内容正文:
第一节 硫及其化合物
题型01 硫单质的性质
题型02 SO2的制备
题型03 SO2的性质探究
题型04 SO2的检验与鉴别
题型05 硫酸的性质
题型06 硫酸的制备
题型07 SO42-的检验
题型08 硫及其化合物间的相互转化
题型01 硫单质的性质
1.硫元素的原子结构
硫元素位置
原子结构示意图
非金属性
主要化合价
第三周期、第ⅥA族
比氯、氧弱
-2、+4、+6
2.物理性质
颜色
状态
质地
溶解性
熔沸点
密度
黄色
晶体
质脆,易研成粉末
难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2
较低
较小
3.化学性质
化合价角度认识:
(1)与非金属反应 S+O2SO2 表现还原性,S+H2H2S,表现氧化性
(2)与金属反应 S+FeFeS ,S+2CuCu2S 表现氧化性
(3)与热的强碱溶液反应(如NaOH溶液):
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O,既表现氧化性,又表现还原性。
应用:汞洒落在地面,一般会用硫粉来处理,原理是S+Hg == HgS。
【易错警示】
硫与氧气反应时,无论是在空气中燃烧还是在纯氧中燃烧、无论是氧气过量还是硫过量其产物都是SO2,不会生成SO3。
【典例1】(2026·浙江A9协作体高一期中)常温下单质硫主要以S8形式存在。加热时,S8会转化为S6、S4、S2等。当温度达到750℃时,硫蒸气主要以S2形式存在。下列说法不正确的是( )
A.S8转化为S6、S4、S2属于化学变化
B.S4的摩尔质量为128g·mol-1
C.S2、S4、S6、S8都是硫元素形成的单质,互为同素异形体
D.等质量的S8分子和S2分子中硫原子个数比为4:1
【答案】D
【解析】A项,同素异形体转化涉及分子结构变化(化学键断裂与形成),属于化学变化,A正确;B项,硫原子摩尔质量为32 g·mol-1,S4的摩尔质量为4×32=128 g·mol-1,B正确;C项,同素异形体需满足同元素、不同结构,S2、S4、S6、S8均符合,C正确;D项,等质量(设质量为m)时,S8分子和S2分子的硫原子总物质的量均为mol,故原子个数比为1:1,D错误;故选D。
【变式1-1】下列说法正确的是( )
A.硫单质与金属铁反应生成硫化亚铁,体现了硫单质的氧化性
B.硫单质在常温下不与任何物质反应
C.硫单质与非金属单质反应只能作还原剂
D.硫单质在空气中燃烧得到二氧化硫,在纯氧中燃烧得到三氧化硫
【答案】A
【解析】A项,硫单质得电子作氧化剂,只能将金属铁氧化为+2价,该反应中硫单质体现氧化性,A正确;B项,常温下,硫单质可以和汞等物质反应,B错误;C项,硫单质与氧化性强的非金属单质(如O2)反应时化合价可升高,作还原剂,但与氧化性弱的非金属单质(如H2)反应时化合价可降低,作氧化剂,C错误;D项,硫单质无论在空气中,还是在纯氧中燃烧,都只得到二氧化硫,D错误; 故选A。
【变式1-2】(2026·浙江衢州二中高三模拟)实验:把0.5 g硫粉与1.0 g铁粉混合均匀,放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端,当混合物呈红热状态时,移开玻璃棒,红热继续蔓延至条状混合物的另一端至反应结束,冷却后得到黑色固体。实验过程中能闻到刺激性气味。下列分析正确的是( )
A.由“用灼热的玻璃棒触及混合粉末”,推断实验过程中需要加热发生了吸热反应
B.由“实验过程中能闻到刺激性气味”,推断S与O2反应生成了SO3
C.将“黑色固体”溶于盐酸时产生臭鸡蛋气味气体,推断Fe与S发生了反应
D.将“黑色固体”溶于盐酸后溶液呈浅绿色,推断Fe与S反应生成了价铁的化合物
【答案】C
【解析】A项,用灼热的玻璃棒引发反应后,不需要持续加热,红热持续蔓延说明反应放热,A错误;B.刺激性气味应为S与O2反应生成SO2,而非SO3,B错误;C.黑色固体溶于盐酸产生臭鸡蛋气味气体为H2S气体,该黑色固体为FeS,说明Fe与S反应生成FeS,C正确;D.该“黑色固体”中含有FeS和过量的Fe,二者与盐酸反应均可生成FeCl2使溶液呈浅绿色,因此不能仅根据溶液呈浅绿色就推断是Fe与S反应生成了+2价铁的化合物,D错误;故选C。
【变式1-3】(2025·浙江省杭州市拱墅区高一期末)如图是硫元素在自然界中的循环示意图,下列有关说法不正确的是( )
A.硫元素在自然界中既有游离态又有化合态
B.过程⑤可在土壤的缺氧区实现
C.循环过程中硫元素只被还原
D.若生物体有机硫中硫元素为-2价,则过程③中SO42-发生的是还原反应
【答案】C
【解析】A.硫元素在自然界中有游离态和化合态,两种存在形态,A正确;B.在缺氧的条件下可实现过程⑤的转化,B正确;C.①、②中硫元素均被氧化,C错误;D.若生物体有机硫中硫元素为-2价,SO42-中S为+6价,过程③中S的化合价降低,发生还原反应,D正确。故选C。
题型02 SO2的制备
1.原理:Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O
2.实验装置
3.净化:用浓硫酸或无水氯化钙除水蒸气
4.收集
(1)排液法:排饱和NaHSO3溶液法,导气管长进短出
(2)排气法:向上排空气法,导气管长进短出
5.检验:通入品红溶液,品红褪色,加热又变红
6.尾气:注意防倒吸
(1)酸性气体:一般用NaOH溶液吸收
(2)还原性气体:一般用酸性高锰酸钾溶液吸收
【典例2】下图为某学习小组设计制取SO2并验证其部分性质的实验装置,下列叙述正确的是( )
A.石蕊溶液变蓝
B.氯水褪色说明SO2具有漂白性
C.盛装H2SO4的仪器名称为长颈漏斗
D.NaOH溶液的主要作用是吸收SO2,防止污染环境
【答案】D
【解析】A项,SO2溶于水显酸性,故石蕊溶液变红色,A错误;B项,氯水褪色是由于发生了反应:SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,反应中SO2作还原剂,故说明SO2具有还原性而不是漂白性,B错误;C项,由实验装置图可知,盛装H2SO4的仪器名称为分液漏斗,C错误;D项,由于SO2有毒,不能直接排放,故NaOH溶液的主要作用是吸收SO2,防止污染环境,D正确;故选D。
【变式2-1】下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取SO2 B.用装置乙验证SO2的漂白性
C.用装置丙收集SO2 D.用装置丁处理实验中的尾气
【答案】C
【解析】A项,铜与浓硫酸需要加热才能反应制得SO2,故用装置甲制取不了SO2,A不合题意;B项,SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色体现其还原性而不是漂白性,即用装置乙验证不了SO2的漂白性,B不合题意;C项,SO2的密度大于空气,不与空气反应,需要向上排空气法收集,即能够用装置丙收集SO2,C符合题意;D项,SO2与饱和亚硫酸氢钠溶液不反应,故不能用装置丁处理实验中的尾气,D不合题意;故选C。
【变式2-2】
下列关于的实验,能达到实验目的的是( )
A.制取SO2
B.验证漂白性
C.收集SO2
D.尾气处理
【答案】B
【解析】A项,铜和浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫,和稀硫酸不反应,A错误;B项,二氧化硫通入品红溶液中,溶液褪色,说明二氧化硫具有漂白性,B正确;C项,二氧化硫密度大于空气,应该用向上排空气法收集,即长口进,短口出,C错误; D项,应该用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫,亚硫酸氢钠溶液不能吸收二氧化硫,D错误;故选B。
【变式2-3】某学习小组设计制取SO2并验证其部分性质的实验装置图如图(夹持装置省略),下列叙述正确的是( )
A.取反应后D中溶液少许,滴加品红溶液,红色褪去,就能说明SO2具有漂白性
B.A装置中比较理想的反应物质是Na2SO3固体和质量分数为10%的硫酸
C.B装置溶液变红色,说明SO2是酸性氧化物;C装置产生白色沉淀的原因为BaCl2+SO2+H2OBaSO3↓+2HCl
D.关闭弹簧夹a,打开弹簧夹b,用酒精灯在三颈烧瓶下微热,若能观察到B装置中长导管口有明显气泡产生,冷却后长导管中出现一段水柱,就能判断该装置A、B部分气密性良好
【答案】D
【解析】氯水中存在次氯酸,次氯酸具有漂白性,也可以使品红溶液褪色,不能确定一定为二氧化硫的漂白性,A错误;二氧化硫易溶于水,比较理想的反应物是亚硫酸钠固体和浓硫酸,B错误;C装置中产生的白色沉淀为BaSO4,C错误;检验装置中A、B两部分的气密性,进行的操作:关闭弹簧夹a,打开弹簧夹b,用酒精灯在三颈烧瓶下微热,观察到B装置中长导管口有明显气泡产生,冷却后长导管中出现一段水柱,说明该装置A、B部分气密性良好,D正确。
题型03 SO2的性质探究
1.物理性质
颜色
气味
状态
密度
毒性
水溶性
无色
刺激性
气态
比空气大
有毒
易溶于水(1:40)
2.化学性质
分别从物质类别(酸性氧化物)及化合价的角度认识化学性质:
(1)具有酸性氧化物的性质
①与H2O反应的化学方程式为: SO2+H2OH2SO3
②与碱(如NaOH)反应的化学方程式为: SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
(2)还原性
SO2在一定条件下与O2反应的化学方程式为:2SO2+O22SO3,生成的SO3也是酸性氧化物,与H2O
反应的化学方程式为: SO3+H2O===H2SO4
(3)氧化性 SO2与H2S反应的化学方程式为: SO2+2H2S===3S+2H2O
(4)漂白性(暂时性漂白)
①SO2通入品红溶液中,品红溶液褪色,加热时,溶液又变红色。
②SO2的漂白原理:SO2与某些有色物质生成不稳定的无色物质。这些无色物质容易分解又使有色物质恢复原来的颜色。
③应用:SO2在工业上应用于漂白纸浆、毛、丝等;此外SO2可用于杀菌消毒 ,还是一种食品添加剂。
【归纳总结】
常见漂白剂的漂白原理
SO2
HClO、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
【典例3】(2026·浙江义乌中学高一期中)双碱法脱除烟气中SO2的过程如图所示。下列说法中正确的是( )
A.总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O
B.过程Ⅰ中,SO2是还原剂
C.过程Ⅱ中,Na2SO3表现氧化性
D.脱除SO2的过程中,没有可循环利用的物质
【答案】A
【解析】A项,根据反应历程图,总反应为二氧化硫和氢氧化钙、氧气反应生成硫酸钙,化学方程式为2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O,故A正确;B项,过程Ⅰ中,二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,元素化合价不变,没有发生氧化还原反应,故B错误;C项,过程Ⅱ中,Na2SO3中S元素化合价升高,Na2SO3作还原剂,表现还原性,故C错误;D项,脱除SO2的过程中,NaOH可循环利用,故D错误;选A。
【变式3-1】(2025·浙江省杭州市钱塘区高一期末)将SO2气体通入BaCl2溶液无明显现象,然后再通入X气体或加入X溶液,有白色沉淀Y生成,并且白色沉淀Y能够溶于稀盐酸中,则X可以是( )
A.CO2 B.Cl2 C.NH3·H2O D.H2O2
【答案】C
【解析】A项,CO2与二氧化硫以及氯化钡等均不反应,通入后无明显变化,A错误;B项,Cl2和SO2能反应生成硫酸,反应原理为:SO2+ Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,进而生成硫酸钡沉淀,硫酸钡沉淀不溶于稀盐酸中,B错误;C项,NH3与SO2在溶液中反应生成亚硫酸铵,进而生成亚硫酸钡沉淀,亚硫酸钡沉淀能溶于稀盐酸,C正确;D项,H2O2能把SO2生成的亚硫酸根氧化为硫酸根,进而生成硫酸钡沉淀,硫酸钡沉淀不溶于稀盐酸中,D错误;故选C。
【变式3-2】取少量SO2水溶液,进行水溶液性质探究。下列实验方案不能达到实验目的的是( )
选项
探究性质
实验方案
A
氧化性
滴加几滴盐酸酸化的BaCl2溶液,再滴加的H2O2溶液,振荡,观察实验现象
B
还原性
滴加几滴酸性KMnO4溶液,振荡,观察溶液颜色的变化
C
酸性
滴加紫色石蕊溶液,观察溶液颜色变化
D
漂白性
滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,观察溶液颜色变化
【答案】A
【解析】A项,SO2与BaCl2反应产生BaSO3白色沉淀,滴加H2O2溶液后,BaSO3转化为BaSO4白色沉淀,观察实验现象不能体现SO2的氧化性,故A错误;B项,SO2与酸性KMnO4发生氧化还原反应SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4,酸性高锰酸钾溶液褪色,体现SO2具有还原性,故B正确;C项,SO2与水反应生成H2SO3,紫色石蕊溶液变红,体现了SO2是酸性气体,故C正确;D项,SO2可以使品红溶液褪色,加热后溶液褪色,体现了SO2具有漂白性,故D说法正确;故选A。
【变式3-3】(2026·浙江金华高一期末)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如下流程脱除或利用(流程中所加试剂均过量)。
(1)黄铁矿是常见的含硫矿物,其化学式是___________。
(2)下列说法正确的是___________。
A.溶液C可循环使用
B.SO2有毒,不可用作食品添加剂
C.途径Ⅱ发生的离子方程式是
D.在过量氧气作用下可实现废气中的二氧化硫完全转化为三氧化硫
(3)途径Ⅰ在富氧高温环境中反应的化学方程式为___________。
(4)设计实验检验溶液B中的金属阳离子___________。
【答案】(1)FeS2
(2)AC
(3) 2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2
(4)取少量溶液于试管中,加入硫氰化钾溶液,溶液变为红色,证明存在Fe3+;另取少量溶液,加入少量酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,证明有Fe2+(合理即可)
【解析】煅烧含硫矿物产生的SO2通过途径Ⅰ与CaCO3反应并进一步氧化为CaSO4,通过途径Ⅱ与Fe2(SO4)3酸性溶液发生反应:Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4,溶液B含FeSO4、Fe2(SO4)3和H2SO4,通入空气后FeSO4被氧化为Fe2(SO4)3,所以溶液C的溶质为Fe2(SO4)3和H2SO4。
(1)黄铁矿主要成分的化学式为FeS2;
(2)A项,溶液C的溶质为Fe2(SO4)3和H2SO4,可回到途径Ⅱ进行循环利用,A正确;B项,SO2有毒,但少量的SO2可用作防腐剂、抗氧化剂等食品添加剂(如葡萄酒中添加少量SO2作抗氧化剂),B错误;C项,由分析可知,途径Ⅱ发生的反应为Fe3+将SO2氧化为SO42-,自身被还原为Fe2+,离子方程式是2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++4H++SO42-,C正确;D项,SO2与O2的反应是可逆反应,即使O2过量,也不能实现废气中的SO2完全转化为SO3,D错误;故选AC;
(3)途径Ⅰ在富氧高温环境中,SO2与CaCO3、O2反应生成CaSO4和CO2,反应的化学方程式为2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2;
(4)溶液B中的金属阳离子有Fe3+和Fe2+,分别检验Fe3+和Fe2+的实验方法为:取少量溶液于试管中,加入硫氰化钾溶液,溶液变为红色,证明存在Fe3+;另取少量溶液,加入少量酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,证明有Fe2+(合理即可)。
题型04 SO2的检验与鉴别
SO2和CO2混合气体的鉴别
原理
现象及结论
闻气味
有刺激性气味的是SO2
SO2的漂白性
用品红溶液,SO2能使品红溶液褪色,加热颜色复原。不能使品红褪色的是CO2
SO2的氧化性
用氢硫酸,出现浑浊的是SO2,无明显现象的是CO2
利用SO2
的还原性
用高锰酸钾溶液,褪色的是SO2,无明显现象的是CO2
用溴水,橙色褪去的是SO2,无明显变化的是CO2
用硝酸钡溶液,产生白色沉淀的是SO2,无明显变化的是CO2
用FeCl3溶液,使棕黄色变浅的为SO2,反之为CO2
①二氧化碳、二氧化硫都是酸性气体,都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红;所以不能用湿润的蓝色石蕊试纸鉴别;②SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都可以消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。
【易错警示】
(1)二氧化硫能使品红溶液褪色体现漂白性。
(2)二氧化硫使溴水、氯水及酸性高锰酸钾溶液褪色体现还原性。
(3)二氧化硫使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色体现其酸性氧化物的性质,说明其水溶液呈酸性。
【典例4】(2024·浙江省台州中学高一月考)检验CO2中是否混有SO2气体,可采用的方法是( )
A.先通过NaOH溶液,再通过品红溶液,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,则说明有SO2气体
D.通过酸性KMnO4溶液,若溶液褪色,则说明混有SO2气体
【答案】D
【解析】SO2和CO2通过NaOH溶液均发生反应:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,再通过品红溶液不能检测到SO2,A错误;SO2和CO2通过澄清石灰水都会产生白色沉淀,B错误;SO2和CO2通过NaOH溶液都可能被吸收完全,也可能均过量,再通过澄清石灰水,若变浑浊,也不能确定混有SO2,C错误;因为CO2不能使酸性KMnO4溶液褪色,SO2具有还原性,通过酸性KMnO4溶液,溶液褪色,则说明混有SO2气体,D正确。
【变式4-1】(2025·浙江杭州高一期末)下列物质中,不能用于鉴别二氧化硫和二氧化碳的是( )
A.Ba(NO3)2溶液 B.澄清石灰水 C.酸性KMnO4溶液 D.品红
【答案】B
【解析】SO2和Ba(NO3)2溶液反应生成白色BaSO4沉淀,CO2和Ba(NO3)2溶液不反应,现象不同,可以鉴别,A项不符合题意;SO2、CO2都能和Ca(OH)2溶液反应生成白色沉淀,现象相同,不能鉴别,B项符合题意;SO2能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,CO2和酸性高锰酸钾溶液不反应,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,可以鉴别;C项不符合题意;SO2能使品红溶液褪色,CO2不能使品红溶液褪色,现象不同,可以鉴别,D项不符合题意。
【变式4-2】要检验二氧化硫气体中是否含有二氧化碳,可采用的方法是( )
A.将气体样品通过澄清石灰水
B.将气体样品通过品红溶液
C.将气体样品先通过酸性高锰酸钾溶液,再通过澄清石灰水
D.将气体样品先通过小苏打溶液,再通过澄清石灰水
【答案】C
【解析】A项,二氧化碳、二氧化硫均可以和氢氧化钙反应,A不符合题意;B项,二氧化硫能使品红褪色、二氧化碳不可以,不能检验二氧化碳,B不符合题意;C项,检验CO2要防止SO2的干扰,故先用KMnO4溶液将SO2氧化成硫酸根离子,再通过澄清石灰水检验CO2,C符合题意;D项,二氧化硫和碳酸氢钠生成二氧化碳,干扰二氧化碳的检验,D不符合题意。故选C。
【变式4-3】检验SO2气体中是否混有CO2气体,可采用的方法是( )
A.通过品红溶液 B.先通过足量酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
C.通过澄清石灰水 D.先通过溶液,再通过澄清石灰水
【答案】B
【解析】A项,品红溶液用于检测SO2的存在,无法判断是否含有CO2,A不符合题意;B项,足量酸性KMnO4溶液可完全吸收SO2,剩余气体若使澄清石灰水变浑浊,则证明含CO2,B正确;C项,SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊,无法区分,C错误;D项,NaOH溶液会同时吸收SO2和CO2,导致无法检测CO2,D错误;故选B。
题型05 硫酸的性质
1.硫酸的物理性质
(1)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。
(2)溶解性:浓硫酸与水以任意比互溶,溶解时可放出大量热。
(3)稀释方法:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中并不断搅拌。
2.稀硫酸具有酸的通性
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、Al)反应:Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ ;2Al + 3H2SO4 ==Al2(SO4)3 + 3H2↑
(3)与碱(如NaOH、Ba(OH)2)反应:2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O;Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O;
(4)与碱性氧化物(如CuO、MgO)反应:CuO +H2SO4 == CuSO4 +H2O;MgO+2H+===Mg2++H2O;
(5)与某些盐(如BaCl2、Na2SO3)反应:BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+ 2HCl;SO+2H+===H2O+SO2↑;
3.浓硫酸的三大特性:
(1)吸水性
浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水,故常用作干燥剂。
(2)脱水性
浓硫酸能按水的组成比脱去蔗糖、纸张、棉布、木材等有机物中的氢和氧。
(3)强氧化性
①与金属的反应:除金、铂以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用。
浓硫酸与铜反应:2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O
②与非金属的反应
浓硫酸与木炭反应:2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2+2H2O
注意:金属铝和铁常温下遇到浓硫酸会发生钝化(表面生成一层致密的氧化膜)。
4.实验探究浓硫酸与铜反应
实验装置
实验原理
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
实验用品
浓硫酸、铜丝、品红溶液、氢氧化钠溶液、石蕊溶液、水;烧杯、试管、橡胶塞、酒精灯、铁架台、棉花。
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。
5.硫酸的用途
(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。
【易错警示】
1.吸水性与脱水性的区别
(1)浓硫酸吸水是把物质本身中含有的自由H2O分子或结晶水吸收。
(2)浓硫酸脱水是把本身不含水的有机物中的氢元素和氧元素按原子个数比2∶1的形式脱去,如向蔗糖中加入浓硫酸时,蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状黑色固体C,C被浓硫酸氧化放出有刺激性气味的气体,C12H22O1112C+11H2O,C+2H2SO4(浓) CO2↑+2H2O+2SO2↑, 体现了浓硫酸具有脱水性、强氧化性。
(3)二者的本质区别是物质中有没有现成的水分子。
(4)利用浓硫酸的吸水性,常用浓硫酸作干燥剂,浓硫酸可以干燥H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4等气体,但是它不能用来干燥碱性气体(如NH3)和强还原性气体(如HBr、HI、H2S)。
(5)在浓硫酸作用下,结晶水合物失去结晶水属于浓硫酸的吸水性。
2.由“量变”引起的“质变”: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而不是SO2。
【典例5】(2026·浙江温州高一期末)硫酸是一种重要化工原料,广泛用于制造肥料、药物、洗涤剂等。下图为探究Cu和浓硫酸的反应并检验气体性质的实验。
(1)浸有NaOH溶液棉团的作用是___________。
(2)通过②中的现象变化说明了SO2具有___________性;③中溶液的现象为___________。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是___________。
【答案】(1)吸收尾气SO2
(2) 漂白 由紫变红
(3) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
【解析】装置①是Cu与浓硫酸反应的发生装置,生成的SO2气体需要依次通过装置②(品红溶液)和装置③(紫色石蕊溶液)进行性质检验,最后用NaOH溶液吸收尾气。
(1)SO2是一种有毒气体,直接排放会污染环境,装置末端浸有NaOH溶液的棉团可以吸收未反应的SO2,防止其逸出污染空气。
(2)装置②中盛有品红溶液,SO2具有漂白性,能够使品红溶液褪色,这说明SO2具有漂白性;装置③中盛有紫色石蕊溶液,SO2溶于水后生成H23,溶液呈酸性,会使紫色石蕊溶液变红。
(3)Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成CuSO4、SO2和H2O,化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
【变式5-1】(2025·浙江省西湖区高一期末)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,下列分析不正确的是( )
A.a处变蓝,说明SO2是酸性氧化物 B.b处褪色,说明SO2具有漂白性
C.c处褪色,说明SO2具有还原性 D.试管底部可能会出现白色固体
【答案】A
【解析】铜和浓硫酸在加热条件下发生反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,生成的SO2是酸性氧化物,且具有漂白性和还原性,SO2会污染空气不能直接排向空气。A.紫色石蕊试液遇酸变为红色,故a处的紫色石蕊溶液变红,原因是SO2溶于水生成了酸,说明SO2是酸性氧化物,A错误;B.b处品红溶液褪色,说明SO2具有漂白性,B正确;C.c处酸性高锰酸钾溶液褪色,原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应,体现出SO2的还原性,C正确;D.浓硫酸具有吸水性,将反应生成的H2O吸收,导致试管底部出现无水CuSO4白色固体,D正确;故选A。
【变式5-2】(2026·浙江嘉兴高一期末)为检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应的产物,某同学设计了如下图所示的实验。
(1)盛装木炭粉的仪器名称是_________。
(2)写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式:_________。
(3)装置A中的现象是_________。
(4)装置C中应盛装_________;其作用为_________。
【答案】(1)圆底烧瓶
(2) C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
(3)固体由白色(CuSO4)变为蓝色(CuSO4·5H2O)
(4) 酸性高锰酸钾溶液 吸收SO2,防止干扰CO2的检验
【解析】浓硫酸和木炭粉在加热条件下生成二氧化硫、二氧化碳和水,无水硫酸铜可以检验生成的水,品红溶液可以检验生成的二氧化硫气体,酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫,澄清石灰水可以检验生成的二氧化碳气体。
(1)盛装木炭粉的仪器是圆底烧瓶。
(2)浓硫酸与木炭粉在加热条件下生成二氧化碳、二氧化硫、水,方程式为:C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(3)无水硫酸铜遇到水变为蓝色,装置A中出现白色固体变蓝色的现象。
(4)二氧化硫与二氧化碳均能与石灰水反应产生白色沉淀,二氧化硫具有还原性,可以和酸性高锰酸钾溶液反应,所以C装置的药品是酸性高锰酸钾,作用是吸收二氧化硫,并检验二氧化硫是否吸收完全,防止其对二氧化碳气体与石灰水反应产生影响。
【变式5-3】(2026·浙江衢州高一期末)某实验小组为探究SO2的性质设计了如下实验装置,请回答:
(1)写出装置A中发生反应的化学方程式___________。
(2)装置B用于检验SO2的漂白性,其中的试剂是___________。
(3)装置C用于验证SO2的___________性(填“氧化”或“还原”)。
(4)装置D中的现象是___________。
(5)实验室用70%的硫酸和Na2SO3固体反应制备SO2,而不用稀硫酸或98%的浓硫酸,原因是___________。
【答案】(1) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)品红
(3)还原
(4)有淡黄色或乳白色沉淀生成
(5)硫酸浓度过低,SO2易溶于水,难以获得;该反应是离子反应,硫酸浓度过高,H+浓度小,反应难以进行
【解析】A中浓硫酸和铜在加热条件下反应生成SO2,装置B中品红用于检验SO2的漂白性,C中溴水具有强氧化性,能够氧化二氧化硫,则试管C中溴水褪色;二氧化硫和硫化氢能发生归中反应得到硫,则试管D中溶液变浑浊;试管E为NaOH溶液,用于吸收二氧化硫,防止污染环境。
(1)装置A中浓硫酸与铜在加热条件下生成硫酸铜,二氧化硫和水,发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)二氧化硫可以使品红溶液褪色,常用品红溶液检验SO2的漂白性,装置B中的试剂是品红;
(3)装置C中发生反应Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr,该反应中二氧化硫作还原剂,装置C用于验证SO2的还原性;
(4)装置D中发生反应SO2+2H2S=3S↓ +2H2O,装置D中实验现象为有淡黄色或乳白色沉淀生成;
(5)所用硫酸为70%浓硫酸,不用稀硫酸的原因是:硫酸浓度过低,SO2易溶于水,难以获得;该反应是离子反应,硫酸浓度过高,H+,反应难以进行。
题型06 硫酸的制备
1.流程:
2.原理:(写出化学方程式)
(1)制气:燃烧硫黄: S+O2SO2
煅烧黄铁矿: 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
(2)氧化:2SO2+O22SO3
(3)吸收: SO3+H2O==H2SO4
【易错警示】
由于三氧化硫与水反应放出大量的热,且水的沸点较低,用水吸收三氧化硫容易形成酸雾,从而影响吸收效率,所以通常用98.3%的浓硫酸吸收。
【典例6】(2025·浙江学业考试模拟测试)硫酸是重要的化工原料,可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。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。
下面说法正确的是( )
A.该流程涉及氧化还原反应
B.最后一步中,可以用水代替98.3%的浓硫酸
C.反应所得的浓硫酸需保存在橡胶塞的细口瓶中
D.在第一步反应中,有少量SO3生成
【答案】A
【解析】该工业制备硫酸的流程分为三步:第一步,硫黄或黄铁矿在空气中燃烧生成SO2;第二步,SO2在400~500℃、V2O5催化下与氧气反应生成SO3;第三步,用98.3%的浓硫酸吸收SO3得到高浓度硫酸。A项,流程中硫黄或黄铁矿燃烧生成SO2、SO2催化氧化生成SO3的反应均有元素化合价变化,属于氧化还原反应,A正确;B项,SO3与水反应会产生大量热,形成酸雾,吸收效率极低,而98.3%的浓硫酸能高效吸收SO3,因此不能用水代替,B错误; C项,浓硫酸具有强氧化性和腐蚀性,会腐蚀橡胶塞,因此需保存在带玻璃塞的细口瓶中,C错误;D项,SO2生成SO3需要催化剂和较高温度,第一步燃烧过程中温度和条件均不满足,该条件下SO3产率极低,可忽略不计,D错误;故选A。
【变式6-1】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2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
C.吸收塔中不用水吸收SO3的原因是SO3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项,沸腾炉的进料口a加黄铁矿,进料口b通空气,故A错误;B项,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2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),故B正确;C项,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项,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。
【变式6-2】(2026·浙江省强基联盟高三联考一模)工业上以黄铁矿为原料生产H2SO4和Na2S2O5的流程图如下:
下列说法正确的是( )
A.“煅烧”时发生的反应为4FeS2+15O22Fe2O3+8SO3
B.“吸收1”时试剂可选用水或稀硫酸
C.“吸收2”时为提高吸收效果,NaOH溶液应适当过量
D.“加热”时发生的化学反应方程式为:2NaHSO2Na2S2O5+H2O
【答案】D
【解析】黄铁矿在高温下与氧气煅烧反应,生成二氧化硫和氧化铁,煅烧产生的SO2被氧化成三氧化硫,SO3被吸收生成硫酸,工业上通常使用98.3%的浓硫酸作为吸收剂,一部分SO2被氢氧化钠溶液吸收,生成NaHSO3,亚硫酸氢钠加热分解生成Na2S2O5和水。A项,黄铁矿“煅烧”时,FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2,而非SO3,正确反应为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,A错误;B项,“吸收1”是吸收SO3生成H2SO4,用水或稀硫酸吸收SO3会形成酸雾,吸收效率低,工业上用98.3%浓硫酸吸收,B错误;C项,“吸收2”需生成NaHSO3(加热后得Na2S2O5),若NaOH过量,SO2与NaOH反应生成Na2SO3,无法得到NaHSO3,C错误;D项,NaHSO3加热分解生成Na2S2O5和H2O,反应方程式为2NaHSO2Na2S2O5+H2O,D正确;故选D。
【变式6-3】(2025·浙江省温州市高一期末)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) 2SO2+O22SO3
(4)BC
【解析】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。
(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:SO2+ Fe2(SO4)3+2H2O=2 FeSO4+H2SO4,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2SO2+O22SO3;
(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SO2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SO3制取H2SO4,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。
题型07 SO42-的检验
1.检验SO的正确操作及解释
(1)原理:利用Ba2++SO===BaSO4↓(白色),BaSO4不溶于稀盐酸、稀硝酸的特性来检验硫酸根离子。
(2)试剂:可溶性钡盐(BaCl2)、稀盐酸。
(3)操作方法:待检验溶液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)
(4)排除干扰
①Ag+干扰:用盐酸酸化可排除Ag+的干扰。
②CO、SO、PO43-干扰:BaCO3,、BaSO3、Ba3(PO4)2都是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀不同的是,这些沉淀可溶于强酸中,因此检验SO时,必须先用稀盐酸酸化。
2.SO检验的应用——粗盐提纯
(1)若除去粗盐中杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2),将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表:
杂质
加入的试剂
离子方程式
硫酸盐
氯化钡溶液
Ba2++SO===BaSO4↓
CaCl2
碳酸钠溶液
Ca2++CO===CaCO3↓
MgCl2
烧碱溶液
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
(2)试剂加入的顺序
原则:Na2CO3溶液加入顺序在BaCl2溶液之后;加入盐酸在过滤之后。通常顺序可以为
①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸;
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸;
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。
【易错警示】
(1)误将Ag+、Pb2+判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO,而含Ag+或Pb2+时也会产生同样的现象:Ag++Cl-===AgCl↓(白色),Pb2++2Cl-===PbCl2↓(白色)。
(2)误将SO判断成SO。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性环境中具有强氧化性,发生反应:Ba2++SO===BaSO3↓(白色),3BaSO3+2H++2NO===3BaSO4(白色)+2NO↑+H2O。
【典例7】某溶液中可能含有K+、SO32-、SO42-,检验该溶液中存在SO42-的合理方法是( )
A.取适量该溶液,先加入过量的稀盐酸,再加入氯化钡溶液
B.取适量该溶液,先加入过量的稀硝酸,再加入氯化钡溶液
C.取适量该溶液,先加入过量的硝酸钡溶液,再加入稀硝酸
D.取适量该溶液,先加入过量的硝酸钡溶液,再加入稀盐酸
【答案】B
【解析】先加入稀盐酸,没有产生沉淀,排除SO32-的干扰,再加氯化钡溶液,产生白色沉淀,证明有SO42-存在,A项符合题意;先加入过量的稀硝酸会将SO32-氧化为SO42-,再加氯化钡溶液,产生BaSO4沉淀,无法确定原溶液中是否含有SO42-,B项不符合题意;先加入过量的硝酸钡溶液,会产生硫酸钡和亚硫酸钡,再加入稀硝酸,亚硫酸钡会被氧化生成硫酸钡,会干扰硫酸根离子的检验,C项不符合题意;先加入过量的硝酸钡溶液,会产生硫酸钡和亚硫酸钡,再加入盐酸,亚硫酸钡会被氧化生成硫酸钡,会干扰硫酸根离子的检验,D项不符合题意。
【变式7-1】下列说法正确的是( )。
A.浓H2SO4滴在湿润的蓝色石蕊试纸上,试纸先变红,然后褪色,最后变黑,说明浓H2SO4具有酸性、氧化性和吸水性
B.样品无明显现象出现白色沉淀,说明样品中含SO42-
C.常温下浓H2SO4能用铁质容器盛装,说明浓H2SO4与Fe不反应
D.样品得到使澄清石灰水变浑浊的气体,说明样品中含SO32-或HSO3-
【答案】B
【解析】最后变黑为炭化过程,说明浓H2SO4具有脱水性,而不是吸水性,A项错误;样品中加入盐酸,无明显现象,排除Ag+、CO32-、SO32-的干扰,再加入氯化钡溶液,出现的白色沉淀为不溶于盐酸的BaSO4,说明样品中含SO42-,B项正确;常温下浓H2SO4能用铁质容器盛装,是因为常温下铁遇浓硫酸会钝化,C项错误;样品中加入盐酸得到使澄清石灰水变浑浊的气体,样品中也可能含CO32-或HCO3-,D项错误。
【变式7-2】已知:酸性条件下NO3-可以将SO32-氧化为SO42-,则下列检验某溶液中是否含有SO42-的方法中正确的是( )
A.向该溶液中加入酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明溶液中一定有SO42-
B.向该溶液中加入BaCl2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO42-
C.向该溶液中加入足量盐酸,无现象,再加入BaCl2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO42-
D.向该溶液中加入BaCl2溶液出现白色沉淀,再加入盐酸白色沉淀不溶解,说明该溶液中一定有SO42-
【答案】C
【解析】A项,向该溶液中加入酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,若溶液中含有亚硫酸根离子也会和硝酸根离子、钡离子生成硫酸钡沉淀,不说明溶液中一定有SO42-,A不符合题意;B项,向该溶液中加入BaCl2溶液出现白色沉淀,也可能生成的是氯化银沉淀,B不符合题意;C项,向该溶液中加入足量盐酸,无现象说明溶液中不存在银离子、碳酸根离子等离子干扰;再加入BaCl2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有硫酸根离子,C符合题意;D项,向该溶液中加入BaCl2溶液出现白色沉淀,再加入盐酸白色沉淀不溶解,也可能生成的是不溶于酸的氯化银沉淀,D不符合题意;故选C。
【变式7-3】有一瓶Na2SO3溶液,可能部分被氧化,某同学进行如下实验:取少量溶液,滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,白色沉淀不溶解。对此实验的下列叙述正确的是( )
A.实验证实Na2SO3已部分氧化
B.实验中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4
C.实验中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D.此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
【答案】D
【解析】Na2SO3溶液可能部分被氧化变质,则滴入Ba(NO3)2溶液,生成的白色沉淀一定有亚硫酸钡,可能有硫酸钡,加入足量稀硝酸后,亚硫酸钡被氧化成硫酸钡,即此时的白色沉淀是硫酸钡。
题型08 硫及其化合物间的相互转化
1.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
2.构建硫及其化合物转化网络
3.掌握硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的
如:
写出②、③、④反应的化学方程式:
②H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O;
③Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑;
④SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3。
(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,可用下图表示
注意:(1)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。
(2)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2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。
【归纳总结】
不同价态含硫物质的价类二维图:
①2H2S+SO2===3S+2H2O
②S+O2SO2
③2SO2+O22SO3
④SO2+H2OH2SO3
⑤SO3+H2O===H2SO4
⑥H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
【典例8】(2026·浙江湖州高一期末)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质化学性质的两个重要角度。下图为硫及其部分常见化合物的价类二维图。下列推断正确的是( )
A.b在纯氧中点燃可生成d
B.酸雨久置可发生e到f的转化
C.将c通入紫色石蕊溶液,石蕊溶液褪色
D.a与c反应可生成b,其中氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:2
【答案】B
【解析】根据价类二维图,a为氢化物,硫元素为-2价,故为H2S;b为单质,硫元素为0价,故为S;c为氧化物,硫元素为+4价,故为SO2;d为氧化物,硫元素为+6价,故为SO3;e为酸,硫元素为+4价,故为H2SO3;f为酸,硫元素为+6价,故为H2SO4;g为盐,硫元素为+4价,故为亚硫酸。A项,b为S,在纯氧中点燃生成SO2(c),而非SO3(d),A不符合题意;B项,酸雨的主要成分为H2SO3(e),久置时被空气中的O2氧化为H2SO4(f),反应为:2 H2SO3+O2=2 H2SO4,可发生e到f的转化,B符合题意;C项,c为SO2,通入紫色石蕊溶液,与水反应生成H2SO3,使溶液变红,但SO2不能漂白指示剂,溶液不会褪色,C不符合题意;D项,a为H2S,c为SO2,二者反应生成S(b)和H2O,反应为:2H2S+SO2=3S↓+2H2O。H2S中S从-2价升至0价,为氧化产物,SO2中S从+4价降至0价,为还原产物,氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1,而非1:2,D不符合题意;故选B。
【变式8-1】(2026·浙江杭州高一期末)硫元素常见化合价及其物质类别关系如下图。下列说法不正确的是( )
A.X是H2S B.Y只具有氧化性
C.X与Y反应生成硫和水 D.Z的浓溶液具有很强的吸水性和脱水性
【答案】B
【解析】由硫元素常见化合价及其物质类别关系图可知,X为H2S、Y为SO2、Z为H2SO4。A项,由分析可知,X是H2S,故A正确;B项,Y为氧化物,其中硫元素化合价为+4价,则Y为SO2,+4价属于硫元素化合价的中间价态,在一些反应中既可以升高又可以降低,故SO2既有氧化性又有还原性,故B错误;C项,X为H2S,Y为SO2,二者能发生归中反应:2H2S+SO2=3S↓+2H2O,故C正确;D项,Z的浓溶液浓硫酸具有很强的吸水性和脱水性,故D正确;答案选B。
【变式8-2】(2025·浙江省西湖区高一期末)用FeSO4溶液、空气除去烟气中的SO2,主要物质的转化如下图。
下列说法正确的是( )
A.过程I中,氧化产物是SO42-
B.转化过程需补充Fe2+
C.SO2最终转化成SO42-
D.过程II中,发生反应的离子方程式为:Fe3++SO2+2H2O=Fe2++SO42-+4H+
【答案】C
【解析】由图知,过程Ⅰ为SO2、O2和Fe2+反应生成Fe3+和硫酸根,反应原理为2Fe2++SO2+O2=2Fe3++SO42-,过程Ⅱ为Fe3+将SO2氧化为SO42-,反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+。A.过程I中,硫元素和铁元素化合价均上升,氧化产物是SO42-、Fe3+,A错误;B.Fe2+先消耗,后生成,是整个流程的催化剂,不需要补充,B错误;C.由分析知,经过过程Ⅰ、ⅡSO2最终被氧化成SO42-,C正确;D.电荷不守恒,过程Ⅱ离子方程式为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,D错误;故选C。
【变式8-3】(2025·浙江省杭州市下城区高一期末)铁盐与亚铁盐在工业生产和生活中具有重要应用。硫酸亚铁溶液可用于脱除烟气中的二氧化硫等有害气体。FeSO4溶液催化脱除烟气中SO2的反应原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.“反应Ⅰ”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为4∶1
B.“反应Ⅱ”的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
C.反应一段时间后,溶液中c(H2SO4)保持不变
D.反应每脱除11.2LSO2转移电子的物质的量为
【答案】B
【解析】A.“反应I”中O2为氧化剂,FeSO4为还原剂,根据氧化还原反应中电子守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:4,A错误;B.“反应Ⅱ”中Fe2(SO4)3为氧化剂,SO2作还原剂,反应的离子方程式为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,B正确;C.根据图示可知:总反应方程式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,反应消耗水生成H2SO4,导致溶液中c(H2SO4)增大,C错误;D.温度和压强未知,气体摩尔体积未知,无法计算11.2LSO2的物质的量,无法计算转移电子的物质的量,D错误;故选B。
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第一节 硫及其化合物
题型01 硫单质的性质
题型02 SO2的制备
题型03 SO2的性质探究
题型04 SO2的检验与鉴别
题型05 硫酸的性质
题型06 硫酸的制备
题型07 SO42-的检验
题型08 硫及其化合物间的相互转化
题型01 硫单质的性质
1.硫元素的原子结构
硫元素位置
原子结构示意图
非金属性
主要化合价
第______周期、第______族
比氯、氧______
____________
2.物理性质
颜色
状态
质地
溶解性
熔沸点
密度
______
晶体
质脆,易研成粉末
______溶于水,______溶于酒精,易溶于______
______
______
3.化学性质
化合价角度认识:
(1)与非金属反应 S+O2SO2 表现______性,S+H2H2S,表现______性
(2)与金属反应 S+FeFeS ,S+2CuCu2S 表现______性
(3)与热的强碱溶液反应(如NaOH溶液):
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O,既表现______性,又表现______性。
应用:汞洒落在地面,一般会用______来处理,原理是_______________________________________。
【易错警示】
硫与氧气反应时,无论是在空气中燃烧还是在纯氧中燃烧、无论是氧气过量还是硫过量其产物都是SO2,不会生成SO3。
【典例1】(2026·浙江A9协作体高一期中)常温下单质硫主要以S8形式存在。加热时,S8会转化为S6、S4、S2等。当温度达到750℃时,硫蒸气主要以S2形式存在。下列说法不正确的是( )
A.S8转化为S6、S4、S2属于化学变化
B.S4的摩尔质量为128g·mol-1
C.S2、S4、S6、S8都是硫元素形成的单质,互为同素异形体
D.等质量的S8分子和S2分子中硫原子个数比为4:1
【变式1-1】下列说法正确的是( )
A.硫单质与金属铁反应生成硫化亚铁,体现了硫单质的氧化性
B.硫单质在常温下不与任何物质反应
C.硫单质与非金属单质反应只能作还原剂
D.硫单质在空气中燃烧得到二氧化硫,在纯氧中燃烧得到三氧化硫
【变式1-2】(2026·浙江衢州二中高三模拟)实验:把0.5 g硫粉与1.0 g铁粉混合均匀,放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端,当混合物呈红热状态时,移开玻璃棒,红热继续蔓延至条状混合物的另一端至反应结束,冷却后得到黑色固体。实验过程中能闻到刺激性气味。下列分析正确的是( )
A.由“用灼热的玻璃棒触及混合粉末”,推断实验过程中需要加热发生了吸热反应
B.由“实验过程中能闻到刺激性气味”,推断S与O2反应生成了SO3
C.将“黑色固体”溶于盐酸时产生臭鸡蛋气味气体,推断Fe与S发生了反应
D.将“黑色固体”溶于盐酸后溶液呈浅绿色,推断Fe与S反应生成了价铁的化合物
【变式1-3】(2025·浙江省杭州市拱墅区高一期末)如图是硫元素在自然界中的循环示意图,下列有关说法不正确的是( )
A.硫元素在自然界中既有游离态又有化合态
B.过程⑤可在土壤的缺氧区实现
C.循环过程中硫元素只被还原
D.若生物体有机硫中硫元素为-2价,则过程③中SO42-发生的是还原反应
题型02 SO2的制备
1.原理:Na2SO3+H2SO4 __________________________
2.实验装置
3.净化:用____________或无水氯化钙除水蒸气
4.收集
(1)排液法:排饱和NaHSO3溶液法,导气管______进短______
(2)排气法:向上排空气法,导气管长进短出
5.检验:通入品红溶液,品红______色,加热又变______
6.尾气:注意防倒吸
(1)酸性气体:一般用NaOH溶液吸收
(2)还原性气体:一般用酸性高锰酸钾溶液吸收
【典例2】下图为某学习小组设计制取SO2并验证其部分性质的实验装置,下列叙述正确的是( )
A.石蕊溶液变蓝
B.氯水褪色说明SO2具有漂白性
C.盛装H2SO4的仪器名称为长颈漏斗
D.NaOH溶液的主要作用是吸收SO2,防止污染环境
【变式2-1】下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取SO2 B.用装置乙验证SO2的漂白性
C.用装置丙收集SO2 D.用装置丁处理实验中的尾气
【变式2-2】
下列关于的实验,能达到实验目的的是( )
A.制取SO2
B.验证漂白性
C.收集SO2
D.尾气处理
【变式2-3】某学习小组设计制取SO2并验证其部分性质的实验装置图如图(夹持装置省略),下列叙述正确的是( )
A.取反应后D中溶液少许,滴加品红溶液,红色褪去,就能说明SO2具有漂白性
B.A装置中比较理想的反应物质是Na2SO3固体和质量分数为10%的硫酸
C.B装置溶液变红色,说明SO2是酸性氧化物;C装置产生白色沉淀的原因为BaCl2+SO2+H2OBaSO3↓+2HCl
D.关闭弹簧夹a,打开弹簧夹b,用酒精灯在三颈烧瓶下微热,若能观察到B装置中长导管口有明显气泡产生,冷却后长导管中出现一段水柱,就能判断该装置A、B部分气密性良好
题型03 SO2的性质探究
1.物理性质
颜色
气味
状态
密度
毒性
水溶性
______
___________
______
比空气______
______
______溶于水(1:40)
2.化学性质
分别从物质类别(酸性氧化物)及化合价的角度认识化学性质:
(1)具有酸性氧化物的性质
①与H2O反应的化学方程式为:__________________________
②与碱(如NaOH)反应的化学方程式为:__________________________
(2)还原性
SO2在一定条件下与O2反应的化学方程式为:____________________,生成的SO3也是酸性氧化物,与H2O
反应的化学方程式为: __________________________
(3)氧化性 SO2与H2S反应的化学方程式为:__________________________
(4)漂白性(暂时性漂白)
①SO2通入品红溶液中,品红溶液______,加热时,溶液又变______。
②SO2的漂白原理:SO2与某些有色物质生成____________的无色物质。这些无色物质容易分解又使有色物质恢复原来的颜色。
③应用:SO2在工业上应用于漂白纸浆、毛、丝等;此外SO2可用于杀菌消毒 ,还是一种食品添加剂。
【归纳总结】
常见漂白剂的漂白原理
SO2
HClO、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
【典例3】(2026·浙江义乌中学高一期中)双碱法脱除烟气中SO2的过程如图所示。下列说法中正确的是( )
A.总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O
B.过程Ⅰ中,SO2是还原剂
C.过程Ⅱ中,Na2SO3表现氧化性
D.脱除SO2的过程中,没有可循环利用的物质
【变式3-1】(2025·浙江省杭州市钱塘区高一期末)将SO2气体通入BaCl2溶液无明显现象,然后再通入X气体或加入X溶液,有白色沉淀Y生成,并且白色沉淀Y能够溶于稀盐酸中,则X可以是( )
A.CO2 B.Cl2 C.NH3·H2O D.H2O2
【变式3-2】取少量SO2水溶液,进行水溶液性质探究。下列实验方案不能达到实验目的的是( )
选项
探究性质
实验方案
A
氧化性
滴加几滴盐酸酸化的BaCl2溶液,再滴加的H2O2溶液,振荡,观察实验现象
B
还原性
滴加几滴酸性KMnO4溶液,振荡,观察溶液颜色的变化
C
酸性
滴加紫色石蕊溶液,观察溶液颜色变化
D
漂白性
滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,观察溶液颜色变化
【变式3-3】(2026·浙江金华高一期末)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如下流程脱除或利用(流程中所加试剂均过量)。
(1)黄铁矿是常见的含硫矿物,其化学式是___________。
(2)下列说法正确的是___________。
A.溶液C可循环使用
B.SO2有毒,不可用作食品添加剂
C.途径Ⅱ发生的离子方程式是
D.在过量氧气作用下可实现废气中的二氧化硫完全转化为三氧化硫
(3)途径Ⅰ在富氧高温环境中反应的化学方程式为___________。
(4)设计实验检验溶液B中的金属阳离子___________。
题型04 SO2的检验与鉴别
SO2和CO2混合气体的鉴别
原理
现象及结论
闻气味
有刺激性气味的是________
SO2的漂白性
用品红溶液,________能使品红溶液褪色,加热颜色复原。不能使品红褪色的是________
SO2的氧化性
用氢硫酸,出现浑浊的是________,无明显现象的是________
利用SO2
的还原性
用高锰酸钾溶液,褪色的是________,无明显现象的是________
用溴水,橙色褪去的是________,无明显变化的是________
用硝酸钡溶液,产生白色沉淀的是________,无明显变化的是________
用FeCl3溶液,使棕黄色变浅的为________,反之为________
①二氧化碳、二氧化硫都是酸性气体,都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红;所以不能用湿润的蓝色石蕊试纸鉴别;②SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都可以消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。
【易错警示】
(1)二氧化硫能使品红溶液褪色体现漂白性。
(2)二氧化硫使溴水、氯水及酸性高锰酸钾溶液褪色体现还原性。
(3)二氧化硫使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色体现其酸性氧化物的性质,说明其水溶液呈酸性。
【典例4】(2024·浙江省台州中学高一月考)检验CO2中是否混有SO2气体,可采用的方法是( )
A.先通过NaOH溶液,再通过品红溶液,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,则说明有SO2气体
D.通过酸性KMnO4溶液,若溶液褪色,则说明混有SO2气体
【变式4-1】(2025·浙江杭州高一期末)下列物质中,不能用于鉴别二氧化硫和二氧化碳的是( )
A.Ba(NO3)2溶液 B.澄清石灰水 C.酸性KMnO4溶液 D.品红
【变式4-2】要检验二氧化硫气体中是否含有二氧化碳,可采用的方法是( )
A.将气体样品通过澄清石灰水
B.将气体样品通过品红溶液
C.将气体样品先通过酸性高锰酸钾溶液,再通过澄清石灰水
D.将气体样品先通过小苏打溶液,再通过澄清石灰水
【变式4-3】检验SO2气体中是否混有CO2气体,可采用的方法是( )
A.通过品红溶液 B.先通过足量酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
C.通过澄清石灰水 D.先通过溶液,再通过澄清石灰水
题型05 硫酸的性质
1.硫酸的物理性质
(1)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。
(2)溶解性:浓硫酸与水以________互溶,溶解时可放出________。
(3)稀释方法:将________沿器壁慢慢注入________中并不断_______。
2.稀硫酸具有酸的通性
硫酸是强电解质,硫酸在水里很容易电离出________,在水溶液中的电离方程式为H2SO4===____________________,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、Al)反应:Fe+H2SO4== ____________________;2Al + 3H2SO4 == ____________________
(3)与碱(如NaOH、Ba(OH)2)反应:2NaOH+H2SO4== ____________________;Ba2++2OH-+2H++SO=== ____________________;
(4)与碱性氧化物(如CuO、MgO)反应:CuO +H2SO4 ==____________________;MgO+2H+=== ____________________;
(5)与某些盐(如BaCl2、Na2SO3)反应:BaCl2+H2SO4== ____________________;SO+2H+=== ____________________;
3.浓硫酸的三大特性:
(1)吸水性
浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水,故常用作________。
(2)脱水性
浓硫酸能按水的组成比脱去蔗糖、纸张、棉布、木材等有机物中的________。
(3)强氧化性
①与金属的反应:除金、铂以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用。
浓硫酸与铜反应:2H2SO4(浓)+Cu ____________________
②与非金属的反应
浓硫酸与木炭反应:2H2SO4(浓)+C ____________________
注意:金属铝和铁常温下遇到浓硫酸会发生________ (表面生成一层致密的氧化膜)。
4.实验探究浓硫酸与铜反应
实验装置
实验原理
Cu+2H2SO4(浓) ____________________
实验用品
浓硫酸、铜丝、品红溶液、氢氧化钠溶液、石蕊溶液、水;烧杯、试管、橡胶塞、酒精灯、铁架台、棉花。
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________________。
5.硫酸的用途
(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。
【易错警示】
1.吸水性与脱水性的区别
(1)浓硫酸吸水是把物质本身中含有的自由H2O分子或结晶水吸收。
(2)浓硫酸脱水是把本身不含水的有机物中的氢元素和氧元素按原子个数比2∶1的形式脱去,如向蔗糖中加入浓硫酸时,蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状黑色固体C,C被浓硫酸氧化放出有刺激性气味的气体,C12H22O1112C+11H2O,C+2H2SO4(浓) CO2↑+2H2O+2SO2↑, 体现了浓硫酸具有脱水性、强氧化性。
(3)二者的本质区别是物质中有没有现成的水分子。
(4)利用浓硫酸的吸水性,常用浓硫酸作干燥剂,浓硫酸可以干燥H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4等气体,但是它不能用来干燥碱性气体(如NH3)和强还原性气体(如HBr、HI、H2S)。
(5)在浓硫酸作用下,结晶水合物失去结晶水属于浓硫酸的吸水性。
2.由“量变”引起的“质变”: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而不是SO2。
【典例5】(2026·浙江温州高一期末)硫酸是一种重要化工原料,广泛用于制造肥料、药物、洗涤剂等。下图为探究Cu和浓硫酸的反应并检验气体性质的实验。
(1)浸有NaOH溶液棉团的作用是___________。
(2)通过②中的现象变化说明了SO2具有___________性;③中溶液的现象为___________。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是___________。
【变式5-1】(2025·浙江省西湖区高一期末)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,下列分析不正确的是( )
A.a处变蓝,说明SO2是酸性氧化物 B.b处褪色,说明SO2具有漂白性
C.c处褪色,说明SO2具有还原性 D.试管底部可能会出现白色固体
【变式5-2】(2026·浙江嘉兴高一期末)为检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应的产物,某同学设计了如下图所示的实验。
(1)盛装木炭粉的仪器名称是_________。
(2)写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式:_________。
(3)装置A中的现象是_________。
(4)装置C中应盛装_________;其作用为_________。
【变式5-3】(2026·浙江衢州高一期末)某实验小组为探究SO2的性质设计了如下实验装置,请回答:
(1)写出装置A中发生反应的化学方程式___________。
(2)装置B用于检验SO2的漂白性,其中的试剂是___________。
(3)装置C用于验证SO2的___________性(填“氧化”或“还原”)。
(4)装置D中的现象是___________。
(5)实验室用70%的硫酸和Na2SO3固体反应制备SO2,而不用稀硫酸或98%的浓硫酸,原因是___________。
题型06 硫酸的制备
1.流程:
2.原理:(写出化学方程式)
(1)制气:燃烧硫黄:____________________
煅烧黄铁矿:________________________________________
(2)氧化:____________________
(3)吸收:____________________
【易错警示】
由于三氧化硫与水反应放出大量的热,且水的沸点较低,用水吸收三氧化硫容易形成酸雾,从而影响吸收效率,所以通常用98.3%的浓硫酸吸收。
【典例6】(2025·浙江学业考试模拟测试)硫酸是重要的化工原料,可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。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。
下面说法正确的是( )
A.该流程涉及氧化还原反应
B.最后一步中,可以用水代替98.3%的浓硫酸
C.反应所得的浓硫酸需保存在橡胶塞的细口瓶中
D.在第一步反应中,有少量SO3生成
【变式6-1】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2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
C.吸收塔中不用水吸收SO3的原因是SO3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
【变式6-2】(2026·浙江省强基联盟高三联考一模)工业上以黄铁矿为原料生产H2SO4和Na2S2O5的流程图如下:
下列说法正确的是( )
A.“煅烧”时发生的反应为4FeS2+15O22Fe2O3+8SO3
B.“吸收1”时试剂可选用水或稀硫酸
C.“吸收2”时为提高吸收效果,NaOH溶液应适当过量
D.“加热”时发生的化学反应方程式为:2NaHSO2Na2S2O5+H2O
【变式6-3】(2025·浙江省温州市高一期末)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
题型07 SO42-的检验
1.检验SO的正确操作及解释
(1)原理:利用Ba2++SO===BaSO4↓(白色),BaSO4不溶于稀盐酸、稀硝酸的特性来检验硫酸根离子。
(2)试剂:可溶性钡盐(BaCl2)、稀盐酸。
(3)操作方法:待检验溶液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)
(4)排除干扰
①Ag+干扰:用盐酸酸化可排除______的干扰。
②CO、SO、PO43-干扰:BaCO3,、BaSO3、Ba3(PO4)2都是____________沉淀,与BaSO4白色沉淀不同的是,这些沉淀可溶于强酸中,因此检验SO时,必须先用____________酸化。
2.SO检验的应用——粗盐提纯
(1)若除去粗盐中杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2),将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表:
杂质
加入的试剂
离子方程式
硫酸盐
____________________
____________________
CaCl2
____________________
____________________
MgCl2
____________________
____________________
(2)试剂加入的顺序
原则:Na2CO3溶液加入顺序在___________溶液之后;加入盐酸在______之后。通常顺序可以为
①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸;
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸;
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。
【易错警示】
(1)误将Ag+、Pb2+判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO,而含Ag+或Pb2+时也会产生同样的现象:Ag++Cl-===AgCl↓(白色),Pb2++2Cl-===PbCl2↓(白色)。
(2)误将SO判断成SO。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性环境中具有强氧化性,发生反应:Ba2++SO===BaSO3↓(白色),3BaSO3+2H++2NO===3BaSO4(白色)+2NO↑+H2O。
【典例7】某溶液中可能含有K+、SO32-、SO42-,检验该溶液中存在SO42-的合理方法是( )
A.取适量该溶液,先加入过量的稀盐酸,再加入氯化钡溶液
B.取适量该溶液,先加入过量的稀硝酸,再加入氯化钡溶液
C.取适量该溶液,先加入过量的硝酸钡溶液,再加入稀硝酸
D.取适量该溶液,先加入过量的硝酸钡溶液,再加入稀盐酸
【变式7-1】下列说法正确的是( )。
A.浓H2SO4滴在湿润的蓝色石蕊试纸上,试纸先变红,然后褪色,最后变黑,说明浓H2SO4具有酸性、氧化性和吸水性
B.样品无明显现象出现白色沉淀,说明样品中含SO42-
C.常温下浓H2SO4能用铁质容器盛装,说明浓H2SO4与Fe不反应
D.样品得到使澄清石灰水变浑浊的气体,说明样品中含SO32-或HSO3-
【变式7-2】已知:酸性条件下NO3-可以将SO32-氧化为SO42-,则下列检验某溶液中是否含有SO42-的方法中正确的是( )
A.向该溶液中加入酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明溶液中一定有SO42-
B.向该溶液中加入BaCl2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO42-
C.向该溶液中加入足量盐酸,无现象,再加入BaCl2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO42-
D.向该溶液中加入BaCl2溶液出现白色沉淀,再加入盐酸白色沉淀不溶解,说明该溶液中一定有SO42-
【变式7-3】有一瓶Na2SO3溶液,可能部分被氧化,某同学进行如下实验:取少量溶液,滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,白色沉淀不溶解。对此实验的下列叙述正确的是( )
A.实验证实Na2SO3已部分氧化
B.实验中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4
C.实验中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D.此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
题型08 硫及其化合物间的相互转化
1.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
2.构建硫及其化合物转化网络
3.掌握硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过____________反应实现的
如:
写出②、③、④反应的化学方程式:
②H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O;
③Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑;
④SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3。
(2)不同价态硫的转化是通过____________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______的价态,即台阶式升降,可用下图表示
注意:(1)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。
(2)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2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。
【归纳总结】
不同价态含硫物质的价类二维图:
①2H2S+SO2===3S+2H2O
②S+O2SO2
③2SO2+O22SO3
④SO2+H2OH2SO3
⑤SO3+H2O===H2SO4
⑥H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
【典例8】(2026·浙江湖州高一期末)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质化学性质的两个重要角度。下图为硫及其部分常见化合物的价类二维图。下列推断正确的是( )
A.b在纯氧中点燃可生成d
B.酸雨久置可发生e到f的转化
C.将c通入紫色石蕊溶液,石蕊溶液褪色
D.a与c反应可生成b,其中氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:2
【变式8-1】(2026·浙江杭州高一期末)硫元素常见化合价及其物质类别关系如下图。下列说法不正确的是( )
A.X是H2S B.Y只具有氧化性
C.X与Y反应生成硫和水 D.Z的浓溶液具有很强的吸水性和脱水性
【变式8-2】(2025·浙江省西湖区高一期末)用FeSO4溶液、空气除去烟气中的SO2,主要物质的转化如下图。
下列说法正确的是( )
A.过程I中,氧化产物是SO42-
B.转化过程需补充Fe2+
C.SO2最终转化成SO42-
D.过程II中,发生反应的离子方程式为:Fe3++SO2+2H2O=Fe2++SO42-+4H+
【变式8-3】(2025·浙江省杭州市下城区高一期末)铁盐与亚铁盐在工业生产和生活中具有重要应用。硫酸亚铁溶液可用于脱除烟气中的二氧化硫等有害气体。FeSO4溶液催化脱除烟气中SO2的反应原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.“反应Ⅰ”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为4∶1
B.“反应Ⅱ”的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
C.反应一段时间后,溶液中c(H2SO4)保持不变
D.反应每脱除11.2LSO2转移电子的物质的量为
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