糖变黑,随后蔗糖中的碳被浓硫酸氧化,生成二氧化碳、二氧化硫等产物。生成的气体均是酸性气体,遇到紫色石蕊,石蕊变红;通入酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾会氧化二氧化硫,方程式为:。
【解析】(1)A中盛装浓硫酸的仪器名称为:分液漏斗。蔗糖遇到浓硫酸发生脱水,蔗糖变黑,随后蔗糖中的碳被浓硫酸氧化,浓硫酸与碳反应方程式为:,体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性。
(2)二氧化硫被高锰酸钾氧化,方程式为:。
(3)由于二氧化硫是酸性氧化物,溶于水可以和水反应生成亚硫酸,亚硫酸显弱酸性:,所以值减小。
(4)根据甲图中前压强逐渐减小,说明二氧化硫溶于水;乙图前酸性逐渐增强,说明二氧化硫溶于水生成了酸,方程式为:。说明了二氧化硫易溶于水,水溶液显酸性。
(5)猜想可以按照对比实验的思路进行分析,可以在无气体的三颈烧瓶内装有等量的水,然后在相同条件下观察气体压力的变化。
(6)以后,压强逐渐增大,根据亚硫酸的性质可知,是因为温度升高以后,亚硫酸逐步分解,生成二氧化硫,方程式为:。
1.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)某元素的单质及其化合物的转化关系如图。常温常压下G、J均为无色气体,J具有漂白性。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A.G、K均能与溶液反应 B.H、N既具有氧化性也具有还原性
C.M和N溶液中的离子种类相同 D.与足量的J反应,转移电子数为
【答案】D
【分析】根据转化关系:,常温常压下G、J均为无色气体,J具有漂白性,J为SO2,K为SO3,G为H2S,H为S,M为NaHSO3,N为Na2SO3,L为Na2SO4。
【解析】A.H2S和SO3均能与NaOH溶液反应,A正确;
B.S和Na2SO3中S的化合价处于S的中间价态,既具有氧化性又有还原性,B正确;
C.M为NaHSO3,N为Na2SO3,二者的溶液中离子种类相同,C正确;
D.1mol H2S和足量的SO2反应生成S单质和水,2H2S+SO2=3S↓+2H2O,1mol H2S参加反应,转移2mol电子,转移2NA个电子,D错误;
答案选D。
2.(2024·贵州·高考真题)贵州重晶石矿(主要成分)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钡工艺。部分流程如下:
下列说法正确的是
A.“气体”主要成分是,“溶液1”的主要溶质是
B.“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C.“合成反应”中生成的反应是氧化还原反应
D.“洗涤”时可用稀去除残留的碱,以提高纯度
【答案】B
【分析】重晶石矿(主要成分为)通过一系列反应,转化为溶液;加盐酸酸化,生成和气体;在溶液中加入过量的NaOH,通过蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到;过滤得到的溶液1的溶质主要含NaCl及过量的NaOH;加水溶解后,加入,进行合成反应,得到粗品,最后洗涤得到最终产品。
【解析】A.由分析可知,“气体”主要成分为气体,“溶液1”的溶质主要含NaCl及过量的NaOH,A项错误;
B.由分析可知,“系列操作”得到的是晶体,故“系列操作”可以是蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,B项正确;
C.“合成反应”是和反应生成,该反应中元素化合价未发生变化,不是氧化还原反应,C项错误;
D.“洗涤”时,若使用稀,会部分转化为难溶的,故不能使用稀,D项错误;
故选B。
3.(2024·北京·高考真题)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:
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率
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
【分析】黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,SO2和空气中的O2在400~500℃、常压、催化剂的作用下发生反应得到SO3,用98.3%的浓硫酸吸收SO3,得到H2SO4。
【解析】A.反应I是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,化学方程式:,故A正确;
B.反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本,如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高平衡转化率,故B错误;
C.将黄铁矿换成硫黄,则不再产生,即可以减少废渣产生,故C正确;
D.硫酸工业产生的尾气为、,可以用碱液吸收,故D正确;
故选B。
4.(2023·广东·高考真题)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,体现的氧化性 B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现的还原性
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
【分析】Ⅰ中发生反应,二氧化硫进入Ⅱ中使品红溶液褪色,二氧化硫进入Ⅲ中与硫化钠反应生成S沉淀,二氧化硫进入Ⅳ中与氢氧化钠反应使溶液碱性减弱,酚酞褪色。
【解析】A.Ⅰ中试管内发生反应 ,氢元素化合价不变, 不体现氧化性,故A错误;
B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现的漂白性,故B错误;
C.Ⅰ试管内发生反应,Ⅲ试管内发生反应,Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象,故C正确;
D.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,故D错误;
故选C。
5.(2024·海南·高考真题)在生态系统的硫循环中不可或缺。时,水溶液中价S不同形态的分布分数如图所示,下列说法正确的是
A.线a表示的分布分数
B.时,的约为7.0
C.的溶液吸收的量小于于
D.可以向燃气中掺入微量以示警燃气泄漏
【答案】B
【分析】氢硫酸是二元弱酸,在溶液中分步电离,溶液pH增大,溶液中氢硫酸的浓度减小,HS−的浓度先增大后减小,S2-的浓度先不变后增大,则曲线a、b、c分别表示氢硫酸、HS−、S2-的分布分数;由图可知,溶液中氢硫酸的浓度与HS−的浓度相等时,溶液pH为7,由电离常数Ka1(H2S)= 可知,电离常数Ka1(H2S)= c(H+)=1×10﹣7。
【解析】A.由分析可知,曲线a、b、c分别表示氢硫酸、HS−、S2-的分布分数,故A错误;
B.由分析可知,电离常数Ka1(H2S)= c(H+)=1×10﹣7,则硫化钠的Kb2====1×10﹣7,则PKb2约为7,故B正确;
C.氢氧化钠溶液与过量的硫化氢反应生成硫氢化钠,则1.0L1mol/L的氢氧化钠溶液能与1mol硫化氢气体反应,由于硫化氢气体溶于水,所以1.0L1mol/L的氢氧化钠溶液吸收硫化氢气体的物质的量大于1mol,故C正确;
D.硫化氢气体有毒,所以不能向燃气中掺入微量硫化氢气体以示警燃气泄漏,否则燃气泄漏时可能发生意外事故,故D错误;
故选B。
6.(2025·北京·高考真题)利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。
已知:
物质
、
(1)制
已知:
由制的热化学方程式为 。
(2)制
I.在多级串联反应釜中,悬浊液与持续通入的进行如下反应:
第一步:
第二步:
Ⅱ.当反应釜中溶液达到3.8~4.1时,形成的悬浊液转化为固体。
①Ⅱ中生成的化学方程式是 。
②配碱槽中,母液和过量配制反应液,发生反应的化学方程式是 。
③多次循环后,母液中逐渐增多的杂质离子是 ,需除去。
④尾气吸收器中,吸收的气体有 。
(3)理论研究、与的反应。一定温度时,在浓度均为的和的混合溶液中,随的增加,和平衡转化率的变化如图。
①,与优先反应的离子是 。
②,平衡转化率上升而平衡转化率下降,结合方程式解释原因: 。【答案】(1)
(2)
(3) 时,产生的二氧化碳逸出,使反应正向进行,平衡转化率上升,亚硫酸氢根浓度增大,抑制了的亚硫酸根和二氧化硫的反应,所以平衡转化率上升而平衡转化率下降
【分析】硫化氢通入燃烧炉中燃烧,生成了二氧化硫,还有少量氮气,氧气等,二氧化硫与碳酸钠在反应釜中反应,产生的废气用氢氧化钠吸收,出料液离心分离得到产品,母液中含有亚硫酸氢钠,返回配碱槽中循环使用。
【解析】(1)已知:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
将Ⅰ×2+Ⅱ×2得:,所以由制的热化学方程式为;
(2)① 当反应釜中溶液达到3.8~4.1时,形成的悬浊液转化为固体,根据元素守恒,还有水生成,化学方程式:;
② 根据多级串联反应釜中的化学方程式可知,除了生成的焦亚硫酸钠外,母液中有亚硫酸氢钠剩余,又因为>,亚硫酸氢钠与过量发生反应的化学方程式为:;
③ 在燃烧炉中反应冷却后的气体中混有氧气,氧气能氧化亚硫酸钠或亚硫酸氢钠,生成硫酸钠,所以多次循环后,母液中逐渐增多的杂质离子是,需除去;
④ 碳酸氢钠与二氧化硫发生的化学方程式为,,生成了二氧化碳,二氧化碳用氢氧化钠吸收,转化成碳酸钠,可到多级串联反应釜中循环使用,所以尾气吸收器中,吸收的气体有;
(3)① 由图可知,①,时,碳酸氢根平衡转化率较低,而亚硫酸根的平衡转化率较高,所以与优先反应;
②一定温度时,在浓度均为的和的混合溶液中,发生的反应为:,,时,产生的二氧化碳逸出,使反应正向进行,平衡转化率上升,亚硫酸氢根浓度增大,抑制了的亚硫酸根和二氧化硫的反应,所以平衡转化率上升而平衡转化率下降。
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