内容正文:
十七 硫酸 硫酸盐 含硫物质间的转化
题组一:浓硫酸及硫酸盐
(20分钟 25分)
1.(3分)(2025·武汉模拟)对下列事实的解释不正确的是( )
A.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
B.硫酸的沸点高,主要是因为分子间形成了氢键
C.将浓硫酸和铜片反应生成的气体通入品红溶液,溶液红色褪去,说明产生了漂白性气体
D.反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4能进行,说明CuS不溶于稀硫酸
2.(3分)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
3.(3分)(2025·石家庄模拟)工业上用接触法制备硫酸的流程如图所示,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
FeS2SO2SO3H2SO4
A.流程涉及的元素中,1 mol基态原子的未成对电子数最多为6NA
B.1 mol冰晶体中含有的氢键数目为2NA
C.pH=1的H2SO4溶液中含有的H+数目为2NA
D.煅烧时,22.4 L O2参与反应,转移的电子数为4NA
4.(3分)我国科学家被遴选为“全球青年化学家元素周期表硫元素代言人”。某小组同学利用反应S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O进行如图所示的含硫物质的转化实验(夹持装置略)。下列说法正确的是( )
A.试管①中,浓硫酸体现了强氧化性和脱水性
B.试管②中,溶液褪色,体现+4价硫元素的氧化性
C.试管③中,有淡黄色沉淀出现,体现-2价硫元素的还原性
D.烧杯中的反应为SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O
5.(13分)(2025·西安模拟)某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O,并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案:
可选用试剂:BaS溶液、浓硫酸、稀硫酸、浓盐酸、NaOH溶液、蒸馏水
步骤1.BaCl2·2H2O的制备
按如图所示装置进行实验,得到BaCl2溶液,经一系列步骤获得BaCl2·2H2O产品。
步骤2.产品中BaCl2·2H2O的含量测定
①称取产品0.500 0 g,用100 mL蒸馏水溶解,酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的0.100 mol·L-1 稀硫酸;
③沉淀完全后,60 ℃水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为0.466 0 g。
回答下列问题:
(1)Ⅰ是制取________气体的装置,制备该气体过程中,体现了浓硫酸的____________(选填“吸水”“脱水”或“强氧化”)性。(2分)
(2)Ⅱ中b仪器的作用是____________________________________________;
Ⅲ中的试剂应选用____________________________________________。(4分)
(3)在沉淀过程中,某同学在加入一定量热的稀硫酸后,认为沉淀已经完全,判断沉淀已完全的方法是____________________________________________。(2分)
(4)沉淀过程中需加入过量的稀硫酸,原因是_______________________。(2分)
(5)在过滤操作中,下列仪器不需要用到的是________________(填字母)。(1分)
(6)产品中BaCl2·2H2O的质量分数为________(保留三位有效数字)。(2分)
题组二:硫及其化合物的转化
(20分钟 20分)
1.(3分)(2025·广州模拟)硫及其化合物的“价-类”关系如图所示,下列叙述错误的是( )
A.c作抗氧剂的原因是c不与O2反应
B.d能使酸性KMnO4溶液褪色
C.d溶液可能呈酸性也可能呈碱性
D.e的浓溶液和a反应可能生成b和c
2.(3分)(2025·武汉模拟)下列离子方程式或化学方程式书写正确的是( )
A.足量的SO2通入Na2CO3溶液中:C+SO2===CO2+S
B.SO2通入少量NaClO溶液中:SO2+ClO-+H2O===S+Cl-+2H+
C.铁与硫混合加热:2Fe+3SFe2S3
D.浓硫酸与FeS混合:FeS+H2SO4(浓)===FeSO4+H2S↑
3.(3分)下列关于不同价态含硫物质的转化实验,合理的是( )
A.图Ⅰ:0价→+2价
B.图Ⅱ:0价→+6价
C.图Ⅲ:+4价→+6价
D.图Ⅳ:+6价→+4价
4.(11分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)常用作纸浆漂白的脱氯剂。实验室用图1装置制备少量Na2S2O3。
已知:Na2S2O3在酸性溶液中发生反应S2+2H+===S↓+SO2↑+H2O。
(1)实验室制备SO2气体也可以用浓硫酸与Cu反应,该反应的化学方程式是
_______________________________________________________________。
图1装置B的作用是___________________________________。(4分)
(2)图1装置C中发生反应生成Na2S2O3的同时放出CO2,该反应的离子方程式是______________________________________________。(2分)
(3)某同学用图2中装置验证装置C中生成了CO2。将装置C与装置E连接,使气体依次通过装置E、F、G,则装置E、F、G中依次盛放的溶液的组合是__________。(2分)
A.品红、NaOH溶液、澄清石灰水
B.酸性KMnO4溶液、品红、澄清石灰水
C.NaOH溶液、品红、澄清石灰水
(4)从装置C中所得溶液经过结晶等操作获得的Na2S2O3晶体中含有少量的Na2SO4,试检验其中含有Na2SO4的方法是取少量固体,_ ____________________,
离心沉降,过滤,____________________________,若有白色沉淀生成,则原晶体中含有Na2SO4。(实验中可选用的试剂:稀盐酸、稀硫酸、BaCl2溶液)(3分)
十七 硫酸 硫酸盐 含硫物质间的转化参考答案
题组一:浓硫酸及硫酸盐
(20分钟 25分)
1.(3分)(2025·武汉模拟)对下列事实的解释不正确的是( )
A.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
B.硫酸的沸点高,主要是因为分子间形成了氢键
C.将浓硫酸和铜片反应生成的气体通入品红溶液,溶液红色褪去,说明产生了漂白性气体
D.反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4能进行,说明CuS不溶于稀硫酸
【解析】选A。常温下,浓硫酸可以用铝制容器贮存,是因为铝与浓硫酸发生“钝化”,“钝化”是发生反应生成致密氧化膜的过程,A错误;硫酸分子的结构为,含两个羟基,理论上一个硫酸中所有的氢都以氢键的形式结合,使得硫酸的沸点高,B正确;浓硫酸和铜片反应的化学方程式为2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O,将二氧化硫通入品红溶液,溶液红色褪去,说明其具有漂白性,C正确;反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4能进行,符合复分解反应发生的条件,有沉淀生成,说明CuS不溶于稀硫酸,D正确。
2.(3分)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
【解析】选B。铜和浓硫酸反应生成CuSO4,体现浓硫酸的酸性,生成SO2,体现浓硫酸的强氧化性,故A错误;a处的紫色石蕊变红,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处品红褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾褪色,其原因是SO2和酸性KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现还原性,故C错误;实验过程中试管底部出现白色固体,其原因是浓硫酸具有吸水性,将反应生成的H2O吸收,故D错误。
3.(3分)(2025·石家庄模拟)工业上用接触法制备硫酸的流程如图所示,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
FeS2SO2SO3H2SO4
A.流程涉及的元素中,1 mol基态原子的未成对电子数最多为6NA
B.1 mol冰晶体中含有的氢键数目为2NA
C.pH=1的H2SO4溶液中含有的H+数目为2NA
D.煅烧时,22.4 L O2参与反应,转移的电子数为4NA
【解析】选B。流程涉及的元素中H、O、S、Fe、V的价层电子排布分别为1s1、2s22p4、3s23p4、3d64s2、3d34s2,则基态原子的未成对电子数分别为1、2、2、4、3,即1 mol基态原子的未成对电子数最多为4NA,A错误;已知冰晶体中每个水分子与周围的4个水分子形成4个氢键,而每个氢键被2个水分子共用,故1 mol冰晶体中含有的氢键数目为2NA,B正确;题干未告知硫酸溶液的体积,故无法计算pH=1的H2SO4溶液中含有的H+数目,C错误;题干未告知O2所处的状态,故无法计算煅烧时,22.4 L O2参与反应,转移的电子数,D错误。
4.(3分)我国科学家被遴选为“全球青年化学家元素周期表硫元素代言人”。某小组同学利用反应S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O进行如图所示的含硫物质的转化实验(夹持装置略)。下列说法正确的是( )
A.试管①中,浓硫酸体现了强氧化性和脱水性
B.试管②中,溶液褪色,体现+4价硫元素的氧化性
C.试管③中,有淡黄色沉淀出现,体现-2价硫元素的还原性
D.烧杯中的反应为SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O
【解析】选C。在试管①中发生反应:S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O,浓硫酸仅体现了强氧化性,A错误;试管②中酸性KMnO4溶液褪色,是由于SO2具有还原性,被酸性KMnO4溶液氧化,故体现+4价硫元素的还原性,B错误;试管③中,SO2与Na2S在溶液中发生氧化还原反应产生S,S元素化合价由Na2S中的-2价升高至S单质中的0价,这体现-2价硫元素的还原性,C正确;在烧杯中SO2与NaOH溶液反应的化学方程式应为SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O,D错误。
5.(13分)(2025·西安模拟)某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O,并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案:
可选用试剂:BaS溶液、浓硫酸、稀硫酸、浓盐酸、NaOH溶液、蒸馏水
步骤1.BaCl2·2H2O的制备
按如图所示装置进行实验,得到BaCl2溶液,经一系列步骤获得BaCl2·2H2O产品。
步骤2.产品中BaCl2·2H2O的含量测定
①称取产品0.500 0 g,用100 mL蒸馏水溶解,酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的0.100 mol·L-1 稀硫酸;
③沉淀完全后,60 ℃水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为0.466 0 g。
回答下列问题:
(1)Ⅰ是制取________气体的装置,制备该气体过程中,体现了浓硫酸的____________(选填“吸水”“脱水”或“强氧化”)性。(2分)
(2)Ⅱ中b仪器的作用是____________________________________________;
Ⅲ中的试剂应选用____________________________________________。(4分)
(3)在沉淀过程中,某同学在加入一定量热的稀硫酸后,认为沉淀已经完全,判断沉淀已完全的方法是____________________________________________。(2分)
(4)沉淀过程中需加入过量的稀硫酸,原因是_______________________。(2分)
(5)在过滤操作中,下列仪器不需要用到的是________________(填字母)。(1分)
(6)产品中BaCl2·2H2O的质量分数为________(保留三位有效数字)。(2分)
【解析】(1)Ⅰ中使用浓盐酸和浓硫酸混合,浓盐酸具有挥发性,挥发后浓硫酸溶液浓度变小,但由于浓硫酸有吸水性,所以加快了浓盐酸的挥发,产生了HCl气体。(2)HCl易溶于水,易发生倒吸,Ⅱ中b仪器的作用是防倒吸;H2S是酸性有毒气体,装置Ⅲ的作用是尾气处理,Ⅲ中的试剂应选用NaOH溶液。(3)加入一定量热的稀硫酸后,若沉淀完全,溶液中不含Ba2+,判断沉淀已经完全的方法是取少量上层清液,滴加稀硫酸,无沉淀生成,说明沉淀完全。(4)沉淀过程中需加入过量的稀硫酸,原因是使Ba2+沉淀完全。(5)过滤需要用到烧杯、漏斗和玻璃棒,不需要用到仪器为锥形瓶,故选B。(6)根据反应关系式BaCl2·2H2O~BaSO4,n(BaCl2·2H2O)= n(BaSO4)==0.002 mol,产品中BaCl2·2H2O的质量分数为
×100%=97.6%。
答案:(1)HCl 吸水 (2)防倒吸 NaOH溶液
(3)取少量上层清液,滴加稀硫酸,无沉淀生成,说明沉淀完全
(4)使Ba2+沉淀完全 (5)B (6)97.6%
题组二:硫及其化合物的转化
(20分钟 20分)
1.(3分)(2025·广州模拟)硫及其化合物的“价-类”关系如图所示,下列叙述错误的是( )
A.c作抗氧剂的原因是c不与O2反应
B.d能使酸性KMnO4溶液褪色
C.d溶液可能呈酸性也可能呈碱性
D.e的浓溶液和a反应可能生成b和c
【解析】选A。依据题图可得,a为H2S,b为S,c为SO2,d为Na2SO3(或NaHSO3),e为H2SO4。二氧化硫具有还原性,在一定条件下二氧化硫能与氧气反应,A错误;亚硫酸钠或亚硫酸氢钠具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应使溶液褪色,B正确;d可能为亚硫酸钠或亚硫酸氢钠,亚硫酸根离子在溶液中水解使溶液呈碱性,亚硫酸氢根离子在溶液中的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,C正确;浓硫酸和硫化氢的反应所得生成物与反应物的相对用量有关,其中过量浓硫酸与硫化氢反应生成二氧化硫和水,浓硫酸与过量硫化氢反应生成硫和水,D正确。
2.(3分)(2025·武汉模拟)下列离子方程式或化学方程式书写正确的是( )
A.足量的SO2通入Na2CO3溶液中:C+SO2===CO2+S
B.SO2通入少量NaClO溶液中:SO2+ClO-+H2O===S+Cl-+2H+
C.铁与硫混合加热:2Fe+3SFe2S3
D.浓硫酸与FeS混合:FeS+H2SO4(浓)===FeSO4+H2S↑
【解析】选B。足量的SO2通入Na2CO3溶液中反应生成二氧化碳和亚硫酸氢钠,反应的离子方程式为2SO2+C+H2O===CO2+2HS,A错误;SO2通入少量NaClO溶液中,发生氧化还原反应生成硫酸根离子和氯离子,反应的离子方程式为SO2+ClO-+H2O===S+Cl-+2H+,B正确;铁与硫混合加热生成FeS,Fe+SFeS,C错误;浓硫酸与FeS混合,二者发生氧化还原反应,正确的化学方程式为2FeS+10H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3+10H2O+9SO2↑,D错误。
3.(3分)下列关于不同价态含硫物质的转化实验,合理的是( )
A.图Ⅰ:0价→+2价
B.图Ⅱ:0价→+6价
C.图Ⅲ:+4价→+6价
D.图Ⅳ:+6价→+4价
【解析】选C。铁与硫反应生成硫化亚铁,S的化合价由0价降低到-2价,A错误;S与氧气反应生成二氧化硫,S的化合价由0价升高到+4价,B错误;二氧化硫与氯化铁溶液反应生成硫酸根离子,S的化合价由+4价升高到+6价,C正确;胆矾加热脱水,化合价未发生变化,D错误。
4.(11分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)常用作纸浆漂白的脱氯剂。实验室用图1装置制备少量Na2S2O3。
已知:Na2S2O3在酸性溶液中发生反应S2+2H+===S↓+SO2↑+H2O。
(1)实验室制备SO2气体也可以用浓硫酸与Cu反应,该反应的化学方程式是
_______________________________________________________________。
图1装置B的作用是___________________________________。(4分)
(2)图1装置C中发生反应生成Na2S2O3的同时放出CO2,该反应的离子方程式是______________________________________________。(2分)
(3)某同学用图2中装置验证装置C中生成了CO2。将装置C与装置E连接,使气体依次通过装置E、F、G,则装置E、F、G中依次盛放的溶液的组合是__________。(2分)
A.品红、NaOH溶液、澄清石灰水
B.酸性KMnO4溶液、品红、澄清石灰水
C.NaOH溶液、品红、澄清石灰水
(4)从装置C中所得溶液经过结晶等操作获得的Na2S2O3晶体中含有少量的Na2SO4,试检验其中含有Na2SO4的方法是取少量固体,_ ____________________,
离心沉降,过滤,____________________________,若有白色沉淀生成,则原晶体中含有Na2SO4。(实验中可选用的试剂:稀盐酸、稀硫酸、BaCl2溶液)(3分)
【解析】(1)浓硫酸和铜加热生成二氧化硫气体、硫酸铜、水,Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑;装置B中,两根导管都短,为安全瓶,作用是防止倒吸。(2)装置C中,SO2、Na2CO3、Na2S发生反应生成Na2S2O3和CO2,其离子方程式为4SO2+C+2S2-===3S2+CO2。(3)无需先检验SO2,且NaOH溶液能吸收CO2,后续操作中无法检验CO2是否存在,A不正确;酸性KMnO4溶液氧化并吸收SO2,品红用于检验SO2是否除尽,澄清石灰水检验CO2的存在,B正确;NaOH溶液既能吸收SO2也能吸收CO2,后续操作中无法检验CO2是否存在,C不正确。(4)Na2S2O3晶体中含有少量Na2SO4,检验Na2SO4时,应先加过量稀盐酸,排除Na2S2O3的干扰,再加氯化钡溶液检验S,方法是取少量固体,加过量稀盐酸,离心沉降,过滤,往滤液中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑ 防止倒吸
(2)4SO2+C+2S2-===3S2+CO2
(3)B (4)加过量稀盐酸 往滤液中滴加BaCl2溶液
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