内容正文:
硫及其化合物
第二讲
|内|容|与|目|标|
1.理解S、SO2的氧化性和还原性。
2.理解SO2的特性和酸性氧化物的通性。
3.理解浓H2SO4的三大特性——吸水性、脱水性和强氧化性。
4.了解硫及其化合物的应用。
5.从化合价变化和属类理解硫及其化合物的相互转化及应用。
第1课时 硫及其氧化物
一、
二、
逐点清(一) 硫的性质
三、
目 录
逐点清(二) 硫的氧化物(SO2、SO3)
课时跟踪检测
逐点清(一) 硫的性质
1.硫元素的存在形态
2.硫单质的物理性质
俗称 颜色状态 溶解性
水 酒精 CS2
____________ ______晶体 难溶 微溶 易溶
硫化物
硫酸盐
硫黄
黄色
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)硫具有弱氧化性,和变价金属反应,通常将金属氧化成低价态( )
(2)硫与金属或非金属反应时均做氧化剂( )
(3)硫燃烧时,硫过量时燃烧的产物是SO2,氧气过量时燃烧的产物是SO3( )
(4)硫有多种单质S2、S4、S6、S8等,它们互称为同位素( )
2.根据硫的性质,残留在试管中的硫,可以用哪些试剂除去?
答案:CS2或热的NaOH溶液。
3.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,应如何处理。
答案:在汞表面撒上硫粉。
基本能力自查
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逐点清(二) 硫的氧化物(SO2、SO3)
输入你的标题
系统教材 ·固本强基
(一)二氧化硫
1.物理性质
色、味、态 密度 溶解性
无色、有_________气味的气体 比空气的____ 易溶于水,通常情况下,1体积的水溶解约40体积的SO2
刺激性
大
2.化学性质
(1)酸性氧化物的通性
①与水反应:SO2+H2O ________;
②与NaOH(足量)反应:2NaOH+SO2===______________。
(2)氧化性(如与H2S溶液反应)
SO2+2H2S===__________。
H2SO3
Na2SO3+H2O
3S+2H2O
(3)还原性
①与O2反应:_____________________________;
②与卤素单质的水溶液反应:
X2+SO2+2H2O===______________ (X=Cl、Br、I);
③与铁盐溶液反应:_____________________________________;
④与CuX2溶液反应生成CuX白色沉淀:2CuX2+SO2+2H2O===2CuX↓+H2SO4+2HX(X=Cl、Br、I)。
(4)漂白性:可使品红溶液等有机色质褪色,生成不稳定的化合物。SO2通入品红溶液,现象为品红溶液褪色,然后加热,溶液又恢复红色。
2HX+H2SO4
2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++4H++S
3.实验室制法
(1)固体Na2SO3与较浓H2SO4反应,化学方程式为
______________________________________
(2)铜与浓H2SO4混合加热,化学方程式为
_______________________________________
4.应用:食品中添加适量SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用,如葡萄酒酿造过程中添加适量SO2可以起到杀菌作用。
Na2SO3+H2SO4(浓) ===Na2SO4+SO2↑+H2O
(二)三氧化硫
1.物理性质
熔点:16.8 ℃,沸点:44.8 ℃,常温下为_____态,标准状况下为______态。
2.化学性质——酸性氧化物
(1)与H2O反应:SO3+H2O===H2SO4。
(2)与CaO反应:SO3+CaO===CaSO4。
(3)与Ca(OH)2反应:______________________________
液
固
SO3+Ca(OH)2===CaSO4+H2O
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2( )
(2)SO2使溴水褪色,体现了SO2的漂白性( )
(3)SO2通入CaCl2溶液中可生成CaSO3白色沉淀( )
(4)SO2、SO3、CO2均为酸性氧化物( )
(5)标准状况下,0.5 mol SO3的体积为11.2 L( )
(6)收集SO2可以用排饱和NaHCO3溶液( )
(7)除去SO2中的HCl可以用饱和的Na2SO3溶液( )
基本能力自查
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2.可用于鉴别SO2和CO2的试剂有哪些?利用SO2的什么性质?
答案:(1)溴水、酸性KMnO4溶液等,利用SO2的还原性。
(2)氢硫酸,利用SO2的氧化性。
(3)品红溶液,利用SO2的漂白性。
3.(人教必修2 P4 “资料卡片”栏目改编)
(1)食品中的SO2有哪些作用?
(2)使用SO2作食品添加剂应注意什么?
答案:(1)杀菌、防止被氧化起到保质作用。
(2)要注意食品中SO2的使用范围和最大使用量,一般在葡萄酒中的最大使用量为0.25 g·L-1。
考题溯源
发掘教材
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输入你的标题
迁移应用·深化学习
牛刀小试
题点(一) SO2的性质及其实验探究
1.化学兴趣小组将少量SO2气体通入BaCl2和FeCl3的混合溶液中,发现溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色沉淀产生。针对上述变化,下列有关小组成员得到的结论正确的是( )
A.该过程表明SO2有漂白性
B.白色沉淀为BaSO3
C.该实验表明FeCl3具有还原性
D.反应后SO2转化为S
链接拓展:定性定量分析
SO2与BaCl2溶液的反应
解析:该过程没有体现SO2的漂白性,A错误;将SO2通入BaCl2和FeCl3的混合溶液中,Fe3+与SO2在溶液中反应生成S和Fe2+,则白色沉淀为BaSO4,B错误,D正确;该过程体现了FeCl3的氧化性,C错误。
√
2.(2025·北京牛栏山检测)某小组设计实验对硫燃烧的产物及其性质进行验证,实验装置如图所示。下列实验事实与所得结论相符的是 ( )
实验事实 所得结论
A 湿润的品红试纸褪色 证明硫的燃烧产物中有SO2
B 湿润的N2S试纸上出现淡黄色固体 证明硫的燃烧产物能被还原成硫
C 湿润的蓝色石蕊试纸变红 证明硫的燃烧产物中有酸类物质
D 加入BaCl2溶液产生白色沉淀 证明硫的燃烧产物中有SO3
解析: SO2能使品红褪色,A项正确;Na2S可被O2氧化生成单质S,不能证明硫的燃烧产物能被还原成硫,B项错误;湿润的蓝色石蕊试纸变红是因为SO2与水反应生成了H2SO3,不能证明硫的燃烧产物中有酸类物质,C项错误;S在氧气中燃烧只能生成SO2,不能生成SO3,D项错误。
题点(二) SO2、CO2的鉴别与检验
3.下列试剂能鉴别SO2和CO2的是 (填序号)。
①澄清石灰水 ②CaCl2溶液 ③溴水
④酸性KMnO4 ⑤氢硫酸 ⑥品红溶液
⑦FeCl3溶液 ⑧Ba(NO3)2溶液
③④⑤⑥⑦⑧
4.如图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图,按要求回答下列问题:
(1)B中加入的试剂是 ,作用是 。
(2)C中加入的试剂是 ,作用是 。
(3)D中加入的试剂是 ,作用是 。
(4)实验时,C中应观察到的现象是 。
解析:检验二氧化硫用品红溶液,吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液,检验二氧化碳用澄清石灰水;在检验二氧化碳之前,必须除尽二氧化硫,因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽,所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,但不能褪成无色,若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。
品红溶液
检验SO2
酸性KMnO4溶液
除去SO2并检验SO2是否除尽
澄清石灰水
检验CO2
酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色
题点(三) 常见物质的漂白性
5.下列说法正确的是 ( )
A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液褪色
B.能使品红溶液褪色的不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同
D.将SO2气体通入滴有酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色,说明SO2具有漂白性
解析:SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,具有还原性,能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,具有酸性,能使石蕊变红,故A错误;二氧化硫、次氯酸等物质都能使品红溶液褪色,故B正确;漂白粉和过氧化钠的漂白性是利用其氧化性,活性炭的漂白性是利用其吸附性,二氧化硫的漂白性是利用其和有色物质反应生成无色物质,故C错误;SO2与NaOH发生反应,溶液因碱性减弱或不呈碱性而褪色,不能说明SO2具有漂白性,故D错误。
√
6.将气体通入品红溶液中溶液褪色,设计实验方法证明该气体是SO2还是Cl2:
。
取褪色后的溶液,加热,若红色恢复说明为SO2,反之,为Cl2
练后补强
1.构建检验SO2和CO2同时存在的思维模型
注意:有时为了简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,并使用较浓的酸性KMnO4溶液,现象为酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪去。
2.辨析三类漂白剂的区别
类型 原理 举例 特点 备注
氧化型 将有机色质内部“生色团”破坏掉 HClO、NaClO、a(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3等 不可逆、持久 无选择性
化合型 与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质 SO2 可逆、不持久 有选择性
吸附型 将有色物质吸附而褪色 活性炭 物理变化 吸附色素
课时跟踪检测
(说明:标 题目配有讲评课件)
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一、选择题
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、气化、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
解析:由硫黄石加热,发生氧化还原反应得硫蒸气,冷凝为液态流入“弦袋之中”,再凝固为固态,A选项正确;硫元素有单质存在于火山喷发口附近及地壳的岩层中,B选项错误;硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,C选项正确;常温下S可以与Hg直接化合成固态的HgS,D选项正确。
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2.1891年Engel首次制得S6分子,1912年Beckmann获得S8分子。下列说法正确的是 ( )
A.S6和S8互为同位素
B.S与铜粉反应,所得产物为CuS
C.S与过量的氧气反应可以得到SO3
D.可用热氢氧化钾溶液洗涤附着有S的试管
解析:S6与S8互为同素异形体,A错误;S与Cu反应生成Cu2S,B错误;S与O2反应只生成SO2,C错误。
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3.食品、大气、工业尾气中的SO2均需严格检测或转化吸收,下列有关SO2的检测或吸收方法正确的是 ( )
A.滴定法:用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO2的浓度
B.沉淀法:用Ba(OH)2溶液沉淀SO2,然后将沉淀在空气中洗涤、过滤、干燥、称重以测定大气中SO2的浓度
C.氨酸法:用氨水吸收尾气中的SO2后再将吸收液与硫酸反应,将富集后的SO2循环使用
D.石灰石—石膏法:常温下用石灰石吸收尾气中的SO2得到CaSO3,再经氧化可用于生产石膏
解析:葡萄酒中的乙醇也能被酸性KMnO4溶液氧化,A错误;大气中CO2会生成BaCO3,干扰测定,B错误;常温下SO2不与石灰石反应,D错误。
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4.(2025·福建四地市联考)下列说法正确的是 ( )
A.SO2、漂白粉和活性炭都能使红色墨水褪色,其原理相同
B.将SO2通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色,体现SO2的漂白性
C.将SO2通入滴加酚酞的KOH溶液中,溶液褪色,体现SO2的氧化性
D.将SO2通入FeCl3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,体现SO2的还原性
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解析: SO2、漂白粉使红色墨水褪色,前者是化合漂白,后者是强氧化漂白,活性炭使红色墨水褪色是利用了其吸附性,褪色原理不同,A错误;酸性KMnO4溶液褪色是由于Mn被SO2还原为Mn2+,SO2体现还原性,B错误;将SO2通入滴加酚酞的KOH溶液中,发生反应:SO2+2KOH===K2SO3+H2O,溶液的碱性减弱而褪色,体现SO2酸性氧化物的性质,C错误;将SO2通入FeCl3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,说明Fe3+被还原为Fe2+,体现SO2的还原性,D正确。
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5.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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解析:铜和浓硫酸反应过程中,生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性,生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性,故A错误;a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了酸,可说明SO2是酸性氧化物,故B正确;b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和酸性KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,故C错误;实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO4,而非蓝色的CuSO4·5H2O,其原因是浓硫酸体现出吸水性,将反应生成的H2O吸收,故D错误。
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6.(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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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
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7.(2025·南昌调研)实验室用如图所示装置探究SO2与NaNO3溶液的反应(实验前先通入CO2排除装置中的空气)。下列说法不正确的是 ( )
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A.用装置甲产生SO2
B.装置乙中无明显现象,则SO2与NaNO3未发生反应
C.装置丙中注入O2,产生红棕色气体,说明装置乙中SO2发生了氧化反应
D.装置丁吸收尾气并防止空气进入装置丙
解析:甲为二氧化硫的发生装置,方程式为H2SO4+Na2SO3===Na2SO4+SO2↑+H2O,A正确;由于生成NO为无色无味气体,该反应没有明显现象,故需向丙中注入氧气,产生红棕色气体,说明装置丙中有NO,进一步证明乙中发生了反应,B错误,C正确;装置丁做尾气处理,并且防止空气进入装置丙,D正确。
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8.根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是 ( )
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选项 实验 现象 结论
A 含HCl、BaCl2的FeCl3溶液 产生白色沉淀 SO2有还原性
B H2S溶液 产生黄色沉淀 SO2有氧化性
C 酸性KMnO4溶液 紫色溶液褪色 SO2有漂白性
D Na2SiO3溶液 产生胶状沉淀 酸性:H2SO3
>H2SiO3
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解析:溶液中SO2被FeCl3氧化生成S,S与BaCl2反应产生白色沉淀,体现SO2的还原性,A正确;SO2与H2S溶液发生反应SO2+2H2S===3S+2H2O,体现SO2的氧化性,B正确;SO2使酸性KMnO4溶液褪色,体现SO2的还原性,C错误;SO2与Na2SiO3溶液反应产生胶状沉淀,根据强酸制弱酸可得酸性:H2SO3>H2SiO3,D正确。
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9.如图虚线框中的装置(试剂均足量)可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物,其中供选择的试剂有无水硫酸铜、品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水四种试剂,下列说法正确的是 ( )
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A.物质甲可以是无水硫酸铜,也可以是变色硅胶、无水氯化钙等物质
B.丙中发生反应的离子方程式可能是SO2+2OH-===S+H2O
C.乙和戊两种溶液都不宜用作尾气吸收装置中的试剂
D.如果将装置的连接顺序变为①③②,不影响检验
解析:装置①检验混合气体中是否含有水蒸气,应该用无水硫酸铜,也可以用变色硅胶,但不能用无水氯化钙,A错误;装置②检验并除去混合气体中的SO2,由于二氧化碳也能被强碱溶液吸收,故丙中试剂应该是酸性高锰酸钾溶液,B错误;乙中为品红溶液用来检验二氧化硫,但一般不能用来除去二氧化硫,戊中为澄清石灰水用来检验二氧化碳,但浓度太小,不能用来吸收尾气,C正确;如果将装置的连接顺序变为①③②,二氧化硫、二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,D错误。
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二、非选择题
10.(8分)将SO2气体分别通入下列五种溶液中:
回答下列问题:
(1)试管①中的实验现象:酸性KMnO4溶液 ,证明SO2具有 性。
(2)试管②中的实验现象:品红溶液 ,证明SO2具有 性。
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褪色
还原
褪色
漂白
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(3)试管③中能否观察到沉淀 (填“能”或“否”)。
(4)试管④中能产生白色沉淀,该沉淀是 (填化学式,下同)。
(5)试管⑤中能产生白色沉淀,该沉淀是 ,用离子方程式表示产生沉淀的过程:____________________________________________________________
___________________。
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否
BaSO4
BaSO3
SO2+2OH-===S+H2O,Ba2++S===BaSO3↓(或SO2+2OH-+Ba2+
===BaSO3↓+H2O)
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11.(10分)如图是在实验室进行二氧化硫的制备与性质探究实验的组合装置(部分固定装置未画出):
(1)关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,注入硫酸至浸没瓶中固体,写出C装置中发生反应的化学方程式: ,每消耗1 mol Na2O2,转移的电子数为 。
解析:Na2O2具有强氧化性,SO2具有还原性,装置C中Na2O2和SO2发生反应:SO2+Na2O2===Na2SO4,反应中每消耗1 mol Na2O2,转移电子数为1.204×1024。
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SO2+Na2O2===Na2SO4
1.204×1024
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(2)关闭弹簧夹1后,打开弹簧夹2,残余气体进入E、F中,为了证明SO2有还原性,
并从绿色化学的角度考虑,则Z试剂可以是 ,现象是___________________________________________________,反应的离子方程式为
___________________________________________________________________
____________。
解析: 为了证明SO2具有还原性,可以加入氧化剂,从绿色化学的角度考虑,Z试剂可以是酸性高锰酸钾溶液,现象是溶液的紫色变浅或褪色。
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酸性KMnO4溶液(或FeCl3溶液)
溶液的紫色变浅或褪色(或溶液由棕黄色变为浅绿色)
5SO2+2H2O+2Mn===5S+2Mn2++4H+或SO2+2Fe3++2H2O===S+
2Fe2++4H+
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12.(12分)二氧化硫(SO2)主要用于生产硫酸,也可用作防腐剂和抗氧化剂,还可用作漂白剂。实验室常用Na2SO3固体和70%硫酸溶液反应制备SO2。某同学利用如图所示装置(夹持装置已省略)制备SO2,并验证其部分性质。
(1)按图组装好仪器后,应先检查装置的 。
解析:实验中有气体参与反应,因此按图组装好仪器后,应先检查装置的气密性。
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气密性
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(2)仪器a的名称是 ; 仪器b中盛放的试剂是 。
(3)实验过程中,试管c中的品红溶液褪色,这说明SO2具有 性。
(4)从氯水、KI溶液、H2S饱和溶液、酸性KMnO4溶液四种试剂中,选择
加入试管d进行实验,可验证SO2的氧化性,与此实验有关的化学方程式为 。
解析: 为验证二氧化硫的氧化性,应在试管d中加入还原性的物质,因此试管d中盛放H2S饱和溶液,二氧化硫和H2S发生氧化还原反应生成硫单质和水,反应的化学方程式为2H2S+SO2===3S+2H2O。
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圆底烧瓶
70%硫酸溶液
漂白
H2S饱和溶液
2H2S+SO2===3S+2H2O
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(5)从环境保护的角度考虑,进行上述实验还需对该装置加以改进,其措施为 。
解析: 二氧化硫对环境有污染,不能直接排放到空气中,应在d后添加一个装有氢氧化钠溶液的装置,用于处理尾气。
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在d后添加一个装有氢氧化钠溶液的烧杯
2SO2+O22SO3
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
解析:硫化钠与过量二氧化硫反应的产物应为亚硫酸氢钠和单质硫,A错误。
$$