内容正文:
优化探究
大单元二 元素及其化合物
专题5 非金属元素及其化合物
第19讲 硫酸 硫酸盐
[导航·复习目标] 1.掌握浓硫酸的三大特性及应用。2.熟知常见的硫酸盐,掌握S的检验方法。3.能依据信息,控制条件制取硫的复杂含氧酸盐并探究其性质。
2
考点一 硫酸及其工业制法
考点二 硫及其化合物的相互转化
练真题 明考向
课时作业19 硫酸 硫酸盐
3
考点一 硫酸及其工业制法
4
1.硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高,难挥发。
(2)溶解性:浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热。
(3)浓硫酸的稀释方法:_________________________________________
_________。
梳理 必备知识
将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不
断搅拌
5
2.稀硫酸的通性
红
Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑
CuO+H2SO4====CuSO4+H2O
Cu(OH)2+H2SO4====CuSO4+2H2O
Na2CO3+H2SO4====Na2SO4
+H2O+CO2↑
6
3.浓硫酸的特性
钝化
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4
+SO2↑+2H2O
C+2H2SO4(浓)CO2↑+
2SO2↑+2H2O
7
4.硫酸的工业制法
(1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
S+O2SO2
8
(2)2SO2+O2
2SO3
(3)SO3+H2O====H2SO4(工业上用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)。
9
5.S的检验
检验S的正确操作方法:被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无S)。
先加稀盐酸的目的是____________________________________,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生。整个过程中可能发生反应的离子方程式:C+2H+====CO2↑+H2O、S+2H+====SO2↑+H2O、Ag++Cl-====AgCl↓、Ba2++S====BaSO4↓。
排除C、S、Ag+等离子的干扰
(1)用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上,滤纸变黑,体现了浓硫酸的脱水
性。( )
(2)50 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0.46 mol。( )
(3)浓硫酸与Cu、C的反应中,都体现了浓硫酸的酸性和强氧化性。
( )
(4)用浓硫酸与FeS反应可制取H2S气体。( )
(5)一定量浓硫酸中加入足量锌粒加热,产生的气体为SO2和H2的混合气
体。( )
√
×
×
×
√
11
1.(2025·河南洛阳高三月考)用如图所示装置进行下列实验,将
①中溶液滴入②中,预测②中的现象与实验结论相符的是( )
提升 关键能力
选项 ① ② 预测②中现象 实验结论
A 浓硫酸 浓盐酸 产生大量气体 硫酸的酸性比盐酸强
B 浓硫酸 铜片 铜片溶解,产生气泡,底部产生灰白色粉末 浓硫酸表现酸性和强氧化性
C 浓硫酸 CuSO4·
5H2O 固体由蓝色变为白色 浓硫酸具有吸水性,发生物理变化
D 浓硫酸 蔗糖 固体由白色变为黑色海绵状,并有刺激性气味气体放出 浓硫酸具有脱水性、强氧化性
D
12
解析:将浓硫酸滴入浓盐酸中,浓硫酸稀释放出大量的热,促进了氯化氢的挥发,A项错误;浓硫酸与铜反应需在加热条件下进行,B项错误;浓硫酸使胆矾失去结晶水,体现的是浓硫酸的吸水性,该过程中有新物质生成,为化学变化,C项错误。
13
2.下列过程中最终的白色沉淀不一定是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
C
14
解析:A项中N、H+能将SO2氧化成S,故能产生BaSO4白色沉淀;B项中H+、N能将S氧化成S,故能产生BaSO4白色沉淀;C项中不能排除AgCl沉淀的可能;D项中加过量盐酸得到的仍是无色溶液,可排除Ag+的存在,再加入BaCl2溶液,产生不溶于盐酸的白色沉淀,即BaSO4白色沉淀。
15
3.根据下列实验装置及现象,回答下列问题:
① ②
铜丝表面无明显现象;
铁丝表面迅速变黑,之后无明显现象 铜丝或铁丝逐渐溶解,产生大量气体,品红溶液褪色
16
(1)下列说法正确的是( )
A.常温下不能用铁制容器盛放浓硫酸,可用铜制容器盛放浓硫酸
B.②中铜丝或铁丝均有剩余时,产生气体的物质的量相等
C.依据②,可推断出铜和铁与浓硫酸反应可生成SO2
D.①②中现象的差异仅是由于温度改变了化学反应速率
解析:常温下铁遇冷浓硫酸发生钝化,可以用铁制容器盛放浓硫酸,铜与浓硫酸常温下不反应,可用铜制容器盛放浓硫酸,故A错误;随着反应的进行浓硫酸的浓度逐渐降低,Cu与稀硫酸不反应,而Fe能与稀硫酸反应生成氢气,则②中铜丝或铁丝均有剩余时,产生气体的物质的量不可能相等,故B错误;②中在加热条件下,铜丝或铁丝逐渐溶解,产生大量气体,品红溶液褪色,说明反应中生成了SO2,故C正确;温度升高可加快化学反应速率,同时浓硫酸的氧化性随温度升高而增强,故D错误。
C
17
(2)若实验②选用铁丝,发现铁丝完全溶解,并产生大量的气体X。该兴趣小组的同学猜测气体X的成分如下:
①甲同学认为气体X为SO2。
②乙同学认为气体X为H2。
③丙同学认为气体X为____________________,猜测含有H2的理由是__________________________________________________________。
H2和SO2的混合气体
随着反应的进行,硫酸的浓度变小,铁与稀硫酸反应生成氢气
考点二 硫及其化合物的相互转化
19
1.“价—类”二维图认识硫及其化合物的关系
梳理 必备知识
20
2.以化合价为线索厘清硫及其化合物的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的。
如
21
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的。
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,可用如图表示:
22
1.(2025·湖南衡阳模拟)红树林沉积物中微生物驱动的硫循环过程原理如图所示,在有氧层中有机物通过微生物有氧呼吸来分解,在无氧层中
有机物通过微生物驱动硫酸盐还原来分解,下列说法错误的是( )
提升 关键能力
23
A.随着沉积物深度的增加,S主要作氧化剂将有机物氧化分解
B.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
C.反应②中Fe3+与HS-的反应为2Fe3++2HS-====FeS2↓+Fe2++2H+
D.红树林沉积物中Fe元素主要以FeS2形式存在
答案:B
24
解析:A.在无氧层S转化为S单质,进而转化为HS-/S2-,该过程中硫元素化合价降低,为主要氧化剂,故A正确;B.反应①中S单质转化为S,失去6个电子,S单质转化为HS-或S2-,得到2个电子,由得失电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1,故B错误;C.反应②中Fe3+与HS-反应,生成FeS2,铁元素得电子化合价降低,硫元素失电子化合价升高,离子方程式为2Fe3++2HS-====FeS2↓+Fe2++
2H+,故C正确;D.红树林沉积物中Fe元素转化为FeS2,主要以FeS2形式存在,故D正确。
25
2.如图是硫及其化合物的“价—类”二维图。下列有关说法正确的是
( )
A.X可以使品红溶液褪色,利用了其氧化性
B.S生成H2S和X的反应是归中反应
C.Z的浓溶液和蔗糖反应可以生成X,体现了Z的强氧化性和酸性
D.Y是导致酸雨的原因之一
D
26
解析:由“价—类”二维图可知,X为SO2,Y为SO3,Z为H2SO4,M为CuSO4。A项,SO2可以使品红溶液褪色,是因为SO2可以与品红生成无色化合物,体现了SO2的漂白性,而非氧化性,A错误;B项,S生成H2S和SO2的反应是歧化反应,B错误;C项,浓硫酸与蔗糖反应可以生成SO2,体现了浓硫酸的强氧化性和脱水性,C错误;D项,SO3是导致酸雨的原因之一,D正确。
27
3.硫元素的几种化合物存在下列转化关系。下列说法正确的是( )
浓硫酸SO2Na2SO3溶液Na2S2O3溶液S
A.反应①中生成的SO2具有漂白性,可使溴水褪色
B.反应②中若SO2过量,就会生成NaHSO3
C.反应④中生成的S 既是氧化产物,也是还原产物
D.反应④中当消耗1 mol硫酸时,转移1 mol电子
B
28
解析:A.SO2使溴水褪色的反应原理为Br2+SO2+2H2O====2HBr+H2SO4,SO2表现还原性,与其漂白性无关,A错误;B.反应②中若SO2过量,则将发生反应Na2SO3+SO2+H2O====2NaHSO3,B正确;C.反应④中Na2S2O3发生歧化反应生成S,反应原理为Na2S2O3+H2SO4==== Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,S元素化合价部分降低生成S,部分升高生成SO2,则S为还原产物,SO2为氧化产物,C错误;D.由反应④的化学方程式可知,消耗1 mol硫酸时,转移2 mol电子,D错误。
29
4.含S元素的某钠盐a能发生如下转化。下列说法错误的是( )
A.a可能为正盐,也可能为酸式盐
B.c为不溶于盐酸的白色沉淀
C.d为含极性键的非极性分子
D.反应②中还可能生成黄色沉淀
C
解析:由题干信息可知,盐a溶液与足量的稀盐酸反应产生有刺激性气味气体d,d能使KMnO4溶液褪色,故d为SO2,盐a为Na2SO3、NaHSO3或Na2S2O3等;盐a与足量Cl2反应后将生成S,S与BaCl2溶液反应得到沉淀c,故沉淀c为BaSO4。A.盐a为Na2SO3、NaHSO3或Na2S2O3等,故a可能为正盐,也可能为酸式盐,A正确;B.c为BaSO4,故c为不溶于盐酸的白色沉淀,B正确;C.d为SO2,由SO2易溶于水并根据“相似相溶”规律可知,d是含有极性键的极性分子,C错误;D.盐a为Na2SO3、NaHSO3或Na2S2O3等,当发生反应Na2S2O3+2HCl====2NaCl+S↓+SO2↑+H2O时,反应②中可能生成黄色沉淀,D正确。
5.(2025·甘肃兰州高三质检)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。下图所示是硫元素的“价—类”二维图。
根据图示回答下列问题:
(1)X的化学式为______,将X与SO2混合,可生成黄色固体,该反应的
氧化产物与还原产物的质量之比为_________。
H2S
2∶1
解析:X为硫元素的气态氢化物,且硫元素的化合价为-2价,故X的化学式为H2S。将H2S与SO2混合,可生成黄色固体硫,反应的化学方程式是2H2S+SO2====3S+2H2O,通过化学方程式中硫元素的化合价变化可知,S既是氧化产物又是还原产物,且二者的物质的量之比为2∶1,故二者的质量之比也为2∶1。
(2)过量的Fe粉与一定量W浓溶液混合加热反应,生成__________(填化学式)气体。转化①可由S粉与热的W浓溶液反应实现,反应的化学方程
式为__________________________________。
解析:W是硫酸,则过量的Fe粉与一定量浓硫酸混合加热反应首先生成的气体是SO2,随着反应的进行,硫酸浓度变小,所以后期有H2生成。
SO2和H2
2H2SO4(浓)+S3SO2↑+2H2O
(3)欲制备Na2S2O3,从氧化还原角度分析,下列合理的是______(填字母)。
A.Na2S+S
B.Na2SO3+S
C.Na2SO3+Na2SO4
D.SO2+Na2SO3
B
6.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。
可选用的实验药品如下:①Na2SO3溶液 ②浓硫酸
③Na2S溶液 ④稀硫酸 ⑤酸性KMnO4溶液 ⑥品红溶液 ⑦铜片
实验序号 预期转化 选择试剂(填序号) 证明实现转化的现象
ⅰ
ⅱ ①③④ 黄色沉淀
ⅲ ②⑥⑦
(1)实验ⅰ选择的试剂是①和______(填序号),证明实现转化的现象是______________________,该转化利用了Na2SO3的______性。
(2)实验ⅱ实现了___________价S向______价S的转化。
(3)实验ⅲ中发生反应的化学方程式是_____________________________ ______________,证明实现转化的现象是 _________________________ ___________________。
⑤
酸性KMnO4溶液褪色
还原
+4(或-2)
0
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+
SO2↑+2H2O
将产生的气体通入品红溶
液,品红溶液褪色
练真题 明考向
1.(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
C
解析:蔗糖中加入浓硫酸,白色固体变黑,H原子和O原子按2∶1的比例脱除,体现浓硫酸的脱水性,A项正确;浓硫酸脱水过程中释放大量热,此时发生反应C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,产生大量气体,使固体体积膨胀,B项正确;结合B项可知,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项错误;该过程中,蔗糖发生了化学反应,发生了化学键的断裂,D项正确。
2.(2024·广东卷,节选)(1)实验室中,浓硫酸与铜丝反应,所产生的尾
气可用__________________________(填化学式)溶液吸收。
解析:浓硫酸与铜丝反应方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,所产生的尾气为SO2,可用NaOH溶液吸收。
NaOH(其他合理答案也可)
(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,______(填元素符号)被氧化。
解析:SO2生成石膏(CaSO4的水合物),S元素的化合价由+4价升高到
+6价,失去电子,被氧化。
S
课时作业19 硫酸 硫酸盐
43
一、选择题(每小题3分)
1.(2025·江苏南通模拟)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能实现的是( )
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1
A.工业制酸:FeS2SO3
B.火山喷发:H2SSO2
C.尾气吸收:SO2Na2SO4
D.酸雨侵蚀:H2SO4H2S
B
44
解析:A.FeS2只能转化为SO2,SO2与O2在催化剂、高温条件下转化为SO3,A项不能直接转化;B.H2S经燃烧转化为SO2,B项可实现转化;C.Na2CO3+SO2====Na2SO3+CO2,C项不能转化;D.H2SO4与Fe反应产生FeSO4和H2,D项不能转化。
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1
45
2.(2025·上海浦东新区模拟)下列各组分别是硫酸的性质和用途,其中
不能建立对应关系的是( )
A.高沸点——制氯化氢 B.酸性——制氢气
C.脱水性——作干燥剂 D.强氧化性——钝化某些金属
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11
1
解析:用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体,是高沸点酸制取低沸点酸,体现了浓硫酸的高沸点、难挥发性,故A正确;稀硫酸可以与活泼金属反应生成氢气,说明其具有酸性,故B正确;浓硫酸干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体,说明其具有吸水性,故C错误;常温下可以用铁或铝制容器贮存浓硫酸,是因为浓硫酸的强氧化性使它们钝化,故D正确。
C
46
3.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、胆矾(CuSO4·5H2O)、绿矾(FeSO4·7H2O)
和钡餐(BaSO4)是日常生活中常见的硫酸盐,下列说法中正确的是( )
A.明矾可用作生活用水的净水剂、消毒剂
B.实验中,常用胆矾检验反应生成的水蒸气
C.工业上可用绿矾制造铁盐、墨水及铁红等
D.碳酸钡和硫酸钡均可作消化道检查的药物
2
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11
1
C
47
解析:A项,明矾中铝离子水解生成氢氧化铝胶体,具有吸附性,可以作净水剂,不能作消毒剂,A错误;B项,胆矾本身就带有结晶水,应该用无水硫酸铜检验水蒸气,B错误;C项,工业上可用绿矾制造铁盐、墨水及铁红等,C正确;D项,胃酸的主要成分盐酸可溶解碳酸钡,所以碳酸钡不可作消化道检查的药物,D错误。
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11
1
4.100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式为H2S2O7或H2SO4·SO3)。下
列说法错误的是( )
A.焦硫酸具有强氧化性
B.Na2S2O7水溶液呈中性
C.Na2S2O7可与碱性氧化物反应生成新盐
D.100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的变化是化学变化
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11
1
B
49
解析:从组成上看,焦硫酸是由等物质的量的三氧化硫与纯硫酸化合而成的,则焦硫酸具有强氧化性,A项正确;Na2S2O7可写成Na2SO4·SO3,Na2SO4·SO3溶于水时,三氧化硫与水反应生成硫酸,水溶液呈酸性,三氧化硫也可与碱性氧化物反应生成硫酸盐,B项错误,C项正确;100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的过程有新物质的生成,属于化学变化,D项正确。
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1
5.(2025·广东茂名期末)按图示装置进行实验。在搅拌下将浓硫酸加入滴有少量水的蔗糖中,然后扣上图示大烧杯。下列说法不正确的是
( )
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11
1
A.本实验的现象说明浓硫酸
具有脱水性和强氧化性
B.水槽中NaOH溶液的主要
作用是吸收SO2气体
C.c处纸条上有黄色物质生成,说明SO2具有氧化性
D.a、b处纸条均褪色,说明有SO2生成,且褪色原理相同
D
51
解析:将浓硫酸加入滴有少量水
的蔗糖中,浓硫酸具有脱水性,
使蔗糖脱水碳化生成C单质,C单
质再与浓硫酸反应生成二氧化碳、
二氧化硫等物质。A.浓硫酸加入
蔗糖中,蔗糖先碳化变黑,说明
有碳单质生成,浓硫酸具有脱水性,随后品红溶液润湿纸条褪色,Na2S溶液润湿纸条变黄,溴水润湿纸条褪色,说明有二氧化硫生成,说明浓硫酸具有强氧化性,A正确;B.浓硫酸与蔗糖脱水生成的碳单质反应生成二氧化硫,水槽中NaOH溶液的主要作用是吸收有毒气体SO2,B正确;C.c处纸条上生成黄色物质,是因为SO2与Na2S溶液反应生成单质S,说明SO2具有氧化性,C 正确;D.a处纸条褪色,说明反应有SO2生成且SO2具有漂白性,b 处纸条褪色,是因为SO2将Br2还原为无色的Br-,说明SO2具有还原性,褪色原理不同, D错误。
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1
6.(2025·广东揭阳模拟)下列关于S的化合物之间转化反应的离子方程式
书写正确的是( )
A.酸转化为酸式盐:2H++S2-+OH-====HS-+H2O
B.氧化物转化为酸:SO2+Cl2+H2O====2H++2Cl-+S
C.氧化物转化为盐:SO3+2OH-====S+H2O
D.盐转化为另一种盐:S+3H2O2====S+3H2O+O2↑
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11
1
C
53
解析:A.H2S为弱酸,离子方程式应为H2S+OH-====HS-+H2O,故A错误;B.元素不守恒,正确的离子方程式为SO2+Cl2+2H2O====4H++2Cl-+S,故B错误;C.SO3与强碱反应可生成硫酸盐和水,离子方程式正确,故C正确;D.亚硫酸盐可被过氧化氢氧化为硫酸盐,离子方程式为S+H2O2====S+H2O,故D错误。
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1
7.(2025·河北邯郸模拟)部分含硫物质的分类与相应的化合价关系如图,
下列推断不合理的是( )
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11
1
A.b可与f反应生成a
B.b既可被氧化,也可被还原
C.酸雨的形成过程包括e→d的转化
D.d的浓溶液与Cu反应可生成c
D
55
解析:根据部分含硫物质的分类与相应的化合价关系图可以推知,a为S,b为SO2,c为SO3,d为H2SO4,e为H2SO3,f为H2S。A.b为SO2,f为H2S,两者可发生归中反应生成S,故A正确;B.SO2中硫是+4价,是中间价态,所以可被氧化,也可被还原,故B正确;C.酸雨的形成过程:SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3再被氧气氧化为H2SO4,包括e→d的转化,故C正确;D.浓H2SO4与Cu在加热条件下反应生成SO2,不能得到SO3,故D错误。
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1
8.(2025·广东惠州模拟)连四硫酸钠(Na2S4O6)是生物酶的修复剂,其与盐酸反应的离子方程式为2S4+4H+====5SO2↑+3S↓ +2H2O,按如
图装置制备足量SO2并探究其性质,下列表述不正确的是( )
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1
A.装置Ⅱ中溶液由紫色变成红色一定
能证明SO2是酸性氧化物
B.装置Ⅲ中溶液褪色说明SO2有还原性
C.装置Ⅳ中溶液有白色沉淀生成
D.装置Ⅳ后连接盛有浓NaOH溶液的
洗气瓶可进行尾气处理
A
57
解析:装置Ⅰ中连四硫酸钠和盐酸反应制
备二氧化硫,盐酸具有挥发性,制得的二
氧化硫中混有氯化氢;装置Ⅱ中二氧化硫
和水反应生成的亚硫酸和氯化氢溶于水得
到的盐酸使溶液呈酸性,能使紫色石蕊溶
液变红色;装置Ⅲ中二氧化硫和酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色说明二氧化硫具有还原性;装置Ⅳ中二氧化硫和水反应生成亚硫酸,亚硫酸与硝酸钡溶液反应生成硫酸钡沉淀、一氧化氮和水;装置Ⅳ后应连接盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收二氧化硫,防止污染空气。A项,装置Ⅱ
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11
1
中二氧化硫和水反应生成的亚硫酸和氯化
氢溶于水得到的盐酸使溶液呈酸性,能使
紫色石蕊溶液变红色,则Ⅱ中溶液由紫色
变成红色不能证明二氧化硫是酸性氧化物,
A错误;B项,装置Ⅲ中二氧化硫和酸性高
锰酸钾溶液反应使溶液褪色说明二氧化硫具有还原性,B正确;C项,装置Ⅳ中二氧化硫和水反应生成亚硫酸,亚硫酸与硝酸钡溶液反应生成硫酸钡沉淀、一氧化氮和水,C正确;D项,装置Ⅳ后应连接盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收二氧化硫,防止污染空气,D正确。
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11
1
9.(2025·重庆模拟)实验室中利用洁净的铜片和浓硫酸进行如下实验,
其中所得固体中含有Cu2S和白色物质X,下列说法错误的是( )
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11
1
A.白色物质X为CuSO4
B.Y为氧化产物,NO为还原产物
C.参加反应的浓硫酸中,表现氧化性的占25%
D.NO与Y的物质的量之和可能为2 mol
D
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解析:A.由题图可知,铜与足量浓硫酸反应生成Cu2S和白色物质X,无气体生成,生成Cu2S时铜元素化合价从0价升高到+1价、硫元素化合价从+6价降低到-2价,根据得失电子守恒,必定存在其他产物(所含元素化合价升高),根据元素质量守恒,另一种产物只能为CuSO4,故白色物质X为CuSO4,配平该反应的化学方程式为5Cu+4H2SO4(浓) 3CuSO4+Cu2S+4H2O,A正确;B.Cu2S和CuSO4中加稀硫酸、稀硝酸时
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溶解,存在反应:3Cu2S+16H++4N====6Cu2++3S↓+4NO↑+8H2O,故Y为S单质,该反应中NO为还原产物、S为氧化产物,B正确;C.由5Cu+4H2SO4(浓)3CuSO4+Cu2S+4H2O可知,硫元素化合价从+6价降低到-2价时表现氧化性,故参加反应的浓硫酸中,表现氧化性的占25%,C正确;D.由5Cu+4H2SO4(浓)3CuSO4+Cu2S+
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4H2O知,3 mol Cu生成0.6 mol Cu2S,0.6 mol Cu2S发生反应3Cu2S+
16H++4N====6Cu2++3S↓+4NO↑+8H2O得到0.8 mol NO与
0.6 mol S,NO与S的物质的量之和为1.4 mol,D错误。
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二、非选择题
10.(15分)(2025·山东滨州高三联考)亚硫酸钠(Na2SO3)是一种重要的化工产品,常用作防腐剂、漂白剂、脱氯剂等。为探究Na2SO3的性质,进行了如下实验。
(1)Na2SO3中硫元素的化合价是________,属于硫元素的中间价态,既具有氧化性,又具有还原性。
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项目 实验序号 实验试剂X 实验现象
ⅰ KMnO4溶液、稀硫酸 紫色褪去,变为无色
ⅱ Na2S溶液、稀硫酸 加入Na2S溶液,无明显现象;再加入稀硫酸,产生黄色浑浊
+4价
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解析:Na2SO3中氧元素为-2价,钠元素为+1价,故硫元素的化合价是+4价。
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(2)实验ⅰ中,能说明Na2SO3具有_________(填“氧化性”或“还原性”)。
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解析:KMnO4具有氧化性,Na2SO3具有还原性,Na2SO3与高锰酸钾溶液反应的离子方程式为6H++5S+2Mn====5S+2Mn2++3H2O。
还原性
(3)实验ⅱ中,能说明Na2S在酸性条件下被氧化的实验现象是______________________________________________________。
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解析:向Na2SO3溶液中加入Na2S溶液,无明显现象;再加入稀硫酸,产生黄色浑浊,生成S,说明Na2S在酸性条件下被氧化。
加入Na2S溶液,无明显现象;再加入稀硫酸,产生黄色浑浊
(4)甲同学认为实验ⅱ的现象不能直接得出“Na2SO3具有氧化性”。
①对黄色浑浊产生的原因作出如下假设。
假设a:酸性溶液中的S具有氧化性,可产生S;
假设b:空气中存在O2,在酸性条件下,由于____________________ _____________(用离子方程式表示),可产生S;
假设c:酸性溶液中的S具有氧化性,可产生S。
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解析:空气中存在O2,在酸性条件下,发生反应4H++2S2-+O2====2S↓+2H2O,可产生S;
4H++2S2-+O2====
2S↓+2H2O
②设计实验ⅲ证实了假设a和b不是产生S的主要原因。
实验ⅲ:向Na2S溶液中加入_________(填试剂),产生有臭鸡蛋气味的气体,溶液未变浑浊。
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解析:实验ⅲ:向Na2S溶液中加入稀硫酸,产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),溶液未变浑浊,说明没有S生成,稀硫酸可以提供假设a中的S和H+,提供假设b中的H+。
稀硫酸
11.(16分)(2025·江苏徐州模拟)Na2S2O4(保险粉)是一种强还原剂,锌粉法制备Na2S2O4涉及部分原理如下:2SO2+ZnZnS2O4。制备Na2S2O4的装置(夹持及加热装置已省略)如图所示,回答下列问题:
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(1)仪器a中盛放的试剂是_________(填名称)。
解析:二氧化硫属于有毒气体,可用碱石灰吸收。
碱石灰
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(2)实验开始前,需要使三颈烧瓶中充满N2,目的是________________ _________________。
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解析:根据题意可知,Na2S2O4为强还原剂,故应该排尽装置内的空气,防止其被氧化。
排尽装置内空气,
防止产物被氧化
(3)制备ZnS2O4时, 三颈烧瓶的加热方式是___________。
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解析:该反应的温度为28~35 ℃,故应选择水浴加热。
水浴加热
(4)Zn粉消耗完全后,在搅拌下向三颈烧瓶中加入NaOH溶液,充分反应后,过滤,向滤液中加入NaCl固体,冷却结晶、过滤、蒸馏水洗涤、酒精洗涤及干燥得产品。该步生成目标产品的化学方程式是_________________________________________。
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解析:ZnS2O4和氢氧化钠反应生成Na2S2O4和氢氧化锌沉淀,化学方程式为ZnS2O4+2NaOH====Na2S2O4+Zn(OH)2↓。
ZnS2O4+2NaOH====Na2S2O4+Zn(OH)2↓
(5)加入NaCl固体的作用是____________________________________,
酒精洗涤的目的是_______________________________。
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解析:生成的Na2S2O4能溶于水,加入氯化钠固体,增大钠离子浓度,利用同离子效应,降低Na2S2O4的溶解度,经过酒精洗涤,可以减少目标产品的损失,并可以快速干燥。
利用同离子效应,降低Na2S2O4的溶解度
减少目标产品的损失,快速干燥
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