第02讲 硫酸及含硫化合物的转化（寒假预习讲义）高一化学人教版

第02讲 硫酸及含硫化合物的转化 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1：硫酸 1.硫酸的制备 工业上常采用“接触法”制备硫酸。该方法之所以叫“接触法”，是因为二氧化硫转化为三氧化硫的反应是在催化剂的表面进行的。 三阶段 SO2的制取和净化 SO2转化为SO3（催化氧化） H2SO4的生成（吸收SO3） 三方程 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 2SO2+O22SO3 SO3+H2O===H2SO4 三设备 沸腾炉 接触室 吸收塔 装置图 有关原理 矿石粉碎的目的；一是燃烧迅速；二是燃烧充分，提高原料利用率 逆流原理（热交换器中管外是冷气体SO2、O2，管内是热气体 SO3） 目的：气体逆向流动，有利于充分进行热交换 逆流原理：实际用98.3%的浓硫酸吸收 SO3，以免形成酸雾，并提高 SO3的吸收率 净化 煅烧硫铁矿制得的炉气中含有三种杂质：矿尘，砷、硒等化合物，水蒸气;对应的三个净化过程：除尘、水洗、干燥;净化的目的：避免催化剂中毒 - 尾气中的 SO2不能直接排入大气中，需吸收处理 ①工业制硫酸的最后一步用98.3%的浓硫酸吸收生成的SO3以制得发烟硫酸，然后再用水进行稀释。不用水吸收SO3的原因是用水吸收会放出大量的热，形成硫酸酸雾，吸收效果差。 2.硫酸的物理性质 纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高（沸点约338℃，高沸点酸能用于制备低沸点酸），难挥发；密度比水大，98%的浓硫酸的密度为1.84g/cm3，浓硫酸与水以任意比例互溶，溶解时可放出大量的热。 ①稀释方法：将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中并不断搅拌。 3.稀硫酸的化学性质 硫酸是强电解质，硫酸在水里很容易电离出氢离子，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO，具有酸的通性，能使石蕊溶液变红，还能与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应。 ①指示剂变色 石蕊变红；酚酞不变色 ②与金属（如Fe、Zn）反应 Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ ；Zn + H2SO4 ===ZnSO4 + H2↑ ③与碱（如NaOH、KOH）反应 2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O；2KOH+H2SO4===K2SO4+2H2O； ④与碱性氧化物（如CuO、Na2O）反应 CuO +H2SO4 === CuSO4 +H2O；Na2O＋2H＋===2Na＋＋H2O ⑤与某些盐（如BaCl2、Na2SO3）反应 BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+ 2HCl；SO＋2H＋===H2O＋SO2↑ 4.浓硫酸的三大特性 （1）浓硫酸与蔗糖的脱水性实验 实验操作 先向盛有少量蔗糖的烧杯中加入几滴水，然后倒入少量浓硫酸、搅拌 实验现象 蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体 实验结论 浓硫酸具有脱水性，且能氧化碳单质，本身被还原为SO2 浓硫酸与蔗糖的脱水性实验中，蔗糖变黑是因为蔗糖脱水炭化生成了炭;生成海绵状的“黑色面包”是因为炭与浓硫酸发生氧化还原反应产生CO2，SO2等气体，具体反应的化学方程式分别为 C12H22O1112C+11H2O C+2H2SO4(浓) CO2↑+2H2O+2SO2 ↑。 （2）浓硫酸与铜的反应 实验装置 实验原理 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 实验步骤 在带导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝在试管中加入2mL浓硫酸，塞好橡胶塞，使铜丝与浓硫酸接触。加热，将产生的气体先后通入品红溶液和石蕊溶液中，观察实验现象。向外拉铜丝，终止反应。冷却后，将试管里的物质慢慢倒入盛有大量水的另一支试管里，观察溶液的颜色。 实验现象 ①加热前铜丝在浓硫酸中无明显现象； ②加热后，试管中铜丝表面变黑，有气泡逸出；试管中的品红溶液逐渐变为无色，试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色； ③试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液呈蓝色； 实验结论 ①加热前铜与浓硫酸不反应②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成二氧化硫。②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成硫酸铜。总结论：浓硫酸具有酸性、强氧化性。 实验说明 ①浓硫酸能与大多数金属反应，生成高价态金属的硫酸盐，本身一般被还原为 SO2。 ②常温下，浓硫酸能使铁、铝钝化。 ③浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为 SO2。 ④可抽动的铜丝可控制反应的发生或停止。 ⑤试管c中“浸NaOH溶液的棉团”的作用是吸收多余的SO2，以防污染环境。 由于浓硫酸具有强氧化性，故存在与稀硫酸不同的化学性质，能够与不活泼金属或非金属发生反应，反应过程中有如下规律： ①反应要加热，否则不反应； ②还原产物一般是SO2。一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。 ③浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。 ④随着反应的进行，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。 （3）浓硫酸的特性 吸水性 吸收气体、液体中的水分子的性质（物理性质） 作吸水剂，可用来干燥H2、O2、N2、CO2、Cl2、SO2等气体，不能干燥碱性气体(NH3)和还原性气体(H2S、HI等) 吸收固体中的结晶水（化学性质） 浓硫酸可吸收CuSO4·5H2O中的结晶水，使蓝色晶体失去结晶水而变为白色的CuSO4粉末。 脱水性 将有机物中的氢、氧元素按水的组成比脱去 如向蔗糖中加入浓硫酸发生炭化： C12H22O1112C+11H2O 强氧化性 与金属单质反应 常温 与Fe、Al接触时，会使金属表面生成一层致密的氧化膜而钝化，阻止内部的金属继续与浓硫酸反应。因此，冷的浓硫酸可以用铁制或铝制容器储存 加热 大多数金属单质(Au、Pt除外)可被浓硫酸氧化，如2Ag+2H2SO4 (浓) Ag2SO4+SO2↑+2H2O 与非金属单质反应 在加热时，可以和C、S、P等部分非金属单质反应，如 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2H2O+2SO2 ↑ S+2H2SO4 (浓) 3SO2↑+2H2O 2P+5H2SO4(浓)2H3PO4+5SO2↑+2H2O 与某些还原性物质（H2S、HI等）反应 H2S+H2SO4 (浓)===S↓+SO2↑+2H2O 2HI+H2SO4 (浓)===I2+SO2↑+2H2O ①钝化是化学变化，而不是不反应。常温下，Fe、Al遇浓硝酸也会发生钝化，加热时，Fe、Al与浓硫酸或浓硝酸都可以进一步发生反应。 ②稀硫酸的氧化性主要是由硫酸电离出的H+表现出来的，如氧化较活泼的金属 Zn、Fe 等;而浓硫酸表现出的强氧化性主要是因为构成酸根离子的中心原子+6价S易获得电子，在反应中硫元素易被还原。 5.H2SO4的用途 ①重要的化工原料，可用于制化肥、农药、炸药、染料，用于精炼石油等，硫酸的产量是衡量一个国家化学工业发展水平的标志。 ②金属加工前的酸洗，消除金属表面的氧化物。 ③制取各种挥发性酸、硫酸盐、作干燥剂等，是实验室里常用的试剂。 知识点2：硫酸根离子的检验 原理 利用Ba2++SO42-===BaSO4↓（白色），BaSO4不溶于盐酸、稀硝酸的特性来检验硫酸根离子。 试剂 可溶性钡盐（BaCl2）、盐酸 排除干扰 ①Ag+干扰：用盐酸酸化可排除Ag+的干扰。 ②CO32-、SO32-、PO43-干扰：BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2等白色沉淀可溶于强酸中，因此检验 SO42-时，必须先用盐酸酸化，不能用硝酸酸化，因在酸性条件下，SO32-、HSO3- 等会被氧化为SO42-，从而干扰检验结果。 操作方法 SO42-检验的常见错误 误区 分析 只加BaCl2溶液，不加稀盐酸(×) 可能是Ag+与Cl-反应生成AgCl白色沉淀，也可能是CO32-、SO32-、PO43-等与Ba2+反应生成白色沉淀 BaCl2溶液与稀盐酸的滴加顺序颠倒(×) 可能是Ag+与Cl-反应生成了不溶于稀盐酸的AgCl白色沉淀 先用稀硝酸酸化再加入BaCl2溶液或先用稀盐酸酸化再加入Ba(NO3)2溶液(×) 可能是SO32-、HSO3- 被HNO3氧化成了SO42-,SO42-与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀 知识点3：不同价态含硫物质的转化 1.硫及其化合物的“价一类”二维图 2.实验方案设计与实施 硫元素的常见价态是-2、0、+4、+6,根据氧化还原反应规律，从低价态转化到高价态可以加氧化剂，从高价态转化到低价态可以加还原剂。 转化目标(价态变化) 转化前的含硫物质 选择试剂 转化后的含硫物质 预期现象 -2→0 Na2S Cl2 S 将少量Cl2通入Na2S溶液中，出现黄色沉淀 0→-2 S H2 H2S 加热，产生有臭鸡蛋气味的气体 0→+4 S O2 SO2 S在O2中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的气体 +4→0 SO2 H2S S 将H2S和SO2混合，生成黄色固体 +4→+6 SO2 新制氯水，BaCl2溶液 H2SO4 将SO2通入新制氯水中，溶液浅黄绿色褪去，再向溶液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀 +6→+4 H2SO4 铜片、品红溶液 SO2 加热铜片和浓硫酸的混合物，将产生的气体通入品红溶液中，品红溶液褪色 教材习题03（P10） 下列事实与括号中浓硫酸的性质对应关系正确的是 A．浓硫酸可用来干燥某些气体(吸水性) B．浓硫酸在加热条件下与铜反应(脱水性) C．用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑(氧化性) D．空气中敞口久置的浓硫酸质量增大(挥发性) 解题方法 A．浓硫酸具有吸水性，可用来做干燥剂，干燥某些气体，故A正确； B．浓硫酸在加热条件下与铜反应，体现了浓硫酸的氧化性和酸性，故B错误； C．浓硫酸在纸上书写的字迹变黑，是浓硫酸使纸中纤维脱水碳化，故C错误； D．空气中敞口久置的浓硫酸质量增大，是因为浓硫酸具有吸水性，故D错误； 【答案】A 教材习题04（P10） 在实验室中，几位同学围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究：将适量的蔗糖放入烧杯中，加入几滴水，搅拌均匀；然后再加入适量浓硫酸，迅速搅拌，观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，并产生有刺激性气味的气体。 （1）生成的黑色物质是 (填化学式)； （2）有刺激性气味的气体的主要成分是 (填化学式)，写出产生该气体的反应的化学方程式： (2个方程式)；将该气体通入澄清石灰水的现象是： 。 （3）上述实验现象表明浓硫酸具有___________(填字母)。 A．酸性 B．吸水性 C．脱水性 D．强氧化性 解题方法 浓硫酸具有脱水性，将蔗糖炭化变黑，浓硫酸溶于水放出热量，浓硫酸具有强氧化性，与碳单质共热发生氧化还原反应，得到二氧化碳和二氧化硫气体。 【解析】（1）据分析，生成的黑色物质是C。 （2）据分析，有刺激性气味的气体的主要成分是SO2；产生该气体的反应的化学方程式：、；将该气体通入澄清石灰水的现象是：澄清石灰变浑浊； （3）据分析，该实验现象表明浓硫酸具有脱水性、强氧化性，选CD。 【答案】（1）C （2）SO2 、 澄清石灰变浑浊 （3）CD 考点一 浓硫酸的特性及其应用 1．向盐酸中加浓H2SO4时，会有白雾生成，下列解释错误的是 A．浓H2SO4具有脱水性 B．浓H2SO4具有吸水性 C．浓H2SO4遇水放出大量的热 D．盐酸具有挥发性 【答案】A 【解析】A．向盐酸中加浓H2SO4时，会有白雾生成，体现浓硫酸的吸水性，A错误； B．浓硫酸具有吸水性，吸收了盐酸中的水使其浓度增大，促进了HCl的挥发，B正确； C．浓硫酸遇水放热，溶液升温从而降低了HCl在水中的溶解度，促进了HCl的挥发，C正确； D．盐酸本身具有挥发性，会挥发出HCl导致白雾的生成，D正确； 故答案选A。 2．某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到目的的是 实验目的 A．吸水性 B．脱水性 C．溶解放热 D．强氧化性 装置 【答案】D 【解析】A．由于分子是在不断运动着的，故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收，导致左侧烧杯中的水不断挥发，最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量，A不符题意； B．滤纸沾上浓硫酸后，很快会因脱水而变黑，B不符题意； C．浓硫酸滴到小试管内的水中，放出的热量会使锥形瓶内压强增大，U形管内液面出现左低右高的现象，C不符题意； D．常温下铜片与浓硫酸不反应，无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性，D符合题意； 答案选D。 3．下列有关铜与浓硫酸反应的说法不正确的是 A．喷有碱液的棉花是为了防止SO2污染环境 B．将水注入反应冷却后的试管a中，溶液变蓝 C．b中装有品红溶液，过一段时间品红溶液褪色 D．反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 【答案】B 【解析】A．喷有碱液的棉花，防止二氧化硫散失到空气中，造成大气污染，其作用是吸收过量的SO2，即SO2+2OH-=+H2O，防止环境污染，故A正确； B．反应后的试管中有硫酸，把水注入其中会发生危险，应该把反应后冷却的试管a中的液体倒入盛水的烧杯中，溶液变为蓝色，可以证明有硫酸铜生成，故B错误； C．铜与浓硫酸在加热条件下发生氧化还原反应，即Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，产生的SO2能使品红溶液褪色，故C正确； D．铜与浓硫酸在加热条件下发生氧化还原反应，生成CuSO4、SO2和H2O，其化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，故D正确； 答案为B。 考点二 硫酸的制备 4．工业上以硫铁矿为原料制备硫酸的工艺流程如下图所示，下列说法错误的是 A．将硫铁矿粉碎的目的是增大接触面积，使反应更充分 B．步骤①的反应方程式为 C．步骤②在接触室中进行 D．步骤③工业上用水吸收三氧化硫可制得硫酸 【答案】D 【分析】硫铁矿焙烧得到Fe2O3、SO2，接触室中，将SO2与空气混合净化后加热到400-500℃，在V2O5催化条件下发生氧化还原反应产生SO3；吸收塔中，SO3被98.3%的浓硫酸吸收后产生H2SO4，据此分析回答。 【解析】A．将硫铁矿粉碎的目的是增大接触面积，从而加快二者反应速率，提高原料的转化率，A正确； B．在焙烧硫铁矿的反应中，Fe元素化合价由+2价变为+3价，化合价升高，S元素化合价由-1价变为+4价，化合价升高，O元素化合价由0价变为-2价，化合价降低，根据得失电子守恒和质量守恒定律可知，该反应的化学方程式为：，B正确； C．由分析可知，接触室中将SO2与空气混合净化后加热到400-500℃，在V2O5催化条件下发生氧化还原反应产生SO3，C正确； D．由分析可知，工业上用98.3%的浓硫酸吸收SO3，D错误； 故选D。 5．硫酸是重要的化工原料和实验试剂。 Ⅰ．同学们在教师的指导下探究浓硫酸与蔗糖的反应：将适量蔗糖放入烧杯中并加入几滴水，搅拌均匀，再加入适量浓硫酸，迅速搅拌，观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，并产生有刺激性气味的气体。 （1）上述实验体现出的浓硫酸的性质有 （填标号）。 a．酸性    b．吸水性    c．脱水性    d．强氧化性 （2）写出上述实验中产生有刺激性气味气体的化学方程式： 。 Ⅱ．工业上一般以黄铁矿（主要成分为）为原料来制备硫酸，工艺流程如图所示。 （3）黄铁矿进入沸腾炉之前破碎的目的是 ；将未反应完的和返回接触室的目的是 。 （4）试剂X是 （填标号）。 a．98.3%的硫酸    b．稀硫酸    c． （5）从沸腾炉中得到的炉渣可用来制备绿矾（），其部分工艺流程如图所示。 已知：炉渣中的其他组分均不溶于稀硫酸。 ①写出还原步骤中发生反应的离子方程式： 、 。 ②绿矾遇空气易被氧化，请设计简单实验方案检验某绿矾样品是否被氧化： 。 【答案】（1）cd （2） （3）增大固体与气体接触面积，充分反应 将未反应完的、循环利用，提高原料利用率（或其他合理答案） （4）a （5） 取少量绿矾样品置于试管中，加入适量蒸馏水溶解后再滴入几滴KSCN溶液，若溶液变红，则该绿矾样品已被氧化，否则未被氧化（或其他合理答案） 【分析】将适量蔗糖放入烧杯中，加入几滴水，搅拌均匀，然后再加入适量浓硫酸，迅速搅拌，观察到蔗糖逐渐变黑，是因为浓硫酸的脱水作用，使蔗糖脱水碳化，同时放出大量热量，因浓硫酸有强氧化性，在热量作用下浓硫酸与脱水产生的单质碳反应产生气体：，气体受热体积膨胀形成蜂窝状，并产生有刺激性气味的气体；工业制硫酸的流程为：先将黄铁矿进行煅烧产生，；然后将进行催化氧化转化为，；最后在吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收，，得到更高浓度硫酸后按需要稀释为不同浓度备用。 【解析】（1）由分析可知：体现出的浓硫酸的性质有：脱水性和强氧化性，故答案为：cd； （2）实验中产生有刺激性气味气体的化学方程式：，故答案为：； （3）黄铁矿进入沸腾炉之前破碎的目的是：增大固体与气体接触面积，充分反应，将未反应完的和返回接触室的目的是：将未反应完的、循环利用，提高原料利用率，故答案为：增大固体与气体接触面积，充分反应；将未反应完的、循环利用，提高原料利用率； （4）“吸收”时发生的反应为，该反应非常剧烈且大量放热，会形成酸雾阻碍吸收反应的进行，因此实际吸收过程中是用98.3%的浓硫酸来作吸收剂，故答案为：a； （5）因为酸浸时用的是过量的稀硫酸，所以与铁粉发生还原反应的有：和，反应的离子方程式为：，，容易被空气中的O2氧化成，检验用溶液，所以检验绿矾是否变质的方案为：取少量绿矾样品置于试管中，加入适量蒸馏水溶解后再滴入几滴KSCN溶液，若溶液变红，则该绿矾样品已被氧化，否则未被氧化；故答案为：、；取少量绿矾样品置于试管中，加入适量蒸馏水溶解后再滴入几滴KSCN溶液，若溶液变红，则该绿矾样品已被氧化，否则未被氧化； 6．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 【分析】黄铁矿粉碎后与空气混合加热，发生氧化还原反应产生Fe2O3、SO2，将SO2与空气混合净化后加热到400-500℃，在V2O5催化下反应产生SO3，SO3被98.3%的浓硫酸吸收后产生H2SO4，据此分析； 【解析】（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。 考点三 硫酸根离子的检验及应用 7．某溶液中可能含有的阴离子有、Cl-、-等，为了检验其中是否含有-，除使用BaCl2溶液外，还需要的试剂是（  ） A．盐酸 B．NaOH C．硫酸 D．硝酸 【答案】A 【解析】只加可溶性钡盐如BaCl2溶液等，如果不加酸酸化，CO或SO或Ag+等干扰性离子会干扰SO的检验，但HNO3会氧化SO转化为SO，即不能加HNO3溶液，所以应先加盐酸酸化，排除CO或SO或Ag+等离子的干扰，然后加入BaCl2溶液，若出现白色沉淀，说明溶液中含有SO离子，故答案为A。 8．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 【答案】C 【解析】A．Fe(NO3)2溶液中加入过量盐酸，H+和形成强氧化性环境，SO2被氧化为，与Ba2+生成BaSO4沉淀，故A错误； B．Ba(NO3)2溶液中加入过量盐酸，H+和形成硝酸环境，被氧化为，生成BaSO4沉淀，故B错误； C．无色溶液中加入稀硝酸，可能将原溶液中的还原性离子（如）氧化为，生成BaSO4；若原溶液含Ag+，稀硝酸不会溶解Ag+，加Cl-会生成AgCl沉淀，因此白色沉淀不一定是BaSO4，故C正确； D．无色溶液加过量盐酸无沉淀，说明无Ag+，后续加BaCl2生成的沉淀只能是BaSO4，故D错误； 故答案为C。 9．下列四种溶液中一定存在的是 A．向甲溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀 B．向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加入盐酸，沉淀不溶解 C．向丙溶液中加入盐酸使之酸化，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生 D．向丁溶液中加入硝酸使之酸化，再加入硝酸钡溶液，有白色沉淀产生 【答案】C 【解析】A．向甲溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，甲溶液中不一定含有，可能有Ag+、、的干扰，A不符合题意； B．向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加入盐酸，沉淀不溶解，乙溶液中不一定含有，还可能有Ag+的干扰，B不符合题意； C．向丙溶液中加入盐酸使之酸化，可以排除Ag+、、的干扰，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，说明丙溶液中一定含有，C符合题意； D．由于硝酸能将氧化成，故向丁溶液中加入硝酸使之酸化，再加入硝酸钡溶液，有白色沉淀产生，不能说明丁溶液中一定含有，还可能有的干扰，D不符合题意； 故答案为C。 考点四 不同价态含硫物质的转化 10．下列含硫物质之间的转化，不能一步完成的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．二氧化硫具有还原性，能与过氧化氢溶液反应生成硫酸，物质之间的转化能一步完成，故A不符合题意； B．二氧化硫能与氢硫酸溶液反应生成硫，物质之间的转化能一步完成，故B不符合题意； C．硫在氧气中燃烧只能生成二氧化硫，不能生成三氧化硫，物质之间的转化不能一步完成，故C符合题意； D．二硫化铁能与氧气在高温条件下反应生成二氧化硫，物质之间的转化能一步完成，故D不符合题意； 故选C。 11．如图是硫元素的“价-类”二维图，图中箭头表示物质之间的相互转化。下列有关说法错误的是    A．c、f、g分别转化为d、e、h的反应都可以是化合反应 B．a与c可以发生氧化还原反应，且氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 C．c与过氧化钠反应得到的产物是g和O2 D．b存在于火山口附近或地壳的岩层中 【答案】C 【解析】A．硫的+4价氧化物、酸及盐的转化为+6相应化合物都可以通过氧气氧化，这些反应都是化合反应，A项正确； B．硫化氢与二氧化硫反应生成硫和水：SO2+2H2S=3S+2 H2O，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，B项正确； C．过氧化钠具有氧化性，SO2具有还原性，SO2与过氧化钠反应生成硫酸钠，C项错误； D．游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中，D项正确； 故选：C。 12．物质的类别和其中所含核心元素的化合价为研究物质性质的两个重要视角。请根据下图所示，回答下列问题。 （1）X的化学式是 ，将填入上图中 。 （2）检验Y所用的试剂是 ，用溶液处理含Y的废气，发生反应的离子方程式是 。 （3）W的浓溶液与铜反应的化学方程式是 。W的稀溶液与铜不发生反应的原因是 。对比这两个事实可以得出的结论是 。 【答案】（1） 应标在Z的下方 （2）品红溶液 （3） 在金属活泼性顺序中，铜的活泼性没有氢强 物质的浓度不同，性质不同 【解析】（1）根据图，X为气态氢化物，应是中S的价态为价，属于盐，因此在Z的下方。 （2）Y为，检验常用品红溶液，如果品红溶液褪色，说明含有是酸性氧化物，能与反应。 （3）W为，浓硫酸具有强氧化性，和铜发生氧化还原反应，即；稀硫酸表现氧化性的是，在金属活泼性顺序中，铜的活泼性没有氢强；物质的浓度不同，性质不同。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．结合工业生产实际，了解硫酸的工业制备原理。 2．巩固稀硫酸的性质，掌握浓硫酸的三大特性，了解浓硫酸的用途。 3．掌握硫酸根离子的检验原理和检验方法，能正确区分加入试剂的顺序对检验结果的影响。 3．了解含硫物质在自然界中的存在与转化，熟悉自然界中常见的含硫物质的类别及硫元素的化合价。 【学习重难点】 1.硫酸的制备及其化学性质 2.硫酸根离子的检验。 3.含硫化合物之间的转化。 一、单选题 1．浓硫酸在下列反应中只表现出酸性的是 A．C + H2SO4 B．Cu + H2SO4 C．Fe + H2SO4(冷) D．CuO + H2SO4 【答案】D 【解析】A. C与浓硫酸反应，硫酸表现酸性和强氧化性； B. Cu与浓硫酸反应，硫酸表现酸性和强氧化性； C. Fe 和冷的浓硫酸反应，会发生钝化，硫酸只表现强氧化性； D. 氧化铜与硫酸反应，不涉及化合价的变化，硫酸只表现酸性； 故答案选D。 2．工业上制备硫酸常用接触法。下列关于工业上制硫酸的说法中不正确的是 A．在沸腾炉中进行的反应为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 B．工业上制硫酸用到工艺设备吸收塔 C．硫酸工业需要对工业尾气进行处理 D．工业上制备硫酸涉及的反应都属于氧化还原反应 【答案】D 【解析】A．在沸腾炉中进行的反应为，A正确； B．工业上制硫酸气体的吸收需要在吸收塔中进行，B正确； C．硫氧化合物是大气污染物，所以硫酸工业需要对工业尾气进行处理，C正确； D．三氧化硫与水化合生成硫酸是非氧化还原反应，D错误； 故选D。 3．依据下列实验操作及现象，可以得出SO体现还原性这一结论的是 序号 操作 现象 A 向Na2SO3溶液中加入盐酸 产生气泡 B 向Na2SO3溶液中加入酸性高锰酸钾溶液 溶液褪色 C 向Na2SO3溶液中加入BaCl2溶液 产生白色沉淀 D 向Na2SO3溶液中加入酸性Na2S溶液 产生黄色沉淀 【答案】B 【解析】A．向Na2SO3溶液中加入盐酸发生反应Na2SO3+2HCl=2NaCl+SO2↑+H2O，生成SO2气体，体现的是亚硫酸的弱酸性，A不符合题意； B．向Na2SO3溶液中加入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，说明SO将高锰酸根还原，体现了SO的还原性，B符合题意； C．向Na2SO3溶液中加入BaCl2溶液，生成亚硫酸钡沉淀，发生的是复分解反应，C不符合题意； D．向Na2SO3溶液中加入酸性Na2S溶液，生成硫单质，SO将S2-氧化，体现了SO的氧化性，D不符合题意； 综上所述答案为B。 4．浓硫酸与下列物质作用时，既表现氧化性，又表现酸性的是 ①炽热的木炭   ②H2S气体   ③Cu(加热条件下)   ④FeO   ⑤NH3   ⑥蔗糖    ⑦CuSO4·5H2O   ⑧铁、铝(常温下) A．③④ B．①②⑤⑧ C．①②③④⑦ D．⑥⑦ 【答案】A 【解析】浓硫酸与①炽热的木炭、②H2S反应及⑧常温下Fe、Al遇浓硫酸发生钝化，浓硫酸只表现氧化性；浓硫酸与⑤NH3反应时只表现酸性；浓硫酸使⑥蔗糖炭化并膨胀，表现的是浓硫酸的脱水性和氧化性；浓硫酸与⑦CuSO4•5H2O反应，表现的是浓硫酸的吸水性；浓硫酸与 ③Cu(加热条件下)、④FeO作用时，既表现氧化性，又表现酸性；故选A。 5．下列反应中，不属于H2SO4类别通性的是 A．C+2H2SO4(浓)CO2↑+SO2↑+2H2O B．H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O C．H2SO4+CuO=CuSO4+H2O D．H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+CO2↑+H2O 【答案】A 【分析】H2SO4属于酸，具有酸的通性，能与碱、碱性氧化物、盐等发生反应生成盐。 【解析】A．C+2H2SO4(浓)CO2↑+SO2↑+2H2O中S的化合价降低，体现强氧化性，不是酸的通性，A符合题意； B．H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O，属于中和反应，属于酸的通性，B不符题意； C．H2SO4+CuO=CuSO4+H2O，硫酸和碱性氧化物反应生成盐和水，属于酸的通性，C不符题意； D．H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+CO2↑+H2O，硫酸与碳酸盐反应生成盐和较弱的酸，属于酸的通性，D不符题意； 选A。 6．硫及其化合物广泛存在于自然界中，工业上一般以硫黄或其他含硫矿物(如黄铁矿)为原料来制备硫酸。工业制硫酸充分体现了化学工业在国民经济发展中的重要地位，凸显了化学学科在自然资源和能源综合利用方面的重要价值。如图为工业制硫酸的原理示意图。请回答下列问题：    上述流程不涉及的核心化学反应是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】工业制硫酸时，煅烧硫或黄铁矿制备SO2，二氧化硫被氧化为SO3， SO3溶于水转化为H2SO4过程中放热，产生酸雾降低SO3吸收效率，故在吸收塔内用 98.3％的浓硫酸吸收SO3，但反应为，则选项C中的反应不是该流程的核心反应； 选C。 7．对于某些离子的检验及其结论一定正确的是 A．加入稀盐酸产生无色无味气体，将气体通入石灰水中，变浑浊，一定有CO B．加入BaCl2溶液产生白色沉淀，再加上稀盐酸沉淀不消失，一定有SO C．加入足量稀盐酸无沉淀，再加BaCl2溶液有白色沉淀，一定有SO D．加入Na2CO3溶液产生白色沉淀，再加稀盐酸白色沉淀消失，一定有Ba2＋ 【答案】C 【解析】A．能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体是二氧化碳，则溶液不一定含CO，可能是CO、HCO中的一种或两种，A错误； B．加入BaCl2溶液产生白色沉淀，再加上稀盐酸沉淀不消失，白色沉淀可能是硫酸钡、氯化银等，因此不一定有SO，B错误； C．加入足量稀盐酸无沉淀，则排出了银离子、硅酸根离子、碳酸根、亚硫酸根离子的干扰，再加BaCl2溶液有白色沉淀，则白色溶液一定是硫酸钡，原溶液一定有SO，C正确； D．加入Na2CO3溶液产生白色沉淀，再加稀盐酸白色沉淀消失，该白色沉淀可能是碳酸钡、碳酸钙等，因此原溶液不一定有Ba2＋，D错误； 答案选C。 8．下列确定某溶液中一定有的方法中，正确的是 A．先加BaCl2溶液有白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不消失 B．先加BaCl2溶液有白色沉淀，再加稀硝酸沉淀不消失 C．先加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不消失 D．先加稀盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液有白色沉淀 【答案】D 【解析】A．先加BaCl2溶液有白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不消失，该白色沉淀可能为氯化银，原溶液中可能含有银离子，不一定含有硫酸根离子，A错误； B．先加BaCl2溶液有白色沉淀，再加稀硝酸沉淀不消失，该白色沉淀可能为氯化银，原溶液中可能含有银离子，该白色沉淀也有可能是硫酸钡，原溶液中可能有亚硫酸根离子，滴加硝酸，亚硫酸根离子会被氧化成硫酸根离子，和钡离子结合生成硫酸钡白色沉淀， 不一定含有硫酸根离子，B错误； C．滴加Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成，该白色沉淀可能为亚硫酸钡，原溶液中可能含有亚硫酸根离子，再加稀盐酸，酸性条件下的硝酸根离子可将亚硫酸钡氧化为硫酸钡，原溶液不一定含有硫酸根离子，C错误； D．先加盐酸酸化，没有明显现象，排除了碳酸根离子、亚硫酸根离子、银离子等的干扰，后滴加BaCl2溶液，有白色沉淀，能确定溶液中一定含有硫酸根离子，D正确； 答案选D。 9．向某无色溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，再加入稀硝酸，白色沉淀不溶解，则溶液中含有的离子是 A．一定有 B．一定有Ag+ C．一定有 D．无法确定 【答案】D 【分析】向某无色溶液中加入BaCl2溶液，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，原溶液中可能含有银离子和氯离子结合生成氯化银沉淀，也可能含有硫酸根离子结合钡离子生成硫酸钡白色沉淀，氯化银和硫酸钡都不溶于酸。 【解析】A．若含有碳酸根离子和钡离子结合生成的碳酸钡沉淀会溶于硝酸，A错误； B．原溶液中可能含有银离子和氯离子结合生成氯化银沉淀，也可能含有硫酸根离子结合钡离子生成硫酸钡白色沉淀，氯化银和硫酸钡都不溶于酸，B错误； C．原溶液中可能含有银离子和氯离子结合生成氯化银沉淀，也可能含有硫酸根离子结合钡离子生成硫酸钡白色沉淀，氯化银和硫酸钡都不溶于酸，C错误； D．可能含有银离子或硫酸根离子，不能确定，D正确； 故选D。 10．硫元素及其化合物之间存在如图所示的相互转化，下列说法正确的是 A．反应③可以在氧气不足情况下实现 B．反应⑥可以加入酸性高锰酸钾溶液实现 C．反应⑦只与水化合反应实现 D．反应⑧可以通过复分解反应实现 【答案】D 【解析】A．H2S完全燃烧生成SO2，氧气不足，H2S会被氧气还原为硫单质，A错误； B．二氧化硫具有还原性，高锰酸钾具有氧化性，两者反应生成硫酸根离子，B错误； C．二氧化硫需被氧化剂氧化为+6价硫，只和水反应不能生成硫酸，C错误； D．硫酸和亚硫酸钠生成硫酸钠、二氧化硫和水，为复分解反应，D正确； 故选D。 11．硫元素的价类二维图如图所示(其中h、g的阳离子均为Na+)，下列说法正确的是 A．b到d可直接转化 B．工业上，在常温下可以用铁罐储存f的浓溶液 C．c能将滴有酚酞的氢氧化钠稀溶液变为无色，表现其漂白性 D．木炭与f的浓溶液反应中，f既表现了强氧化性又表现了酸性 【答案】B 【分析】由图可知，a为-2价的氢化物，即H2S；b为S单质；c为+4价的氧化物，即SO2，d为+6价的氧化物，即SO3；e为+4价的含氧酸，即H2SO3，f为+6价的含氧酸，即H2SO4；g为+4价的正盐，如Na2SO3，h为+6价的正盐，如Na2SO4，据此分析作答。 【解析】A．b为S单质，d为SO3，硫不能直接转化SO3，A错误； B．根据分析可知，f的浓溶液是浓硫酸，在常温下可以使铁被氧化为一层致密的氧化物保护膜，阻止反应的继续进行，所以可以用铁罐储存，B正确； C．c为SO2，能将滴有酚酞的氢氧化钠稀溶液变为无色，不是因为漂白性，而是因为酸性氧化物的性质，C错误； D．木炭与f的浓溶液（浓硫酸）反应生成二氧化碳和二氧化硫，f表现了强氧化性，D错误； 故选B。 12．部分含硫物质的类别与相应化合价及部分物质间转化关系如图。下列说法错误的是 A．c可以使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，适量c可做食品添加剂 B．b附着在试管壁上可以用热的浓NaOH溶液洗涤 C．a在O2中燃烧可以生成d D．e的浓溶液长时间暴露在空气中，质量增大，质量分数减小 【答案】C 【分析】根据部分含硫物质的类别与相应化合价图可知：a是H2S，b是S单质，c是SO2，d是SO3，e是H2SO4，f是亚硫酸盐，g是金属硫化物。 【解析】A．SO2与NaOH溶液反应生成亚硫酸，使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，二氧化硫可以杀菌、抗氧化，所以适量SO2可做食品添加剂，A正确； B．S单质可以热的氢氧化钠反应生成硫化钠、亚硫酸钠和水，可以洗涤附着在试管壁上的S，B正确； C．H2S在O2中燃烧只能生成SO2，C错误； D．浓硫酸具有吸水性，浓硫酸长时间暴露在空气中，质量增大，质量分数减小，D正确； 故选C。 13．将碘水滴入溶液中，溶液变浑浊；将溴水滴入溶液中，溶液由无色变为褐色，通过以上两个实验可得到的正确结论是 A．离子的氧化性由强到弱的顺序为 B．离子的还原性由强到弱的顺序为 C．元素对应原子的得电子能力由强到弱的顺序为 D．离子的还原性由强到弱的顺序为 【答案】D 【解析】将碘水滴入溶液中，溶液变浑浊，发生反应I2+S2-===S↓+2I-；将溴水滴入溶液中，溶液由无色变为褐色，发生反应Br2+2I-===2Br-+ I2，两个反应里S2-离子和I-离子发生氧化反应，表现还原性，根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性可得离子的还原性由强到弱的顺序为，元素对应原子得电子能力与离子失电子能力的强弱顺序相反，则元素对应原子的得电子能力由强到弱的顺序为，答案选D。 14．绿色化学理念影响着整个化学实验改革，微型化学实验就是在这种复背景下诞生的一种创新性的实验教学方法。蔗糖与浓硫酸反应的探究实验改进装置如图所示。下列说法不正确的是    A．反应中，品红溶液褪色，紫色石蕊试液先变红后褪色 B．该实验体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性 C．该装置能证明二氧化硫具有氧化性 D．X可以是NaOH溶液 【答案】A 【分析】蔗糖和浓硫酸混合，蔗糖脱水变黑，然后碳和浓硫酸反应生成生成二氧化碳、二氧化硫。 【解析】A．二氧化硫是酸性氧化物，紫色石蕊试液变红后不褪色，故A错误； B．蔗糖变黑碳化，证明浓硫酸具有脱水性，碳和浓硫酸反应生成生成二氧化碳、二氧化硫，说明浓硫酸具有强氧化性，故B正确； C．二氧化硫和Na2S反应生成S沉淀，证明二氧化硫具有氧化性，故C正确； D．二氧化硫是酸性氧化物，能被氢氧化钠溶液吸收，所以X可以是NaOH溶液，故D正确； 选A。 15．工业上制硫酸涉及的三个装置如图，下列有关说法错误的是 A．沸腾炉的进料口a通空气，进料口b加黄铁矿 B．接触室中的反应主要为 C．吸收塔中不用水吸收的原因是溶于水时放出大量的热，从而形成酸雾，降低吸收效率 D．常温下，铁粒与足量浓硫酸混合会发生化学反应，但最终铁粒仍有剩余 【答案】A 【解析】A．沸腾炉的进料口a加黄铁矿，进料口b通空气，故A错误； B．接触室内发生的反应为二氧化硫和氧气发生催化氧化反应生成三氧化硫，该反应为可逆反应，反应的化学方程式为，故B正确； C．三氧化硫与水反应放出大量的热，若用蒸馏水吸收三氧化硫会形成酸雾，降低吸收效率，所以吸收塔内98.3%的浓硫酸不能替换为蒸馏水，故C正确； D．常温下，铁粒与足量浓硫酸混合会发生钝化，故最终铁粒有剩余，故D正确； 故选A。 16．加热绿矾晶体，除结晶水蒸发出去外，还发生，如果将生成的气体通入BaCl2溶液中，产生的现象是（    ） A．生成 BaSO4和BaSO3混合沉淀 B．生成 BaSO4沉淀，有SO2气体逸出 C．生成 BaSO4沉淀，有SO3气体逸出 D．有SO2和SO3两种气体同时逸出 【答案】B 【解析】混合气体中含有SO3，将生成的气体通入BaCl2溶液中发生反应：SO3+H2O=H2SO4，H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，可见反应后没有SO3气体逸出，有BaSO4沉淀生成；由于H2SO3酸性小于HCl的酸性，则SO2不能与BaCl2溶液反应而从溶液中逸出，故得不到BaSO3沉淀；所以产生的现象是生成BaSO4沉淀，有SO2气体逸出，故答案为B。 17．H2S有剧毒，不能排放在空气中，将H2S和O2的混合气体通入FeCl3、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图所示。下列说法错误的是（      ） A．腐败的鱼、肉、蛋中都有硫化氢气体产生 B．O2在转化过程中发生的反应为O2+4Fe2++4H+=4Fe3++2H2O C．图示转化中，有三种元素的化合价未发生改变 D．为避免混合液失效，混合气体中H2S和O2的比例应大于2:1 【答案】D 【解析】A．H2S是一种有臭鸡蛋气味的气体，鱼、肉、蛋都是有机物组成的，含有S元素，腐败时在微生物的作用下产生H2S，A正确； B．由图可以看出，Fe2+在O2的作用下变成Fe3+，发生反应为：O2+4Fe2++4H+=4Fe3++2H2O，B正确； C．图示转化中，Cu、H、Cl的化合价没有变化，C正确； D．由图可知，总反应为：2H2S+O2=2S+2H2O，Fe3+是混合液的成分之一，为避免混合液失效，混合气体中O2的含量要大一些，以保证Fe3+不会损失，故H2S和O2的比例应小于2：1，D错误； 故选D。 18．某同学为了测定某生铁(仅含C、)中铁的质量分数，设计了如图所示的实验装置(夹持仪器已省略)和实验方案进行实验探究。 回答下列问题： （1）仪器a的名称为 。 （2）B装置中的现象为 ，C装置中的现象为 ，D装置的作用为 。 （3）点燃酒精灯，A装置中杂质碳发生反应的化学方程式为 。 （4）利用该装置测得实验结果不够准确，改良的方法为 。 【答案】（1）分液漏斗 （2）品红溶液褪色 酸性高锰酸钾溶液颜色变浅 干燥二氧化碳气体 （3）(浓) （4）在E装置后再加一个与E相同的装置 【分析】浓硫酸具有强氧化性，在加热条件下能与铁反应生成硫酸铁、二氧化硫和水，与碳反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，装置B中盛有品红溶液，是为了检验二氧化硫的存在，装置C中盛有酸性高锰酸钾溶液，是为了除去二氧化硫，装置D中盛有浓硫酸，是为了干燥二氧化碳气体，装置E中盛有碱石灰，是为了吸收生成的二氧化碳，通过称量前后的质量差，求生铁中碳的质量分数，但空气中的二氧化碳和水蒸气会进入E中，会影响测定结果，所以应该在后面再加一个盛有碱石灰的干燥管，吸收空气中的二氧化碳和水蒸气。 【解析】（1）仪器a的名称为分液漏斗。 （2）根据分析装置B中品红溶液褪色，装置C中的酸性高锰酸钾溶液是为了除去生成的二氧化硫，现象是酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，装置D的作用是干燥二氧化碳气体。 （3）点燃酒精灯，A装置中杂质碳发生反应的化学方程式为(浓)。 （4）由于空气中的二氧化碳和水蒸气会进入E中，会影响测定结果，所以应该在E装置后再加一个与E相同的装置以减小误差。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 硫酸及含硫化合物的转化 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1：硫酸 1.硫酸的制备 工业上常采用“接触法”制备硫酸。该方法之所以叫“接触法”，是因为二氧化硫转化为三氧化硫的反应是在催化剂的表面进行的。 三阶段 SO2的制取和净化 SO2转化为SO3（催化氧化） H2SO4的生成（吸收SO3） 三方程 三设备 沸腾炉 接触室 吸收塔 装置图 有关原理 矿石粉碎的目的；一是燃烧迅速；二是燃烧充分，提高原料利用率 逆流原理（热交换器中管外是冷气体SO2、O2，管内是热气体 SO3） 目的：气体逆向流动，有利于充分进行热交换 逆流原理：实际用 吸收 SO3，以免形成 ，并提高 SO3的吸收率 净化 煅烧硫铁矿制得的炉气中含有三种杂质：矿尘，砷、硒等化合物，水蒸气;对应的三个净化过程：除尘、水洗、干燥;净化的目的：避免 - 尾气中的 SO2不能直接排入大气中，需吸收处理 ①工业制硫酸的最后一步用98.3%的浓硫酸吸收生成的SO3以制得发烟硫酸，然后再用水进行稀释。不用水吸收SO3的原因是 。 2.硫酸的物理性质 纯硫酸是一种 色油状液体，沸点高（沸点约338℃，高沸点酸能用于制备低沸点酸）， 挥发；密度比水 ，98%的浓硫酸的密度为1.84g/cm3，浓硫酸与水以 互溶，溶解时可放出 。 ①稀释方法：将 沿器壁慢慢注入 中并不断 。 3.稀硫酸的化学性质 硫酸是强电解质，硫酸在水里很容易电离出氢离子，在水溶液中的电离方程式为 ，具有 的通性，能使石蕊溶液 ，还能与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应。 ①指示剂变色 石蕊变红；酚酞不变色 ②与金属（如Fe、Zn）反应 ； ③与碱（如NaOH、KOH）反应 ； ； ④与碱性氧化物（如CuO、Na2O）反应 ； ⑤与某些盐（如BaCl2、Na2SO3）反应 ； 4.浓硫酸的三大特性 （1）浓硫酸与蔗糖的脱水性实验 实验操作 先向盛有少量蔗糖的烧杯中加入几滴水，然后倒入少量浓硫酸、搅拌 实验现象 蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，变成 的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体 实验结论 浓硫酸具有 性，且能 碳单质，本身被还原为SO2 浓硫酸与蔗糖的脱水性实验中，蔗糖变黑是因为蔗糖脱水炭化生成了炭;生成海绵状的“黑色面包”是因为炭与浓硫酸发生氧化还原反应产生CO2，SO2等气体，具体反应的化学方程式分别为 。 （2）浓硫酸与铜的反应 实验装置 实验原理 实验步骤 在带导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝在试管中加入2mL浓硫酸，塞好橡胶塞，使铜丝与浓硫酸接触。加热，将产生的气体先后通入品红溶液和石蕊溶液中，观察实验现象。向外拉铜丝，终止反应。冷却后，将试管里的物质慢慢倒入盛有大量水的另一支试管里，观察溶液的颜色。 实验现象 ①加热前铜丝在浓硫酸中无明显现象； ②加热后，试管中铜丝表面变 ，有气泡逸出；试管中的品红溶液逐渐变为 色，试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为 色； ③试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液呈 色； 实验结论 ①加热前铜与浓硫酸 反应②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成 。②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成 。总结论：浓硫酸具有 性、 性。 实验说明 ①浓硫酸能与大多数金属反应，生成 金属的硫酸盐，本身一般被还原为 。 ②常温下，浓硫酸能使 钝化。 ③浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成 的氧化物或含氧酸，本身被还原为 。 ④可抽动的铜丝可控制反应的 。 ⑤试管c中“浸NaOH溶液的棉团”的作用是吸收多余的 ，以防 。 由于浓硫酸具有强氧化性，故存在与稀硫酸不同的化学性质，能够与不活泼金属或非金属发生反应，反应过程中有如下规律： ①反应要 ，否则不反应； ②还原产物一般是 。一般金属被氧化为 的硫酸盐，非金属被氧化为 氧化物或含氧酸。 ③浓硫酸与金属反应时，既表现 性又表现 性，而与非金属反应时，只表现 性。 ④随着反应的进行，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 气体，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，最后变为稀H2SO4， 与稀H2SO4不反应，Zn与稀H2SO4反应生成 。 （3）浓硫酸的特性 吸水性 吸收气体、液体中的水分子的性质（ 性质） 作吸水剂，可用来干燥H2、O2、N2、CO2、Cl2、SO2等气体，不能干燥碱性气体(NH3)和还原性气体(H2S、HI等) 吸收固体中的结晶水（ 性质） 浓硫酸可吸收CuSO4·5H2O中的结晶水，使 晶体失去结晶水而变为 的CuSO4粉末。 脱水性 将有机物中的氢、氧元素按水的组成比脱去 如向蔗糖中加入浓硫酸发生炭化： C12H22O1112C+11H2O 强氧化性 与金属单质反应 常温 与Fe、Al接触时，会使金属表面生成一层致密的氧化膜而钝化，阻止内部的金属继续与浓硫酸反应。因此，冷的浓硫酸可以用 制或 制容器储存 加热 大多数金属单质(Au、Pt除外)可被浓硫酸氧化，如2Ag+2H2SO4 (浓) Ag2SO4+SO2↑+2H2O 与非金属单质反应 在加热时，可以和C、S、P等部分非金属单质反应，如 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2H2O+2SO2 ↑ S+2H2SO4 (浓) 2P+5H2SO4(浓) 与某些还原性物质（H2S、HI等）反应 H2S+H2SO4 (浓)=== 2HI+H2SO4 (浓)===I2+SO2↑+2H2O ①钝化是 变化，而不是不反应。常温下，Fe、Al遇 也会发生钝化，加热时，Fe、Al与浓硫酸或浓硝酸都可以进一步发生反应。 ②稀硫酸的氧化性主要是由硫酸电离出的H+表现出来的，如氧化较活泼的金属 Zn、Fe 等;而浓硫酸表现出的强氧化性主要是因为构成酸根离子的中心原子+6价S易获得电子，在反应中硫元素易被还原。 5.H2SO4的用途 ①重要的化工原料，可用于制 、 、炸药、染料，用于精炼石油等，硫酸的产量是衡量一个国家 发展水平的标志。 ②金属加工前的酸洗，消除金属表面的 。 ③制取各种 、硫酸盐、作 等，是实验室里常用的试剂。 知识点2：硫酸根离子的检验 原理 利用Ba2++SO42-===BaSO4↓（白色），BaSO4不溶于盐酸、稀硝酸的特性来检验硫酸根离子。 试剂 可溶性钡盐（BaCl2）、盐酸 排除干扰 ①Ag+干扰：用 酸化可排除Ag+的干扰。 ②CO32-、SO32-、PO43-干扰：BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2等白色沉淀可溶于强酸中，因此检验 SO42-时，必须先用盐酸酸化， 能用硝酸酸化，因在酸性条件下，SO32-、HSO3- 等会被氧化为SO42-，从而干扰检验结果。 操作方法 SO42-检验的常见错误 误区 分析 只加BaCl2溶液，不加稀盐酸(×) 可能是Ag+与Cl-反应生成AgCl白色沉淀，也可能是CO32-、SO32-、PO43-等与Ba2+反应生成白色沉淀 BaCl2溶液与稀盐酸的滴加顺序颠倒(×) 可能是Ag+与Cl-反应生成了不溶于稀盐酸的AgCl白色沉淀 先用稀硝酸酸化再加入BaCl2溶液或先用稀盐酸酸化再加入Ba(NO3)2溶液(×) 可能是SO32-、HSO3- 被HNO3氧化成了SO42-,SO42-与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀 知识点3：不同价态含硫物质的转化 1.硫及其化合物的“价一类”二维图 2.实验方案设计与实施 硫元素的常见价态是-2、0、+4、+6,根据氧化还原反应规律，从低价态转化到高价态可以加氧化剂，从高价态转化到低价态可以加还原剂。 转化目标(价态变化) 转化前的含硫物质 选择试剂 转化后的含硫物质 预期现象 -2→0 Na2S Cl2 S 将少量Cl2通入Na2S溶液中，出现 沉淀 0→-2 S H2 H2S 加热，产生有 气味的气体 0→+4 S O2 SO2 S在O2中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的气体 +4→0 SO2 H2S S 将H2S和SO2混合，生成 固体 +4→+6 SO2 新制氯水，BaCl2溶液 H2SO4 将SO2通入新制氯水中，溶液 褪去，再向溶液中滴加BaCl2溶液，产生 +6→+4 H2SO4 铜片、品红溶液 SO2 加热铜片和浓硫酸的混合物，将产生的气体通入品红溶液中，品红溶液 教材习题03（P10） 下列事实与括号中浓硫酸的性质对应关系正确的是 A．浓硫酸可用来干燥某些气体(吸水性) B．浓硫酸在加热条件下与铜反应(脱水性) C．用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑(氧化性) D．空气中敞口久置的浓硫酸质量增大(挥发性) 解题方法 A．浓硫酸具有吸水性，可用来做干燥剂，干燥某些气体，故A正确； B．浓硫酸在加热条件下与铜反应，体现了浓硫酸的氧化性和酸性，故B错误； C．浓硫酸在纸上书写的字迹变黑，是浓硫酸使纸中纤维脱水碳化，故C错误； D．空气中敞口久置的浓硫酸质量增大，是因为浓硫酸具有吸水性，故D错误； 【答案】 教材习题04（P10） 在实验室中，几位同学围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究：将适量的蔗糖放入烧杯中，加入几滴水，搅拌均匀；然后再加入适量浓硫酸，迅速搅拌，观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，并产生有刺激性气味的气体。 （1）生成的黑色物质是 (填化学式)； （2）有刺激性气味的气体的主要成分是 (填化学式)，写出产生该气体的反应的化学方程式： (2个方程式)；将该气体通入澄清石灰水的现象是： 。 （3）上述实验现象表明浓硫酸具有___________(填字母)。 A．酸性 B．吸水性 C．脱水性 D．强氧化性 解题方法 浓硫酸具有脱水性，将蔗糖炭化变黑，浓硫酸溶于水放出热量，浓硫酸具有强氧化性，与碳单质共热发生氧化还原反应，得到二氧化碳和二氧化硫气体。 【详解】（1）据分析，生成的黑色物质是C。 （2）据分析，有刺激性气味的气体的主要成分是SO2；产生该气体的反应的化学方程式：、；将该气体通入澄清石灰水的现象是：澄清石灰变浑浊； （3）据分析，该实验现象表明浓硫酸具有脱水性、强氧化性，选CD。 【答案】 考点一 浓硫酸的特性及其应用 1．向盐酸中加浓H2SO4时，会有白雾生成，下列解释错误的是 A．浓H2SO4具有脱水性 B．浓H2SO4具有吸水性 C．浓H2SO4遇水放出大量的热 D．盐酸具有挥发性 2．某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到目的的是 实验目的 A．吸水性 B．脱水性 C．溶解放热 D．强氧化性 装置 3．下列有关铜与浓硫酸反应的说法不正确的是 A．喷有碱液的棉花是为了防止SO2污染环境 B．将水注入反应冷却后的试管a中，溶液变蓝 C．b中装有品红溶液，过一段时间品红溶液褪色 D．反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 考点二 硫酸的制备 4．工业上以硫铁矿为原料制备硫酸的工艺流程如下图所示，下列说法错误的是 A．将硫铁矿粉碎的目的是增大接触面积，使反应更充分 B．步骤①的反应方程式为 C．步骤②在接触室中进行 D．步骤③工业上用水吸收三氧化硫可制得硫酸 5．硫酸是重要的化工原料和实验试剂。 Ⅰ．同学们在教师的指导下探究浓硫酸与蔗糖的反应：将适量蔗糖放入烧杯中并加入几滴水，搅拌均匀，再加入适量浓硫酸，迅速搅拌，观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，并产生有刺激性气味的气体。 （1）上述实验体现出的浓硫酸的性质有 （填标号）。 a．酸性    b．吸水性    c．脱水性    d．强氧化性 （2）写出上述实验中产生有刺激性气味气体的化学方程式： 。 Ⅱ．工业上一般以黄铁矿（主要成分为）为原料来制备硫酸，工艺流程如图所示。 （3）黄铁矿进入沸腾炉之前破碎的目的是 ；将未反应完的和返回接触室的目的是 。 （4）试剂X是 （填标号）。 a．98.3%的硫酸    b．稀硫酸    c． （5）从沸腾炉中得到的炉渣可用来制备绿矾（），其部分工艺流程如图所示。 已知：炉渣中的其他组分均不溶于稀硫酸。 ①写出还原步骤中发生反应的离子方程式： 、 。 ②绿矾遇空气易被氧化，请设计简单实验方案检验某绿矾样品是否被氧化： 。 6．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 考点三 硫酸根离子的检验及应用 7．某溶液中可能含有的阴离子有、Cl-、-等，为了检验其中是否含有-，除使用BaCl2溶液外，还需要的试剂是（  ） A．盐酸 B．NaOH C．硫酸 D．硝酸 8．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 9．下列四种溶液中一定存在的是 A．向甲溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀 B．向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加入盐酸，沉淀不溶解 C．向丙溶液中加入盐酸使之酸化，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生 D．向丁溶液中加入硝酸使之酸化，再加入硝酸钡溶液，有白色沉淀产生 考点四 不同价态含硫物质的转化 10．下列含硫物质之间的转化，不能一步完成的是 A． B． C． D． 11．如图是硫元素的“价-类”二维图，图中箭头表示物质之间的相互转化。下列有关说法错误的是    A．c、f、g分别转化为d、e、h的反应都可以是化合反应 B．a与c可以发生氧化还原反应，且氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 C．c与过氧化钠反应得到的产物是g和O2 D．b存在于火山口附近或地壳的岩层中 12．物质的类别和其中所含核心元素的化合价为研究物质性质的两个重要视角。请根据下图所示，回答下列问题。 （1）X的化学式是 ，将填入上图中 。 （2）检验Y所用的试剂是 ，用溶液处理含Y的废气，发生反应的离子方程式是 。 （3）W的浓溶液与铜反应的化学方程式是 。W的稀溶液与铜不发生反应的原因是 。对比这两个事实可以得出的结论是 。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．结合工业生产实际，了解硫酸的工业制备原理。 2．巩固稀硫酸的性质，掌握浓硫酸的三大特性，了解浓硫酸的用途。 3．掌握硫酸根离子的检验原理和检验方法，能正确区分加入试剂的顺序对检验结果的影响。 3．了解含硫物质在自然界中的存在与转化，熟悉自然界中常见的含硫物质的类别及硫元素的化合价。 【学习重难点】 1.硫酸的制备及其化学性质 2.硫酸根离子的检验。 3.含硫化合物之间的转化。 1．浓硫酸在下列反应中只表现出酸性的是 A．C + H2SO4 B．Cu + H2SO4 C．Fe + H2SO4(冷) D．CuO + H2SO4 2．工业上制备硫酸常用接触法。下列关于工业上制硫酸的说法中不正确的是 A．在沸腾炉中进行的反应为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 B．工业上制硫酸用到工艺设备吸收塔 C．硫酸工业需要对工业尾气进行处理 D．工业上制备硫酸涉及的反应都属于氧化还原反应 3．依据下列实验操作及现象，可以得出SO体现还原性这一结论的是 序号 操作 现象 A 向Na2SO3溶液中加入盐酸 产生气泡 B 向Na2SO3溶液中加入酸性高锰酸钾溶液 溶液褪色 C 向Na2SO3溶液中加入BaCl2溶液 产生白色沉淀 D 向Na2SO3溶液中加入酸性Na2S溶液 产生黄色沉淀 4．浓硫酸与下列物质作用时，既表现氧化性，又表现酸性的是 ①炽热的木炭   ②H2S气体   ③Cu(加热条件下)   ④FeO   ⑤NH3   ⑥蔗糖    ⑦CuSO4·5H2O   ⑧铁、铝(常温下) A．③④ B．①②⑤⑧ C．①②③④⑦ D．⑥⑦ 5．下列反应中，不属于H2SO4类别通性的是 A．C+2H2SO4(浓)CO2↑+SO2↑+2H2O B．H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O C．H2SO4+CuO=CuSO4+H2O D．H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+CO2↑+H2O 6．硫及其化合物广泛存在于自然界中，工业上一般以硫黄或其他含硫矿物(如黄铁矿)为原料来制备硫酸。工业制硫酸充分体现了化学工业在国民经济发展中的重要地位，凸显了化学学科在自然资源和能源综合利用方面的重要价值。如图为工业制硫酸的原理示意图。请回答下列问题：    上述流程不涉及的核心化学反应是 A． B． C． D． 7．对于某些离子的检验及其结论一定正确的是 A．加入稀盐酸产生无色无味气体，将气体通入石灰水中，变浑浊，一定有CO B．加入BaCl2溶液产生白色沉淀，再加上稀盐酸沉淀不消失，一定有SO C．加入足量稀盐酸无沉淀，再加BaCl2溶液有白色沉淀，一定有SO D．加入Na2CO3溶液产生白色沉淀，再加稀盐酸白色沉淀消失，一定有Ba2＋ 8．下列确定某溶液中一定有的方法中，正确的是 A．先加BaCl2溶液有白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不消失 B．先加BaCl2溶液有白色沉淀，再加稀硝酸沉淀不消失 C．先加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不消失 D．先加稀盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液有白色沉淀 9．向某无色溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，再加入稀硝酸，白色沉淀不溶解，则溶液中含有的离子是 A．一定有 B．一定有Ag+ C．一定有 D．无法确定 10．硫元素及其化合物之间存在如图所示的相互转化，下列说法正确的是 A．反应③可以在氧气不足情况下实现 B．反应⑥可以加入酸性高锰酸钾溶液实现 C．反应⑦只与水化合反应实现 D．反应⑧可以通过复分解反应实现 11．硫元素的价类二维图如图所示(其中h、g的阳离子均为Na+)，下列说法正确的是 A．b到d可直接转化 B．工业上，在常温下可以用铁罐储存f的浓溶液 C．c能将滴有酚酞的氢氧化钠稀溶液变为无色，表现其漂白性 D．木炭与f的浓溶液反应中，f既表现了强氧化性又表现了酸性 12．部分含硫物质的类别与相应化合价及部分物质间转化关系如图。下列说法错误的是 A．c可以使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，适量c可做食品添加剂 B．b附着在试管壁上可以用热的浓NaOH溶液洗涤 C．a在O2中燃烧可以生成d D．e的浓溶液长时间暴露在空气中，质量增大，质量分数减小 13．将碘水滴入溶液中，溶液变浑浊；将溴水滴入溶液中，溶液由无色变为褐色，通过以上两个实验可得到的正确结论是 A．离子的氧化性由强到弱的顺序为 B．离子的还原性由强到弱的顺序为 C．元素对应原子的得电子能力由强到弱的顺序为 D．离子的还原性由强到弱的顺序为 14．绿色化学理念影响着整个化学实验改革，微型化学实验就是在这种复背景下诞生的一种创新性的实验教学方法。蔗糖与浓硫酸反应的探究实验改进装置如图所示。下列说法不正确的是    A．反应中，品红溶液褪色，紫色石蕊试液先变红后褪色 B．该实验体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性 C．该装置能证明二氧化硫具有氧化性 D．X可以是NaOH溶液 15．工业上制硫酸涉及的三个装置如图，下列有关说法错误的是 A．沸腾炉的进料口a通空气，进料口b加黄铁矿 B．接触室中的反应主要为 C．吸收塔中不用水吸收的原因是溶于水时放出大量的热，从而形成酸雾，降低吸收效率 D．常温下，铁粒与足量浓硫酸混合会发生化学反应，但最终铁粒仍有剩余 16．加热绿矾晶体，除结晶水蒸发出去外，还发生，如果将生成的气体通入BaCl2溶液中，产生的现象是（    ） A．生成 BaSO4和BaSO3混合沉淀 B．生成 BaSO4沉淀，有SO2气体逸出 C．生成 BaSO4沉淀，有SO3气体逸出 D．有SO2和SO3两种气体同时逸出 17．H2S有剧毒，不能排放在空气中，将H2S和O2的混合气体通入FeCl3、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图所示。下列说法错误的是（      ） A．腐败的鱼、肉、蛋中都有硫化氢气体产生 B．O2在转化过程中发生的反应为O2+4Fe2++4H+=4Fe3++2H2O C．图示转化中，有三种元素的化合价未发生改变 D．为避免混合液失效，混合气体中H2S和O2的比例应大于2:1 18．某同学为了测定某生铁(仅含C、)中铁的质量分数，设计了如图所示的实验装置(夹持仪器已省略)和实验方案进行实验探究。 回答下列问题： （1）仪器a的名称为 。 （2）B装置中的现象为 ，C装置中的现象为 ，D装置的作用为 。 （3）点燃酒精灯，A装置中杂质碳发生反应的化学方程式为 。 （4）利用该装置测得实验结果不够准确，改良的方法为 。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $