内容正文:
5.1 硫及其化合物
考向01 硫单质
氧化还原判断能力:能够从硫元素化合价变化的角度,准确判断硫单质在反应中是作为氧化剂(化合价降低)还是还原剂(化合价升高)。
歧化反应识别能力:掌握硫与碱反应(如与NaOH加热)的歧化本质,能够识别同一反应中硫单质既被氧化又被还原的特殊情况。
电子转移计算能力:能够根据化学方程式,准确计算指定物质在反应中转移的电子数目。
概念辨析能力:能够清晰区分“氧化性”“还原性”“氧化反应”“还原反应”等基本概念,避免混淆。
在解答硫单质相关题目时,建议先标出反应前后硫元素的化合价,判断反应类型。若为歧化反应,需注意氧化产物与还原产物的比例;若为单一氧化或还原,则需明确硫单质的具体角色。对于电子转移的计算,应抓住化合价变化总值,避免漏算或重复计算。
1.(25-26高一下·全国·课后作业)有关下列三个化学反应的叙述正确的是
①
②
③。
A.反应①说明具有还原性 B.反应②若改用稀硫酸,则放出氢气
C.反应②说明硫酸既具有氧化性又有还原性 D.反应③可用于清洗试管内壁附着的硫黄
2.(25-26高一上·北京·期末)有关下列三个化学反应的叙述,正确的是
① ② ③
A.反应①中,每产生转移4 mol电子
B.反应①中,S单质作还原剂,发生了还原反应
C.反应②说明能与酸反应,具有碱性氧化物的性质
D.反应③中还原剂和氧化剂物质的量之比为1:2
(1)从物质类别和元素化合价角度理解硫的化学性质:
H2、Na2、Fe O2、O、O
①氧化性:与Fe、Cu、H2等反应的化学方程式分别为 S+Fe、 S+2Cu 、 S+H2 ,在这些反应,S均作剂。
②还原性:与O2反应,其化学方程式为 S+O2 ,反应中S作剂。
(2)硫在一定条件下与大多数金属反应生成相应的金属硫化物,与变价金属反应生成其低价金属硫化物。
(3)硫与氧气反应,不论氧气是否足量、浓度如何,其一步反应都只能生成SO2,不能生成SO3
解题规律
考向02 硫的氧化物
性质分类能力:能够从酸性氧化物、还原性、漂白性等多个维度,对SO₂的化学性质进行系统分类与记忆。
实验现象分析能力:能够根据SO₂通入不同试剂(如品红、酸性KMnO₄、BaCl₂溶液等)产生的现象,反推其性质(漂白性、还原性、酸性等)。
鉴别与除杂能力:掌握CO₂与SO₂的鉴别方法(如品红溶液),以及如何排除干扰项(如澄清石灰水无法区分二者)。
离子方程式书写能力:能够正确书写SO₂参与反应的离子方程式,尤其是在复杂体系(如含Ba²⁺、NO₃⁻的溶液)中的反应。
遇到SO₂性质题时,应从“多重角色”角度切入:先看是否漂白(品红),再看是否还原(KMnO₄、溴水),最后看是否酸性(与碱反应)。在鉴别题中,优先选择品红溶液作为SO₂的特征试剂。对于离子方程式,需注意介质条件(酸性、碱性或中性)对产物的影响。
3.(25-26高一上·山西运城·期末)烟气中的气体是一种污染性气体,可采用双碱法脱硫除去,过程如图所示。下列说法错误的是
A.过程Ⅰ中,表现出酸性氧化物的性质
B.过程Ⅱ中,既是氧化产物,又是还原产物
C.双碱法脱硫过程中,NaOH可以循环利用
D.过程中,每消耗(标准状况),理论上能脱除
4.(25-26高一下·全国·课前预习)检验CO2中是否混有SO2气体,可采用的方法是
A.通过品红溶液,若品红溶液褪色,则说明混有SO2气体
B.通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
D.先通过酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
5.(25-26高一上·湖南邵阳·期末)将气体通入下列四种溶液中,下列说法错误的是
A.①中的酸性溶液褪色体现了的还原性
B.②中品红溶液褪色体现了的漂白性
C.③中的溶液褪色体现了酸性氧化物的性质
D.④中产生白色沉淀的离子方程式为
(1)二氧化硫的漂白性
①SO2的漂白作用是与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质,这些无色物质见光或受热易恢复原来的颜色;另外并不是所有与SO2有关的褪色现象都属于SO2的漂白性,如SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色是因为SO2与碱发生反应;SO2能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2的还原性。
②SO2不能漂白酸碱指示剂,例如SO2能使紫色石蕊溶液变红色,但不褪色。
常见的几种漂白剂对比
物质
SO2
HClO、NaClO、Ca(ClO)2、
H2O2、Na2O2、O3
活性炭
漂白原理
与有色物质结合生成无色物质
将有色物质氧化为无色物质
吸附有色物质
变化类型
化学变化
化学变化
物理变化
是否可逆
可逆,加热或久置后
恢复原来的颜色
不可逆,加热或久置后
不恢复原来颜色
—
漂白对象
有色的有机物,不能漂白指示剂
有色的有机物和指示剂
有机色质
(2)SO2和CO2的鉴别:SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都会消失,故不能用澄
清石灰水鉴别SO2和CO2。通常用以下方法加以鉴别:
①将气体分别通入品红溶液中,使品红溶液褪色的是,无变化的是。②将气体分别通入酸性KMnO4溶液中,使酸性KMnO4溶液褪色的是,无变化的是。
③将气体分别通入溴水(或氯水)中,使溴水(或氯水)褪色的是,无变化的是。
解题规律
考向03 浓硫酸
特性掌握能力:能够准确区分浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性,并能举例说明各自对应的实验现象。
钝化原理理解能力:掌握常温下浓硫酸使铁、铝钝化的本质(化学反应生成致密氧化膜),并能解释“不反应”说法的误区。
实验安全与操作能力:理解浓硫酸相关实验的安全要点(如稀释时应将浓硫酸注入水中),并能识别错误操作带来的风险。
反应产物推断能力:能够根据反应条件(加热与否)和反应物(活泼金属、不活泼金属、非金属),推断浓硫酸的还原产物(通常为SO₂)。
解答浓硫酸题目时,要特别注意“常温”与“加热”条件的区别:常温下钝化不等于不反应,加热下可与多数金属(除Au、Pt)和非金属反应。对于脱水性与吸水性的判断,看是否析出原物质中的H、O元素(脱水)还是吸收游离水(吸水)。
6.(25-26高一上·河南郑州·期末)用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验中,不合理的是
A.上下移动铜丝可控制生成二氧化硫的量
B.浸有NaOH溶液的棉团可吸收多余的二氧化硫
C.品红溶液褪色和紫色石蕊溶液变红均可证明反应发生
D.为确认有硫酸铜生成,向①中加水,观察颜色变化
7.(25-26高一上·福建泉州·期末)下列关于物质性质的描述错误的是
A.浓硫酸具有脱水性,所以不能用pH试纸测浓硫酸pH值
B.将一小块钠投入硫酸铜溶液时,既能产生气体又会出现蓝色沉淀
C.常温下,浓硫酸可以用铁罐储存和运输,说明铁在常温下与浓硫酸不反应
D.可溶于,所以浓可用于实验室除去中混有的
8.(25-26高一上·江苏宿迁·期末)利用如下实验研究浓硫酸的性质:
实验1、取蔗糖放入大试管中,加滴水,再加入浓硫酸,搅拌,蔗糖变黑,将产生的气体通入溴水中,观察到溴水褪色。
实验2、常温下,将一小片干燥洁净的铁片放入试管中,加入浓硫酸,无明显现象;加热,产生气体,将气体通入品红溶液中,观察到品红溶液褪色。
下列说法正确的是
A.“实验1”中产生的气体直接通入澄清石灰水可检验气体中是否含有
B.“实验1”中蔗糖变黑体现浓硫酸的脱水性
C.“实验2”说明常温下铁与浓硫酸不反应
D.“实验1”和“实验2”的现象都说明具有漂白性
1.浓硫酸作干燥剂的注意点
(1)可干燥酸性气体(如CO2、SO2、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等)。
(2)不可干燥的气体:碱性气体(如NH3)和某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等)。
2.浓硫酸和金属反应的规律
(1)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。
(2)浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时,随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,就不再与不活泼金属反应。
(3)浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时,开始浓硫酸表现其强氧化性,产生二氧化硫气体;当浓硫酸变为稀硫酸时,则产生的气体为氢气
3.浓硫酸与稀硫酸氧化性的区别
①浓硫酸氧化性强;稀硫酸氧化性弱。
②浓硫酸是酸根部分+6价硫元素得电子(氧化性:SO>H+),其还原产物为低价态含硫物质(一般为SO2),不能产生H2;稀硫酸是H+得电子(氧化性:H+>SO),其与活泼金属反应时还原产物为H2。
解题规律
考向04 硫酸的制法
工业流程理解能力:掌握工业制硫酸的“三阶段、三设备、三反应”,理解每一步的原料、条件与目的。
反应条件分析能力:理解接触法制硫酸中为何采用400-500℃、常压、催化剂等条件,并能解释可逆反应中条件对产率的影响。
吸收原理掌握能力:理解为什么用水吸收SO₃会形成酸雾,而用98.3%浓硫酸吸收效率更高。
环保意识培养:关注尾气处理(如氨吸收法)的原理,理解化工生产中的环保措施。
遇到硫酸制法题,建议以“设备-反应-目的”为主线进行梳理:沸腾炉(4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂)→接触室(2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃)→吸收塔(SO₃ + H₂O → H₂SO₄,实际用浓硫酸吸收)。在选择题中,要特别注意SO₃吸收方式的正确表述。
9.(25-26高一上·陕西咸阳·期末)以黄铁矿为原料来生产硫酸的工艺流程如图。下列说法正确的是
A.将黄铁矿粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率,提高原料的转化率
B.煅烧黄铁矿发生的反应为,还原产物只有
C.硫磺与过量氧气点燃,可直接生成三氧化硫
D.工业上也可以直接用水吸收制取硫酸
10.(25-26高一上·河北唐山·期末)工业上制硫酸涉及的三个装置如图所示。下列有关说法中,错误的是
A.沸腾炉的进料口a加黄铁矿,进料口b通空气,发生反应的化学方程式为
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.硫酸型酸雨样品放置一段时间后,酸雨的pH值随时间的推移会逐渐变小
硫酸的工业制法
(1)三种原料:硫黄或黄铁矿(FeS2 )、空气,98.3%的浓硫酸(代替水)。
(2)三个阶段
①二氧化硫的制取和净化。(造气阶段)
②SO2氧化成SO3。(接触氧化阶段)
③三氧化硫的吸收和硫酸的生成。(生成阶段)
(3)三个反应
①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2;
②2SO2+O22SO3;
③SO3+H2O===H2SO4。
注意:工业上制取硫酸常用浓硫酸而不用水吸收SO3,原因是SO3与水反应为放热反应,易产生酸雾,影响SO3的吸收。
解题规律
考向05 硫酸根离子的检验 粗盐提纯
检验原理掌握能力:明确SO₄²⁻检验的“先酸化、后加钡盐”原则,理解加酸的目的(排除CO₃²⁻、SO₃²⁻、PO₄³⁻等干扰)。
干扰排除能力:能够识别并排除其他阴离子(如Ag⁺与Cl⁻生成沉淀干扰)或引入离子(如用稀盐酸酸化时引入Cl⁻)对检验的影响。
焰色反应操作能力:掌握钾元素的焰色反应操作要点(透过蓝色钴玻璃观察),并能排除钠离子的干扰。
综合离子检验设计能力:能够设计合理的实验顺序,对混合物中的多种离子(如NH₄⁺、K⁺、SO₄²⁻、Cl⁻)进行逐一验证。
解答离子检验题时,应遵循“排除干扰、有序验证”的原则。先做焰色反应检验阳离子(K⁺),再用加碱研磨法检验NH₄⁺。对于阴离子,先加稀硝酸排除干扰,再加Ba(NO₃)₂检验SO₄²⁻,最后加AgNO₃检验Cl⁻。注意每一步试剂的选用不能引入待检离子。
11.(25-26高一上·河北保定·期末)某样品由、、三种物质组成,实验小组取适量的该样品溶于水配成溶液,并对该样品的组成进行验证。下列所选试剂错误的是
A.试剂X:稀盐酸 B.试剂Y:稀硝酸
C.试剂Z:溶液 D.试剂W:溶液
12.(25-26高一上·福建福州·期末)某化肥含氯化铵和硫酸钾,下列关于其所含离子的检验方法,错误的是
A.取样品溶于水,加过量硝酸银,若产生白色沉淀,则含
B.取样品进行焰色实验,透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色,则含
C.取样品溶于水,加过量盐酸酸化的氯化钡,若产生白色沉淀,则含
D.取样品与熟石灰研磨,若产生有刺激性气味且使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,则含
(1)物质除杂和分离的基本原则
①不增(不引入新的杂质)。
②不减(不减少被提纯的物质)。
③易分离(被提纯的物质与杂质易分离)。
④易复原(被提纯的物质易复原)。
(2)物质除杂和分离注意的问题
①除杂试剂要过量。
②后续试剂应能除去过量的前一试剂。
③尽可能将杂质转化为所需物质。
④除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序。
解题规律
考向06 不同价态含硫物质的性质及转化
价-类二维图运用能力:能够基于“价-类二维图”建立硫元素的知识网络,将不同价态(-2、0、+4、+6)与物质类别(氢化物、单质、氧化物、酸、盐)对应起来。
转化规律总结能力:掌握硫元素常见的转化途径,如归中反应(H₂S与SO₂生成S)、歧化反应(S与碱生成S²⁻和SO₃²⁻)、氧化反应(H₂S被O₂氧化)等。
氧化还原配对能力:能够根据化合价变化趋势,推断反应中氧化剂与还原剂的组合及其产物的物质的量之比。
物质共存判断能力:能够判断不同价态含硫物质在同一溶液中的共存情况(如S²⁻与SO₃²⁻在酸性条件下反应生成S)。
解答含硫物质转化题时,建议首先定位各物质在价-类图中的位置,判断其化合价高低。若两种物质价态交叉,通常发生归中反应;若单质在中间价态,可能发生歧化。计算氧化剂与还原剂比例时,可依据电子守恒快速求解。
13.(25-26高一上·河北衡水·期末)硫及其化合物的“价-类”二维图体现了化学变化之美。下列说法错误的是
A.硫在过量的氧气中燃烧只能生成X,不可能生成Y
B.X通入溶液中,会有白色沉淀生成
C.与X的反应中,还原产物和氧化产物的质量之比为
D.与M的水溶液反应生成N的化学方程式为
14.(25-26高一上·陕西西安·期末)某元素的单质及其化合物的转化关系如图。常温常压下G、J均为无色气体,J具有漂白性。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A.、均能与NaOH溶液反应
B.H、J既具有氧化性也具有还原性
C.检验L溶液中阴离子的方法为:加入少量盐酸酸化的溶液产生白色沉淀
D.1molG与足量的J反应,转移电子数为
15.(25-26高一上·安徽安庆·期末)用工业废碱渣(主要成分为)吸收烟气中的,得到亚硫酸钠()粗品,其流程如下。下列说法不正确的是
A.操作①需要使用玻璃棒
B.具有还原性,可用于处理酸性废水中的
C.操作②会释放出,该反应的化学方程式为
D.向少量粗品中加入过量稀,充分溶解后再加入溶液,若出现白色沉淀,则证明粗品中含
硫单质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
H2O2O3
(2)相邻价态的粒子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
硫元素
解题规律
考向07 硫及其化合物综合实验
实验装置分析能力:能够读懂多装置连接实验的流程图,明确每个装置的功能(发生、净化、性质检验、尾气吸收)。
现象与性质关联能力:能够根据实验现象(如品红褪色、溶液变浑浊、沉淀生成)准确推断发生的反应及体现的性质。
猜想与验证能力:能够针对异常现象提出合理猜想(如沉淀生成的原因),并设计对照实验(控制变量)加以验证。
图表数据解读能力:能够从pH变化曲线、电导率变化曲线等图中提取信息,判断反应的进程或主要作用物质。
综合化学用语表达能力:能够正确书写化学方程式、离子方程式,并准确描述实验现象与结论。
解答综合实验题时,建议遵循“目的-装置-现象-结论”的逻辑链。先明确实验探究的主题(如探究SO₂的氧化性),再分析各装置的连接顺序是否符合气体流向。对于猜想验证类题目,要善于设置“无氧气”“无硝酸根”等对照实验,通过对比结果确定主要原因。
16.(25-26高一上·浙江宁波·期末)为探究不同价态含硫物质的转化,“Chemistry”小组进行了如下实验。
实验一:木炭与浓硫酸反应,实验装置如下:
实验二:Na2S溶液有淡黄色沉淀生成
实验三:硫酸酸化的KMnO4溶液无沉淀生成紫红色变浅,有淡黄色沉淀生成
请回答:
(1)与实验一安全注意事项有关的图标有 。
A.锐器
B.热烫
C.洗手
D.护目镜
(2)实验一中盛装浓硫酸的仪器名称是 ,NaOH溶液的作用是 。
(3)写出木炭与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式 。
(4)下列有关说法不正确的是___________。
A.实验一中A、B的现象都是溶液褪色,其原理相同
B.根据实验二可知,在Na2S和Na2SO3混合溶液中加入稀盐酸也能产生淡黄色沉淀
C.实验三中开始“无沉淀产生”,可能生成了,可通过取样滴加氯化钡溶液来检验
D.实验三中开始“无沉淀产生”,可能是生成的硫形成了胶体,可用激光笔照射来检验
(5)实验二中,若试剂的添加顺序不同,也会产生淡黄色沉淀,其反应原理为:5H2SO3+2S2-=3S↓+4X+3H2O,X为 。
17.(25-26高一上·山东日照·期末)利用下图装置制取并探究的性质(夹持和加热装置已略去)。
回答下列问题:
(1)按上图所示组装仪器,需 后,再加入试剂开始实验。
(2)关闭旋塞2,打开旋塞1后,将浓硫酸滴入三颈烧瓶中,加热,D中发生反应的化学方程式为 。
(3)C中品红溶液褪色说明具有 性;能证明具有氧化性的现象是 。
(4)关闭旋塞1,打开旋塞2后,装置E中有白色沉淀生成,经检验沉淀为。猜想白色沉淀产生的原因可能是:
①溶液中溶解的氧气氧化了,反应生成沉淀的离子方程式为 。
②溶液中的 (填离子符号)离子氧化了。
③以上两种原因均有。
(5)为验证上述猜想,某兴趣小组设计进行了下列对照实验,分别向三种溶液中匀速通入等量的,溶液随时间(t)变化的曲线如图。
X为 (填化学式)。曲线a、b相比,说明猜想 (填“①”或“②”,下同)正确,曲线b、c相比,说明猜想 正确;由图分析,起主要氧化作用的微粒是 (填化学式)。
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5.1 硫及其化合物
考向01 硫单质
氧化还原判断能力:能够从硫元素化合价变化的角度,准确判断硫单质在反应中是作为氧化剂(化合价降低)还是还原剂(化合价升高)。
歧化反应识别能力:掌握硫与碱反应(如与NaOH加热)的歧化本质,能够识别同一反应中硫单质既被氧化又被还原的特殊情况。
电子转移计算能力:能够根据化学方程式,准确计算指定物质在反应中转移的电子数目。
概念辨析能力:能够清晰区分“氧化性”“还原性”“氧化反应”“还原反应”等基本概念,避免混淆。
在解答硫单质相关题目时,建议先标出反应前后硫元素的化合价,判断反应类型。若为歧化反应,需注意氧化产物与还原产物的比例;若为单一氧化或还原,则需明确硫单质的具体角色。对于电子转移的计算,应抓住化合价变化总值,避免漏算或重复计算。
1.(25-26高一下·全国·课后作业)有关下列三个化学反应的叙述正确的是
①
②
③。
A.反应①说明具有还原性 B.反应②若改用稀硫酸,则放出氢气
C.反应②说明硫酸既具有氧化性又有还原性 D.反应③可用于清洗试管内壁附着的硫黄
【答案】D
【解析】A.在反应①中,中的硫元素化合价降低(从+4到0),被还原,表现出氧化性,而非还原性,A错误;B.硫单质与稀硫酸不发生反应,不会放出氢气,B错误;C.在反应②中,浓硫酸中的硫元素化合价降低(从+6到+4),被还原,表现出氧化性,硫酸没有被氧化,未表现出还原性,C错误;D.反应③中硫与氢氧化钠加热反应生成可溶性的和,可用于溶解试管内壁附着的硫黄,D正确;故答案选D。
2.(25-26高一上·北京·期末)有关下列三个化学反应的叙述,正确的是
① ② ③
A.反应①中,每产生转移4 mol电子
B.反应①中,S单质作还原剂,发生了还原反应
C.反应②说明能与酸反应,具有碱性氧化物的性质
D.反应③中还原剂和氧化剂物质的量之比为1:2
【答案】D
【解析】A.反应①中硫单质中硫元素化合价由0变为+4,反应中存在,每产生1.5 mol 转移2 mol电子,A错误;B.反应①中,S单质中元素化合价升高,硫单质作还原剂被氧化,B错误;C.反应②中SO2与H2S(弱酸)发生氧化还原反应生成S和H2O,并非与酸反应生成盐和水,故不能说明SO2有碱性氧化物性质,C错误;D.反应③为硫的歧化反应,硫元素化合价由0价部分升高到K2SO3中的+4价,部分降低到K2S中的-2价。根据方程式可知,作还原剂的S(被氧化为+4价)与作氧化剂的S(被还原为-2价)的物质的量之比为1:2,D正确;故选D。
(1)从物质类别和元素化合价角度理解硫的化学性质:
H2、Na2、Fe O2、O、O
①氧化性:与Fe、Cu、H2等反应的化学方程式分别为 S+FeFeS 、 S+2CuCu2S 、 S+H2H2S ,在这些反应,S均作氧化剂。
②还原性:与O2反应,其化学方程式为 S+O2SO2 ,反应中S作还原剂。
(2)硫在一定条件下与大多数金属反应生成相应的金属硫化物,与变价金属反应生成其低价金属硫化物。
(3)硫与氧气反应,不论氧气是否足量、浓度如何,其一步反应都只能生成SO2,不能生成SO3
解题规律
考向02 硫的氧化物
性质分类能力:能够从酸性氧化物、还原性、漂白性等多个维度,对SO₂的化学性质进行系统分类与记忆。
实验现象分析能力:能够根据SO₂通入不同试剂(如品红、酸性KMnO₄、BaCl₂溶液等)产生的现象,反推其性质(漂白性、还原性、酸性等)。
鉴别与除杂能力:掌握CO₂与SO₂的鉴别方法(如品红溶液),以及如何排除干扰项(如澄清石灰水无法区分二者)。
离子方程式书写能力:能够正确书写SO₂参与反应的离子方程式,尤其是在复杂体系(如含Ba²⁺、NO₃⁻的溶液)中的反应。
遇到SO₂性质题时,应从“多重角色”角度切入:先看是否漂白(品红),再看是否还原(KMnO₄、溴水),最后看是否酸性(与碱反应)。在鉴别题中,优先选择品红溶液作为SO₂的特征试剂。对于离子方程式,需注意介质条件(酸性、碱性或中性)对产物的影响。
3.(25-26高一上·山西运城·期末)烟气中的气体是一种污染性气体,可采用双碱法脱硫除去,过程如图所示。下列说法错误的是
A.过程Ⅰ中,表现出酸性氧化物的性质
B.过程Ⅱ中,既是氧化产物,又是还原产物
C.双碱法脱硫过程中,NaOH可以循环利用
D.过程中,每消耗(标准状况),理论上能脱除
【答案】D
【解析】由图可知,过程Ⅰ发生的反应为二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,反应的化学方程式为:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O;过程Ⅱ发生的反应为亚硫酸钠溶液与石灰乳、氧气反应生成硫酸钙和氢氧化钠,反应的化学方程式为:2Na2SO3+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+4NaOH,则总反应为:2SO2+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+ 2H2O。A.由分析可知,过程Ⅰ发生的反应为二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,反应中二氧化硫表现出酸性氧化物的性质,A正确;B.由分析可知,过程Ⅱ发生的反应为亚硫酸钠溶液与石灰乳、氧气反应生成硫酸钙和氢氧化钠,反应中硫元素化合价升高被氧化,亚硫酸钠是还原剂,氧元素的化合价降低被还原,氧气是氧化剂,硫酸钙既是氧化产物,又是还原产物,B正确;C.由分析可知,过程Ⅰ中氢氧化钠是反应物被消耗,过程Ⅱ中氢氧化钠是反应的生成物,所以双碱法脱硫过程中,氢氧化钠可以循环利用,C正确;D.由分析可知,总反应为:2SO2+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+ 2H2O,则标准状况下消耗4.48 L氧气时,理论上脱除二氧化硫的质量为:×2×64 g/mol=25.6 g,D错误;故选D。
4.(25-26高一下·全国·课前预习)检验CO2中是否混有SO2气体,可采用的方法是
A.通过品红溶液,若品红溶液褪色,则说明混有SO2气体
B.通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
D.先通过酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
【答案】A
【解析】A.直接通过品红溶液,SO2能使品红褪色而CO2不能,若褪色则说明混有SO2气体,A正确;B.通过澄清石灰水,CO2和SO2均能使其变浑浊,无法区分是否混有SO2,B错误;C.先通过NaOH溶液,SO2和CO2均被吸收,后续澄清石灰水变浑浊无法说明混有SO2,C错误;D.先通过酸性KMnO4溶液除去SO2,再通过澄清石灰水,变浑浊是由于存在CO2,不能说明混有SO2,D错误;故选A。
5.(25-26高一上·湖南邵阳·期末)将气体通入下列四种溶液中,下列说法错误的是
A.①中的酸性溶液褪色体现了的还原性
B.②中品红溶液褪色体现了的漂白性
C.③中的溶液褪色体现了酸性氧化物的性质
D.④中产生白色沉淀的离子方程式为
【答案】D
【解析】A.酸性有强氧化性,通入溶液褪色,体现了的还原性,A项正确;B.能与有色物质化合生成不稳定的无色物质,能够漂白品红溶液,B项正确;C.与溶液反应生成和水,体现了酸性氧化物的性质,C项正确;D.与、混合溶液反应的离子方程式为,D项错误;故答案选D。
(1)二氧化硫的漂白性
①SO2的漂白作用是与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质,这些无色物质见光或受热易恢复原来的颜色;另外并不是所有与SO2有关的褪色现象都属于SO2的漂白性,如SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色是因为SO2与碱发生反应;SO2能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2的还原性。
②SO2不能漂白酸碱指示剂,例如SO2能使紫色石蕊溶液变红色,但不褪色。
常见的几种漂白剂对比
物质
SO2
HClO、NaClO、Ca(ClO)2、
H2O2、Na2O2、O3
活性炭
漂白原理
与有色物质结合生成无色物质
将有色物质氧化为无色物质
吸附有色物质
变化类型
化学变化
化学变化
物理变化
是否可逆
可逆,加热或久置后
恢复原来的颜色
不可逆,加热或久置后
不恢复原来颜色
—
漂白对象
有色的有机物,不能漂白指示剂
有色的有机物和指示剂
有机色质
(2)SO2和CO2的鉴别:SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都会消失,故不能用澄
清石灰水鉴别SO2和CO2。通常用以下方法加以鉴别:
①将气体分别通入品红溶液中,使品红溶液褪色的是SO2,无变化的是CO2。
②将气体分别通入酸性KMnO4溶液中,使酸性KMnO4溶液褪色的是SO2,无变化的是CO2。
③将气体分别通入溴水(或氯水)中,使溴水(或氯水)褪色的是SO2,无变化的是CO2。
解题规律
考向03 浓硫酸
特性掌握能力:能够准确区分浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性,并能举例说明各自对应的实验现象。
钝化原理理解能力:掌握常温下浓硫酸使铁、铝钝化的本质(化学反应生成致密氧化膜),并能解释“不反应”说法的误区。
实验安全与操作能力:理解浓硫酸相关实验的安全要点(如稀释时应将浓硫酸注入水中),并能识别错误操作带来的风险。
反应产物推断能力:能够根据反应条件(加热与否)和反应物(活泼金属、不活泼金属、非金属),推断浓硫酸的还原产物(通常为SO₂)。
解答浓硫酸题目时,要特别注意“常温”与“加热”条件的区别:常温下钝化不等于不反应,加热下可与多数金属(除Au、Pt)和非金属反应。对于脱水性与吸水性的判断,看是否析出原物质中的H、O元素(脱水)还是吸收游离水(吸水)。
6.(25-26高一上·河南郑州·期末)用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验中,不合理的是
A.上下移动铜丝可控制生成二氧化硫的量
B.浸有NaOH溶液的棉团可吸收多余的二氧化硫
C.品红溶液褪色和紫色石蕊溶液变红均可证明反应发生
D.为确认有硫酸铜生成,向①中加水,观察颜色变化
【答案】D
【解析】A.移动铜丝,可控制铜丝与浓硫酸的接触,从而控制二氧化硫的生成量,A正确;B.二氧化硫是酸性氧化物,可以与NaOH溶液反应,B正确;C.二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,且其溶于水具有酸性,能使紫色石蕊溶液变红,C正确;D.浓硫酸过量,试管中剩余浓硫酸,应将反应后的混合液慢慢加入到水中,向①中加水易导致液体飞溅出试管而发生危险,D错误;故答案为D。
7.(25-26高一上·福建泉州·期末)下列关于物质性质的描述错误的是
A.浓硫酸具有脱水性,所以不能用pH试纸测浓硫酸pH值
B.将一小块钠投入硫酸铜溶液时,既能产生气体又会出现蓝色沉淀
C.常温下,浓硫酸可以用铁罐储存和运输,说明铁在常温下与浓硫酸不反应
D.可溶于,所以浓可用于实验室除去中混有的
【答案】C
【解析】A.浓硫酸具有脱水性,能使pH试纸中的有机物脱水碳化,因此不能用pH试纸测量其pH值,描述正确,A正确;B.钠投入硫酸铜溶液,钠先与水反应生成NaOH和H2(气体),NaOH再与Cu2+反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀,描述正确,B正确;C.常温下,浓硫酸使铁表面钝化形成致密氧化膜,阻止进一步反应,但钝化是化学反应的结果,初始阶段铁与浓硫酸发生反应,因此描述“铁在常温下与浓硫酸不反应”不准确,描述错误,C错误;D.SO3易溶于浓H2SO4形成发烟硫酸,而SO2在浓H2SO4中溶解度低,不被吸收,因此可用浓H2SO4除去SO2中混有的SO3杂质,描述正确,D正确;故答案选C。
8.(25-26高一上·江苏宿迁·期末)利用如下实验研究浓硫酸的性质:
实验1、取蔗糖放入大试管中,加滴水,再加入浓硫酸,搅拌,蔗糖变黑,将产生的气体通入溴水中,观察到溴水褪色。
实验2、常温下,将一小片干燥洁净的铁片放入试管中,加入浓硫酸,无明显现象;加热,产生气体,将气体通入品红溶液中,观察到品红溶液褪色。
下列说法正确的是
A.“实验1”中产生的气体直接通入澄清石灰水可检验气体中是否含有
B.“实验1”中蔗糖变黑体现浓硫酸的脱水性
C.“实验2”说明常温下铁与浓硫酸不反应
D.“实验1”和“实验2”的现象都说明具有漂白性
【答案】B
【解析】由实验现象可知,实验1蔗糖变黑说明浓硫酸具有脱水性,能使蔗糖脱水碳化,并放出热量;溴水褪色说明浓硫酸具有强氧化性、二氧化硫具有还原性,脱水得到的碳能与浓硫酸共热反应生成二氧化碳、二氧化硫和水;实验2加入浓硫酸无明显现象说明浓硫酸具有强氧化性,常温下能使铁发生钝化,阻碍反应的继续进行;品红溶液褪色说明铁能与浓硫酸共热反应生成硫酸铁、二氧化硫和水,二氧化硫具有漂白性。A.二氧化碳、二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,则将实验1产生的气体直接通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊不能说明气体中含有二氧化碳,A错误;B.由分析可知,实验1蔗糖变黑说明浓硫酸具有脱水性,能使蔗糖脱水碳化,B正确;C.由分析可知,实验2加入浓硫酸无明显现象说明浓硫酸具有强氧化性,常温下能使铁发生钝化,阻碍反应的继续进行,不能说明常温下铁与浓硫酸不反应,C错误;D.由分析可知,实验1中溴水褪色说明二氧化硫具有还原性,实验2中品红溶液褪色说明二氧化硫具有漂白性, D错误;故选B。
1.浓硫酸作干燥剂的注意点
(1)可干燥酸性气体(如CO2、SO2、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等)。
(2)不可干燥的气体:碱性气体(如NH3)和某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等)。
2.浓硫酸和金属反应的规律
(1)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。
(2)浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时,随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,就不再与不活泼金属反应。
(3)浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时,开始浓硫酸表现其强氧化性,产生二氧化硫气体;当浓硫酸变为稀硫酸时,则产生的气体为氢气
3.浓硫酸与稀硫酸氧化性的区别
①浓硫酸氧化性强;稀硫酸氧化性弱。
②浓硫酸是酸根部分+6价硫元素得电子(氧化性:SO>H+),其还原产物为低价态含硫物质(一般为SO2),不能产生H2;稀硫酸是H+得电子(氧化性:H+>SO),其与活泼金属反应时还原产物为H2。
解题规律
考向04 硫酸的制法
工业流程理解能力:掌握工业制硫酸的“三阶段、三设备、三反应”,理解每一步的原料、条件与目的。
反应条件分析能力:理解接触法制硫酸中为何采用400-500℃、常压、催化剂等条件,并能解释可逆反应中条件对产率的影响。
吸收原理掌握能力:理解为什么用水吸收SO₃会形成酸雾,而用98.3%浓硫酸吸收效率更高。
环保意识培养:关注尾气处理(如氨吸收法)的原理,理解化工生产中的环保措施。
遇到硫酸制法题,建议以“设备-反应-目的”为主线进行梳理:沸腾炉(4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂)→接触室(2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃)→吸收塔(SO₃ + H₂O → H₂SO₄,实际用浓硫酸吸收)。在选择题中,要特别注意SO₃吸收方式的正确表述。
9.(25-26高一上·陕西咸阳·期末)以黄铁矿为原料来生产硫酸的工艺流程如图。下列说法正确的是
A.将黄铁矿粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率,提高原料的转化率
B.煅烧黄铁矿发生的反应为,还原产物只有
C.硫磺与过量氧气点燃,可直接生成三氧化硫
D.工业上也可以直接用水吸收制取硫酸
【答案】A
【解析】以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程,主要分为三个核心阶段。首先,将黄铁矿粉碎后与空气在高温下煅烧,生成二氧化硫,粉碎操作可增大接触面积,加快反应速率并提高原料利用率。其次,二氧化硫在400~500℃及五氧化二钒催化下,与氧气反应转化为三氧化硫,此为可逆反应,需控制条件以提升转化率。最后,三氧化硫不直接用水吸收,而是采用 98.3%的浓硫酸吸收,避免形成酸雾,确保吸收效率,最终制得硫酸。A.将黄铁矿粉碎,能增大其与空气的接触面积,使反应更充分,从而加快反应速率并提高原料的转化率,A正确;B.在煅烧反应中,氧气作为氧化剂,被还原的氧元素存在于Fe2O3和SO2中,故两者也都是还原产物,并非只有SO2,B错误;C.硫磺与过量氧气点燃,反应生成的是SO2,SO2转化为SO3需要在催化剂和加热条件下进行,不能直接生成,C错误;D.若直接用水吸收SO3,会形成酸雾,导致吸收效率低,工业上采用 98.3% 的浓硫酸吸收 SO3,D错误;故选A。
10.(25-26高一上·河北唐山·期末)工业上制硫酸涉及的三个装置如图所示。下列有关说法中,错误的是
A.沸腾炉的进料口a加黄铁矿,进料口b通空气,发生反应的化学方程式为
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.硫酸型酸雨样品放置一段时间后,酸雨的pH值随时间的推移会逐渐变小
【答案】A
【解析】A.沸腾炉中发生反应的化学方程式为,A错误;B.接触室内为二氧化硫与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,B正确;C.三氧化硫与水反应放出大量的热,若用水吸收三氧化硫会形成酸雾,降低吸收效率,吸收塔内用98.3%的浓硫酸吸收SO3,C正确;D.硫酸型酸雨样品放置一段时间后,酸雨的pH值随时间的推移会逐渐变小,因为发生反应:、,D正确;故答案选A。
硫酸的工业制法
(1)三种原料:硫黄或黄铁矿(FeS2 )、空气,98.3%的浓硫酸(代替水)。
(2)三个阶段
①二氧化硫的制取和净化。(造气阶段)
②SO2氧化成SO3。(接触氧化阶段)
③三氧化硫的吸收和硫酸的生成。(生成阶段)
(3)三个反应
①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2;
②2SO2+O22SO3;
③SO3+H2O===H2SO4。
注意:工业上制取硫酸常用浓硫酸而不用水吸收SO3,原因是SO3与水反应为放热反应,易产生酸雾,影响SO3的吸收。
解题规律
考向05 硫酸根离子的检验 粗盐提纯
检验原理掌握能力:明确SO₄²⁻检验的“先酸化、后加钡盐”原则,理解加酸的目的(排除CO₃²⁻、SO₃²⁻、PO₄³⁻等干扰)。
干扰排除能力:能够识别并排除其他阴离子(如Ag⁺与Cl⁻生成沉淀干扰)或引入离子(如用稀盐酸酸化时引入Cl⁻)对检验的影响。
焰色反应操作能力:掌握钾元素的焰色反应操作要点(透过蓝色钴玻璃观察),并能排除钠离子的干扰。
综合离子检验设计能力:能够设计合理的实验顺序,对混合物中的多种离子(如NH₄⁺、K⁺、SO₄²⁻、Cl⁻)进行逐一验证。
解答离子检验题时,应遵循“排除干扰、有序验证”的原则。先做焰色反应检验阳离子(K⁺),再用加碱研磨法检验NH₄⁺。对于阴离子,先加稀硝酸排除干扰,再加Ba(NO₃)₂检验SO₄²⁻,最后加AgNO₃检验Cl⁻。注意每一步试剂的选用不能引入待检离子。
11.(25-26高一上·河北保定·期末)某样品由、、三种物质组成,实验小组取适量的该样品溶于水配成溶液,并对该样品的组成进行验证。下列所选试剂错误的是
A.试剂X:稀盐酸 B.试剂Y:稀硝酸
C.试剂Z:溶液 D.试剂W:溶液
【答案】C
【解析】实验1焰色试验用于洗涤铂丝的试剂X为稀盐酸,由于样品中可能有或,所以实验2加入过量酸Y不能为硫酸或盐酸,只能为稀硝酸,生成的气体为CO2,说明含有,溶液1中加入过量Z,得到的不溶硝酸的白色沉淀2,则Z为硝酸钡,白色沉淀2为BaSO4,溶液2中可能有,使用硝酸银检验,生成白色沉淀3,则W为硝酸银,白色沉淀3为氯化银,据此解答。A.做焰色试验,洗涤铂丝应选用稀盐酸,用盐酸洗涤这些物质,形成对应的金属氯化物熔沸点较低,在火焰上烧的时候可以将这些物质分解挥发,无残留,不会干扰实验现象,所以试剂X为稀盐酸,故A正确;B.根据加入过量Y后有气体生成,可知Y应为酸,为了防止对和的检验造成干扰,Y应选硝酸,而不能选择盐酸和硫酸,故B正确;C.加入溶液,向溶液中引入,对样品中的检验会造成干扰,故试剂Z应为溶液,故C错误;D.检验溶液中的,应使用溶液,故D正确;故答案选C。
12.(25-26高一上·福建福州·期末)某化肥含氯化铵和硫酸钾,下列关于其所含离子的检验方法,错误的是
A.取样品溶于水,加过量硝酸银,若产生白色沉淀,则含
B.取样品进行焰色实验,透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色,则含
C.取样品溶于水,加过量盐酸酸化的氯化钡,若产生白色沉淀,则含
D.取样品与熟石灰研磨,若产生有刺激性气味且使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,则含
【答案】A
【解析】A.硫酸根离子也会与硝酸银反应生成微溶的硫酸银白色沉淀,干扰氯离子的检验,无法特异性确认 Cl⁻ 的存在,A错误;B.钾离子的焰色反应呈紫色,且透过蓝色钴玻璃可滤去钠离子的黄光干扰,可检验K+,B正确;C.盐酸酸化可排除碳酸根等干扰离子,氯化钡与硫酸根离子反应生成不溶于酸的硫酸钡(BaSO4)白色沉淀,C正确;D.铵根与碱(如熟石灰)反应生成氨气(NH3),氨气有刺激性气味且呈碱性,能使湿润红色石蕊试纸变蓝,D正确;故选A。
(1)物质除杂和分离的基本原则
①不增(不引入新的杂质)。
②不减(不减少被提纯的物质)。
③易分离(被提纯的物质与杂质易分离)。
④易复原(被提纯的物质易复原)。
(2)物质除杂和分离注意的问题
①除杂试剂要过量。
②后续试剂应能除去过量的前一试剂。
③尽可能将杂质转化为所需物质。
④除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序。
解题规律
考向06 不同价态含硫物质的性质及转化
价-类二维图运用能力:能够基于“价-类二维图”建立硫元素的知识网络,将不同价态(-2、0、+4、+6)与物质类别(氢化物、单质、氧化物、酸、盐)对应起来。
转化规律总结能力:掌握硫元素常见的转化途径,如归中反应(H₂S与SO₂生成S)、歧化反应(S与碱生成S²⁻和SO₃²⁻)、氧化反应(H₂S被O₂氧化)等。
氧化还原配对能力:能够根据化合价变化趋势,推断反应中氧化剂与还原剂的组合及其产物的物质的量之比。
物质共存判断能力:能够判断不同价态含硫物质在同一溶液中的共存情况(如S²⁻与SO₃²⁻在酸性条件下反应生成S)。
解答含硫物质转化题时,建议首先定位各物质在价-类图中的位置,判断其化合价高低。若两种物质价态交叉,通常发生归中反应;若单质在中间价态,可能发生歧化。计算氧化剂与还原剂比例时,可依据电子守恒快速求解。
13.(25-26高一上·河北衡水·期末)硫及其化合物的“价-类”二维图体现了化学变化之美。下列说法错误的是
A.硫在过量的氧气中燃烧只能生成X,不可能生成Y
B.X通入溶液中,会有白色沉淀生成
C.与X的反应中,还原产物和氧化产物的质量之比为
D.与M的水溶液反应生成N的化学方程式为
【答案】B
【解析】据图可知X是SO2,Y是SO3,Z是浓H2SO4,M是CuSO4,CuSO4溶液与H2S反应产生的盐N是CuS,据此作答。A.硫在过量氧气中燃烧只能生成SO2,不能生成SO3,A正确;B.X是SO2,SO2与氯化钡溶液中的水反应产生H2SO3,由于盐酸的酸性大于亚硫酸的酸性,则SO2通入BaCl2溶液中,不会产生白色沉淀,B错误;C.H2S与SO2发生反应:,SO2中硫元素化合价降低,得到电子被还原为S;H2S中硫元素化合价升高,失去电子被氧化产生S;则还原产物和氧化产物的物质的量之比为1:2,二者均为硫单质,即质量之比也为1:2,C正确;D.CuSO4溶液与H2S反应生成CuS和硫酸,方程式符合事实,D正确;故答案选B。
14.(25-26高一上·陕西西安·期末)某元素的单质及其化合物的转化关系如图。常温常压下G、J均为无色气体,J具有漂白性。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A.、均能与NaOH溶液反应
B.H、J既具有氧化性也具有还原性
C.检验L溶液中阴离子的方法为:加入少量盐酸酸化的溶液产生白色沉淀
D.1molG与足量的J反应,转移电子数为
【答案】C
【解析】根据题意J是具有漂白性的气体,J为二氧化硫,根据G → H → J → K的转化都是与氧气发生反应且G为气体可知,G是硫化氢,H是硫,K是三氧化硫,二氧化硫与少量氢氧化钠反应生成M,M是亚硫酸氢钠,与足量氢氧化钠溶液反应生成N,N是亚硫酸钠,亚硫酸钠与氧气反应生成L且三氧化硫也可以反应生成L,L是硫酸钠,据此分析;A.由分析可知,G是硫化氢,K是三氧化硫,均可以与氢氧化钠反应,A正确;B.由分析可知,H是硫,J为二氧化硫,在反应中硫元素化合价可以升高,也可以降低,所以既具有氧化性也具有还原性,B正确;C.由分析可知,L是硫酸钠,检验硫酸根离子时,应先加盐酸,没有现象才加入溶液,选项中直接加入盐酸酸化的溶液,产生的白色沉淀可能是氯化银,C错误;D.由分析可知,G是硫化氢,J为二氧化硫,反应方程式是,在该反应中,硫化氢中硫元素由-2价到0价,1mol硫化氢与足量二氧化硫反应转移2mol电子,转移电子数为,D正确;故答案选C。
15.(25-26高一上·安徽安庆·期末)用工业废碱渣(主要成分为)吸收烟气中的,得到亚硫酸钠()粗品,其流程如下。下列说法不正确的是
A.操作①需要使用玻璃棒
B.具有还原性,可用于处理酸性废水中的
C.操作②会释放出,该反应的化学方程式为
D.向少量粗品中加入过量稀,充分溶解后再加入溶液,若出现白色沉淀,则证明粗品中含
【答案】D
【解析】工业废碱渣加水溶解、过滤得到碳酸钠溶液,碳酸钠溶液吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠溶液和二氧化碳,亚硫酸氢钠溶液中加氢氧化钠生成亚硫酸钠,亚硫酸钠溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得亚硫酸钠。A.过程①是过滤,操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故A正确;B.具有还原性,具有氧化性,两者可以发生氧化还原反应,故可用于处理酸性废水中的,故B正确;C.碳酸钠溶液吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠溶液和二氧化碳,反应方程式正确,故C正确;D.向少量粗品中加入过量稀硫酸,引入硫酸根离子,硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡沉淀,干扰硫酸钠的检验,故D错误;故选D。
硫单质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
H2O2O3
(2)相邻价态的粒子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
硫元素
解题规律
考向07 硫及其化合物综合实验
实验装置分析能力:能够读懂多装置连接实验的流程图,明确每个装置的功能(发生、净化、性质检验、尾气吸收)。
现象与性质关联能力:能够根据实验现象(如品红褪色、溶液变浑浊、沉淀生成)准确推断发生的反应及体现的性质。
猜想与验证能力:能够针对异常现象提出合理猜想(如沉淀生成的原因),并设计对照实验(控制变量)加以验证。
图表数据解读能力:能够从pH变化曲线、电导率变化曲线等图中提取信息,判断反应的进程或主要作用物质。
综合化学用语表达能力:能够正确书写化学方程式、离子方程式,并准确描述实验现象与结论。
解答综合实验题时,建议遵循“目的-装置-现象-结论”的逻辑链。先明确实验探究的主题(如探究SO₂的氧化性),再分析各装置的连接顺序是否符合气体流向。对于猜想验证类题目,要善于设置“无氧气”“无硝酸根”等对照实验,通过对比结果确定主要原因。
16.(25-26高一上·浙江宁波·期末)为探究不同价态含硫物质的转化,“Chemistry”小组进行了如下实验。
实验一:木炭与浓硫酸反应,实验装置如下:
实验二:Na2S溶液有淡黄色沉淀生成
实验三:硫酸酸化的KMnO4溶液无沉淀生成紫红色变浅,有淡黄色沉淀生成
请回答:
(1)与实验一安全注意事项有关的图标有 。
A.锐器
B.热烫
C.洗手
D.护目镜
(2)实验一中盛装浓硫酸的仪器名称是 ,NaOH溶液的作用是 。
(3)写出木炭与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式 。
(4)下列有关说法不正确的是___________。
A.实验一中A、B的现象都是溶液褪色,其原理相同
B.根据实验二可知,在Na2S和Na2SO3混合溶液中加入稀盐酸也能产生淡黄色沉淀
C.实验三中开始“无沉淀产生”,可能生成了,可通过取样滴加氯化钡溶液来检验
D.实验三中开始“无沉淀产生”,可能是生成的硫形成了胶体,可用激光笔照射来检验
(5)实验二中,若试剂的添加顺序不同,也会产生淡黄色沉淀,其反应原理为:5H2SO3+2S2-=3S↓+4X+3H2O,X为 。
【答案】(1)BCD
(2) 分液漏斗 尾气吸收处理
(3)
(4)AC
(5)
【解析】实验一:木炭与浓硫酸加热反应,生成、等气体。装置A(品红)检验的漂白性;装置B(酸性)除去;装置C(NaOH)用于吸收尾气,防止污染。
实验二:与反应,发生归中反应生成淡黄色S沉淀。
实验三:酸性先氧化生成 ,继续滴加时,不足,被氧化生成S沉淀,同时先被还原,其紫红色变浅。
(1)实验一涉及加热、腐蚀性试剂浓硫酸、玻璃仪器,需关注安全:
A.实验无锐器操作,A错误;
B.加热时防止烫伤,B正确;
C.接触腐蚀性试剂后需洗手,C正确;
D.防止液体飞溅伤眼,D正确;
故答案为BCD。
(2)盛装浓硫酸的仪器是分液漏斗;NaOH 溶液的作用是尾气吸收处理,吸收、等酸性气体,防止污染空气。
(3)木炭与浓硫酸在加热下发生氧化还原反应,生成、和,化学方程式为。
(4)A.实验一中,品红褪色是的漂白性,褪色是的还原性,原理不同,A错误;
B.与在酸性条件下(加稀盐酸)发生归中反应:,生成淡黄色S沉淀,B正确;
C.检验方法不正确,因为实验中所用高锰酸钾溶液是经过硫酸酸化的,溶液中本身就含有大量的,滴加氯化钡溶液一定会产生白色沉淀,无法判断反应中是否新生成了,C错误;
D.若生成的S为胶体,用激光笔照射会出现丁达尔效应,可检验胶体,D正确;
故答案为AC。
(5)反应,根据原子守恒、电荷守恒分析,X为。
17.(25-26高一上·山东日照·期末)利用下图装置制取并探究的性质(夹持和加热装置已略去)。
回答下列问题:
(1)按上图所示组装仪器,需 后,再加入试剂开始实验。
(2)关闭旋塞2,打开旋塞1后,将浓硫酸滴入三颈烧瓶中,加热,D中发生反应的化学方程式为 。
(3)C中品红溶液褪色说明具有 性;能证明具有氧化性的现象是 。
(4)关闭旋塞1,打开旋塞2后,装置E中有白色沉淀生成,经检验沉淀为。猜想白色沉淀产生的原因可能是:
①溶液中溶解的氧气氧化了,反应生成沉淀的离子方程式为 。
②溶液中的 (填离子符号)离子氧化了。
③以上两种原因均有。
(5)为验证上述猜想,某兴趣小组设计进行了下列对照实验,分别向三种溶液中匀速通入等量的,溶液随时间(t)变化的曲线如图。
X为 (填化学式)。曲线a、b相比,说明猜想 (填“①”或“②”,下同)正确,曲线b、c相比,说明猜想 正确;由图分析,起主要氧化作用的微粒是 (填化学式)。
【答案】(1)检查装置的气密性
(2);
(3) 漂白 B中溶液变浑浊(产生黄色沉淀)
(4) 2SO2 + O2 + 2Ba2+ + 2H2O = 2BaSO4↓ + 4H⁺
(5) BaCl2 ① ②
【解析】装置D中铜与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫,化学方程式为;二氧化硫通入装置C的品红溶液中,溶液褪色,体现其漂白性;通入装置B的氢硫酸溶液中,发生氧化还原反应,体现其氧化性;通入装置E的硝酸钡溶液中,在酸性条件下,或溶液中溶解的氧气将氧化为,生成沉淀,相关离子方程式为及;多余的二氧化硫通入A和F进行尾气处理,据此分析。
(1)按图组装仪器后,需检查装置的气密性,再加入试剂开始实验,防止装置漏气导致实验失败;
(2)D中铜与浓硫酸在加热条件下发生氧化还原反应,生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为;
(3)C中品红溶液褪色,说明具有漂白性;通入溶液中,发生反应,中S元素化合价从+4价降至0价,作氧化剂,体现氧化性,能证明具有氧化性的现象是B中溶液变浑浊(产生黄色沉淀);
(4)①溶液中溶解的氧气氧化,生成硫酸,硫酸与结合生成沉淀,反应的离子方程式为;
②装置E中为溶液,溶于水使溶液呈酸性,在酸性条件下,具有强氧化性,可将氧化为,故溶液中氧化的离子为;
(5)①为验证猜想,需设置对照实验,X应为不提供氧化性离子的氯化钡溶液,化学式为;
②曲线a为无氧条件下的溶液,曲线b为有氧条件下的溶液,二者pH变化不同,说明氧气氧化了,证明猜想①正确;故答案为:①;
③曲线b为有氧条件下的溶液,曲线c为有氧条件下的溶液,二者pH变化不同,说明氧化了,证明猜想②正确;④由图可知,曲线c的pH下降幅度更大,说明的氧化作用更强,起主要氧化作用的微粒是。
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