内容正文:
专题07 硫的转化
题型1单质硫的存在及性质
题型2二氧化硫的性质及应用(重点)
题型3硫化氢和三氧化硫的性质
题型4硫酸的性质及用途(重点)
题型5硫酸的工业制法(重点)
题型6 硫酸盐、亚硫酸盐(重点)
题型7 含硫化合物之间的转化(难点)
题型1 单质硫的存在及性质
1.【考查硫在自然界的存在】如图是硫元素在自然界中的循环示意图,下列说法不正确的是
A.硫在自然界中只有游离态
B.煤中含有硫元素,燃煤中加入生石灰可脱硫
C.硫具有弱氧化性,和变价金属反应,通常生成低价态金属硫化物
D.氢硫酸是弱酸,能与碱、碱性氧化物反应
解题要点
1、黑火药:
(1)黑火药是我国值得骄傲的四大发明之一。把木炭粉、硫磺粉和硝酸钾按一定的比例混合,就可以制得黑火药。
(2)黑火药的合理配比为:n(S) : n(KNO3) : n(C) = 1 : 2 : 3。
(3)火药爆炸原理:点燃火药后,混合物发生迅猛的氧化还原反应,放出大量的热量并生成大量气体。气体体积急剧扩大,发生爆炸。其反应的化学方程式为:S + 2KNO3 + 3C K2S + 3CO2↑+ N2↑
2、硫的性质:
(1) 物理性质:纯净的硫通常是一种黄色或淡黄色的固体,俗称硫磺;质脆;密度比水大;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2。
(2) 化学性质:单质硫既有氧化性,又有还原性。硫元素有 -2、0、+4、+6四种常见的化合价。
①硫通常以弱氧化性为主。如:与金属、氢气的反应。
Fe + S FeS(黑褐色);2Cu + S Cu2S(黑色);Hg + S HgS(黑色);H2 + S H2S
②硫也可以表现为还原性。如:与氧气的反应。
S + O2 SO2(硫在空气中点燃产生淡蓝色火焰,在纯氧气中点燃产生明亮的蓝紫色火焰)
3、硫的用途
(1)硫是动物体生长不可缺少的元素。如组成生命体的蛋白质中就有含硫的大分子。
(2)硫磺是橡胶工业的重要添加剂,是制硫酸的重要原料。
(3)硫磺有杀虫、杀螨和杀菌作用,常被用作农作物的杀菌剂和治疗皮肤病的杀菌软膏。
(4)在染色、制革、国防工业、火柴、火药、烟火等行业,都广泛用到硫和含硫化合物。
2.【考查硫单质的物理性质】下列关于硫的叙述中,正确的是
A.能溶于水 B.是一种白色固体
C.在空气中燃烧生成二氧化硫 D.硫微溶于二硫化碳
3.【考查硫单质的用途】进行化学实验时,必须规范操作、强化安全意识,防止发生事故。下列做法存在安全隐患或说法错误的是
A.打破温度计水银球,用硫粉处理洒落的水银
B.稀释浓硫酸时,将浓硫酸慢慢倒入水中,并不断搅拌
C.金属钠着火时,用水扑灭
D.做金属钠的实验时,剩余的钠放回原试剂瓶
4.【考查硫与氧气反应】(24-25高一上·北京海淀·期末)下列化学用语不能解释实验事实的是
A.硫在氧气中燃烧生成有刺激性气味的气体:
B.红热的铁粉与水蒸气反应生成黑色固体:
C.向溶液中逐滴加入溶液至溶液呈中性:
D.向溶液中滴加溶液,产生白色沉淀,在空气中一段时间后变成红褐色:、
5.【考查硫与金属单质反应】类推是化学学习和研究常用的重要思维方法,但所得结论要经过实践的检验才能确定其正确与否。根据你所掌握的知识,判断下列类推结论中正确的是
A.在中燃烧生成,故在中燃烧生成
B.已知溶解度:,推测溶解度:
C.可改写为,则也可改写为
D.铁与硫加热反应生成,则铜与硫加热反应生成
6.【考查硫与碱反应】(24-25高一上·福建龙岩·期末)硫及其化合物的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是
A.常温下,a与c反应可生成b
B.将c通入紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色
C.可用热的NaOH溶液洗涤试管内壁的b
D.冷的f浓溶液可用铁质或铝质容器储存
题型2 二氧化硫的性质及应用(重点)
1.【考查二氧化硫的物理性质】实验室制备少量并探究其性质,下列实验原理与装置能达到实验目的的是
A.制取
B.验证的漂白性
C.收集
D.吸收尾气中的
A.A B.B C.C D.D
解题要点
SO2虽具有漂白性,但不能漂白石蕊溶液。将SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液只变红不褪色。
SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,是因为SO2是酸性氧化物,可与碱性物质发生反应。
2.【考查二氧化硫的化学性质】(24-25高一上·福建福州·期末)葡萄汁和二氧化硫是红葡萄酒的主要原料。
(1)在葡萄酒的酿制与贮存过程中需要添加,它的作用有多种,请写出的一种作用 。
(2)我国国家标准(GB2760-2011)规定葡萄酒中的残留量≤250 ,为测定某葡萄酒中的含量,设计方案如下:
用下图所示装置(夹持装置略)蒸馏葡萄酒并收集馏分,实验时B中加入100.00 mL葡萄酒样品和适量盐酸,加热使全部逸出,在C中收集馏分。
①仪器A的名称是 。
②若C中盛装溶液,与其完全反应,化学方程式为 。
③除去C中过量的,然后用0.040 NaOH标准溶液与其反应,恰好完全反应时消耗NaOH溶液25.00 mL。据此计算100.00 mL该葡萄酒中的质量为 g。
④由于蒸馏时盐酸易挥发,该测定结果比实际值 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
⑤若C中盛装硫酸、碘水、淀粉的混合溶液,根据溶液颜色的变化,也可检测的含量。该方法涉及的化学反应的离子方程式为 。
3.【考查二氧化硫的制备】(24-25高一上·江苏盐城·期末)SO2在生活、生产中有重要用途,使用不当会造成环境污染。
(1)某同学利用如图所示装置研究二氧化硫的性质。
①向仪器a中滴加浓硫酸之前,需先通入一段时间N2,此操作的目的是 。
②实验时,装置B中没有明显变化。实验结束后取下装置B,向其中滴加适量氨水,生成的白色沉淀为 (填化学式)。
③装置C中出现淡黄色浑浊,说明二氧化硫具有 性。
④装置D的作用是 。
(2)某兴趣小组用如图所示装置模拟空气中二氧化硫含量的测定。当注入标准状况下空气时,酸性溶液恰好褪色,停止实验。已知:。该空气中二氧化硫的体积分数为 (用含V代数式表示)。
(3)某化工厂用如图所示工艺流程除去燃煤产生的SO2。
①过程I发生的反应为4FeSO4 + 2H2SO4 + O2= 2Fe2(SO4)3 + 2H2O,每消耗标况下11.2LO2转移的电子数目为 。
②过程Ⅱ发生反应的化学方程式为 。
解题要点
1、原理:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
由于SO2为易溶于水的气体,因此采用Na2SO3固体和浓H2SO4有利于气体逸出;又因此反应为离子反应,最终选择70%的浓H2SO4以提供一定浓度的氢离子,有利于反应发生。
2、装置:固液不加热装置
3、除杂:可采用浓硫酸干燥吸水
4、收集:向上排空气法收集
5、尾气:用氢氧化钠溶液吸收尾气,防止污染空气
4.【考查二氧化硫与二氧化碳的性质区别】(24-25高一上·上海·期末)我国的煤炭中常含硫的杂质,煤燃烧后产生的中常混有,若要除去中混有的少量气体,应使用下列哪种溶液
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.饱和溶液
5.【考查硫的氧化物对环境、人体的危害】(24-25高一上·山东威海·期末)下列说法中正确的有
①金属钠通常保存在煤油或石蜡油中
②云、雾、烟都是胶体,其分散剂是空气
③均能与盐酸发生氧化还原反应
④均可由单质之间直接化合得到
⑤两步转化都必须加入还原剂才能实现
⑥氮的固定是将游离态的氮转化为含氮化合物的过程,此过程中氮元素被氧化
⑦在熔融状态和水溶液中均能导电,是因为在通电条件下电离出和
⑧为主的氮氧化物的排放可能导致酸雨、雾霾、光化学烟雾等环境问题
A.①③⑤ B.②⑤⑧ C.①②⑧ D.④⑥⑦
6.【考查工业废弃脱硫】(24-25高一上·江苏徐州·期末)是大气污染物之一,可通过多种方法对工业烟气中的进行脱除并回收含硫产品,实现的资源化利用。
(1)双碱脱硫法。工业双碱法脱除烟气中的过程如图所示:
物质A的化学式为 ,写出“再生”步骤的化学方程式: 。
(2)催化氧化脱硫法。使用活性炭作催化剂,与混合气体在活性炭表面吸附并发生反应实现脱除,反应原理如图-1所示。
①步骤Ⅰ中还原的化学方程式为 ,若生成理论上消耗 。
②与混合气体按照一定的流速通向活性炭,不同流速对脱除率的影响如图-2所示,随着气体流速的增大,脱除率降低的原因是 。
③反应进行一段时间后,脱除效率降低的可能原因是 。
题型3 硫化氢和三氧化硫的性质
1.【考查硫化氢的性质】(24-25高一上·广西柳州·期末)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将气体和空气的混合气体通入、和的混合溶液中回收,其转化如下图所示(CuS不溶于水)。下列说法中不正确的是
A.过程①中,生成的反应为
B.过程②中,每生成,转移电子
C.过程③中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为4:1
D.回收的总反应为
解题要点
1、物理性质:无色,有臭鸡蛋气味的气体,密度比空气大,有毒。能溶于水,1升水中大约能溶解2.6升的硫化氢,其水溶液叫氢硫酸,显弱酸性。
在制取和使用硫化氢时,必须在密闭系统或通风橱中进行。
2、化学性质:
(1) 可燃性
A:纯的H2S气体在空气中点燃,并在火焰上方罩一冷而干燥的洁净小烧杯
现象:发出淡蓝色火焰,小烧杯内壁有水珠,且出现黄色固体。
B:H2S在充足的O2中燃烧,
现象:会发出淡蓝色火焰,并产生有刺激性气味的气体。
(2) 还原性
2H2S + SO2 = 3S↓+ 2H2O
H2S + H2SO4 (浓)= S↓ + SO2 ↑+ 2H2O (H2S气体不能用浓硫酸进行干燥)
(3) 不稳定性:较高温度时,硫化氢不稳定,发生分解
3、实验室制法:FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S↑
4、检验:醋酸铅试纸或者硝酸铅试纸:生成黑色沉淀。
2.【考查三氧化硫的物理性质】用如下图所示装置进行实验。
(1)烧瓶 B内发生反应的化学方程式是 。在本实验中,往往选择质量分数75%左右的浓硫酸,试分析其原因 。
(2)小试管C的作用是 。
(3)广口瓶D内盛的试剂是 ,装置D的3个作用是①通过观察气泡控制气体比例和流速、② 、③ 。
(4)玻璃管E 内发生反应的化学方程式是
(5)装置F 中 U形管中所收集物质的成分是 。
(6)若U 形管内收集到的物质很少,分析其原因不可能是 (填字母)。
a.装置气密性不好
b.制得的SO2中混有少量H2S杂质使催化剂中毒
c.气流速度过快
(7)从U 形管导出的尾气的处理方法是 ,相关反应的化学方程式为 。
3.【考查硫化氢的性质】(24-25高一上·浙江杭州·期末)某工业脱硫过程如图所示。下列说法错误的是
A.过程①发生复分解反应
B.过程②中发生反应的离子方程式为
C.脱硫过程总反应为
D.过程③中每有标准状况下11.2L参加反应,转移2mol电子
题型4 硫酸的性质及用途(重点)
1.【考查硫酸的物理性质】(24-25高一上·河北邯郸·期末)下列关于试剂保存和实验安全的说法错误的是
A.金属钠应保存在煤油中
B.新制氯水应避光保存并尽快使用
C.浓硫酸溅到皮肤上时,应立即用大量水冲洗,再涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液
D.金属镁着火时使用二氧化碳灭火器灭火
解题要点
纯硫酸的物理性质:无色、黏稠、油状的液体,是一种难挥发的酸。市售硫酸的质量分数有92.5%和98%两种。当浓硫酸吸收了大量的三氧化硫后,就成了发烟硫酸。
(1)浓硫酸能以任意比与水混溶,浓硫酸溶解时放出大量的热。
(2)高沸点、难挥发酸可用来制盐酸、硝酸。NaCl+H2SO4(浓 )= NaHSO4+HCl↑
2.【考查硫酸的酸性】下列离子方程式中,正确的是
A.将溶液与NaOH溶液混合:
B.将铜片插入硝酸银溶液中:
C.将溶液与稀硫酸混合:
D.碳酸氢钙溶液和足量氢氧化钠溶液混合:
3.【考查浓硫酸的吸水性】(24-25高一上·浙江杭州·期末)硫铁矿(含)是一种重要的化学矿物原料,也是工业制硫酸的主要原料,其煅烧过程及产物存在如图转化关系:
回答下列问题:
(1)硫铁矿中硫元素的化合价为 。
(2)反应I的化学方程式为 。
(3)下列关于C的说法正确的是_______。
A.酸雨指的是的降水
B.浓硫酸有强氧化性,不能用于干燥气体
C.浓硫酸有脱水性,因此可以使硫酸铜晶体失去结晶水
D.稀硫酸长时间放置在空气中浓度会变高,浓硫酸长时间放置在空气中浓度会变低
(4)将A通入到溶液中无明显变化,若同时通入过量氨气,则生成白色沉淀,写出生成白色沉淀的总反应离子方程式 。
(5)将A通入新制氯水中,发现溶液褪色,检验反应后溶液中还原产物阴离子的方法是 。
解题要点
浓硫酸的特性
(1)吸水性(干燥剂):常作为干燥剂。注意不能用浓硫酸干燥的气体有:NH3、H2S、HI、HBr。
干燥装置:洗气瓶,长进短出
(2)脱水性(脱水炭化):把有机物里的氢原子和氧原子按2:1脱去。
①在潮湿的纸屑、棉花、木屑中分别滴入几滴浓硫酸,这三种物质都发生了变化,生成了黑色的物质。
②腐蚀皮肤,皮肤也是有机物,含C、H、O等元素。
(3)强氧化性
① 跟金属反应
A.常温下,浓硫酸能使铁、铝金属钝化。
B.加热时,浓硫酸可与除Au、Pt之外的所有金属反应。
浓硫酸与铜反应:Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
[小结] 金属+H2SO4(浓) 高价硫酸盐 + SO2↑ +H2O
② 跟非金属反应:
热的浓硫酸可将C、P、S等非金属单质氧化到其最高价态的氧化物或含氧酸。
C+ 2H2SO4(浓)CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O
“黑面包”实验:化学方程式:
蔗糖加入浓硫酸炭化,在蔗糖内加了几滴水,浓硫酸吸水放出大量的热,使浓硫酸与生成的碳发生氧化还原反应,浓硫酸被还原所生成的二氧化硫,碳又被浓硫酸氧化成二氧化碳,所以有大量气体产生,因此会出现体积膨胀,疏松多孔海绵状炭及刺激性气味产生的现象。这里既体现了浓硫酸的脱水性,也体现了其氧化性。
③ 与其它还原性物质反应:H2S+ H2SO4(浓)= S + SO2↑+2H2O
4.【考查浓硫酸的脱水性】(24-25高一上·浙江金华·期末)硫铁矿(含)是一种重要的化学矿物原料,也是工业制硫酸的主要原料,其“焙烧氧化”及产物存在如下转化关系:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ中体现的化学性质是 。
(2)请写出反应Ⅱ的化学方程式 。
(3)在实际工业生产中,反应Ⅲ常用 来吸收B气体,其目的是 。
(4)下列说法不正确的是______。
A.“A→B→C”与“A→D→C”是形成酸雨的两种常见途径
B.硫铁矿和黄铜矿()中硫的化合价均为价
C.在富氧条件下,用氨水吸收可以得到化肥
D.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有吸水性
(5)已知硫铁矿在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,此过程相比“焙烧氧化”的优势是 。
A.无需控温 B.可减少有害气体产生 C.设备无需耐高温
5.【考查浓硫酸的强氧化性】(24-25高一上·山东威海·期末)下列实验方案、对应的实验现象及结论或解释均正确的是
实验方案
现象
结论或解释
A
用铂丝蘸取待测液在酒精灯上灼烧,观察火焰颜色
火焰显黄色
该溶液中不含
B
向碘水中加入少量,振荡静置
溶液分层,上层紫红色,下层几乎无色
在中的溶解度比在水中大
C
分别向盛有相同质量的镁粉和铝条的试管中,加入相同浓度和体积的稀盐酸
两支试管中均有气泡产生,产生气泡的速率金属镁大于金属铝
失电子能力:
D
将浓硫酸加入蔗糖中,并将产生的气体通入澄清石灰水中
蔗糖变黑,体积膨胀,澄清石灰水变浑浊
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
A.A B.B C.C D.D
6.【考查碳与浓硫酸反应产物的检验】铸铁的主要成分为Fe和C,研究小组用下图所示实验研究铸铁与热的浓硫酸的反应(夹持和加热装置已略去)。
(1)同学们猜想A中生成的气体可能含有两种酸性氧化物SO2、CO2,他们依据的反应为2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O、 。
(2)检测到反应后A中所得溶液中含有Fe3+,实验方案是取少量待测溶液,将其加入适量水中稀释, 。
(3)实验现象证明A中确实有SO2、CO2生成。
①U型管a侧棉花的紫红色褪去,证明有 生成。
②证明有CO2生成的实验现象是 、澄清石灰水中生成白色浑浊物。
(4)下列试剂中,也可用于该实验中检验SO2的是 (填序号)。
a.Na2S溶液b.品红溶液c.KI溶液d.紫色石蕊溶液
(5)取上述反应生成的0.56L(标准状况下)混合气体通入足量H2O2溶液中,发生反应的化学方程式是 。反应完全后,向溶液中加入足量BaCl2溶液生成白色沉淀,分离、干燥后得到固体4.66g。混合气体中SO2的体积分数为 。
题型5 硫酸的工业制法(重点)
1.【考查硫酸的工业制法】(24-25高一上·浙江温州·期末)工业上常用硫黄或黄铁矿为原料来制备硫酸,工业流程如下。
(1)下列物质可以作为二氧化硫尾气吸收剂的是 。
A.浓硫酸 B.硫酸钠溶液 C.氢氧化钠溶液
(2)工业上有用硫酸铁溶液吸收二氧化硫,这体现了二氧化硫具有 。(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)步骤②的化学方程式是 。
(4)下列说法不正确的是_____。
A.步骤①粉碎硫黄或黄铁矿可以增大接触面积,加快反应速率
B.可以用点燃法除去尾气中的
C.步骤③中M为水
D.常温下,浓硫酸可以用铁罐存储运输
解题要点
2.【考查硫酸的工业制法】(24-25高一上·北京·期末)以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下:
(1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整: 。
_______+_______O2_______Fe2O3+_______
(2)接触室中发生反应的化学方程式是 。
(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选则序号字母) 。
a.为使黄铁矿充分燃烧,可将其粉碎
b.通入过量空气能一次性将SO2完全氧化
c.使用催化剂能提高SO2的氧化速率
d.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
(4)吸收塔中发生反应的化学方程式是 。
(5)整个流程中可循环利用的物质有 。
(6)吸收塔的尾气先用氨水吸收,再加入硫酸处理,得到较高浓度的SO2和铵盐的混合液。
①SO2可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2,反应的离子方程式是 。
②为测定该混合液中氮元素的质量分数,向100.0g该混合液中加入足量NaOH,沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)。该气体经干燥后用足量浓硫酸吸收完全,测得浓硫酸增加1.7g。
ⅰ.该混合液中加入氢氧化钠后发生的离子反应有 。
ⅱ.该混合液中氮元素的质量分数是 。
3.【考查硫酸的工业制法】(24-25高一上·浙江杭州·期末)利用“价—类”二维图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系,请完成以下内容:
Ⅰ.铁元素的“价—类”二维图可如下所示,请回答下列问题:
(1)属于 (填“碱性”“酸性”或“两性”)氧化物。
(2)在空气中转化为的现象 ,请写出该化学方程式 。
(3)某研究人员向印刷电路板的废液中加入一定量铁粉,充分反应后,准备过滤并收集滤渣。此时,滤渣的成分不可能是 。
A.只有Cu B.有Cu和Fe C.只有Fe
Ⅱ.硫元素是动植物生长不可缺少的元素,请根据以下二图回答问题:
(4)图2的X与Y气体的反应是火山口硫黄形成的主要原因,请用化学方程式表示: 。
(5)下图为工业制硫酸的原理示意图,以下说法不正确的是___________。
A.是一种碱性氧化物
B.浓硫酸可用来干燥某些气体
C.燃烧过程表现硫黄的还原性
D.工业上可用蒸馏水代替98.3%的浓硫酸来吸收
(6)溶液易变质,实验室检验溶液是否变质的基本操作是 。
4.【考查硫酸的工业制法】工业上用黄铁矿为原料制备硫酸的流程如下图(部分反应条件已略去)。下列相关说法正确的是
A.黄铁矿主要成分的化学式为
B.物质X常为的浓硫酸
C.步骤②中能完全转化为
D.图中每一步含硫物质均发生了氧化反应
题型6 硫酸盐、亚硫酸盐(重点)
1.【考查常见硫酸盐的性质】在含有和的酸性溶液中,通入足量的后有白色沉淀生成,过滤后,向溶液中滴加溶液,无明显现象,下列说法正确的是
A.白色沉淀是和 B.溶液的酸性减弱
C.白色沉淀是 D.全部被氧化为
2.【考查硫酸根离子的检验】(24-25高一上·甘肃酒泉·期末)下列“实验结论”与“实验操作及现象”不相符的一组是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
某溶液中先加入溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失
该溶液中一定有
B
将铁的氧化物溶于稀硫酸中,再向溶液中滴加酸性溶液,紫色褪去
铁的氧化物中含有的铁
C
向饱和溶液中通入足量,有白色固体析出
溶解度:
D
把绿豆大的和分别投入水中,与水反应更剧烈
金属性:
A.A B.B C.C D.D
解题要点
原理:利用Ba2++SO42=BaSO4↓(白色),BaSO4盐酸、硝酸的特性。
试剂:盐酸、氯化钡
检验的误区:
干扰检验的离子:Ag+能与SO42离子反应生成难溶于水的白色沉淀Ag 2SO4;Ag+还能与Cl反应生成难溶于水的白色沉淀AgCl;SO32、CO32、SiO32、PO43等能与Ba2+反应生成难溶于水的白色沉淀。但这些白色沉淀溶于强酸中。
检验步骤:
①在待测溶液中加入稀盐酸酸化,排除Ag+、SO32、CO32等离子的干扰。
②在排除干扰后的溶液中加入氯化钡,若产生白色沉淀,则此溶液中一定含有SO42。
注意:不能用稀HNO3,因为稀HNO3能将SO32氧化成SO42。
3.【考查亚硫酸盐的性质】(24-25高一上·山东菏泽·期末)某化学小组为探究SO2与AgNO3溶液的反应,进行如下实验。已知:Ag2SO4 微溶于水,Ag2SO3难溶于水。回答下列问题:
实验Ⅰ:将SO2通入0.1mol·L−1AgNO3溶液中,迅速反应,得到无色溶液A和白色沉淀B.
(1)分析:沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4 或 。
实验Ⅱ:验证沉淀B的成分
相关反应为:Ag2SO3+4NH3·H2O=2[Ag(NH3)2]+++4H2O;
Ag2SO4+4NH3·H2O=2[Ag(NH3)2]+++4H2O。
(2)若判断溶液C中加入的Ba (NO3)2 是否过量,简述实验方法 。
(3)加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F.沉淀D中含有 (填化学式)。向滤液E中加入H2O2溶液,有白色沉淀生成,离子方程式为 ,进而证实沉淀B中含有 (填化学式)。
实验Ⅲ:探究的产生途径。根据沉淀F的存在,推测的产生有两个途径:
途径1:实验Ⅰ中,SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4。
途径2:实验Ⅱ中,被氧化为。
(4)经检验知溶液A中不含。根据以上实验结果,实验Ⅰ中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式为 。
4.【考查亚硫酸根离子的检验】根据下列实验操作及现象得出的实验结论错误的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某溶液中加入足量稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
该溶液中可能含有
B
向某溶液中先滴加溶液,有白色沉淀产生,再滴加稀,白色沉淀不溶解
该溶液中含有
C
往某溶液中加足量稀盐酸,出现刺激性气味气体
该溶液中可能含有
D
往某溶液中加足量稀盐酸,再加溶液,产生白色沉淀
该溶液中一定含有
A.A B.B C.C D.D
题型7 含硫化合物之间的转化(难点)
1.【考查含硫化合物之间的转化】(24-25高一上·福建福州·期末)溶液能发生如图转化。下列说法错误的是
A.m为不溶于盐酸的白色沉淀
B.反应①体现了的还原性
C.气体n可与反应生成淡黄色固体
D.若将反应②中稀盐酸换为稀硫酸,发生的离子反应不同
2.【考查含硫化合物之间的转化】(24-25高一上·浙江丽水·期末)黄铁矿(主要成分是FeS2)是一种重要的矿石,以黄铁矿为原料制备硫酸和绿矾晶体(FeSO4•7H2O)的工艺流程如图:
已知:①固体A为红棕色;②所加试剂均过量。
回答下列问题:
(1)固体A的化学式 。
(2)反应⑤的化学方程式 。
(3)反应④涉及的离子方程式 、 。
(4)下列说法正确的是_____。
A.反应②通入的X可能是H2或CO
B.操作Y为蒸发结晶
C.气体B是造成酸雨的原因之一
D.反应③中稀硫酸可用稀盐酸或稀硝酸代替
(5)设计实验检验溶液E中的金属阳离子 。
解题要点
1、不同价态硫元素间的转化
2、硫及其化合物之间的转化规律
①邻位价态原则
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
H2
②含同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
③归中规律
当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2H2S+SO2 3S↓+2H2O、2Na2S+Na2SO3+3H2SO4 3Na2SO4+3S↓+3H2O。
④含硫物质的连续氧化规律
3.【考查含硫化合物之间的转化】(25-26高一上·浙江台州·期末)A、B、C、D是中学化学常见的纯净物,均含同一种元素,A是单质,它们之间有如下转化关系,下列说法不正确的是
A.若A是S且C、D是氧化物,则B可以是
B.若A是Al且B、D具有两性,则反应④可以通
C.若A是Na且C是淡黄色固体,则①②③④可以是化合反应
D.若A是Fe且B、C、D为三种不同类别的物质,则D可以是
4.【考查含硫化合物之间的转化】(25-26高一上·浙江台州·期末)硫代硫酸钠被称为“养鱼宝”,可降低水中的氯对鱼的危害。脱氯反应为:,下列说法正确的是
A.是还原剂 B.消耗转移
C.是还原产物 D.被还原
5.【考查含硫化合物之间的转化】(24-25高一上·浙江杭州·期末)硫元素的“价—类”二维图如下图所示。下列说法错误的是
A.a点表示的物质所属的物质类别是单质
B.b点表示的物质可以是,也可以是
C.c点表示的物质的浓溶液可作为干燥剂
D.d点表示的可溶性物质能与溶液发生反应
6.【考查含硫化合物之间的转化】(24-25高一上·江苏盐城·期末)利用物质类别及化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。硫的“价类”二维图如下。
下列说法不正确的是
A.c通入H2O2溶液中可得到e
B.b在足量的O2中燃烧得到d
C.a与c可以反应生成b
D.f与e的浓溶液可以反应生成c
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专题07 硫的转化
题型1单质硫的存在及性质
题型2二氧化硫的性质及应用(重点)
题型3硫化氢和三氧化硫的性质
题型4硫酸的性质及用途(重点)
题型5硫酸的工业制法(重点)
题型6 硫酸盐、亚硫酸盐(重点)
题型7 含硫化合物之间的转化(难点)
题型1 单质硫的存在及性质
1.【考查硫在自然界的存在】如图是硫元素在自然界中的循环示意图,下列说法不正确的是
A.硫在自然界中只有游离态
B.煤中含有硫元素,燃煤中加入生石灰可脱硫
C.硫具有弱氧化性,和变价金属反应,通常生成低价态金属硫化物
D.氢硫酸是弱酸,能与碱、碱性氧化物反应
【答案】A
【详解】A.由图可知,火山爆发会有H2S,故自然界中硫存在化合态,A错误;
B.生石灰会与生成的SO2反应生成CaSO3,进而被氧化为CaSO4,达到脱硫效果,B正确;
C.硫具有弱氧化性,和变价金属反应,通常生成低价态金属硫化物,C正确;
D.氢硫酸是弱酸,能与碱、碱性氧化物发生反应,D正确;故选A。
解题要点
1、黑火药:
(1)黑火药是我国值得骄傲的四大发明之一。把木炭粉、硫磺粉和硝酸钾按一定的比例混合,就可以制得黑火药。
(2)黑火药的合理配比为:n(S) : n(KNO3) : n(C) = 1 : 2 : 3。
(3)火药爆炸原理:点燃火药后,混合物发生迅猛的氧化还原反应,放出大量的热量并生成大量气体。气体体积急剧扩大,发生爆炸。其反应的化学方程式为:S + 2KNO3 + 3C K2S + 3CO2↑+ N2↑
2、硫的性质:
(1) 物理性质:纯净的硫通常是一种黄色或淡黄色的固体,俗称硫磺;质脆;密度比水大;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2。
(2) 化学性质:单质硫既有氧化性,又有还原性。硫元素有 -2、0、+4、+6四种常见的化合价。
①硫通常以弱氧化性为主。如:与金属、氢气的反应。
Fe + S FeS(黑褐色);2Cu + S Cu2S(黑色);Hg + S HgS(黑色);H2 + S H2S
②硫也可以表现为还原性。如:与氧气的反应。
S + O2 SO2(硫在空气中点燃产生淡蓝色火焰,在纯氧气中点燃产生明亮的蓝紫色火焰)
3、硫的用途
(1)硫是动物体生长不可缺少的元素。如组成生命体的蛋白质中就有含硫的大分子。
(2)硫磺是橡胶工业的重要添加剂,是制硫酸的重要原料。
(3)硫磺有杀虫、杀螨和杀菌作用,常被用作农作物的杀菌剂和治疗皮肤病的杀菌软膏。
(4)在染色、制革、国防工业、火柴、火药、烟火等行业,都广泛用到硫和含硫化合物。
2.【考查硫单质的物理性质】下列关于硫的叙述中,正确的是
A.能溶于水 B.是一种白色固体
C.在空气中燃烧生成二氧化硫 D.硫微溶于二硫化碳
【答案】C
【详解】A.硫难溶于水,故A错误;
B.硫是一种淡黄色固体,故B错误;
C.硫在空气中燃烧生成二氧化硫,故C正确;
D.硫易溶于二硫化碳,故D错误;
选C。
3.【考查硫单质的用途】进行化学实验时,必须规范操作、强化安全意识,防止发生事故。下列做法存在安全隐患或说法错误的是
A.打破温度计水银球,用硫粉处理洒落的水银
B.稀释浓硫酸时,将浓硫酸慢慢倒入水中,并不断搅拌
C.金属钠着火时,用水扑灭
D.做金属钠的实验时,剩余的钠放回原试剂瓶
【答案】C
【详解】A.硫单质可与Hg直接化合生成HgS固体,可用硫粉处理洒落的水银,故A正确;
B.浓硫酸稀释放出大量的热,为避免酸液飞溅,因此稀释时要将浓硫酸缓慢倒入水中,并不断搅拌,故B正确;
C.钠的燃烧产物过氧化钠能与水反应生成氧气,因此不能用水灭钠着火,可用沙子盖灭,故C错误;
D.钠易与空气中氧气和水反应,为避免危险,做金属钠实验后的废屑应放回原实际瓶中,故D正确;
选C。
4.【考查硫与氧气反应】(24-25高一上·北京海淀·期末)下列化学用语不能解释实验事实的是
A.硫在氧气中燃烧生成有刺激性气味的气体:
B.红热的铁粉与水蒸气反应生成黑色固体:
C.向溶液中逐滴加入溶液至溶液呈中性:
D.向溶液中滴加溶液,产生白色沉淀,在空气中一段时间后变成红褐色:、
【答案】C
【详解】A.硫在氧气中燃烧生成有刺激性气味的气体为SO2,化学方程式为:,A不符合题意;
B.红热的铁粉与水蒸气反应生成黑色固体Fe3O4和H2,化学方程式为:,B不符合题意;
C.向溶液中逐滴加入溶液至溶液呈中性,生成BaSO4和H2O,离子方程式为:,C符合题意;
D.向溶液中滴加溶液,产生白色沉淀,在空气中一段时间后被空气中的氧气氧化为红褐色的,涉及的化学方程式为:、,D不符合题意;故选C。
5.【考查硫与金属单质反应】类推是化学学习和研究常用的重要思维方法,但所得结论要经过实践的检验才能确定其正确与否。根据你所掌握的知识,判断下列类推结论中正确的是
A.在中燃烧生成,故在中燃烧生成
B.已知溶解度:,推测溶解度:
C.可改写为,则也可改写为
D.铁与硫加热反应生成,则铜与硫加热反应生成
【答案】C
【详解】A.在中燃烧生成只会生成,A错误;
B.碳酸钠在水中的溶解度大于碳酸氢钠,B错误;
C.可以看成既含有+2价铁,又含有+3价铁,所以可以改写为,C正确;
D.S的氧化性弱,与Cu反应生成,D错误;
故选C。
6.【考查硫与碱反应】(24-25高一上·福建龙岩·期末)硫及其化合物的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是
A.常温下,a与c反应可生成b
B.将c通入紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色
C.可用热的NaOH溶液洗涤试管内壁的b
D.冷的f浓溶液可用铁质或铝质容器储存
【答案】B
【详解】A.常温下,a(H2S)与c(SO2)接触后发生反应2H2S+SO2=3S+2H2O,反应可生成b(S),A正确;
B.将c(SO2)通入紫色石蕊溶液中,此时亚硫酸溶液只表现酸性不表现漂白性,则溶液只变红不褪色,B错误;
C.S能与热的NaOH溶液发生反应3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O,则试管内壁的b(S)可用热的NaOH溶液洗涤,C正确;
D.冷的f(H2SO4)浓溶液具有强氧化性,能使Fe、Al制品表面发生钝化,所以可用铁质或铝质容器储存冷的浓硫酸,D正确;故选B。
题型2 二氧化硫的性质及应用(重点)
1.【考查二氧化硫的物理性质】实验室制备少量并探究其性质,下列实验原理与装置能达到实验目的的是
A.制取
B.验证的漂白性
C.收集
D.吸收尾气中的
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.常温下Cu与浓硫酸不反应,图中缺少酒精灯,A错误;
B.验证SO2漂白性,应该使用品红溶液,用高锰酸钾溶液褪色体现二氧化硫的还原性,B错误;
C.SO2密度比空气大,应该用向上排空气法收拾集,C正确;
D.使用氢氧化钠溶液吸收,防倒吸,漏斗应该在液面上,D错误; 故选C。
解题要点
SO2虽具有漂白性,但不能漂白石蕊溶液。将SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液只变红不褪色。
SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,是因为SO2是酸性氧化物,可与碱性物质发生反应。
2.【考查二氧化硫的化学性质】(24-25高一上·福建福州·期末)葡萄汁和二氧化硫是红葡萄酒的主要原料。
(1)在葡萄酒的酿制与贮存过程中需要添加,它的作用有多种,请写出的一种作用 。
(2)我国国家标准(GB2760-2011)规定葡萄酒中的残留量≤250 ,为测定某葡萄酒中的含量,设计方案如下:
用下图所示装置(夹持装置略)蒸馏葡萄酒并收集馏分,实验时B中加入100.00 mL葡萄酒样品和适量盐酸,加热使全部逸出,在C中收集馏分。
①仪器A的名称是 。
②若C中盛装溶液,与其完全反应,化学方程式为 。
③除去C中过量的,然后用0.040 NaOH标准溶液与其反应,恰好完全反应时消耗NaOH溶液25.00 mL。据此计算100.00 mL该葡萄酒中的质量为 g。
④由于蒸馏时盐酸易挥发,该测定结果比实际值 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
⑤若C中盛装硫酸、碘水、淀粉的混合溶液,根据溶液颜色的变化,也可检测的含量。该方法涉及的化学反应的离子方程式为 。
【答案】(1)杀菌、抗氧化、调节色度等
(2)冷凝管(或直型冷凝管) 0.032 偏高
【详解】(1)在葡萄酒的酿制与贮存过程中需要添加SO2,它的作用有多种,杀菌、抗氧化、调节色度等;
(2)①由图可知,仪器A为冷凝管(或直型冷凝管);
②SO2具有还原性,H2O2具有氧化性,二者发生氧化还原反应产生硫酸,反应的化学方程式为:SO2 + H2O2 =H2SO4;
③根据关系式:2NaOH~H2SO4~SO2,,则SO2的质量为:×(0.040 mol/L×0.025 L)×64 g/mol=0.032 g;
④由于蒸馏时盐酸易挥发,HCl也会消耗氢氧化钠溶液,则消耗氢氧化钠溶液体积偏大,则该测定结果比实际值偏高;
⑤若C中盛装硫酸、碘水、淀粉的混合溶液,SO2与碘水反应生成氢碘酸和硫酸,离子方程式为:。
3.【考查二氧化硫的制备】(24-25高一上·江苏盐城·期末)SO2在生活、生产中有重要用途,使用不当会造成环境污染。
(1)某同学利用如图所示装置研究二氧化硫的性质。
①向仪器a中滴加浓硫酸之前,需先通入一段时间N2,此操作的目的是 。
②实验时,装置B中没有明显变化。实验结束后取下装置B,向其中滴加适量氨水,生成的白色沉淀为 (填化学式)。
③装置C中出现淡黄色浑浊,说明二氧化硫具有 性。
④装置D的作用是 。
(2)某兴趣小组用如图所示装置模拟空气中二氧化硫含量的测定。当注入标准状况下空气时,酸性溶液恰好褪色,停止实验。已知:。该空气中二氧化硫的体积分数为 (用含V代数式表示)。
(3)某化工厂用如图所示工艺流程除去燃煤产生的SO2。
①过程I发生的反应为4FeSO4 + 2H2SO4 + O2= 2Fe2(SO4)3 + 2H2O,每消耗标况下11.2LO2转移的电子数目为 。
②过程Ⅱ发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)排除空气的干扰 BaSO3 氧化 吸收未反应的二氧化硫,防止污染空气
(2)或其他合理形式 (3) 2NA Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4
【详解】(1)①装置中含有空气,空气中氧气能与生成的气体一同进入装置B而将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子而干扰实验,向仪器A中滴加浓硫酸之前,需先通入一段时间N2,此操作的目的是排除空气的干扰;
②实验结束后取下装置B,向其中滴加适量氨水,氯化钡、二氧化硫、氨水反应生成亚硫酸钡沉淀和氯化铵,生成的白色沉淀为BaSO3;
③装置C中出现淡黄色浑浊,发生反应H2S+SO2=3S↓+2H2O,说明二氧化硫具有氧化性;
④二氧化硫直接排放到空气中会造成污染,氢氧化钠能吸收二氧化硫,装置D中氢氧化钠溶液的作用是吸收未反应的二氧化硫,防止污染空气;
(2)根据5SO2+2H2O+2KMnO4=2H2SO4+2MnSO4+K2SO4,n(SO2)=n(KMnO4)=,该空气中二氧化硫的体积分数为;
(3)①n(O2)= =0.5mol,每个O2转移4个电子,因此转移的电子数目为0.5NA×4=2NA;
②过程Ⅱ是硫酸铁和二氧化硫反应生成硫酸亚铁和硫酸,发生反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4。
解题要点
1、原理:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
由于SO2为易溶于水的气体,因此采用Na2SO3固体和浓H2SO4有利于气体逸出;又因此反应为离子反应,最终选择70%的浓H2SO4以提供一定浓度的氢离子,有利于反应发生。
2、装置:固液不加热装置
3、除杂:可采用浓硫酸干燥吸水
4、收集:向上排空气法收集
5、尾气:用氢氧化钠溶液吸收尾气,防止污染空气
4.【考查二氧化硫与二氧化碳的性质区别】(24-25高一上·上海·期末)我国的煤炭中常含硫的杂质,煤燃烧后产生的中常混有,若要除去中混有的少量气体,应使用下列哪种溶液
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.饱和溶液
【答案】D
【详解】A.饱和溶液与二氧化碳和二氧化硫均反应,不能除去气体中少量的,A错误;
B.溶液与二氧化碳和二氧化硫均反应,不能除去气体中少量的,B错误;
C.溶液与二氧化碳和二氧化硫均反应,不能除去气体中少量的,C错误;
D.饱和溶液吸收二氧化硫生成二氧化碳,可以除去气体中少量的,D正确;故选:D。
5.【考查硫的氧化物对环境、人体的危害】(24-25高一上·山东威海·期末)下列说法中正确的有
①金属钠通常保存在煤油或石蜡油中
②云、雾、烟都是胶体,其分散剂是空气
③均能与盐酸发生氧化还原反应
④均可由单质之间直接化合得到
⑤两步转化都必须加入还原剂才能实现
⑥氮的固定是将游离态的氮转化为含氮化合物的过程,此过程中氮元素被氧化
⑦在熔融状态和水溶液中均能导电,是因为在通电条件下电离出和
⑧为主的氮氧化物的排放可能导致酸雨、雾霾、光化学烟雾等环境问题
A.①③⑤ B.②⑤⑧ C.①②⑧ D.④⑥⑦
【答案】C
【详解】①钠的化学性质活泼,在常温下与氧气反应,也会与水反应,因此需保存在煤油中以隔绝空气和水,故①正确;
②云、雾、烟均为胶体(气溶胶),分散剂为空气,故②正确;
③Na2O与盐酸反应生成NaCl和H2O,元素化合价没有发生变化,为非氧化还原反应;Na2O2与盐酸反应生成O2、NaCl和H2O,氧元素化合价发生变化,为氧化还原反应,故③错误;
④Cu与S生成Cu2S而非CuS;S燃烧生成SO2而非SO3,故④错误;
⑤HNO3→NO2可通过自身分解,无需外加还原剂,故⑤错误;
⑥氮的固定过程中,氮元素化合价有可能升高,如高能固氮中氮气变为一氧化氮,也有可能降低,如工业合成氨中氮气变为氨气,故⑥错误;
⑦NaCl电离是自发过程,无需通电,故⑦错误;
⑧酸雨的主要成因是二氧化硫和氮氧化物的排放,氮氧化物在大气中可转化为硝酸,贡献酸雨的酸性成分(硝酸型酸雨),因此,氮氧化物是酸雨的主要成因之一;
雾霾的形成与氮氧化物排放密切相关,氮氧化物可参与大气化学反应,生成硝酸盐颗粒,这些二次颗粒物是PM2.5的重要组成部分,从而加剧雾霾,因此,氮氧化物是雾霾的主要成因之一;
光化学烟雾主要由氮氧化物和挥发性有机化合物在阳光照射下发生光化学反应形成,氮氧化物是这一过程的关键起始物质。因此,氮氧化物与光化学烟雾直接相关,故⑧正确;
综上,正确说法为①、②、⑧;故答案选C。
6.【考查工业废弃脱硫】(24-25高一上·江苏徐州·期末)是大气污染物之一,可通过多种方法对工业烟气中的进行脱除并回收含硫产品,实现的资源化利用。
(1)双碱脱硫法。工业双碱法脱除烟气中的过程如图所示:
物质A的化学式为 ,写出“再生”步骤的化学方程式: 。
(2)催化氧化脱硫法。使用活性炭作催化剂,与混合气体在活性炭表面吸附并发生反应实现脱除,反应原理如图-1所示。
①步骤Ⅰ中还原的化学方程式为 ,若生成理论上消耗 。
②与混合气体按照一定的流速通向活性炭,不同流速对脱除率的影响如图-2所示,随着气体流速的增大,脱除率降低的原因是 。
③反应进行一段时间后,脱除效率降低的可能原因是 。
【答案】(1) NaOH
(2) 2 气体流速过大,使活性炭表面吸附的减少,导致脱除率降低(或气体流速过大,与催化剂不能充分接触发生反应) 反应生成的硫单质覆盖在活性炭表面,阻止活性炭吸附,使催化剂活性降低(或与活性炭反应,使催化剂减少)
【详解】(1)根据分析,A的化学式为:;再生时发生的反应为:。
(2)①根据分析及图-1步骤 I可知还原的化学方程式为:;由步骤 I+步骤Ⅱ得总反应方程式为:,则生成理论上消耗的物质的量为:;
②由于催化剂活性炭与气体接触时间越充足,催化效率越高,所以当气体流速过大,使活性炭表面吸附的减少,接触时间变短,导致脱除率降低(或气体流速过大,与催化剂不能充分接触发生反应);
③反应进行一段时间后,脱除效率降低的可能原因为:反应生成的硫单质覆盖在活性炭表面,阻止活性炭吸附,使催化剂活性降低(或与活性炭反应,使催化剂减少)。
题型3 硫化氢和三氧化硫的性质
1.【考查硫化氢的性质】(24-25高一上·广西柳州·期末)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将气体和空气的混合气体通入、和的混合溶液中回收,其转化如下图所示(CuS不溶于水)。下列说法中不正确的是
A.过程①中,生成的反应为
B.过程②中,每生成,转移电子
C.过程③中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为4:1
D.回收的总反应为
【答案】C
【详解】A.过程①是铜离子和硫化氢反应生成氢离子和硫化铜,根据电荷守恒、原子守恒可确定反应的离子方程式为H2S+Cu2+=CuS↓+2H+,故A正确;
B.根据分析知,过程②的离子方程式为CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+,每溶解1molCuS,生成1molS(硫元素化合价从-2价升到0价),转移电子,故B正确;
C.根据分析知,过程③中发生4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,反应过程中,铁元素化合价升高而氧元素化合价降低,氧化剂为O2,还原剂为Fe2+,氧化剂和还原剂的物质的量之比1:4,故C错误;
D.根据图中信息,H2S和O2为总反应的反应物,H2O和S为总反应的生成物,根据得失电子守恒和原子守恒可得回收S的总反应为,故D正确;
故选C。
解题要点
1、物理性质:无色,有臭鸡蛋气味的气体,密度比空气大,有毒。能溶于水,1升水中大约能溶解2.6升的硫化氢,其水溶液叫氢硫酸,显弱酸性。
在制取和使用硫化氢时,必须在密闭系统或通风橱中进行。
2、化学性质:
(1) 可燃性
A:纯的H2S气体在空气中点燃,并在火焰上方罩一冷而干燥的洁净小烧杯
现象:发出淡蓝色火焰,小烧杯内壁有水珠,且出现黄色固体。
B:H2S在充足的O2中燃烧,
现象:会发出淡蓝色火焰,并产生有刺激性气味的气体。
(2) 还原性
2H2S + SO2 = 3S↓+ 2H2O
H2S + H2SO4 (浓)= S↓ + SO2 ↑+ 2H2O (H2S气体不能用浓硫酸进行干燥)
(3) 不稳定性:较高温度时,硫化氢不稳定,发生分解
3、实验室制法:FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S↑
4、检验:醋酸铅试纸或者硝酸铅试纸:生成黑色沉淀。
2.【考查三氧化硫的物理性质】用如下图所示装置进行实验。
(1)烧瓶 B内发生反应的化学方程式是 。在本实验中,往往选择质量分数75%左右的浓硫酸,试分析其原因 。
(2)小试管C的作用是 。
(3)广口瓶D内盛的试剂是 ,装置D的3个作用是①通过观察气泡控制气体比例和流速、② 、③ 。
(4)玻璃管E 内发生反应的化学方程式是
(5)装置F 中 U形管中所收集物质的成分是 。
(6)若U 形管内收集到的物质很少,分析其原因不可能是 (填字母)。
a.装置气密性不好
b.制得的SO2中混有少量H2S杂质使催化剂中毒
c.气流速度过快
(7)从U 形管导出的尾气的处理方法是 ,相关反应的化学方程式为 。
【答案】(1) 更浓的硫酸含水量更少,则电离的H2SO4减少,H+浓度降低,且生成的硫酸钠会结晶析出而覆盖在亚硫酸钠表面,不利于反应生成SO2气体;更稀的硫酸含水量更多,会使产生的SO2溶于水,且反应速率较小,不利于SO2的逸出
(2)防倒吸
(3)浓硫酸 除去水得到干燥的气体 通过控制气体流速来控制通入的两种气体的混合比,使气体得到混合 (4) (5)SO3 (6)b
(7)用NaOH溶液进行吸收 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
【详解】(1)B烧瓶是利用浓硫酸和Na2SO3制取SO2,反应的化学方程式为;制备过程中一般选用75%左右的浓硫酸,因为更浓的硫酸含水量更少,则电离的H2SO4减少,H+浓度降低,且生成的硫酸钠会结晶析出而覆盖在亚硫酸钠表面,不利于反应生成SO2气体;更稀的硫酸含水量更多,会使产生的SO2溶于水,且反应速率较小,不利于SO2的逸出;
(2)A中加热后生成O2,C装置只是让O2通过,似乎没有任何作用,但是由于气流不能始终恒定,且B中更易生成SO2,所以可能会使D中的溶液倒流进入A,因此C起到安全瓶的作用,防倒吸;
(3)由于通入D的SO2、O2中都含有少量水,所以D中液体是浓硫酸,以除去水得到干燥的气体,此外D还能通过控制气体流速来控制通入的两种气体的混合比,并使气体得到混合;
(4)E中发生的是SO2的催化氧化,反应的化学方程式为;
(5)从E中导出的是SO2、O2、SO3的混合气体,在冰水中冷却后,SO3冷凝残留在F的U形管中,尾气中主要存在SO2和O2;
(6)a.装置的气密性不好时,由于气体泄漏,反应生成的SO3必然减少,U形管中收集到的SO3也就会很少,a存在可能性;
b.B、C装置中都不可能生成H2S气体,且D中的浓硫酸也会氧化H2S生成SO2,因此b不可能;
c.气流速度更快时,大量的SO2不能及时升温并在E中发生反应,必然导致U形管中收集到的SO3减少,c存在可能性;
故答案选b;
(7)尾气是SO2和O2,需要处理的是SO2,可以用NaOH溶液进行吸收,相关反应的化学方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
3.【考查硫化氢的性质】(24-25高一上·浙江杭州·期末)某工业脱硫过程如图所示。下列说法错误的是
A.过程①发生复分解反应
B.过程②中发生反应的离子方程式为
C.脱硫过程总反应为
D.过程③中每有标准状况下11.2L参加反应,转移2mol电子
【答案】B
【详解】A.过程①中CuCl2和H2S发生反应,该反应属于复分解反应, A正确;
B.过程②发生反应,B错误;
C.由①、②、③,相加可得回收S的总反应为,故C正确;
D.过程③发生反应,该过程中O2中O元素由0价降到-2价,标准状况下11.2LO2为0.5mol,0.5molO2参加反应,转移0.5mol×4=2mol电子,D正确;
故答案为:B。
题型4 硫酸的性质及用途(重点)
1.【考查硫酸的物理性质】(24-25高一上·河北邯郸·期末)下列关于试剂保存和实验安全的说法错误的是
A.金属钠应保存在煤油中
B.新制氯水应避光保存并尽快使用
C.浓硫酸溅到皮肤上时,应立即用大量水冲洗,再涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液
D.金属镁着火时使用二氧化碳灭火器灭火
【答案】D
【详解】A.钠的密度比煤油大,与煤油不反应,可隔绝空气,防止钠被氧化,故A正确;
B.新制氯水次氯酸见光或受热易分解,新制氯水应避光保存并尽快使用,故B正确;
C.少量浓硫酸溅到皮肤上,应该用干抹布擦去,然后用大量水冲洗,再涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液,故C正确;
D.金属镁能够在二氧化碳气体中燃烧,所以镁着火时,不能用二氧化碳灭火器灭火,故D错误;
故选D。
解题要点
纯硫酸的物理性质:无色、黏稠、油状的液体,是一种难挥发的酸。市售硫酸的质量分数有92.5%和98%两种。当浓硫酸吸收了大量的三氧化硫后,就成了发烟硫酸。
(1)浓硫酸能以任意比与水混溶,浓硫酸溶解时放出大量的热。
(2)高沸点、难挥发酸可用来制盐酸、硝酸。NaCl+H2SO4(浓 )= NaHSO4+HCl↑
2.【考查硫酸的酸性】下列离子方程式中,正确的是
A.将溶液与NaOH溶液混合:
B.将铜片插入硝酸银溶液中:
C.将溶液与稀硫酸混合:
D.碳酸氢钙溶液和足量氢氧化钠溶液混合:
【答案】D
【详解】A.将NaHCO3溶液与NaOH溶液反应,生成Na2CO3和水:+OH-=+H2O,A不正确;
B.将铜片插入硝酸银溶液中,发生置换反应,生成Cu2+和Ag:,B不正确;
C.将溶液与稀硫酸混合,生成硫酸钡和水:,C不正确;
D.碳酸氢钙溶液和足量氢氧化钠溶液混合,生成碳酸钙、碳酸钠和水,离子方程式为:,D正确;
故选D。
3.【考查浓硫酸的吸水性】(24-25高一上·浙江杭州·期末)硫铁矿(含)是一种重要的化学矿物原料,也是工业制硫酸的主要原料,其煅烧过程及产物存在如图转化关系:
回答下列问题:
(1)硫铁矿中硫元素的化合价为 。
(2)反应I的化学方程式为 。
(3)下列关于C的说法正确的是_______。
A.酸雨指的是的降水
B.浓硫酸有强氧化性,不能用于干燥气体
C.浓硫酸有脱水性,因此可以使硫酸铜晶体失去结晶水
D.稀硫酸长时间放置在空气中浓度会变高,浓硫酸长时间放置在空气中浓度会变低
(4)将A通入到溶液中无明显变化,若同时通入过量氨气,则生成白色沉淀,写出生成白色沉淀的总反应离子方程式 。
(5)将A通入新制氯水中,发现溶液褪色,检验反应后溶液中还原产物阴离子的方法是 。
【答案】(1)-1 (2) (3)D
(4)
(5)取适量溶液于试管中,加稀HNO3酸化,再滴加硝酸银溶液,若是产生白色沉淀,则证明溶液中含有氯离子
【详解】(1)硫铁矿中铁为+2价,则S元素的化合价为-1;
(2)反应I是硫铁矿和氧气煅烧生成二氧化硫,其化学方程式为;
(3)A.酸雨是指pH值小于5.6的降水,故A错误;
B.浓硫酸有强氧化性,但是不与二氧化硫反应,因此可以干燥二氧化硫气体,故B错误;
C.硫酸铜晶体中自身含有水,浓硫酸吸收晶体中的结晶水,体现的是吸水性,故C错误;
D.稀硫酸长时间放置水分挥发,在空气中浓度会变高,浓硫酸长时间放置吸水,在空气中浓度会变低,故D正确;
选D;
(4)二氧化硫和氨气、水反应转化为亚硫酸铵,再和氯化钡生成亚硫酸钡沉淀,反应为:;
(5)将二氧化硫通入到新制氯水中,两者发生反应生成硫酸和HCl,其中还原产物的阴离子为氯离子,因此检验反应后溶液中氯离子的方法为:取适量溶液于试管中,加稀HNO3酸化,再滴加硝酸银溶液,若是产生白色沉淀,则证明溶液中含有氯离子。
解题要点
浓硫酸的特性
(1)吸水性(干燥剂):常作为干燥剂。注意不能用浓硫酸干燥的气体有:NH3、H2S、HI、HBr。
干燥装置:洗气瓶,长进短出
(2)脱水性(脱水炭化):把有机物里的氢原子和氧原子按2:1脱去。
①在潮湿的纸屑、棉花、木屑中分别滴入几滴浓硫酸,这三种物质都发生了变化,生成了黑色的物质。
②腐蚀皮肤,皮肤也是有机物,含C、H、O等元素。
(3)强氧化性
① 跟金属反应
A.常温下,浓硫酸能使铁、铝金属钝化。
B.加热时,浓硫酸可与除Au、Pt之外的所有金属反应。
浓硫酸与铜反应:Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
[小结] 金属+H2SO4(浓) 高价硫酸盐 + SO2↑ +H2O
② 跟非金属反应:
热的浓硫酸可将C、P、S等非金属单质氧化到其最高价态的氧化物或含氧酸。
C+ 2H2SO4(浓)CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O
“黑面包”实验:化学方程式:
蔗糖加入浓硫酸炭化,在蔗糖内加了几滴水,浓硫酸吸水放出大量的热,使浓硫酸与生成的碳发生氧化还原反应,浓硫酸被还原所生成的二氧化硫,碳又被浓硫酸氧化成二氧化碳,所以有大量气体产生,因此会出现体积膨胀,疏松多孔海绵状炭及刺激性气味产生的现象。这里既体现了浓硫酸的脱水性,也体现了其氧化性。
③ 与其它还原性物质反应:H2S+ H2SO4(浓)= S + SO2↑+2H2O
4.【考查浓硫酸的脱水性】(24-25高一上·浙江金华·期末)硫铁矿(含)是一种重要的化学矿物原料,也是工业制硫酸的主要原料,其“焙烧氧化”及产物存在如下转化关系:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ中体现的化学性质是 。
(2)请写出反应Ⅱ的化学方程式 。
(3)在实际工业生产中,反应Ⅲ常用 来吸收B气体,其目的是 。
(4)下列说法不正确的是______。
A.“A→B→C”与“A→D→C”是形成酸雨的两种常见途径
B.硫铁矿和黄铜矿()中硫的化合价均为价
C.在富氧条件下,用氨水吸收可以得到化肥
D.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有吸水性
(5)已知硫铁矿在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,此过程相比“焙烧氧化”的优势是 。
A.无需控温 B.可减少有害气体产生 C.设备无需耐高温
【答案】(1)还原性 (2)
(3)98.3%的浓硫酸 防止形成酸雾,影响吸收效率 (4)BD (5)BC
【详解】(1)反应Ⅰ是硫铁矿(FeS2)和氧气反应,FeS2被氧气氧化,体现了还原性。
故答案为:还原性。
(2)FeS2被氧气氧化后生成SO2,因此反应Ⅱ是SO2与O2的反应,化学方程式为。
故答案为:。
(3)反应Ⅲ中B是SO3,在实际工业生产中,常用98.3%的浓硫酸来吸收SO3。目的是防止形成酸雾,使SO3被充分吸收,因为如果用水吸收SO3,会形成酸雾,影响吸收效果。
故答案为:98.3%的浓硫酸;防止形成酸雾,影响吸收效率。
(4)A.“ A(SO2)→B(SO3)→C(H2SO4)”与“A(SO2)→D(H2SO3)→C(H2SO4)”是形成酸雨的两种常见途径,A正确;
B.硫铁矿(FeS2)中硫的化合价为-1价,B错误;
C.在富氧条件下,用氨水吸收SO2,能将SO2氧化为,可以得到,是氮肥,C正确;
D.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性,D错误;
故答案为:BD。
(5)A.细菌氧化也需要控制温度,A错误;
B.“焙烧氧化”会产生SO2等有毒气体,“细菌氧化”转化为硫酸盐,可减少有毒气体产生,B正确;
C.“焙烧氧化”需要高温,“细菌氧化”在常温下进行,设备无需耐高温,C正确;故答案为:BC。
5.【考查浓硫酸的强氧化性】(24-25高一上·山东威海·期末)下列实验方案、对应的实验现象及结论或解释均正确的是
实验方案
现象
结论或解释
A
用铂丝蘸取待测液在酒精灯上灼烧,观察火焰颜色
火焰显黄色
该溶液中不含
B
向碘水中加入少量,振荡静置
溶液分层,上层紫红色,下层几乎无色
在中的溶解度比在水中大
C
分别向盛有相同质量的镁粉和铝条的试管中,加入相同浓度和体积的稀盐酸
两支试管中均有气泡产生,产生气泡的速率金属镁大于金属铝
失电子能力:
D
将浓硫酸加入蔗糖中,并将产生的气体通入澄清石灰水中
蔗糖变黑,体积膨胀,澄清石灰水变浑浊
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.含有钠元素的物质,其焰色试验颜色显黄色,要观察是否含有钾离子,需要用蓝色钴玻璃滤去黄光之后才可以观察到,该实验未用蓝色钴玻璃观察,无法排除K+的存在,结论错误,故A错误;
B.CCl4密度大于水,萃取后应下层呈紫红色,现象描述与实际相反,结论错误,故B错误;
C.镁粉与铝条表面积不同,反应速率差异可能由表面积而非金属活动性导致,结论推导不严谨,故C错误;
D.浓硫酸滴入蔗糖中,将产生的气体通入澄清石灰水中,蔗糖变黑,说明浓硫酸具有脱水性,蔗糖体积膨胀、石灰水变浑浊,说明有二氧化碳、二氧化硫生成,体现浓硫酸的强氧化性,现象与结论均正确,故D正确;故答案选D。
6.【考查碳与浓硫酸反应产物的检验】铸铁的主要成分为Fe和C,研究小组用下图所示实验研究铸铁与热的浓硫酸的反应(夹持和加热装置已略去)。
(1)同学们猜想A中生成的气体可能含有两种酸性氧化物SO2、CO2,他们依据的反应为2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O、 。
(2)检测到反应后A中所得溶液中含有Fe3+,实验方案是取少量待测溶液,将其加入适量水中稀释, 。
(3)实验现象证明A中确实有SO2、CO2生成。
①U型管a侧棉花的紫红色褪去,证明有 生成。
②证明有CO2生成的实验现象是 、澄清石灰水中生成白色浑浊物。
(4)下列试剂中,也可用于该实验中检验SO2的是 (填序号)。
a.Na2S溶液b.品红溶液c.KI溶液d.紫色石蕊溶液
(5)取上述反应生成的0.56L(标准状况下)混合气体通入足量H2O2溶液中,发生反应的化学方程式是 。反应完全后,向溶液中加入足量BaCl2溶液生成白色沉淀,分离、干燥后得到固体4.66g。混合气体中SO2的体积分数为 。
【答案】(1)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O (2)滴加KSCN溶液,反应后溶液显红色
(3)SO2 U型管b侧棉花不褪色(或红色变浅) (4)ab (5)SO2+H2O2=H2SO4 80%
【详解】(1)由分析可知,浓硫酸能与铸铁中的铁共热反应生成硫酸铁、二氧化硫和水,也能与碳共热反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,则生成二氧化碳的化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(2)检测反应后A中所得溶液中含有铁离子的实验方案为取少量待测溶液,将其加入适量水中稀释,滴加硫氰化钾溶液,溶液变红色证明溶液中含有铁离子。
(3)①由分析可知,二氧化硫具有还原性,U型管a侧棉花的紫红色褪去证明有二氧化硫生成;
②由分析可知,U型管b侧棉花的紫红色不褪去、澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成。
(4)a.二氧化硫具有弱氧化性,能与硫化钠溶液反应生成硫,二氧化碳与硫化钠溶液不反应,则用硫化钠溶液能检验二氧化硫的生成,故a正确;
b.二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,二氧化碳不能与品红溶液反应,则用品红溶液能检验二氧化硫的生成,故b正确;
c.二氧化硫和二氧化碳都不和KI溶液反应,故c错误;
d.二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物,与水反应生成的亚硫酸和碳酸都能使紫色石蕊溶液变红色,则用紫色石蕊溶液不能检验二氧化硫的生成,故d错误;
故选ab。
(5)二氧化硫具有还原性,混合气体中的二氧化硫能与过氧化氢溶液反应生成硫酸,反应的化学方程式为SO2+H2O2=H2SO4;由题意可知,向完全反应后的溶液中加入足量氯化钡溶液生成4.66g硫酸钡沉淀,则由硫原子守恒可知,混合气体中二氧化硫的体积分数为×100%=80%。
题型5 硫酸的工业制法(重点)
1.【考查硫酸的工业制法】(24-25高一上·浙江温州·期末)工业上常用硫黄或黄铁矿为原料来制备硫酸,工业流程如下。
(1)下列物质可以作为二氧化硫尾气吸收剂的是 。
A.浓硫酸 B.硫酸钠溶液 C.氢氧化钠溶液
(2)工业上有用硫酸铁溶液吸收二氧化硫,这体现了二氧化硫具有 。(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)步骤②的化学方程式是 。
(4)下列说法不正确的是_____。
A.步骤①粉碎硫黄或黄铁矿可以增大接触面积,加快反应速率
B.可以用点燃法除去尾气中的
C.步骤③中M为水
D.常温下,浓硫酸可以用铁罐存储运输
【答案】(1)C (2)还原性 (3) (4)BC
【详解】(1)根据分析可知,SO2污染空气,且为酸性氧化物,尾气吸收可选用氢氧化钠,故远C;
(2)硫酸铁溶液吸收二氧化硫发生反应:,体现了二氧化硫具有还原性;
(3)步骤②是二氧化硫氧化生成三氧化硫,化学方程式;
(4)A.步骤①将黄铁矿粉碎的目的是增大接触面积,从而加快反应速率,提高原料的转化率,A正确;
B.尾气中的用氢氧化钠吸收,B错误;
C.工业上M常用98.3%的浓硫酸吸收制取,C错误;
D.常温下,浓硫酸与铁发生钝化生成致密的氧化膜,故可以用铁罐存储运输浓硫酸,D正确;故选BC。
解题要点
2.【考查硫酸的工业制法】(24-25高一上·北京·期末)以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下:
(1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整: 。
_______+_______O2_______Fe2O3+_______
(2)接触室中发生反应的化学方程式是 。
(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选则序号字母) 。
a.为使黄铁矿充分燃烧,可将其粉碎
b.通入过量空气能一次性将SO2完全氧化
c.使用催化剂能提高SO2的氧化速率
d.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
(4)吸收塔中发生反应的化学方程式是 。
(5)整个流程中可循环利用的物质有 。
(6)吸收塔的尾气先用氨水吸收,再加入硫酸处理,得到较高浓度的SO2和铵盐的混合液。
①SO2可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2,反应的离子方程式是 。
②为测定该混合液中氮元素的质量分数,向100.0g该混合液中加入足量NaOH,沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)。该气体经干燥后用足量浓硫酸吸收完全,测得浓硫酸增加1.7g。
ⅰ.该混合液中加入氢氧化钠后发生的离子反应有 。
ⅱ.该混合液中氮元素的质量分数是 。
【答案】(1) (2) (3)acd
(4) (5)(、)
(6) (或)、(或) 1.4%
【详解】(1)黄铁矿主要成分是FeS2,与O2在高温条件下反应生成Fe2O3和SO2,反应方程式为:,答案为:;
(2)生成的SO2通入接触室,在催化剂、加热条件下与O2反应生成SO3,反应方程式为:;答案为:;
(3)a.将黄铁矿粉碎,可以增大反应物的接触面积,从而使矿粉充分燃烧,a项正确;
b.SO2与O2反应生成SO3是可逆反应,SO2不能完全转化为SO3,b项错误;
c.催化剂可以加快反应速率,c项正确;
d.沸腾炉中的炉渣主要成分是Fe2O3,可以用来炼铁,d项正确;
答案为:acd;
(4)在吸收塔中,用98.3%的H2SO4溶液吸收SO3,发生的反应方程式为:;答案为:;
(5)由生产过程及反应可知,生产过程中SO2、O2、H2SO4等可以循环利用。答案为:(、);
(6)①Br2具有氧化性,能将SO2氧化为SO,本身被还原为Br-。反应的离子方程式为:。答案为:;
②由题给信息可知,该混合液中含有较高浓度的SO2和铵盐,SO2是酸性氧化物,能与NaOH生成盐和水,离子方程式为:;铵盐与碱混合,发生反应生成一水合氨,若是在加热条件下,可以放出氨气,发生反应的离子方程式为:或;答案为:(或)、(或);
沸水浴加热放出的气体是NH3,则浓硫酸增重的质量就是NH3的质量,NH3中N元素的质量=,NH3中的N元素完全来自混合溶液,故混合溶液中氮元素的质量分数=。答案为:1.4%。
3.【考查硫酸的工业制法】(24-25高一上·浙江杭州·期末)利用“价—类”二维图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系,请完成以下内容:
Ⅰ.铁元素的“价—类”二维图可如下所示,请回答下列问题:
(1)属于 (填“碱性”“酸性”或“两性”)氧化物。
(2)在空气中转化为的现象 ,请写出该化学方程式 。
(3)某研究人员向印刷电路板的废液中加入一定量铁粉,充分反应后,准备过滤并收集滤渣。此时,滤渣的成分不可能是 。
A.只有Cu B.有Cu和Fe C.只有Fe
Ⅱ.硫元素是动植物生长不可缺少的元素,请根据以下二图回答问题:
(4)图2的X与Y气体的反应是火山口硫黄形成的主要原因,请用化学方程式表示: 。
(5)下图为工业制硫酸的原理示意图,以下说法不正确的是___________。
A.是一种碱性氧化物
B.浓硫酸可用来干燥某些气体
C.燃烧过程表现硫黄的还原性
D.工业上可用蒸馏水代替98.3%的浓硫酸来吸收
(6)溶液易变质,实验室检验溶液是否变质的基本操作是 。
【答案】(1)碱性 (2)白色沉淀迅速变为灰绿色,最终为红褐色;
(3)C (4) (5)AD
(6)取少量溶液于试管中,向其中加入过量稀盐酸,再滴加BaCl2溶液,如果产生白色沉淀,证明混有Na2SO4,说明样品变质
【详解】(1)能与盐酸反应生成氯化铁和水,属于碱性氧化物,故答案为:碱性;
(2)在空气中转化为的现象白色沉淀迅速变为灰绿色,最终为红褐色,发生反应为为,故答案为:白色沉淀迅速变为灰绿色,最终为红褐色;
(3)溶液和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离子方程式为。向印刷电路板的废液中加入一定量铁粉,充分反应后,由于铁的还原性大于铜,实验滤渣的成分不可能是只有,故答案为:C;
(4)X为H2S、Y为SO2,H2S与SO2发生反应,生成S是火山口硫黄形成的主要原因,故答案为:;
(5)A.与碱反应生成一种盐和水,属于酸性氧化物,A错误;
B.浓硫酸具有强氧化性、吸水性,可用来干燥非还原性的酸性、中性气体,B正确;
C.燃烧过程中硫元素化合价升高,表现硫黄的还原性,C正确;
D.工业上可用蒸馏水代替用98.3%的浓硫酸来吸收防止形成发烟硫酸,故工业上不能用蒸馏水代替用98.3%的浓硫酸来吸收,D错误;
故答案为:AD;
(6)具有还原性,易被氧气氧化为硫酸钠而变质,实验室检验溶液是否变质实际就是检验硫酸根是否存在的基本操作是取少量溶液于试管中,向其中加入过量稀盐酸,再滴加BaCl2溶液,如果产生白色沉淀,证明混有Na2SO4,故答案为:取少量溶液于试管中,向其中加入过量稀盐酸,再滴加BaCl2溶液,如果产生白色沉淀,证明混有Na2SO4。
4.【考查硫酸的工业制法】工业上用黄铁矿为原料制备硫酸的流程如下图(部分反应条件已略去)。下列相关说法正确的是
A.黄铁矿主要成分的化学式为
B.物质X常为的浓硫酸
C.步骤②中能完全转化为
D.图中每一步含硫物质均发生了氧化反应
【答案】B
【详解】A.黄铁矿主要成分的化学式为,故A错误;
B.为防止形成酸雾,用浓硫酸吸收三氧化硫生成硫酸,物质X常为的浓硫酸,故B正确;
C.是可逆反应,步骤②中不能完全转化为,故C错误;
D.步骤③中元素化合价不变,没有发生氧化反应,故D错误;选B。
题型6 硫酸盐、亚硫酸盐(重点)
1.【考查常见硫酸盐的性质】在含有和的酸性溶液中,通入足量的后有白色沉淀生成,过滤后,向溶液中滴加溶液,无明显现象,下列说法正确的是
A.白色沉淀是和 B.溶液的酸性减弱
C.白色沉淀是 D.全部被氧化为
【答案】C
【详解】A.根据以上分析,因为溶液呈酸性,一定不会生成BaSO3沉淀,故A错误;
B.依据2Fe3++SO2+2H2O═2Fe2++SO+4H+可知溶液酸性增强,故B错误;
C.生成的白色沉淀为硫酸钡,故C正确;
D.二氧化硫足量,Fe3+全部被还原为Fe2+ ,故D错误;故选:C。
2.【考查硫酸根离子的检验】(24-25高一上·甘肃酒泉·期末)下列“实验结论”与“实验操作及现象”不相符的一组是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
某溶液中先加入溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失
该溶液中一定有
B
将铁的氧化物溶于稀硫酸中,再向溶液中滴加酸性溶液,紫色褪去
铁的氧化物中含有的铁
C
向饱和溶液中通入足量,有白色固体析出
溶解度:
D
把绿豆大的和分别投入水中,与水反应更剧烈
金属性:
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.某溶液中先加入BaCl2溶液生成不溶于盐酸的白色沉淀,可能为BaSO4或AgCl,无法确定一定含,A符合题意;
B.铁的氧化物溶于稀硫酸后,若溶液含Fe2+,酸性KMnO4会被还原导致褪色,现象可证明Fe2+存在,结论正确,B不符合题意;
C.向饱和Na2CO3溶液中通入CO2析出NaHCO3固体,说明NaHCO3溶解度更小,溶解度:,C不符合题意;
D.K与水反应更剧烈,说明金属性K>Na,结论正确,D不符合题意;故选A。
解题要点
原理:利用Ba2++SO42=BaSO4↓(白色),BaSO4盐酸、硝酸的特性。
试剂:盐酸、氯化钡
检验的误区:
干扰检验的离子:Ag+能与SO42离子反应生成难溶于水的白色沉淀Ag 2SO4;Ag+还能与Cl反应生成难溶于水的白色沉淀AgCl;SO32、CO32、SiO32、PO43等能与Ba2+反应生成难溶于水的白色沉淀。但这些白色沉淀溶于强酸中。
检验步骤:
①在待测溶液中加入稀盐酸酸化,排除Ag+、SO32、CO32等离子的干扰。
②在排除干扰后的溶液中加入氯化钡,若产生白色沉淀,则此溶液中一定含有SO42。
注意:不能用稀HNO3,因为稀HNO3能将SO32氧化成SO42。
3.【考查亚硫酸盐的性质】(24-25高一上·山东菏泽·期末)某化学小组为探究SO2与AgNO3溶液的反应,进行如下实验。已知:Ag2SO4 微溶于水,Ag2SO3难溶于水。回答下列问题:
实验Ⅰ:将SO2通入0.1mol·L−1AgNO3溶液中,迅速反应,得到无色溶液A和白色沉淀B.
(1)分析:沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4 或 。
实验Ⅱ:验证沉淀B的成分
相关反应为:Ag2SO3+4NH3·H2O=2[Ag(NH3)2]+++4H2O;
Ag2SO4+4NH3·H2O=2[Ag(NH3)2]+++4H2O。
(2)若判断溶液C中加入的Ba (NO3)2 是否过量,简述实验方法 。
(3)加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F.沉淀D中含有 (填化学式)。向滤液E中加入H2O2溶液,有白色沉淀生成,离子方程式为 ,进而证实沉淀B中含有 (填化学式)。
实验Ⅲ:探究的产生途径。根据沉淀F的存在,推测的产生有两个途径:
途径1:实验Ⅰ中,SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4。
途径2:实验Ⅱ中,被氧化为。
(4)经检验知溶液A中不含。根据以上实验结果,实验Ⅰ中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式为 。
【答案】(1)两者的混合物
(2)往上层清液中继续滴加Ba (NO3)2,若无沉淀产生,表明Ba(NO3)2已过量,否则未过量
(3) BaSO3、BaSO4 H2O2+H2SO3+Ba2+=2H++ BaSO4↓+H2O Ag2SO3 (4)SO2+H2O+2Ag+=Ag2SO3↓+2H+
【详解】(1)已知:Ag2SO4 微溶于水,Ag2SO3难溶于水,则沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4 或两者的混合物;
(2)钡离子会和硫酸根离子或亚硫酸根离子生成硫酸钡沉淀或亚硫酸钡沉淀,则判断溶液C中加入的Ba (NO3)2 是否过量方法为:往上层清液中继续滴加Ba (NO3)2,若无沉淀产生,表明Ba(NO3)2已过量,否则未过量;
(3)硫酸钡不溶于酸,而亚硫酸钡能溶于盐酸,加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F,说明沉淀D中含有BaSO3、BaSO4;过氧化氢具有氧化性,会氧化亚硫酸根离子为硫酸根离子,然后和钡离子生成硫酸钡沉淀,故向滤液E中加入H2O2溶液,有白色沉淀生成,则生成沉淀为硫酸钡沉淀,离子方程式为H2O2+H2SO3+Ba2+=2H++ BaSO4↓+H2O,结合硫守恒,溶液E中亚硫酸根离子来自于沉淀B,进而证实沉淀B中含有Ag2SO3。
(4)经检验知溶液A中不含,则实验Ⅰ中SO2与AgNO3溶液发生复分解反应生成亚硫酸银沉淀和氢离子,反应的离子方程式为SO2+H2O+2Ag+=Ag2SO3↓+2H+。
4.【考查亚硫酸根离子的检验】根据下列实验操作及现象得出的实验结论错误的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某溶液中加入足量稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
该溶液中可能含有
B
向某溶液中先滴加溶液,有白色沉淀产生,再滴加稀,白色沉淀不溶解
该溶液中含有
C
往某溶液中加足量稀盐酸,出现刺激性气味气体
该溶液中可能含有
D
往某溶液中加足量稀盐酸,再加溶液,产生白色沉淀
该溶液中一定含有
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.向某溶液中加入足量稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则该溶液中可能含有碳酸根或碳酸氢根或亚硫酸根或亚硫酸氢根等,故A正确;
B.向某溶液中先滴加溶液,有白色沉淀产生,再滴加稀,白色沉淀不溶解,说明沉淀为AgCl,则溶液中含有,故B正确;
C.往某溶液中加足量稀盐酸,出现刺激性气味气体,该溶液中可能含有或亚硫酸氢根或硫代硫酸根,故C正确;
D.该溶液中可能含有或Ag+,故D错误。综上所述,答案为D。
题型7 含硫化合物之间的转化(难点)
1.【考查含硫化合物之间的转化】(24-25高一上·福建福州·期末)溶液能发生如图转化。下列说法错误的是
A.m为不溶于盐酸的白色沉淀
B.反应①体现了的还原性
C.气体n可与反应生成淡黄色固体
D.若将反应②中稀盐酸换为稀硫酸,发生的离子反应不同
【答案】D
【详解】A.m为硫酸钡,不溶于盐酸,A不符合题意;
B.反应①中亚硫酸钠被氧化,体现还原性,B不符合题意;
C.n为二氧化硫,可与反应生成淡黄色固体S,C不符合题意;
D.反应②中稀盐酸换为稀硫酸,硫酸为强酸,完全电离,生成二氧化硫、水和硫酸钠,离子反应相同,D符合题意;故答案选D。
2.【考查含硫化合物之间的转化】(24-25高一上·浙江丽水·期末)黄铁矿(主要成分是FeS2)是一种重要的矿石,以黄铁矿为原料制备硫酸和绿矾晶体(FeSO4•7H2O)的工艺流程如图:
已知:①固体A为红棕色;②所加试剂均过量。
回答下列问题:
(1)固体A的化学式 。
(2)反应⑤的化学方程式 。
(3)反应④涉及的离子方程式 、 。
(4)下列说法正确的是_____。
A.反应②通入的X可能是H2或CO
B.操作Y为蒸发结晶
C.气体B是造成酸雨的原因之一
D.反应③中稀硫酸可用稀盐酸或稀硝酸代替
(5)设计实验检验溶液E中的金属阳离子 。
【答案】(1)Fe2O3 (2)2SO2+O22SO3 (3) Fe+2Fe3+═3Fe2+ Fe+2H+═Fe2++H2↑ (4)AC
(5)取少量溶液于试管中,加入KSCN,无明显现象,加入氯水(或其他氧化剂),溶液变红,则说明有Fe2+
【详解】(1)FeS2和氧气反应生成Fe2O3和SO2,固体A的化学式Fe2O3;
(2)反应⑤是二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫,反应的化学方程式2SO2+O22SO3;
(3)反应④是硫酸铁和Fe反应生成FeSO4、铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,涉及的离子方程式Fe+2Fe3+═3Fe2+、Fe+2H+═Fe2++H2↑;
(4)A. 反应②是Fe2O3被X还原生成Fe,通入的X可能是H2或CO,故A正确;
B. 操作Y为FeSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得FeSO4•7H2O,故B错误;
C. 气体B是SO2,SO2是造成酸雨的原因之一,故C正确;
D. 黄铁矿为原料制备绿矾晶体,反应③中稀硫酸若用稀盐酸或稀硝酸代替,会引入氯离子、硝酸根离子,所以反应③中稀硫酸不能用稀盐酸或稀硝酸代替,故D错误;选AC。
(5)溶液E中的溶质是FeSO4,取少量溶液于试管中,加入KSCN,无明显现象,加入氯水,溶液变红,则说明有Fe2+;
解题要点
1、不同价态硫元素间的转化
2、硫及其化合物之间的转化规律
①邻位价态原则
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
H2
②含同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
③归中规律
当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2H2S+SO2 3S↓+2H2O、2Na2S+Na2SO3+3H2SO4 3Na2SO4+3S↓+3H2O。
④含硫物质的连续氧化规律
3.【考查含硫化合物之间的转化】(25-26高一上·浙江台州·期末)A、B、C、D是中学化学常见的纯净物,均含同一种元素,A是单质,它们之间有如下转化关系,下列说法不正确的是
A.若A是S且C、D是氧化物,则B可以是
B.若A是Al且B、D具有两性,则反应④可以通
C.若A是Na且C是淡黄色固体,则①②③④可以是化合反应
D.若A是Fe且B、C、D为三种不同类别的物质,则D可以是
【答案】D
【详解】A.若A是S且C、D是氧化物,根据图示C为SO2,D为SO3,则S与H2反应生成H2S,H2S与O2反应生成SO2,故B可以是,A正确;
B.若A是Al且B、D具有两性,根据图示B应为Al2O3,D应为Al(OH)3,Al2O3与OH-反应生成,与反应生成Al(OH)3,则反应④可以通,B正确;
C.若A是Na且C是淡黄色固体,则C是Na2O2,推测出B应为Na2O,反应①中Na与与O2反应生成Na2O,②中Na与与O2反应生成Na2O2,③中Na2O与O2反应生成Na2O2,④中Na2O2与SO2反应生成,因此①②③④均可以是化合反应,C正确;
D.若A是Fe且B、C、D为三种不同类别的物质,则B、C、D可能为盐、金属氧化物、氢氧化物,由此推断B可以为FeO,C可以为Fe2+, D可以是,D错误;故选D。
4.【考查含硫化合物之间的转化】(25-26高一上·浙江台州·期末)硫代硫酸钠被称为“养鱼宝”,可降低水中的氯对鱼的危害。脱氯反应为:,下列说法正确的是
A.是还原剂 B.消耗转移
C.是还原产物 D.被还原
【答案】A
【详解】A.S2O中的S元素化合价从+2升至+6,被氧化,因此S2O是还原剂,A项正确;
B.每1mol Cl2参与反应时,Cl的化合价从0降至-1,每个Cl2分子转移2mol e-,因此1mol Cl2转移2mol e-,B项错误;
C.是S被氧化后的产物,属于氧化产物,而非还原产物,C项错误;
D.H2O中的H和O元素化合价均未变化,H2O既未被氧化也未被还原,D项错误;答案选A。
5.【考查含硫化合物之间的转化】(24-25高一上·浙江杭州·期末)硫元素的“价—类”二维图如下图所示。下列说法错误的是
A.a点表示的物质所属的物质类别是单质
B.b点表示的物质可以是,也可以是
C.c点表示的物质的浓溶液可作为干燥剂
D.d点表示的可溶性物质能与溶液发生反应
【答案】B
【详解】A.a点硫元素显0价,所以a点表示的是硫单质,所属的物质类别是单质,故A正确;
B.b点是+4价的氧化物,所以b点表示的物质是SO2,故B错误;
C.c是+6价S的含氧酸,c是H2SO4,浓硫酸具有吸水性,是常用的干燥剂,故C正确;
D.d是+6价的硫酸盐,可溶性的硫酸盐与氯化钡发生复分解反应,生成硫酸钡沉淀,故D正确;故选B。
6.【考查含硫化合物之间的转化】(24-25高一上·江苏盐城·期末)利用物质类别及化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。硫的“价类”二维图如下。
下列说法不正确的是
A.c通入H2O2溶液中可得到e B.b在足量的O2中燃烧得到d
C.a与c可以反应生成b D.f与e的浓溶液可以反应生成c
【答案】B
【详解】A.过氧化氢具有强氧化性,能将二氧化硫氧化为硫酸,A正确;
B.硫和氧气燃烧只能生成二氧化硫,不能生成三氧化硫,B错误;
C.H2S与SO2可发生归中反应生成S,C正确;
D.亚硫酸盐(如Na2SO3)和浓硫酸(70%左右)反应生成二氧化硫、水和硫酸钠,D正确;故选B。
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