第18讲 硫酸、硫酸根离子的检验 含硫物质的转化(课件PPT)-【金版新学案】2027年高考化学高三总复习大一轮复习讲义(新高考·双选)
2026-09-15
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教辅
摘要:
该高中化学高考复习课件聚焦“硫酸、硫酸根离子的检验及含硫物质的转化”专题,依据新课标要求梳理了硫酸性质、硫酸根检验、硫的“价—类”转化三大核心考点,通过近五年高考真题分析明确硫酸根检验(占比35%)和价类转化(占比40%)为高频考点,归纳双选、实验探究等典型题型,构建系统备考框架。
课件亮点在于“真题情境+素养融合+易错精析”,如结合2025年陕晋宁青卷真题,用“价—类”二维图解析硫的连续氧化,培养科学思维;针对硫酸根检验的三大误区设计对比实验,强化科学探究与实践能力。提供“答题模板”和“微思考”专项,助力学生掌握得分技巧,教师可据此精准定位学情,实现高效复习。
内容正文:
第18讲
硫酸、硫酸根离子的检验 含硫物质的转化
第五章 非金属及其化合物
高三总复习讲义 化学双选
1.了解硫酸的主要性质,认识硫酸在生产中的应用和对生态环境的影响。
2.掌握硫及其化合物在“价—类”二维图中的应用。
课程标准
考点一 硫酸、硫酸根离子的检验
考点二 根据“价—类”二维图理解硫及其化合物的转化
课时测评
内容索引
重点强化7
考点一
硫酸、硫酸根离子的检验
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必备知识 整合
1.硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种油状液体,难挥发。
(2)溶解性:浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热。
(3)稀释方法:将________沿器壁慢慢注入____中并用玻璃棒不断搅拌。
浓硫酸
水
2.浓H2SO4的特性
(1)填写下表
实验 实验现象 特性
少量胆矾加入浓硫酸中 蓝色固体变白 ________
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上 沾有浓H2SO4的滤纸变黑 ________
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热 铜片逐渐溶解,产生________________
___的气体 __________
吸水性
脱水性
无色,有刺激性气
味
强氧化性
(2)浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O、
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(3)常温下,铁、铝遇浓H2SO4______,可用铝槽车运输浓H2SO4。
钝化
3.硫酸的用途
(1)制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。
(2)消除金属表面的氧化物。
(3)用于精炼石油,制造炸药、农药、染料等,是实验室里常用的试剂。
1
下列有关硫酸的实验或用途中利用了硫酸的哪些性质?
(1)用浓硫酸作干燥剂干燥CO、SO2、Cl2等气体:_____________。
(2)分别用浓硫酸与NaCl(s)、NaNO3(s)反应制取HCl、HNO3:___
_________________。
(3)用铝或铁制容器贮存或运输浓硫酸:________________。
(4)工业上用硫酸与磷酸钙反应制取磷酸:_____________。
浓硫酸的吸水性
硫
酸的高沸点、酸性
浓硫酸的强氧化性
硫酸的强酸性
1
(5)实验室用铜与浓硫酸反应制取SO2:_____________________。
(6)实验室用甲酸与浓硫酸作用制取CO:HCOOH CO+H2O:_______________。
(7)浓硫酸与蔗糖制取“黑面包”的实验:____________________
____。
浓硫酸的酸性、强氧化性
浓硫酸的脱水性
浓硫酸的脱水性、强氧
化性
4.工业制备硫酸的反应原理
(1)工艺流程
(2)反应原理
①煅烧黄铁矿(FeS2)或硫制备SO2:____________________________或S+O2 SO2。
②SO2转化为SO3:____________________。
③SO3吸水生成H2SO4:____________________。
4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
2SO2+O22SO3
SO3+H2OH2SO4
2
(1)SO2进入催化反应室前净化、干燥的目的是_________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)用98.3%的浓硫酸吸收SO3而不用水的原因:_______________
_______________________________________。
混合气中除含有二氧化硫外,还含有砷、硒的化合物、粉尘等多种杂质,这些杂质有的使催化剂中毒、失效,有的对反应设备有腐蚀作用,所以气体必须净化、干燥
用水吸收SO3会放
出大量的热,易产生大量酸雾,吸收效率低
5.S的检验
(1)检验S的正确操作
待测液取清液有______沉淀产生,即可确定存在S。
(2)理论解释
①先加过量稀盐酸的目的是排除C、S、Ag+等离子的干扰。
②再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,发生反应的离子方程式:Ba2++SBaSO4↓。
白色
3
(1)在S的检验操作中,滴加盐酸和BaCl2溶液的顺序能否颠倒:_____________________________________________________
________。
(2)有一瓶Na2SO3溶液,试设计实验探究Na2SO3的氧化程度:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
不能。若滴加盐酸和BaCl2溶液的顺序颠倒,排除不了Ag+的干扰
取适量样品溶液于试管中,加入过量BaCl2溶液,过滤,然后向沉淀中滴入过量稀盐酸,若沉淀全部溶解,则Na2SO3未被氧化;若沉淀部分溶解,则Na2SO3部分被氧化;若沉淀一点也不溶解,则Na2SO3全部被氧化
(3)硫酸根离子检验的应用——粗盐提纯
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 __________ _______________________________
氯化钡溶液
Ba2++SBaSO4↓
碳酸钠溶液
Ca2++CCaCO3↓
烧碱溶液
Mg2++2OH-Mg(OH)2↓
4
除杂过程中为了将杂质离子完全除去,应加入稍过量的试剂,而后续试剂(或操作)应将前面所加试剂中的杂质离子除去,粗盐除去杂质离子(S、Ca2+、Mg2+)可设计哪些方案。
提示:
关键能力 提升
考向1 浓H2SO4性质的多样性
1.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
选项 A B C D
实验目的 吸水性 脱水性 稀释放热 强氧化性
实验装置
√
A项中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;B项中滤纸沾上浓硫酸后,很快会因脱水而变黑;C项中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;D项中因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。
2.浓硫酸分别与三种钠盐反应,现象如图。下列分析正确的是
A.对比①和②可以说明还原性:Br->Cl-
B.①和③相比可说明氧化性:Br2>SO2
C.②中试管口白雾是HCl遇水蒸气形成盐酸小液滴所致,说明酸性:H2SO4>HCl
D.③中浓H2SO4被还原成SO2
√
A项,反应①生成的红棕色气体是溴蒸气,反应②白雾是盐酸小液滴,说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质,而不能将氯离子氧化成氯气,即还原性:Br->Cl-;B项,反应③生成的是二氧化硫气体,发生的是非氧化还原反应,无法比较SO2和Br2的氧化性;C项,白雾说明氯化氢易挥发;D项,反应③是生成二氧化硫气体的复分解反应,是非氧化还原反应,SO2是由Na2SO3中的S转化而来。
考向2 硫酸根离子的检验及应用
3.在某溶液中加入BaCl2溶液,生成白色沉淀,加入稀硝酸,沉淀不溶解,则下列关于该溶液所含离子的推断中正确的是
A.一定会有S
B.含有S和Ag+
C.可能含有S、Ag+、S中的一种或同时含有S、S
D.可能含有S或C
√
4.用化学沉淀法去除粗盐水中的Ca2+、Mg2+和S等杂质离子,过程
如下。
下列说法不正确的是
A.试剂①~③依次是过量的Na2CO3溶液、NaOH溶液和BaCl2溶液
B.加入BaCl2溶液后,静置,沿烧杯壁向上层清液中继续滴加2滴BaCl2溶液,可检验S是否沉淀完全
C.盐酸的作用:H++OH-H2O、C+2H+CO2↑+H2O
D.过滤与加入盐酸的顺序不能颠倒,否则会使生成的沉淀重新溶解
√
粗盐中除NaCl外,还含有Mg2+、Ca2+、S以及泥沙等杂质,粗盐溶解后,分别加入NaOH、BaCl2、Na2CO3,为了除去过量的氯化钡,碳酸钠一定要在氯化钡的后面加,然后过滤除去沉淀,滤液中除含有NaCl外,还含有NaOH、Na2CO3等,加入盐酸除去过量的氢氧化钠和碳酸钠,然后蒸发结晶,便可获得纯净的氯化钠晶体。由分析可知,为了除去过量的氯化钡,碳酸钠一定要在氯化钡的后面加,A错误;为确认S是否完全沉淀,可向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明溶液中不含有S,从而表明S完全沉淀,B正确;盐酸的作用为除去过量的氢氧化钠和碳酸钠,C正确;沉淀中含有氢氧化镁、碳酸钙,加入盐酸会导致沉淀溶解,故过滤与加入盐酸的顺序不能颠倒,D正确。
硫酸根离子检验的三大误区
归纳总结
误区1:
只加可溶性钡盐,而不酸化 将C、P、S等干扰离子判断成S。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀
误区2:
误将Ag+判断成S 如向待测液中滴加BaCl2溶液有白色沉淀,再加稀盐酸白色沉淀不溶解便断定含S。其错误是未注意溶液中不含S,而含Ag+时也会产生同样的现象:Ag++Cl-AgCl↓(白色)
归纳总结
误区3:
误将S
判断成S 如先用稀硝酸酸化,再加入BaCl2溶液或向待测液中滴加用稀硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有S。该错误是未注意N在酸性环境中具有强氧化性,能将S氧化成S而产生干扰
考向3 金属、非金属与浓H2SO4的反应
5.某小组检验浓硫酸与木炭粉反应的产物时,对于实验现象的描述和分析均正确的是
A.装置Ⅰ中的红色溶液褪色,体现了SO2的漂白性
B.装置Ⅱ中的固体由白色变为蓝色,证明反应有水生成
C.装置Ⅲ中可观察到紫色溶液褪为无色,此反应体现SO2的还原性
D.装置Ⅳ中的澄清溶液出现白色浑浊,白色沉淀的主要成分为CaSO3
√
浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应,生成水蒸气、二氧化硫气体和二氧化碳气体;装置Ⅰ中品红溶液用于检验二氧化硫,装置Ⅱ中无水硫酸铜用于检验水蒸气,装置Ⅲ中酸性高锰酸钾溶液用于除去二氧化硫,装置Ⅳ中的澄清石灰水用于检验二氧化碳气体,据此分析;装置Ⅰ中,品红溶液被二氧化硫漂白,溶液的红色褪去,体现了SO2的漂白性,A正确;
无水硫酸铜由白色变为蓝色,可证明有水存在,但可能是品红溶液里挥发的水分,不能证明反应一定有水生成,B错误;足量酸性高锰酸钾溶液是为了吸收SO2,因此不能褪为无色,若装置C中的紫色溶液褪色,则不能说明二氧化硫被除尽,也就无法验证反应生成了CO2,C错误;澄清石灰水中出现白色浑浊是因为生成CaCO3,D错误。
6.将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~c为贴在玻璃棒上浸有相应试液的试纸)所示实验。下列说法正确的是
A.铜与浓硫酸反应,只体现浓硫酸的强氧化性
B.为验证SO2的氧化性,试剂X可选用Na2S
C.品红溶液褪色,加热后恢复原色,说明SO2具有氧化性
D.a、c两处均可观察到褪色现象
√
铜与热的浓硫酸反应,生成SO2和CuSO4,浓硫酸体现酸性和氧化性,故A错误;为验证SO2的氧化性,试剂X可选用Na2S,两者反应生成淡黄色的硫单质,据此现象可证明SO2的氧化性,故B正确;品红溶液褪色,加热后恢复原色,说明SO2具有漂白性,故C错误;SO2只能使浸有紫色石蕊溶液的试纸变红,但不能褪色,故D错误。
7.(2025·上海金山统考二模)将一定量锌与100 mL 18 mol·L-1的浓硫酸充分反应,锌完全溶解时产生0.8 mol气体(不考虑气体在溶液中的溶解),将反应后的溶液稀释至400 mL,测得溶液中c(H+)=x mol·L-1,则下列叙述错误的是
A.共消耗锌48.0 g
B.共转移电子1.6 mol
C.气体中=
D.生成气体体积约为17.92 L(标准状况)
√
根据Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑可知,无论哪个反应,产生气体与消耗锌的物质的量之比都为1∶1,产生0.8 mol气体,则共消耗锌物质的量为0.8 mol,质量为0.8 mol×65 g·mol-1=52.0 g,故A错误;根据A选项分析消耗0.8 mol锌,则共转移电子1.6 mol,故B正确;100 mL 18 mol·L-1的浓硫酸,其物质的量为1.8 mol,将反应后的溶液稀释至400 mL,测得溶液中c(H+)=x mol·L-1,则剩余硫酸物质的量为
0.2x mol,共消耗硫酸物质的量为(1.8-0.2x) mol,设生成氢气物质的量为m mol,生成二氧化硫气体物质的量为n mol,则有m+n=0.8,m+2n=1.8-0.2x,解得n=1-0.2x,m=0.2x-0.2,则气体中=,故C正确;已知产生0.8 mol气体,则标准状况下生成气体体积约为0.8 mol×22.4 L·mol-1=17.92 L,故D正确。
浓硫酸与金属、非金属的反应规律
1.钝化:常温下浓硫酸使Fe、Al钝化,若加热或将浓硫酸稀释,则可以继续反应。
2.与活泼金属(如Zn)反应:开始时产生SO2,硫酸浓度变小后,产生H2。
3.与不活泼金属(如Cu)反应:开始时产生SO2(加热),浓度变小后,不再反应。如1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2小于1 mol。
4.浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性;浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。
归纳总结
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考点二
根据“价—类”二维图理解硫
及其化合物的转化
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必备知识 整合
1.硫的“价—类”二维图
2.硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化
如:
写出反应②、③、④的化学方程式:
②_________________________________;
③______________________________________;
④_______________________________。
H2SO3+2NaOHNa2SO3+2H2O
Na2SO3+H2SO4Na2SO4+H2O+SO2↑
Na2SO3+H2O+SO22NaHSO3
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的。
如:H2S S SO2SO3
写出反应③、④、⑤的化学方程式:
③__________________;
④____________;
⑤_______________________。
③
①O2 (不足)
④H2、△
②O2
⑤H2S
2SO2+O22SO3
S+H2H2S
SO2+2H2S3S+2H2O
3.含硫物质的连续氧化
硫元素
4.硫的氧化物、酸、盐之间的转化
SO2 H2SO3 NaHSO3 Na2SO3
H2O
△
NaOH溶液(少量)
稀H2SO4
NaOH溶液
稀H2SO4(少量)
写出符合ABCD转化关系的物质及流程。
提示:①硫元素:S(或H2S)SO2SO3H2SO4。
②氮元素:N2(或NH3)NONO2HNO3。
③钠元素:NaNa2ONa2O2NaOH。
④碳元素:CCOCO2H2CO3。
关键能力 提升
考向1 含硫物质的转化
1.在下列物质转化中,A是一种正盐,D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,E是强酸,当X无论是强酸还是强碱时,都有如下的转化关系:
ABCDE
当X是强酸时,A、B、C、D、E均含同一种元素;当X是强碱时,A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答:
(1)A是________,Y是____,Z是______(填化学式,下同)。
(NH4)2S
O2
H2O
解推断题的两个关键点:一是找出突破口;二是要熟悉物质间的相互转化关系。此题的突破口是D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,可推测多1个氧原子,则Y应为O2。连续氧化最终生成强酸,则E可能为H2SO4或HNO3。
ABCDE
(2)当X是强酸时,E是________,写出B生成C的化学方程式:__________
_________________。
H2SO4
2H2S+3O2
2SO2+2H2O
解推断题的两个关键点:一是找出突破口;二是要熟悉物质间的相互转化关系。
当X是强酸时,转化关系为(NH4)2SH2SSO2SO3H2SO4。
ABCDE
考向2 含硫“价—类”二维图的理解应用
2.(2024·广东三模)“价—类”二维图是学习元素化合物的重要工具,部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法不正确的是
A.向a的溶液中通入c,出现黄色浑浊
B.d是一种二元强酸
C.能用e的浓溶液干燥c气体
D.盐g与盐f之间也可能发生反应
√
由题图可知,a为硫化氢、b为硫单质、c为二氧化硫、d为亚硫酸、e为硫酸、f为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐、g为硫酸盐或硫酸氢盐。硫化氢溶液与二氧化硫反应生成硫和水,则向硫化氢溶液中通入二氧化硫,溶液中会出现黄色浑浊,故A正确;亚硫酸在溶液中分步电离,是一种二元弱酸,故B错误;浓硫酸不与二氧化硫反应,能用于干燥二氧化硫气体,故C正确;硫酸氢盐是二元强酸的酸式盐,在溶液中电离出的氢离子能与亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子反应生成二氧化硫和水,故D正确。
考向3 有关含硫化合物转化的实验探究
3.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素间的转化。
可选用的实验药品如下:①Na2SO3溶液 ②浓硫酸
③Na2S溶液 ④稀硫酸 ⑤酸性KMnO4溶液
⑥品红溶液 ⑦铜片
实验序号 预期转化 选择试剂(填序号) 证明实现转化的现象
ⅰ
ⅱ ①③④ 淡黄色沉淀
ⅲ ②⑥⑦
(1)实验ⅰ选择的试剂是①和_____(填序号),证明实现转化的现象是______
________________,该转化利用了Na2SO3的______性。
(2)实验ⅱ实现了________价S向____价S的转化。
实验序号 预期转化 选择试剂(填序号) 证明实现转化的现象
ⅰ
ⅱ ①③④ 淡黄色沉淀
ⅲ ②⑥⑦
⑤
酸性
KMnO4溶液褪色
还原
+4和-2
0
(3)实验ⅲ中发生反应的化学方程式是________________________________
______,证明实现转化的现象是____________________________________
_____。
实验序号 预期转化 选择试剂(填序号) 证明实现转化的现象
ⅰ
ⅱ ①③④ 淡黄色沉淀
ⅲ ②⑥⑦
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+
2H2O
将产生的气体通入品红溶液,品红溶液
褪色
考向4 硫在自然界中的循环
4.硫是生物必需的营养元素之一,下列关于自然界中硫循环(如图所示)的说法正确的是
A.含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环
B.硫循环中含硫化合物均为无机物
C.上述硫循环中硫元素均被氧化
D.烧煤时加石灰石,可减少酸雨的形成及温室气体的排放
√
硫酸盐和亚硫酸盐等在含硫杆菌及好氧/厌氧菌作用下缓慢转化成植物中的R1—S—R2,含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环,故A正确;硫循环中含硫化合物有有机物,也有无机物,故B错误;硫循环中硫元素有的被氧化,有的被还原,故C错误;烧煤时加石灰石,可减少SO2的排放,减少酸雨的形成,但不会减少温室气体的排放,故D错误。
高考真题 感悟
1.正误判断
(1)(2025·陕、晋、宁、青卷)浓硫酸具有吸水性,可用作干燥剂 ( )
(2)(2025·安徽卷)向粗盐水中先后加入过量Na2CO3溶液、NaOH溶液和BaCl2溶液,粗盐提纯中,可以去除Ca2+、Mg2+和S杂质离子 ( )
(3)(2024·河北卷)待测液中滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀,则待测液含有S ( )
(4)(2023·浙江1月选考)工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2 ( )
(5)(2023·广东卷)将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭,是因为浓硫酸具有氧化性和脱水性 ( )
√
×
×
√
√
2.(2025·陕、晋、宁、青卷)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NA。下列说法错误的是
A.G、K均能与NaOH溶液反应
B.H、N既具有氧化性也具有还原性
C.M和N溶液中的离子种类相同
D.1 mol G与足量的J反应,转移电子数为NA
√
由题图可知,G为H2S,H为S,J为SO2,K为SO3,M为NaHSO3,N为Na2SO3,L为Na2SO4,以此解答。H2S、SO3均能与NaOH溶液反应,A正确;S、Na2SO3中S元素均处于中间价态,二者既具有氧化性也具有还原性,B正确;NaHSO3、Na2SO3溶液中所含离子种类相同,均为Na+、H+、OH-、S、HS,C正确;H2S与SO2发生反应2H2S+SO23S+2H2O,因此1 mol G与足量的J反应,转移电子数为2NA,D错误。
3.(2024·黑、吉、辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA
B.100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中,S数目为0.01NA
C.反应①中每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子数目增加0.1NA
D.反应②中每生成1 mol还原产物,转移电子数目为2NA
√
标准状况下SO2为气体,11.2 L SO2为0.5 mol,其含有1.5 mol原子,原子总数为1.5NA,A错误;S为弱酸阴离子,在水中易发生水解,因此100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中S数目小于0.01NA,B错误;反应①的方程式为SO2+2H2S3S+2H2O,反应中每生成3 mol S消耗2 mol H2S,3.4 g H2S为0.1 mol,可以生成0.15 mol S,生成物中硫原子数目增加0.05NA,C错误;反应②的离子方程式为3S+6OH-S+2S2-+3H2O,反应的还原产物为S2-,每生成2 mol S2-共转移4 mol电子,因此每生成1 mol S2-,转移2 mol电子,数目为2NA,D正确。
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重点强化7 硫酸盐 多硫酸盐
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重点精讲
1.重要的硫酸盐
化学式 俗名 颜色 用途
2CaSO4·H2O ________ 白色 塑像、模型、粉笔、医疗绷带等
CaSO4·2H2O ________ 白色 水泥添加剂
FeSO4·7H2O ______ ________ 用于配制蓝黑墨水,制补血剂
CuSO4·5H2O ____________ ______ 配制波尔多液、镀铜液
Na2SO4·10H2O 芒硝 白色 造纸,制缓泻剂、合成洗涤剂
KAl(SO4)2·12H2O 明矾 白色 ______剂
熟石膏
生石膏
绿矾
浅绿色
胆矾、蓝矾
蓝色
净水
2.常考的4种含硫化合物
硫代硫酸钠
(Na2S2O3) 物理性质 Na2S2O3·5H2O俗名大苏打,它是无色透明的晶体,易溶于水
化学
性质 与酸反应生成单质硫、放出SO2气体:S2+2H+S↓+SO2↑+H2O
Na2S2O3是中等强度的还原剂,能被I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化。
①2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI,此反应用于____________;
②Na2S2O3+4Cl2+5H2ONa2SO4+H2SO4+8HCl,此反应应用在纺织和造纸工业上脱氯;
③5Na2S2O3+8KMnO4+7H2SO48MnSO4+5Na2SO4+4K2SO4+7H2O
制备 ①2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO2;
②Na2SO3+SNa2S2O3
定量测定碘
过二硫酸钠
(Na2S2O8) 结构式 Na+[ ]2-Na+
氧化性 过二硫酸钠中S元素为+6价,含有1个过氧键(—O—O—),性质与过氧化氢相似。作氧化剂参与反应时,过氧键断裂,过氧键中的氧原子由-1价变为-2价,硫原子化合价不变,如S2+2I-2S+I2、5S2+2Mn2++8H2O10S+2Mn+16H+
不稳定性 Na2S2O8受热分解:2Na2S2O82Na2SO4+2SO3↑+O2↑
焦亚硫酸钠
(Na2S2O5) 重要性质 成品为白色或微黄色结晶粉末,溶于水、甘油,微溶于乙醇,露置在空气中易氧化成硫酸钠,与强酸接触放出二氧化硫而生成相应的盐类,加热到150 ℃分解
制备方法 通常用NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得,其化学方程式为2NaHSO3Na2S2O5+H2O
还原性 S元素的化合价为+4价,与亚硫酸盐一样具有还原性:
S2+2I2+3H2O2S+4I-+6H+
连二亚
硫酸钠
(Na2S2O4) 物理性质 Na2S2O4俗称保险粉,能溶于冷水,在热水中分解,不溶于
乙醇
制备 在无氧条件下,用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠
还原性 S元素的化合价为+3价,具有还原性,在空气分析中常用来吸收氧气:2Na2S2O4+O2+2H2O4NaHSO3或Na2S2O4+O2+H2ONaHSO3+NaHSO4
强化训练
1.《本草图经》记载:“绿矾石五两,形色似朴硝而绿色,取此一物,置于铁板上,聚炭封之,囊袋吹令火炽,其矾即沸,流出色赤如融金汁者是真也。”其中“朴硝”的主要成分为Na2SO4·10H2O。下列有关叙述正确的是
A.绿矾的化学式为CuSO4·5H2O
B.绿矾需密封保存
C.朴硝的水溶液显酸性
D.“吹令火炽”发生了非氧化还原反应
√
绿矾的化学式为FeSO4·7H2O,A错误;绿矾还原性较强,易被氧气氧化,故其需密封保存,B正确;朴硝为Na2SO4·10H2O,其为强酸强碱盐,不能水解,故其水溶液显中性,C错误。
2.(2025·湖南岳阳一模)过二硫酸钾(K2S2O8)是工业上一种重要的消毒剂和织物漂白剂,可通过电解KHSO4溶液制备。它在100 ℃下能发生分解反应:K2S2O8K2SO4+SO3↑+O2↑(未配平),设NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.1 mol K2S2O8中存在NA个非极性共价键
B.100 mL 0.5 mol·L-1 KHSO4溶液的离子总数为0.2NA
C.标准状况下,22.4 L SO3含有的原子数大于4NA
D.上述反应,每生成1 mol O2,转移2NA个电子
√
K2S2O8由K+和S2组成,S2的结构式为 ,所以
1 mol K2S2O8中含有非极性共价键的数目为NA,A正确;硫酸氢钾可以电离出钾离子、氢离子、硫酸根离子,则100 mL 0.5 mol·L-1 KHSO4溶液的离子总数为0.15NA,B错误;标准状况下,三氧化硫为固体,则22.4 L SO3的物质的量大于1 mol,其中含有的原子数大于4NA,C正确;上述反应中,过二硫酸钾中-1价的氧发生歧化反应生成氧气,则每生成1 mol O2,转移2NA个电子,D正确。
3.(2025·南通海安中学检测)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的防腐剂和漂白剂。可利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5,其流程如下:
下列说法正确的是
A.上述制备过程所涉及的物质中只有一种酸性氧化物
B.Na2S2O5作防腐剂和SO2作漂白剂时,均表现还原性
C.上述流程中的Na2CO3饱和溶液和Na2CO3固体不可互换
D.实验室模拟“结晶脱水”时用到的仪器只有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、漏斗
√
123 (123) -
题述过程涉及的酸性氧化物有SO2和CO2,A项错误;SO2作漂白剂时,表现漂白性,B项错误;SO2与固体Na2CO3难以反应,且之后难以与饱和Na2CO3溶液形成亚硫酸氢钠过饱和溶液,C项正确;“结晶脱水”时需要用到蒸发皿、酒精灯、玻璃棒,D项错误。
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√
1.(双选)关于反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑,下列说法正确的是
A.该反应中浓硫酸仅体现强氧化性
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
C.浓硫酸的氧化性强于硫酸铜
D.10.0 mL 18.4 mol·L-1浓硫酸与足量Cu反应,转移0.184 mol电子
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由化学方程式可知,Cu元素的化合价升高,发生氧化反应,Cu为还原剂,CuSO4为氧化产物,S元素的化合价降低,H2SO4为氧化剂,SO2为还原产物。2 mol H2SO4中,1 mol H2SO4作氧化剂,体现氧化性,1 mol H2SO4体现酸性,故A项错误;结合A项分析,该反应中有1 mol硫酸中S的化合价降低,H2SO4为氧化剂,Cu为还原剂,故还原剂与氧化剂物质的量之比为1∶1,故B项正确;由分析可知,H2SO4为氧化剂,CuSO4为氧化产物,则浓硫酸氧化性强于硫酸铜,故C项正确;10.0 mL 18.4 mol·L-1浓硫酸与足量Cu反应,随着反应发生,浓硫酸浓度变稀后,Cu与稀硫酸不能反应,故硫酸不能完全消耗,则转移电子的物质的量小于0.184 mol,故D项错误。
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2.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.此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
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向可能部分被氧化变质的Na2SO3溶液中滴入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,此时的白色沉淀是硫酸钡,则此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化。
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3.(2025·黑龙江大庆一模)下列说法正确的是
A.向久置的Na2SO3溶液中滴加BaCl2溶液,出现白色沉淀,白色沉淀为BaSO4
B.取少量的Na2SO3粉末于试管中,先向其中滴加稍过量的盐酸,再向其中滴加BaCl2溶液,观察现象,探究Na2SO3粉末是否变质
C.向溶液X中滴加少量稀盐酸,再滴加几滴Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀,说明溶液X中含有S
D.向某溶液中加入Ba(OH)2溶液,振荡,观察有无沉淀生成,探究该溶液中含有S
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Na2SO3溶液也能与BaCl2溶液反应生成白色沉淀(BaSO3),故向久置的Na2SO3溶液中滴加BaCl2溶液产生的白色沉淀不一定是BaSO4,A错误;酸性条件下,N具有强氧化性,能将S氧化为S,即使出现白色沉淀,也不能说明溶液X中含有S,C错误;S、S、C、Mg2+等均能与Ba(OH)2溶液反应生成白色沉淀,D错误。
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4.(2025·四川达州渠县中学二模)粗盐(杂质仅有MgSO4、CaCl2)提纯的工艺流程如图所示,下列说法错误的是
A.为确保杂质能被除尽,所加除杂试剂需适当过量
B.上述流程中,BaCl2溶液和NaOH溶液的添加顺序可以互换
C.操作①为过滤,操作②为蒸发结晶
D.固体a中至少含有三种物质
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粗盐(杂质仅有MgSO4、CaCl2)溶解后加入BaCl2溶液,S转化为BaSO4沉淀,加入NaOH溶液后,Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,加入Na2CO3溶液后,Ca2+、过量的Ba2+转化为CaCO3和BaCO3沉淀;过滤出沉淀,往滤液中加入稀盐酸,除去过量的C和OH-,然后进行蒸发结晶,便可得到NaCl晶体。
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去除杂质离子时,为确保杂质能被除尽,所加除杂试剂需适当过量,且需考虑过量除杂试剂的后期处理,A正确;上述流程中,BaCl2溶液和NaOH溶液添加顺序互换后,不影响杂质去除和过量除杂试剂的后期处理,但Na2CO3溶液一定要在BaCl2溶液的后面加入,B正确;由分析可知,操作①为过滤,操作②为蒸发结晶,C正确;由分析可知,固体a中含有BaSO4、Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3等,则至少含有四种物质,D错误。
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5.(2025·宁夏银川二模)已知元素X的低价氧化物可用作葡萄酒的保鲜剂,最高价氧化物对应水化物在工业上常用于精炼石油。X元素相关物质转化关系如图,下列说法正确的是
XXO2XO3H2XO4
A.XO2、XO3对应的水化物都是电解质,且在水溶液中都能完全电离
B.向 BaCl2溶液中通入 XO2,发生反应的离子方程式为 Ba2++XO2+H2OBaXO3↓+2H+
C.XO3中X的杂化方式为sp2杂化
D.含1 mol H2XO4的浓溶液与足量锌反应,完全反应生成0.5 mol XO2
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元素X的低价氧化物可用作葡萄酒的保鲜剂,最高价氧化物对应水化物在工业上常用于精炼石油,则元素X为S元素,据此回答;XO2、XO3对应的水化物分别为H2SO3、H2SO4均为电解质,但H2SO3为弱电解质,在水溶液中部分电离,A错误;向 BaCl2溶液中通入SO2,不发生反应,B错误;SO3中S原子的价层电子对数为3+×(6-3×2)=3,杂化方式为sp2杂化,C正确;含
1 mol H2SO4的浓硫酸与足量锌反应:Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,不再生成SO2,生成H2:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,则反应生成SO2物质的量小于0.5 mol,D错误。
XXO2XO3H2XO4
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6.(2025·吉林桦甸第四中学一模)硫元素的几种化合物及其单质存在下列转化关系(反应条件省略)。
浓H2SO4SO2Na2SO3Na2S2O3S
下列判断不正确的是
A.反应①中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1
B.反应②表明SO2具有酸性氧化物的性质
C.反应③的原子利用率是100%
D.反应④中稀H2SO4作氧化剂
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反应①为浓硫酸氧化铜单质的反应,浓硫酸作氧化剂被还原成SO2,S化合价降低2价,Cu作还原剂被氧化成Cu2+,化合价升高2价,所以氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1,A正确;二氧化硫与NaOH反应生成盐和水,表明二氧化硫为酸性氧化物,B正确;反应③为Na2SO3+SNa2S2O3,生成物只有一种,原子利用率是100%,C正确;反应④的化学方程式:Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,稀硫酸在反应中作酸性介质既不是氧化剂也不是还原剂,D错误。
浓H2SO4SO2Na2SO3Na2S2O3S
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7.(2025·河南三模)已知M是一种常见酸的浓溶液,可使蔗糖变黑,Y是一种单质,构成Y的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍。它们之间的转化关系如图所示(反应条件及部分产物已略去)。下列说法正确的是
A.M与Y反应中,M起氧化作用
B.金属钠着火可以用X扑灭
C.将W气体通入紫色石蕊溶液,溶液先变红后褪色
D.工业上用水吸收Z制备M
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由题中“M是一种常见酸的浓溶液,可使蔗糖变黑”判断M是H2SO4,“Y的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍”,Y为C,结合图中转化关系,推断出W为SO2,X为CO2,Z为SO3,据此分析解题。C与浓硫酸反应时,浓硫酸中的S从+6价变为SO2中的+4价,浓硫酸起氧化作用,A正确;钠可以在CO2中燃烧,金属钠着火应用干燥的沙土扑灭,B错误;将SO2气体通入紫色石蕊溶液,溶液只变红并不褪色,C错误;工业上用98.3%的硫酸吸收SO3制备H2SO4,D错误。
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8.(2025·广东湛江模拟)自然界中的含硫物质在一定条件下能够相互转化,根据图中相关物质的类别及硫元素的化合价分析正确的是
A.硫元素在自然界中主要以硫化物、硫酸盐形式存在,无游离态的硫
B.Z可能是CuFeS2,工业生产可用于冶炼铜
C.X与Y都是电解质,可以反应生成S单质
D.常温下,Al与W的浓溶液不反应
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题图为硫元素的“价态—类别”二维图,X为H2S,Y为SO2,W为H2SO4。自然界中火山口存在单质硫,A错误;Z为含-2价硫元素的盐,CuFeS2中硫元素为-2价,工业生产可用于冶炼铜,B正确;X为H2S,是电解质,Y为SO2,是非电解质,两者反应可以生成S单质,C错误;常温下,Al遇浓硫酸会钝化,钝化过程发生化学反应,D错误。
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9.(2025·北京丰台二模)在光照条件下,空气中的二氧化硫在二氧化钛颗粒物表面发生催化氧化生成硫酸气溶胶,下列说法不正确的是
A.TiO2受到光激发产生的空穴(h+)带正电,能将H2O氧化成·OH
B.SO2在TiO2颗粒物表面形成S有多种途径,其中一种为SO2+
2·OHS+2H+
C.上述形成硫酸气溶胶的总反应为2SO2+O2+2H2O2S+4H+
D.空气的湿度越大,硫酸气溶胶的形成速率越快
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观察可知,TiO2受到光激发产生的空穴(h+)带正电,H2O中氧元素为-2价,具有还原性,空穴(h+)能将H2O氧化成·OH,A正确;从图中反应过程可以看出,SO2在TiO2颗粒物表面形成S有多种途径,其中一种途径中,·OH具有强氧化性,能将SO2氧化,根据得失电子守恒和原子守恒可得反应为SO2+2·OHS+2H+,B正确;
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由图中整个反应过程可知,二氧化硫、氧气和水在TiO2作催化剂、光激发的条件下反应生成硫酸根离子和氢离子,总反应为2SO2+O2+2H2O2S+4H+,C正确;空气中湿度大时,水的含量高,可能会降低反应体系中的反应物浓度,导致硫酸气溶胶的形成速率越慢,而不是越快,D错误。
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10.(2025·黑龙江双鸭山一模)以黄铁矿(主要成分为FeS2,其中S的化合价为-1价)生产硫酸的工艺流程如图。下列说法不正确的是
A.将黄铁矿粉碎,可加快其在沸腾炉中的化学反应速率
B.沸腾炉中每生成1 mol SO2,有11 mol e-发生转移
C.接触室中排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率
D.吸收塔排放的尾气可通过氨吸收转化成氮肥
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将黄铁矿粉碎,可增大反应物接触面积,加快其在沸腾炉中的化学反应速率,A正确;由反应4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2可知,每生成8 mol SO2,转移的电子的物质的量为44 mol,则沸腾炉中每生成1 mol SO2,转移的电子物质的量为×1 mol=5.5 mol,B错误;SO2、O2可在接触室反应生成三氧化硫,为可逆反应,不能完全反应,则接触室中排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率,C正确;尾气含有二氧化硫、三氧化硫、氧气,用氨气吸收,可转化成氮肥,D正确。
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11.(20分)(2025·吉林一模)研究不同价态硫元素之间的转化是合理利用硫元素的基本途径。某化学兴趣小组,设计如图实验装置(夹持装置已省略)模拟实现不同价态含硫物质的转化。
(1)仪器b的名称为_________。
分液漏斗
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(2)装置B的作用是贮存多余的气体,B中应放置的液体是____(填字母)。
a.水
b.饱和NaHSO3溶液
c.酸性KMnO4溶液
d.NaOH溶液
b
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装置A用浓硫酸和铜在加热条件下制取二氧化硫,装置B的作用是贮存多余的气体,装置C验证SO2性质,SO2通入装置D中与硫化钠溶液产生黄色沉淀,装置E中氯化铁氧化SO2,最后用氢氧化钠溶液吸收SO2。
装置B的作用是贮存多余的气体,故B中液体不能和二氧化硫反应,SO2易溶于水、可以被酸性KMnO4溶液氧化、可以和NaOH溶液反应,故B中应放置的液体是b.饱和NaHSO3溶液。
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(3)若C中只含一种含Ba2+的溶质,实验过程中观察到有白色沉淀产生,则白色沉淀可能为________________(填化学式)。
BaSO4或BaSO3
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装置A用浓硫酸和铜在加热条件下制取二氧化硫,装置B的作用是贮存多余的气体,装置C验证SO2性质,SO2通入装置D中与硫化钠溶液产生黄色沉淀,装置E中氯化铁氧化SO2,最后用氢氧化钠溶液吸收SO2。
若C中只含一种含Ba2+的溶质,对应的阴离子不具有氧化性如Ba(OH)2,则生成亚硫酸钡,具有氧化性如Ba(NO3)2,则生成硫酸钡,实验过程中观察到有白色沉淀产生,则白色沉淀可能为BaSO4或BaSO3。
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(4)D中可观察到的现象是_________________,对应的离子方程式为_____
______________________________ (SO2过量)。
生成淡黄色沉淀
2S2-
+5SO2+2H2O3S↓+4HS
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装置A用浓硫酸和铜在加热条件下制取二氧化硫,装置B的作用是贮存多余的气体,装置C验证SO2性质,SO2通入装置D中与硫化钠溶液产生黄色沉淀,装置E中氯化铁氧化SO2,最后用氢氧化钠溶液吸收SO2。
SO2氧化硫离子生成S沉淀,故D中可观察到的现象是产生淡黄色沉淀,因SO2过量,溶液中生成亚硫酸氢根离子,对应的离子方程式为2S2-+5SO2+2H2O3S↓+4HS。
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(5)检验E中S元素价态发生变化后所形成的阴离子的实验方法是_________
_____________________________________________________________________。
取适量反应后的溶液于试管中,先加稀盐酸无现象,再加BaCl2溶液,有白色沉淀生成
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装置A用浓硫酸和铜在加热条件下制取二氧化硫,装置B的作用是贮存多余的气体,装置C验证SO2性质,SO2通入装置D中与硫化钠溶液产生黄色沉淀,装置E中氯化铁氧化SO2,最后用氢氧化钠溶液吸收SO2。
E中二氧化硫被氧化为硫酸根离子,故检验E中S元素价态发生变化后所形成的阴离子的实验方法是取适量反应后的溶液于试管中,先加稀盐酸无现象,再加BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
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(6)装置F的作用是____________________________。
吸收多余的SO2,防止污染空气
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装置A用浓硫酸和铜在加热条件下制取二氧化硫,装置B的作用是贮存多余的气体,装置C验证SO2性质,SO2通入装置D中与硫化钠溶液产生黄色沉淀,装置E中氯化铁氧化SO2,最后用氢氧化钠溶液吸收SO2。
装置F的作用是吸收多余的SO2,防止污染空气。
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(7)工业上用Fe2(SO4)3酸性溶液处理SO2尾气的工艺流程如图所示:
反应②中通入空气的目的是________________________________________
_______。
将Fe2+氧化为Fe3+,实现Fe2(SO4)3原料的循
环利用
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装置A用浓硫酸和铜在加热条件下制取二氧化硫,装置B的作用是贮存多余的气体,装置C验证SO2性质,SO2通入装置D中与硫化钠溶液产生黄色沉淀,装置E中氯化铁氧化SO2,最后用氢氧化钠溶液吸收SO2。
用Fe2(SO4)3酸性溶液处理SO2尾气生成硫酸亚铁,硫酸亚铁可以被空气中氧气氧化为硫酸铁,则X为硫酸亚铁,Y为硫酸铁,故反应②中通入空气的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,实现Fe2(SO4)3原料循环利用。
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谢 谢 观 看
第18讲 硫酸、硫酸根离子的检验 含硫物质的转化
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