内容正文:
大单元三 第二单元 非金属及其化合物
第4讲 硫酸 硫酸盐 含硫物质间的转化
【高考考向预测】
硫酸、硫酸盐及含硫物质转化,重点区分稀硫酸与浓硫酸的性质差异,掌握浓硫酸强氧化性、吸水性、脱水性,硫酸根离子检验及不同价态含硫物质的氧化还原转化,常结合实验探究、化工流程、离子检验综合考查;近三年各类题型均有涉及,考频很高;预测2027年侧重工业制硫酸、含硫废液废渣处理情境,强化离子检验的干扰排除、多步转化分析与相关定量计算。
【双基自测●明考向】
1.(26-27高三·全国·一轮复习)如图装置
可用于与浓硫酸反应并检验气态产物。(_____)
2.(25-26高三·全国·一轮复习)Zn与一定量浓硫酸反应先生成气体,后生成。(____)
3.(26-27高三·全国·一轮复习)常温下浓硫酸能使铝发生钝化,可在常温下用铝制贮罐贮运浓硫酸。(_____)
4.(26-27高三·全国·一轮复习)将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭,因浓硫酸具有氧化性和脱水性。(_____)
5.(26-27高三·全国·一轮复习)取一定量样品,溶解后加入溶液,产生白色沉淀。加入浓,仍有沉淀,则此样品中含有。(_____)
6.(25-26高三·全国·一轮复习)向某溶液中,加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,再加入稀盐酸沉淀不消失,溶液中不一定存在SO。(_____)
7.(26-27高三·全国·一轮复习)确认溶液中是否含先用盐酸酸化,再检验。(_____)
8.(24-25高三·全国·一轮复习)溶液久置后出现浑浊颜色变深的原因是。(______)
9.(26-27高三·全国·一轮复习)在给定条件下可实现上述转化。(_____)
10.(25-26高三·全国·一轮复习)70%硫酸与制产生的废液中,可能大量存在、、、。(___)
【核心梳理●明考点】
考点一 硫酸及其用途和制法
1.硫酸的物理性质
(1)硫酸是一种无色油状液体,沸点高,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)浓硫酸的稀释方法:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
2.浓硫酸的特性
3.硫酸的工业制法
制备流程
完成相关反应的化学方程式:
①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2;S+O2SO2;
②2SO2+O22SO3
【考点突破●明方向】
1.化学小组用如图装置探究铜与浓硫酸的反应,过程中观察到,试管内壁有淡黄色固体,液面上方铜丝变黑,溶液中有白色(灰白色)固体生成。将铜丝抽至脱离溶液,继续加热,保持沸腾状态,淡黄色固体消失。将变黑的铜丝置于稀硫酸中,黑色物质不溶解。下列说法错误的是( )
A.实验过程中观察到石蕊溶液变红后不褪色
B.试管中白色(灰白色)固体为无水硫酸铜
C.铜丝上的黑色物质为氧化铜
D.淡黄色固体消失的原因是硫酸蒸气将固体硫氧化
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遇水蒸气所致,说明酸性:H2SO4>HCl
D.③中浓H2SO4被还原成SO2
3.工业上以硫黄或黄铁矿为原料制备硫酸的原理示意图如下。下列叙述错误的是( )
A.通过量的空气可将硫黄直接转化为SO3
B.控制温度400~500 ℃可增大催化剂活性
C.吸收剂b可选用98.3%的浓硫酸
D.工业上可用氨水处理尾气中的SO2
4.下列说法正确的是 。
①少量胆矾加入浓硫酸中,蓝色晶体变白,体现浓硫酸的吸水性
②用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上,滤纸变黑,体现浓硫酸的脱水性
③将铜片加入盛有浓硫酸的试管中,加热铜片逐渐溶解,产生无色、有刺激性气味的气体,体现浓硫酸的强氧化性、酸性
④将少量铜加入浓硫酸中加热,很快能观察到溶液变为蓝色
⑤将铜片放入浓硫酸中,无明显现象是因为铜片发生了钝化
⑥工业上可用稀硫酸洗去锅炉中的水垢
5.某化学兴趣小组将铁丝与一定量浓硫酸混合加热,发现铁丝完全溶解,并产生大量的气体X。该兴趣小组的同学猜测气体X的成分如下:
(1)甲组同学认为气体X为SO2。
(2)乙组同学认为气体X为H2。
(3)丙组同学认为乙组同学明显不合理,其理由是: 。
气体X中一定有SO2还可能有 ,理由是 。
浓H2SO4与金属反应时“量变”引起的“质变”规律
(1)较活泼金属(如Zn)反应开始产生SO2,硫酸浓度变小后产生H2。
(2)不活泼金属(如Cu)反应开始产生SO2(加热),硫酸浓度变小后,稀H2SO4不再与不活泼金属反应。
考点二 硫酸盐 硫酸根离子的检验
1.重要的硫酸盐
皓矾
ZnSO4·7H2O
生石膏
CaSO4·2H2O
熟石膏
2CaSO4·H2O
钡餐(重晶石)
BaSO4
胆矾(蓝矾)
CuSO4·5H2O
绿矾(皂矾或青矾)
FeSO4·7H2O
芒硝(朴硝或皮硝)
Na2SO4·10H2O
明矾
KAl(SO4)2·12H2O
莫尔盐
(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O
2.硫酸根离子的检验
(1)检验S的正确操作方法:被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无S)。
(2)先加稀盐酸的目的是排除C、Ag+等离子的干扰,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生。整个过程中可能发生反应的离子方程式:C===BaSO4↓。
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
氯化钡溶液
Ba2++S===BaSO4↓
CaCl2
碳酸钠溶液
Ca2++C===CaCO3↓
MgCl2
烧碱溶液
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
【考点突破●明方向】
1.我国古代典籍中有“石胆……浅碧色,烧之变白色者真”的记载,其中石胆是指( )
A.CuSO4·5H2O B.FeSO4·7H2O
C.ZnSO4·7H2O D.KAl(SO4)2·12H2O
2.下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是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
3.为精制食盐,需除去粗盐水中的Ca2+、S和Mg2+,下列说法正确的是( )
A.①②③依次是加入过量的NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液
B.取滤液a,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则说明S没有除尽
C.加入稀盐酸初期,溶液中无明显现象,后期则会生成无色气体
D.用蒸发结晶法从NaCl溶液中得到氯化钠固体时,应在溶液蒸干后再停止加热
考点三 硫及其化合物的转化
1.硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
2.相同价态硫的化合物之间的转化关系
(1)+4价硫的化合物之间的转化
(2)-2价硫的化合物之间的转化
氢硫酸(H2S)是二元酸,与酸式盐(NaHS)、正盐(Na2S)之间的转化关系,跟H2SO3、亚硫酸氢盐、亚硫酸盐之间的转化关系相似。
3.不同价态含硫物质的转化
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
如:H2SSSO2SO3
③④⑤反应的化学方程式分别为
③2SO2+O22SO3;
④S+H2H2S;
⑤SO2+2H2S===3S+2H2O。
【考点突破●明方向】
1.将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S,其转化如图所示。下列说法错误的是( )
A.过程①中,生成 CuS 的反应为 H2S+Cu2+===CuS↓+2H+
B.过程②中,发生反应的离子方程式为S2-+2Fe3+===S+2Fe2+
C.过程中,体现出氧化性:O2>Fe3+>S
D.反应前后n(Fe3+)不变,当有1 mol硫生成时,消耗0.5 mol O2
2.部分含硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a的浓溶液与b可生成SO2
B.SO2通入紫色石蕊试液先变红后褪色
C.c在空气中燃烧生成SO2
D.d既可被氧化,也可被还原
3.葡萄酒中常加入亚硫酸盐作为食品添加剂,为检测某葡萄酒样品中亚硫酸盐的含量(通常以酒样中SO2的量计),某研究小组设计了如下实验(已知还原性:S>I->Cl-)。
酒样气体溶液数据处理
下列说法不正确的是( )
A.若试剂A选择氯水,则试剂B可选择NaOH标准液
B.通入N2和煮沸的目的是为了将产生的气体从溶液中全部赶出
C.葡萄酒中加亚硫酸盐的主要目的是防止氧化,利用了亚硫酸盐的还原性
D.若试剂A选择碱液,调节吸收后溶液为中性,则试剂B可选择I2标准液
4.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。
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。
(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 。
【限时训练】
(60分钟)
一、单选题
1.(2025·贵州·高考真题)下列实验操作及现象得出的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
常温下,浓硫酸中加入Al片无明显气泡生成,稀硫酸中加入Al片产生大量气泡
氧化性:稀浓
B
向溴的四氯化碳溶液中通入,溶液不褪色;向溴的四氯化碳溶液中通入,溶液褪色
键能:
C
常温下,分别向等体积等pH的苯甲酸和对硝基苯甲酸溶液中加蒸馏水稀释至等体积,测得pH:对硝基苯甲酸>苯甲酸
酸性:苯甲酸>对硝基苯甲酸
D
向溶液与过量氨水反应后的深蓝色溶液中加入乙醇,析出深蓝色晶体
分子的极性:
A.A B.B C.C D.D
2.(2026·湖北黄冈·二模)利用下图所示装置生产硫。已知电解质溶液的溶质为,、代表或中的一种。下列说法错误的是
A.从装置右侧向左侧迁移
B.该装置的总反应为
C.用浓硫酸作为电解质溶液可提高工作效率
D.的结构是
3.(2026·湖南长沙·一模)工业上制备硫酸的流程如图所示,下列说法正确的是
A.黄铁矿的主要成分为FeS2,其阳离子与阴离子的个数之比为1:2
B.选择在400~500℃的温度下进行反应,主要原因是为了大幅提高SO2的平衡转化率
C.SO2和SO3的VSEPR模型相同,分子的空间结构不相同
D.向产品浓硫酸中加入适量的水,可得到所需浓度的稀硫酸
4.(2026·陕西商洛·模拟预测)已知代表阿伏加德罗常数的值。工业上以固体(铁元素的化合价为+2)为原料生产的主要流程如下:
下列说法错误的是
A.溶液Q为浓硫酸
B.焙烧生成气体时,还生成
C.的黏度较高,与分子间能形成氢键有关
D.焙烧 时转移的电子数为
5.(2026·辽宁沈阳·模拟预测)工业上生产硫酸原理如下:设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1 mol SO2和反应完全生成的分子数目小于
B.与足量的完全反应生成和转移电子数为
C.1 mol熔融的含有的离子数目为
D.标况下溶于水生成的数目为
6.(2026·辽宁辽阳·模拟预测)硫及其化合物的部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
发烟硫酸稀硫酸
A.100 g质量分数为98%的浓硫酸中含有的氧原子数为4
B.标准状况下,22.4 L 气体的分子数为
C.12.8 g 与足量的氧气反应生成的分子数小于0.2
D.1 L pH=2的稀硫酸中含有的氢离子数为0.01
7.(2025·河南·模拟预测)部分含硫物质的分类与对应化合价的关系如图所示。下列化学方程式或离子方程式书写错误的是
A.a和c反应:
B.溴水吸收c:
C.铁粉和b共热:
D.d的浓溶液中加入少量b并加热:
8.(2026·江苏南京·二模)探究含硫化合物性质的实验如下:
实验Ⅰ 取溶液,滴入4~5滴溶液,振荡,有臭鸡蛋味的气体产生并出现浑浊。
实验Ⅱ 取溶液,滴入4~5滴,振荡,溶液变为黄色;继续滴加,振荡,出现浑浊;继续加入过量的,振荡后浑浊消失、溶液变为无色。
已知:(黄色)。下列说法不正确的是
A.实验Ⅰ中产生的臭鸡蛋味气体为
B.实验Ⅰ中出现浑浊的反应为
C.实验Ⅱ中溶液变黄的原因是生成的与过量结合产生
D.实验Ⅱ中浑浊消失的原因可能是被过量氧化为
9.(2025·山西朔州·模拟预测)A、B、C为中学化学常见的单质,其中A为黄色晶体,C为工业上用量最大的金属;D、E、F、M为氧化物,且M常温下为无色液体。各物质之间的转化关系如图所示(某些反应条件已略去)。下列说法错误的是
A.实验室为防止H的水溶液被氧化,须加入一定量的C
B.A与足量的B反应可直接生成F
C.实验室保存K的水溶液须加入一定量的G
D.滴加少量溶液可加快C与G的稀溶液的反应速率
10.(2026·山东菏泽·二模)从炼铜厂烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺部分流程如下。
已知:①的熔点314℃,沸点460℃。
②有关物质的分解温度:CuO 1100℃, 560℃, 680℃,高于1000℃。
下列说法错误的是
A.通入足量空气的目的是将S完全转化为
B.“焙烧”温度可设计为600℃
C.浸出渣的主要成分为
D.从浸出液2中提取单质Y可采用电解法
二、解答题
11.(2022·湖南·高考真题)某实验小组以溶液为原料制备,并用重量法测定产品中的含量。设计了如下实验方案:
可选用试剂:晶体、溶液、浓、稀、溶液、蒸馏水
步骤1.的制备
按如图所示装置进行实验,得到溶液,经一系列步骤获得产品。
步骤2,产品中的含量测定
①称取产品,用水溶解,酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的溶液,
③沉淀完全后,水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为。
回答下列问题:
(1)Ⅰ是制取_______气体的装置,在试剂a过量并微热时,发生主要反应的化学方程式为_______;
(2)ⅠI中b仪器的作用是_______;Ⅲ中的试剂应选用_______;
(3)在沉淀过程中,某同学在加入一定量热的溶液后,认为沉淀已经完全,判断沉淀已完全的方法是_______;
(4)沉淀过程中需加入过量的溶液,原因是_______;
(5)在过滤操作中,下列仪器不需要用到的是_______(填名称);
(6)产品中的质量分数为_______(保留三位有效数字)。
12.(2025·北京·高考真题)利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。
已知:
物质
、
(1)制
已知:
由制的热化学方程式为_______。
(2)制
I.在多级串联反应釜中,悬浊液与持续通入的进行如下反应:
第一步:
第二步:
Ⅱ.当反应釜中溶液达到3.8~4.1时,形成的悬浊液转化为固体。
①Ⅱ中生成的化学方程式是_______。
②配碱槽中,母液和过量配制反应液,发生反应的化学方程式是_______。
③多次循环后,母液中逐渐增多的杂质离子是_______,需除去。
④尾气吸收器中,吸收的气体有_______。
(3)理论研究、与的反应。一定温度时,在浓度均为的和的混合溶液中,随的增加,和平衡转化率的变化如图。
①,与优先反应的离子是_______。
②,平衡转化率上升而平衡转化率下降,结合方程式解释原因:_______。
13.(2025·江西·模拟预测)硫酸钡在医学和工业领域都有着不可替代的作用。回答下列问题:
(1)医疗上用硫酸钡作“钡餐”,该用途基于硫酸钡的性质是__________(填字母)。
A.在胃肠道中不溶于胃酸 B.X射线不穿透性
C.不与胃肠道中物质反应 D.白色固体,密度较大
(2)沉淀制备。加热硫酸溶液至刚好出现气泡时,在搅拌下将 溶液慢慢滴入热的硫酸溶液中。在沸水浴中加热沉淀,并缓慢搅拌10min,再于40℃左右水浴中静置20min。倾析法除去上层清液,再用煮沸后冷却至60~70℃的水洗涤沉淀,直到清液中无为止。
①完成上述实验,下列玻璃仪器中不需要使用的是_________(填字母)。
②检验沉淀已洗涤干净的操作是_________。
(3)饱和溶液的制备。在洗净的沉淀中加入煮沸后T℃的水,搅拌,静置10min。证明溶液为饱和溶液的方法有观察法,若烧杯底部有固体,则它是饱和溶液;另一种方法是平衡移动法。其操作方法是向溶液中加入少量_________(填化学式)粉末,若产生白色沉淀,则该溶液为饱和溶液。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
ⅰ.实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对溶度积的影响。
ⅱ.查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时, 。
ⅲ.提出猜想。
猜想a:较高温度的饱和溶液的电导率较大。
猜想b:在水中的溶度积。
ⅳ.设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表中的实验1~3,记录数据。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/()
1
Ⅰ:25℃的饱和溶液
25
2
Ⅱ:35℃的饱和溶液
35
3
Ⅲ:45℃的饱和溶液
45
ⅵ.数据分析、交流讨论。
①25℃的饱和溶液中,_________。
②实验结果为。小组同学认为,此结果可以证明ⅲ中的猜想a成立,但不足以证明猜想b成立。结合ⅱ中信息,猜想b不足以成立的理由是_________。
③优化实验。小组同学为进一步验证猜想b,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/(μS⋅cm-1)
4
Ⅰ
_________
5
_________
_________
④实验总结。根据实验1~5的结果,并结合Ⅱ中信息,小组同学认为猜想b也成立。猜想b成立的判断依据是_________。
14.(2026·安徽·模拟预测)连二亚硫酸钠(),俗称保险粉,易溶于水,常用于印染、纸张漂白等。某实验小组利用锌粉法在实验室中制备连二亚硫酸钠(制取装置如图),步骤如下:
Ⅰ.向锌粉的悬浮液中通入一段时间,制备;
Ⅱ.再向溶液中加入适量溶液,生成并有沉淀产生;
Ⅲ.过滤,向滤液中加入NaCl固体,冷却到20℃左右析出,再经过滤、乙醇洗涤、干燥即为成品。
已知:是二元弱酸;具有还原性,在空气中易被氧气氧化成亚硫酸盐或硫酸盐。
(1)中S的化合价为___________。
(2)除了作为反应物外,还有___________的作用。
(3)单向阀的主要用途是___________。
(4)写出步骤Ⅱ中制备的化学方程式___________。
(5)步骤Ⅲ中不需要使用的仪器有___________(填名称)。
(6)在大试管中加入5g制得的连二亚硫酸钠,用50mL蒸馏水使其完全溶解,并不断的向该溶液中通入空气,用pH传感器测得溶液的pH随时间变化曲线如图所示。
ⅰ.溶液最初的pH约为9.5,呈碱性。随空气量的增加,溶液的pH经历2个明显的变化阶段。第①阶段溶液的最终pH约为6,说明此阶段有___________生成(填化学式);第②阶段溶液的最终pH约为2.5,此阶段溶液pH变化的可能原因是___________(用离子方程式表示)。
ⅱ.实验证明向溶液中不断通入空气除了pH的变化外,过程中还产生刺激性气味的气体,以及溶液中有淡黄色沉淀生成,出现此现象说明可能有中间产物___________生成(填化学式)。
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大单元三 第二单元 非金属及其化合物
第4讲 硫酸 硫酸盐 含硫物质间的转化
【高考考向预测】
硫酸、硫酸盐及含硫物质转化,重点区分稀硫酸与浓硫酸的性质差异,掌握浓硫酸强氧化性、吸水性、脱水性,硫酸根离子检验及不同价态含硫物质的氧化还原转化,常结合实验探究、化工流程、离子检验综合考查;近三年各类题型均有涉及,考频很高;预测2027年侧重工业制硫酸、含硫废液废渣处理情境,强化离子检验的干扰排除、多步转化分析与相关定量计算。
【双基自测●明考向】
1.(26-27高三·全国·一轮复习)如图装置
可用于与浓硫酸反应并检验气态产物。(_____)
【答案】正确
【详解】铜与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫,生成的通入品红溶液,可使品红褪色,能检验产物;是有毒酸性气体,浸有溶液的棉团可以吸收尾气,防止污染空气。
该装置正确。
2.(25-26高三·全国·一轮复习)Zn与一定量浓硫酸反应先生成气体,后生成。(____)
【答案】正确
【详解】浓硫酸具有强氧化性,反应初期硫酸浓度较高,与Zn发生氧化还原反应,硫元素被还原生成,反应为;随着反应进行,硫酸被消耗且反应生成水,硫酸浓度逐渐降低变为稀硫酸,此时稀硫酸的氧化性由体现,与Zn发生置换反应生成,反应为,因此题干描述符合反应事实。
3.(26-27高三·全国·一轮复习)常温下浓硫酸能使铝发生钝化,可在常温下用铝制贮罐贮运浓硫酸。(_____)
【答案】正确
【详解】常温下浓硫酸具有强氧化性,会与铝发生反应,在铝表面生成一层致密的氧化铝保护膜,阻止内层铝继续与浓硫酸发生反应,该现象为钝化。因此常温下可以使用铝制贮罐贮运浓硫酸,题干表述符合化学事实。
4.(26-27高三·全国·一轮复习)将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭,因浓硫酸具有氧化性和脱水性。(_____)
【答案】正确
【详解】该过程同时体现浓硫酸的两种性质:脱水性:浓硫酸可将蔗糖中的H、O元素以的比例脱去,使蔗糖炭化生成碳单质,为后续反应提供反应物。氧化性:脱水过程释放大量热量使体系温度升高,浓硫酸作为氧化剂与碳单质发生氧化还原反应:,生成的大量气体使炭体膨胀,最终形成多孔炭,因此题干表述符合反应事实。
5.(26-27高三·全国·一轮复习)取一定量样品,溶解后加入溶液,产生白色沉淀。加入浓,仍有沉淀,则此样品中含有。(_____)
【答案】错误
【详解】浓硝酸具有强氧化性,若原样品中只有,加入后会生成白色沉淀,会被浓硝酸氧化为不溶于酸的沉淀,因此无法证明原样品中一定含有,题干说法错误。
6.(25-26高三·全国·一轮复习)向某溶液中,加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,再加入稀盐酸沉淀不消失,溶液中不一定存在SO。(_____)
【答案】正确
【详解】加入BaCl2溶液生成白色沉淀,可能为BaSO4或AgCl。加入稀盐酸后,若沉淀不溶解,可能因BaSO4不溶于酸,或AgCl在过量Cl⁻中仍稳定。由于Ag⁺的存在同样会导致此现象,因此无法确定溶液中一定含有SO,故原说法正确。
7.(26-27高三·全国·一轮复习)确认溶液中是否含先用盐酸酸化,再检验。(_____)
【答案】正确
【详解】检验时,、、等离子会对检验结果产生干扰。先用盐酸酸化:一方面可将、转化为气体除去,排除二者的干扰;另一方面若溶液中存在,会与盐酸电离出的反应生成沉淀,可预先排除的干扰;酸化后再加入可溶性钡盐检验,即可准确判断是否存在,因此该操作正确。
8.(24-25高三·全国·一轮复习)溶液久置后出现浑浊颜色变深的原因是。(______)
【答案】错误
【详解】溶液久置后出现浑浊颜色变深的原因是发生了反应。
9.(26-27高三·全国·一轮复习)在给定条件下可实现上述转化。(_____)
【答案】错误
【详解】第一步转化可实现,在中煅烧的反应为;但第二步转化无法实现:属于酸性氧化物,与水仅能发生化合反应生成亚硫酸(),不能直接得到,若要制得,需要先将催化氧化为,再让与水反应,因此给定条件下整个转化不能实现。
10.(25-26高三·全国·一轮复习)70%硫酸与制产生的废液中,可能大量存在、、、。(___)
【答案】错误
【详解】H+与不能大量共存,二者会发生反应,且用70%硫酸制备SO2时,为保证SO2充分逸出,反应体系为酸性环境,存在大量H+,会与H+反应转化为SO2脱离体系,因此题干所述四种离子不可能同时大量存在。
【核心梳理●明考点】
考点一 硫酸及其用途和制法
1.硫酸的物理性质
(1)硫酸是一种无色油状液体,沸点高,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)浓硫酸的稀释方法:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
2.浓硫酸的特性
3.硫酸的工业制法
制备流程
完成相关反应的化学方程式:
①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2;S+O2SO2;
②2SO2+O22SO3
【考点突破●明方向】
1.化学小组用如图装置探究铜与浓硫酸的反应,过程中观察到,试管内壁有淡黄色固体,液面上方铜丝变黑,溶液中有白色(灰白色)固体生成。将铜丝抽至脱离溶液,继续加热,保持沸腾状态,淡黄色固体消失。将变黑的铜丝置于稀硫酸中,黑色物质不溶解。下列说法错误的是( )
A.实验过程中观察到石蕊溶液变红后不褪色
B.试管中白色(灰白色)固体为无水硫酸铜
C.铜丝上的黑色物质为氧化铜
D.淡黄色固体消失的原因是硫酸蒸气将固体硫氧化
【答案】C
【解析】反应生成的SO2能使石蕊溶液变红但不能使石蕊溶液褪色,A正确;浓硫酸具有吸水性,所以白色固体是无水CuSO4,B正确;CuO能溶于稀硫酸,而黑色固体不溶于稀硫酸,所以黑色物体不是CuO,C错误;淡黄色固体是S,浓硫酸具有强氧化性能将S氧化为SO2,D正确。
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遇水蒸气所致,说明酸性:H2SO4>HCl
D.③中浓H2SO4被还原成SO2
【答案】A
【解析】A项,反应①生成的红棕色气体是溴蒸气,反应②白雾是氯化氢遇水形成的盐酸小液滴,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;B项,反应③生成的是二氧化硫气体,是非氧化还原反应,而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型的物质;C项,有HCl生成利用浓硫酸的难挥发性;D项,反应③生成的是二氧化硫气体,是非氧化还原反应。
3.工业上以硫黄或黄铁矿为原料制备硫酸的原理示意图如下。下列叙述错误的是( )
A.通过量的空气可将硫黄直接转化为SO3
B.控制温度400~500 ℃可增大催化剂活性
C.吸收剂b可选用98.3%的浓硫酸
D.工业上可用氨水处理尾气中的SO2
【答案】A
【解析】制硫酸涉及下列反应:硫黄或黄铁矿在空气中燃烧生成二氧化硫,反应的化学方程式:S+O2SO2或4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,二氧化硫在催化剂作用和加热条件下反应生成三氧化硫,反应的化学方程式:2SO2+O22SO3;生产中用浓硫酸代替水吸收SO3制得发烟硫酸,SO3+H2O===H2SO4,将发烟硫酸稀释后可制得稀硫酸。A项,硫黄和氧气反应只会生成SO2,A错误;B项,选择400~500 ℃是因为V2O5作催化剂时催化活性较好,B正确;C项,工业制硫酸用98.3%的浓硫酸吸收SO3,不能用水吸收,是因为用水会生成酸雾,C正确;D项,氨水作为一种碱性溶液可以和酸性氧化物SO2反应,工业上可用氨水处理尾气中的SO2,D项正确。
4.下列说法正确的是 。
①少量胆矾加入浓硫酸中,蓝色晶体变白,体现浓硫酸的吸水性
②用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上,滤纸变黑,体现浓硫酸的脱水性
③将铜片加入盛有浓硫酸的试管中,加热铜片逐渐溶解,产生无色、有刺激性气味的气体,体现浓硫酸的强氧化性、酸性
④将少量铜加入浓硫酸中加热,很快能观察到溶液变为蓝色
⑤将铜片放入浓硫酸中,无明显现象是因为铜片发生了钝化
⑥工业上可用稀硫酸洗去锅炉中的水垢
【答案】①②③
5.某化学兴趣小组将铁丝与一定量浓硫酸混合加热,发现铁丝完全溶解,并产生大量的气体X。该兴趣小组的同学猜测气体X的成分如下:
(1)甲组同学认为气体X为SO2。
(2)乙组同学认为气体X为H2。
(3)丙组同学认为乙组同学明显不合理,其理由是: 。
气体X中一定有SO2还可能有 ,理由是 。
【答案】浓硫酸具有强氧化性,反应刚开始不可能产生H2 H2 随着反应的进行,硫酸的浓度变小,铁与稀硫酸反应生成氢气
浓H2SO4与金属反应时“量变”引起的“质变”规律
(1)较活泼金属(如Zn)反应开始产生SO2,硫酸浓度变小后产生H2。
(2)不活泼金属(如Cu)反应开始产生SO2(加热),硫酸浓度变小后,稀H2SO4不再与不活泼金属反应。
考点二 硫酸盐 硫酸根离子的检验
1.重要的硫酸盐
皓矾
ZnSO4·7H2O
生石膏
CaSO4·2H2O
熟石膏
2CaSO4·H2O
钡餐(重晶石)
BaSO4
胆矾(蓝矾)
CuSO4·5H2O
绿矾(皂矾或青矾)
FeSO4·7H2O
芒硝(朴硝或皮硝)
Na2SO4·10H2O
明矾
KAl(SO4)2·12H2O
莫尔盐
(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O
2.硫酸根离子的检验
(1)检验S的正确操作方法:被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无S)。
(2)先加稀盐酸的目的是排除C、Ag+等离子的干扰,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生。整个过程中可能发生反应的离子方程式:C===BaSO4↓。
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
氯化钡溶液
Ba2++S===BaSO4↓
CaCl2
碳酸钠溶液
Ca2++C===CaCO3↓
MgCl2
烧碱溶液
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
【考点突破●明方向】
1.我国古代典籍中有“石胆……浅碧色,烧之变白色者真”的记载,其中石胆是指( )
A.CuSO4·5H2O B.FeSO4·7H2O
C.ZnSO4·7H2O D.KAl(SO4)2·12H2O
【答案】A
【解析】根据物质的颜色变化,并结合所学化学知识即可判断石胆是指CuSO4·5H2O,为蓝色晶体,加热发生反应CuSO4·5H2OCuSO4(白色粉末)+5H2O,A项正确。
2.下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是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项,二氧化硫被硝酸氧化为硫酸,加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀;B项,亚硫酸根离子被硝酸氧化为硫酸根离子,沉淀也是硫酸钡;C项,所得沉淀可能是氯化银;D项,先加过量盐酸无明显现象,再加氯化钡产生的白色沉淀一定是硫酸钡。
3.为精制食盐,需除去粗盐水中的Ca2+、S和Mg2+,下列说法正确的是( )
A.①②③依次是加入过量的NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液
B.取滤液a,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则说明S没有除尽
C.加入稀盐酸初期,溶液中无明显现象,后期则会生成无色气体
D.用蒸发结晶法从NaCl溶液中得到氯化钠固体时,应在溶液蒸干后再停止加热
【答案】C
【解析】碳酸钠主要除掉钙离子和多加入的钡离子,因此Na2CO3要加在BaCl2溶液后面,故A项错误;取滤液a,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,可能生成了碳酸钡沉淀,不能说明S没有除尽,故B项错误;加入稀盐酸初期,溶液中无明显现象,主要是氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,后期则会生成无色气体,主要是碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,故C项正确;用蒸发结晶法从NaCl溶液中得到氯化钠固体时,应在得到大量晶体后停止加热,利用余热蒸干,故D项错误。
考点三 硫及其化合物的转化
1.硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
2.相同价态硫的化合物之间的转化关系
(1)+4价硫的化合物之间的转化
(2)-2价硫的化合物之间的转化
氢硫酸(H2S)是二元酸,与酸式盐(NaHS)、正盐(Na2S)之间的转化关系,跟H2SO3、亚硫酸氢盐、亚硫酸盐之间的转化关系相似。
3.不同价态含硫物质的转化
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
如:H2SSSO2SO3
③④⑤反应的化学方程式分别为
③2SO2+O22SO3;
④S+H2H2S;
⑤SO2+2H2S===3S+2H2O。
【考点突破●明方向】
1.将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S,其转化如图所示。下列说法错误的是( )
A.过程①中,生成 CuS 的反应为 H2S+Cu2+===CuS↓+2H+
B.过程②中,发生反应的离子方程式为S2-+2Fe3+===S+2Fe2+
C.过程中,体现出氧化性:O2>Fe3+>S
D.反应前后n(Fe3+)不变,当有1 mol硫生成时,消耗0.5 mol O2
【答案】B
【解析】A.过程①中,是硫化氢和铜离子反应生成硫化铜和氢离子,则生成 CuS 的反应为H2S+Cu2+===CuS↓+2H+,故A正确;B.过程②中是铁离子和硫化铜反应生成硫单质,铜离子和亚铁离子,其发生反应的离子方程式为CuS+2Fe3+===S↓+2Fe2++Cu2+,故B错误;C.过程中,氧气氧化亚铁离子变为铁离子,再根据CuS+2Fe3+===S↓+2Fe2++Cu2+,则氧化性顺序为O2>Fe3+>S,故C正确;D.反应实质为2H2S+O2===2H2O+2S,则当反应前后n(Fe3+)不变,当有1 mol硫生成时,根据方程式得到消耗0.5 mol O2,故D正确。
2.部分含硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a的浓溶液与b可生成SO2
B.SO2通入紫色石蕊试液先变红后褪色
C.c在空气中燃烧生成SO2
D.d既可被氧化,也可被还原
【答案】B
【解析】A.浓硫酸有强氧化性,可与H2S反应生成中间价态的S或SO2,A正确;B.SO2通入紫色石蕊试液中,能变红,但不能褪色,B错误;C.S在空气中燃烧只能生成SO2,C正确;D.S中S为+4价,既可被氧化,也可被还原,D正确。
3.葡萄酒中常加入亚硫酸盐作为食品添加剂,为检测某葡萄酒样品中亚硫酸盐的含量(通常以酒样中SO2的量计),某研究小组设计了如下实验(已知还原性:S>I->Cl-)。
酒样气体溶液数据处理
下列说法不正确的是( )
A.若试剂A选择氯水,则试剂B可选择NaOH标准液
B.通入N2和煮沸的目的是为了将产生的气体从溶液中全部赶出
C.葡萄酒中加亚硫酸盐的主要目的是防止氧化,利用了亚硫酸盐的还原性
D.若试剂A选择碱液,调节吸收后溶液为中性,则试剂B可选择I2标准液
【答案】A
【解析】二氧化硫具有还原性,可以被氯水氧化为硫酸,但是氯水也可以和氢氧化钠反应,此时不能选择NaOH标准液,A错误;通氮气和煮沸是为了将生成的二氧化硫从溶液中全部赶出,B正确;亚硫酸根离子易被空气中的氧气氧化为硫酸根离子,葡萄酒中加亚硫酸盐的主要目的是防止葡萄酒氧化,利用了亚硫酸盐的还原性,C正确;若试剂A选择碱液,可以和二氧化硫反应得到亚硫酸盐或是亚硫酸氢盐,该盐可以被碘单质氧化为硫酸盐,试剂B可选择I2标准液,D正确。
4.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。
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。
(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 。
【答案】(1)⑤ 酸性KMnO4溶液褪色 还原
(2)+4和-2 0 (3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 将产生的气体通入品红溶液,品红溶液褪色
本讲感悟
疑点:
盲点:
【限时训练】
(60分钟)
一、单选题
1.(2025·贵州·高考真题)下列实验操作及现象得出的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
常温下,浓硫酸中加入Al片无明显气泡生成,稀硫酸中加入Al片产生大量气泡
氧化性:稀浓
B
向溴的四氯化碳溶液中通入,溶液不褪色;向溴的四氯化碳溶液中通入,溶液褪色
键能:
C
常温下,分别向等体积等pH的苯甲酸和对硝基苯甲酸溶液中加蒸馏水稀释至等体积,测得pH:对硝基苯甲酸>苯甲酸
酸性:苯甲酸>对硝基苯甲酸
D
向溶液与过量氨水反应后的深蓝色溶液中加入乙醇,析出深蓝色晶体
分子的极性:
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.铝在浓硫酸中因钝化而无明显气泡,在稀硫酸中反应产生氢气,但浓硫酸的氧化性强于稀硫酸,A错误;
B.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是因加成反应,乙烷不能,但C=C双键的总键能大于C-C单键,B错误;
C.等pH的两种弱酸溶液稀释相同倍数,酸性越强的酸,其pH变化越大,稀释后溶液的pH也越高。根据实验现象可知pH是对硝基苯甲酸大于苯甲酸,可知酸性为对硝基苯甲酸大于苯甲酸,C错误;
D.加入乙醇后析出晶体是因乙醇极性小于水,降低了络合物溶解度,D正确;
故答案选D。
2.(2026·湖北黄冈·二模)利用下图所示装置生产硫。已知电解质溶液的溶质为,、代表或中的一种。下列说法错误的是
A.从装置右侧向左侧迁移
B.该装置的总反应为
C.用浓硫酸作为电解质溶液可提高工作效率
D.的结构是
【答案】C
【分析】该装置为原电池,右侧光照通入,被氧化生成,右侧为负极;左侧通入,被还原生成,左侧为正极,逐一分析选项。
【详解】A.原电池中阳离子向正极移动,为阳离子,正极在左、负极在右,因此从右侧(负极)向左侧(正极)迁移,A正确;
B.负极反应式为,正极反应式为,相加得总反应,B正确;
C.浓硫酸中主要以分子形式存在,自由移动离子浓度低,导电性差,同时浓硫酸具有强氧化性,会氧化、消耗反应物,降低产率,不能提高工作效率,C错误;
D.左侧循环中,还原态二醇()被氧化,生成氧化态二酮()和,因此为二醇(),D正确;
故选C。
3.(2026·湖南长沙·一模)工业上制备硫酸的流程如图所示,下列说法正确的是
A.黄铁矿的主要成分为FeS2,其阳离子与阴离子的个数之比为1:2
B.选择在400~500℃的温度下进行反应,主要原因是为了大幅提高SO2的平衡转化率
C.SO2和SO3的VSEPR模型相同,分子的空间结构不相同
D.向产品浓硫酸中加入适量的水,可得到所需浓度的稀硫酸
【答案】C
【详解】A.在FeS2中,阳离子是Fe2+,阴离子是,阳离子与阴离子的个数之比为1:1,A错误;
B.SO2催化氧化生成SO3的反应是一个放热反应,根据勒夏特列原理,降低温度才有利于平衡向右移动,提高转化率,工业上选择400 ~500℃的主要原因是,该温度是V2O5催化剂的活性温度区间,兼顾反应速率,使生产更高效,而非为了“大幅提高平衡转化率”,B错误;
C.SO2和SO3的VSEPR模型相同,都是平面三角形,但SO2的分子结构是V形,和SO3的分子结构是平面三角形,C正确;
D.应当将浓硫酸加入水,不可将水加入浓硫酸,D错误;
故答案为C。
4.(2026·陕西商洛·模拟预测)已知代表阿伏加德罗常数的值。工业上以固体(铁元素的化合价为+2)为原料生产的主要流程如下:
下列说法错误的是
A.溶液Q为浓硫酸
B.焙烧生成气体时,还生成
C.的黏度较高,与分子间能形成氢键有关
D.焙烧 时转移的电子数为
【答案】D
【分析】在氧气中焙烧生成的气体Y为,经催化氧化生成气体Z为,被溶液Q吸收得到。
【详解】A.工业吸收时使用浓硫酸,可避免形成酸雾,提高吸收效率,最终得到,可知溶液Q为浓硫酸,A正确;
B.中铁元素为+2价,焙烧时被氧气氧化为+3价,对应产物为,同时硫元素被氧化生成,B正确;
C.分子中含有羟基,分子间可形成氢键,中存在大量分子,分子间氢键作用强,因此黏度较高,C正确;
D.焙烧时,元素从+2价升高到+3价,失去电子;元素平均化合价为,反应后升高到+4价,共失去电子,总转移电子物质的量为,对应转移电子数为,D错误;
故选 D。
5.(2026·辽宁沈阳·模拟预测)工业上生产硫酸原理如下:设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1 mol SO2和反应完全生成的分子数目小于
B.与足量的完全反应生成和转移电子数为
C.1 mol熔融的含有的离子数目为
D.标况下溶于水生成的数目为
【答案】A
【详解】A. 是可逆反应,1 mol SO2和反应完全生成的分子数目小于,故A正确;
B.的物质的量为0.3mol,与足量的完全反应生成和,铁元素化合价由+2价升高为+3价、S元素化合价由-1升高为+4,转移电子数,故B错误;
C.由Fe2+、构成,1 mol熔融的含有的离子数目为,故C错误;
D.标况下SO3是固体,的物质的量不是1mol,溶于水生成硫酸的量不是1mol,故D错误;
选A。
6.(2026·辽宁辽阳·模拟预测)硫及其化合物的部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
发烟硫酸稀硫酸
A.100 g质量分数为98%的浓硫酸中含有的氧原子数为4
B.标准状况下,22.4 L 气体的分子数为
C.12.8 g 与足量的氧气反应生成的分子数小于0.2
D.1 L pH=2的稀硫酸中含有的氢离子数为0.01
【答案】A
【详解】A.100 g质量分数98%的浓硫酸中,质量为98 g,物质的量为1 mol,仅中就含有4 mol氧原子;此外溶液中还有2g水,水分子中也含有氧原子,因此总氧原子数大于,A错误;
B.标准状况下是气体,22.4 L 的物质的量为1 mol,分子数为,B正确;
C.12.8 g 的物质的量为,与生成的反应是可逆反应,不能完全进行,因此生成的分子数小于,C正确;
D.的溶液中,1L溶液中,氢离子数为,D正确;
故选A。
7.(2025·河南·模拟预测)部分含硫物质的分类与对应化合价的关系如图所示。下列化学方程式或离子方程式书写错误的是
A.a和c反应:
B.溴水吸收c:
C.铁粉和b共热:
D.d的浓溶液中加入少量b并加热:
【答案】C
【分析】根据价类二维图可确定各对应物质,a为硫元素-2价的氢化物,b为硫元素0价的单质,c为硫元素+4价的氧化物,d为硫元素+6价的含氧酸。
【详解】A.和发生归中反应生成硫单质和水,给出的化学方程式原子守恒、电子守恒,A正确;
B.溴单质具有氧化性,可将氧化为,自身被还原为,给出的离子方程式电荷守恒、原子守恒、电子守恒,B正确;
C.硫单质氧化性较弱,与铁粉共热反应只能生成,正确反应为,不能生成,C错误;
D.浓硫酸具有强氧化性,与硫单质发生归中反应生成和水,给出的化学方程式原子守恒、电子守恒,D正确;
故选C。
8.(2026·江苏南京·二模)探究含硫化合物性质的实验如下:
实验Ⅰ 取溶液,滴入4~5滴溶液,振荡,有臭鸡蛋味的气体产生并出现浑浊。
实验Ⅱ 取溶液,滴入4~5滴,振荡,溶液变为黄色;继续滴加,振荡,出现浑浊;继续加入过量的,振荡后浑浊消失、溶液变为无色。
已知:(黄色)。下列说法不正确的是
A.实验Ⅰ中产生的臭鸡蛋味气体为
B.实验Ⅰ中出现浑浊的反应为
C.实验Ⅱ中溶液变黄的原因是生成的与过量结合产生
D.实验Ⅱ中浑浊消失的原因可能是被过量氧化为
【答案】B
【详解】A.酸性强于,可与反应生成臭鸡蛋味的气体,A正确;
B.出现浑浊的原因是和S2-发生了归中反应生成S,亚硫酸是弱电解质,书写离子方程式时不能拆分为和亚硫酸根离子,其离子方程式为,B错误;
C.实验Ⅱ中滴入少量时,被氧化生成少量,与过量结合生成黄色的,导致溶液变黄,C正确;
D.具有强氧化性,过量时可将单质氧化为可溶性的,导致浑浊消失,D正确;
故选B。
9.(2025·山西朔州·模拟预测)A、B、C为中学化学常见的单质,其中A为黄色晶体,C为工业上用量最大的金属;D、E、F、M为氧化物,且M常温下为无色液体。各物质之间的转化关系如图所示(某些反应条件已略去)。下列说法错误的是
A.实验室为防止H的水溶液被氧化,须加入一定量的C
B.A与足量的B反应可直接生成F
C.实验室保存K的水溶液须加入一定量的G
D.滴加少量溶液可加快C与G的稀溶液的反应速率
【答案】B
【分析】A为黄色晶体,A为S;C为工业上用量最大的金属,C为Fe;D、E、F、M为氧化物,故B为O2,D为SO2,E为Fe3O4,F为SO3,M常温下为无色液体,M为H2O,G为H2SO4,K为Fe2(SO4)3,H为FeSO4。
【详解】A.H是FeSO4,Fe2+易被氧化为Fe3+,加入Fe可将Fe3+还原为Fe2+,能防止其被氧化,A正确;
B.A是S,S与足量O2反应只能直接生成SO2,无法直接生成SO3,需要SO2进一步催化氧化才能得到SO3,B错误;
C.K是Fe2(SO4)3,Fe3+易发生水解反应:,加入H2SO4可增大H+浓度,抑制Fe3+水解,C正确;
D.Fe与CuSO4反应置换出Cu,Fe、Cu与稀硫酸构成原电池,可加快反应速率,D正确;
故选B。
10.(2026·山东菏泽·二模)从炼铜厂烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺部分流程如下。
已知:①的熔点314℃,沸点460℃。
②有关物质的分解温度:CuO 1100℃, 560℃, 680℃,高于1000℃。
下列说法错误的是
A.通入足量空气的目的是将S完全转化为
B.“焙烧”温度可设计为600℃
C.浸出渣的主要成分为
D.从浸出液2中提取单质Y可采用电解法
【答案】A
【详解】A.“焙烧”时通入足量的空气,目的是为了将单质硫完全氧化为二氧化硫。单质硫在空气中完全燃烧生成二氧化硫,无法直接生成三氧化硫,A错误;
B.“焙烧”温度设为600℃合理。沸点460℃,可升华后冷凝;分解温度560℃,在600℃时已分解成CuO和;和的分解温度均高于600℃,比较稳定,便于后续分离,B正确;
C.根据流程图可得,水浸阶段:溶解进入浸出液1,CuO和不溶;酸浸阶段:CuO溶于硫酸生成,而难溶于酸,最终残留为浸出渣,C正确;
D.浸出液2是由浸出渣1(主要成分为CuO和)经酸浸得到的,浸出液2主要含,单质Y为铜,可以通过电解硫酸铜溶液提取单质铜,符合工业实践,D正确;
故答案选A。
二、解答题
11.(2022·湖南·高考真题)某实验小组以溶液为原料制备,并用重量法测定产品中的含量。设计了如下实验方案:
可选用试剂:晶体、溶液、浓、稀、溶液、蒸馏水
步骤1.的制备
按如图所示装置进行实验,得到溶液,经一系列步骤获得产品。
步骤2,产品中的含量测定
①称取产品,用水溶解,酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的溶液,
③沉淀完全后,水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为。
回答下列问题:
(1)Ⅰ是制取_______气体的装置,在试剂a过量并微热时,发生主要反应的化学方程式为_______;
(2)ⅠI中b仪器的作用是_______;Ⅲ中的试剂应选用_______;
(3)在沉淀过程中,某同学在加入一定量热的溶液后,认为沉淀已经完全,判断沉淀已完全的方法是_______;
(4)沉淀过程中需加入过量的溶液,原因是_______;
(5)在过滤操作中,下列仪器不需要用到的是_______(填名称);
(6)产品中的质量分数为_______(保留三位有效数字)。
【答案】(1) HCl H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HCl↑
(2) 防止倒吸 CuSO4溶液
(3)静置,取上层清液于一洁净试管中,继续滴加热的硫酸溶液,无白色沉淀生成,则已沉淀完全
(4)使钡离子沉淀完全
(5)锥形瓶
(6)97.6%
【分析】装置I中浓硫酸和氯化钠共热制备HCl,装置II中氯化氢与BaS溶液反应制备BaCl2·2H2O,装置III中硫酸铜溶液用于吸收生成的H2S,防止污染空气。
【详解】(1)由分析可知,装置I为浓硫酸和氯化钠共热制取HCl气体的装置,在浓硫酸过量并微热时,浓硫酸与氯化钠反应生成硫酸氢钠和氯化氢,发生主要反应的化学方程式为:H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HCl↑。
(2)氯化氢极易溶于水,装置II中b仪器的作用是:防止倒吸;装置II中氯化氢与BaS溶液反应生成H2S,H2S有毒,对环境有污染,装置III中盛放CuSO4溶液,用于吸收H2S。
(3)硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,因此判断沉淀已完全的方法是静置,取上层清液于一洁净试管中,继续滴加硫酸溶液,无白色沉淀生成,则已沉淀完全。
(4)为了使钡离子沉淀完全,沉淀过程中需加入过量的硫酸溶液。
(5)过滤用到的仪器有:铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒,用不到锥形瓶。
(6)由题意可知,硫酸钡的物质的量为:=0.002mol,依据钡原子守恒,产品中BaCl2·2H2O的物质的量为0.002mol,质量为0.002mol244g/mol=0.488g,质量分数为:100%=97.6%。
12.(2025·北京·高考真题)利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。
已知:
物质
、
(1)制
已知:
由制的热化学方程式为_______。
(2)制
I.在多级串联反应釜中,悬浊液与持续通入的进行如下反应:
第一步:
第二步:
Ⅱ.当反应釜中溶液达到3.8~4.1时,形成的悬浊液转化为固体。
①Ⅱ中生成的化学方程式是_______。
②配碱槽中,母液和过量配制反应液,发生反应的化学方程式是_______。
③多次循环后,母液中逐渐增多的杂质离子是_______,需除去。
④尾气吸收器中,吸收的气体有_______。
(3)理论研究、与的反应。一定温度时,在浓度均为的和的混合溶液中,随的增加,和平衡转化率的变化如图。
①,与优先反应的离子是_______。
②,平衡转化率上升而平衡转化率下降,结合方程式解释原因:_______。
【答案】(1)
(2) 、SO2
(3) 溶液中发生的反应:ⅰ.+SO2+H2OH2CO3+,H2CO3H2O+CO2;ⅱ.+SO2+H2O2。amol后,随着n(SO2)增加,因H2CO3分解,促进ⅰ中SO2与碳酸氢根的反应不断正向进行,溶液中c()不断增加,促使反应ⅱ逆向进行,所以平衡转化率上升而平衡转化率下降
【分析】硫化氢通入燃烧炉中燃烧,生成了二氧化硫,还有少量氮气,氧气等,二氧化硫与碳酸钠在反应釜中反应,产生的废气用氢氧化钠吸收,出料液离心分离得到产品,母液中含有亚硫酸氢钠,返回配碱槽中循环使用。
【详解】(1)已知:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
将Ⅰ×2+Ⅱ×2得: ,所以由制的热化学方程式为 ;
(2)① 当反应釜中溶液达到3.8~4.1时,形成的悬浊液转化为固体,根据元素守恒,还有水生成,化学方程式:;
②根据多级串联反应釜中的化学方程式可知,除了生成的焦亚硫酸钠外,母液中有亚硫酸氢钠剩余,又因为>,亚硫酸氢钠与过量发生反应的化学方程式为:;
③在燃烧炉中反应冷却后的气体中混有氧气,氧气能氧化亚硫酸钠或亚硫酸氢钠,生成硫酸钠,所以多次循环后,母液中逐渐增多的杂质离子是,需除去;
④碳酸氢钠与二氧化硫发生的化学方程式为,生成了二氧化碳,二氧化碳用氢氧化钠吸收,转化成碳酸钠,可到多级串联反应釜中循环使用,所以尾气吸收器中吸收的气体有,在多级串联反应釜中持续通入的,则尾气吸收器中吸收的气体还有;
故答案为:;;;、SO2;
(3)① 由图可知,①,时,碳酸氢根平衡转化率较低,而亚硫酸根的平衡转化率较高,所以与优先反应;
②溶液中发生的反应:ⅰ.+SO2+H2OH2CO3+,H2CO3H2O+CO2;ⅱ.+SO2+H2O2。amol后,随着n(SO2)增加,因H2CO3分解,促进ⅰ中SO2与碳酸氢根的反应不断正向进行,溶液中c()不断增加,促使反应ⅱ逆向进行,所以平衡转化率上升而平衡转化率下降。
故答案为:;溶液中发生的反应:ⅰ.+SO2+H2OH2CO3+,H2CO3H2O+CO2;ⅱ.+SO2+H2O2。amol后,随着n(SO2)增加,因H2CO3分解,促进ⅰ中SO2与碳酸氢根的反应不断正向进行,溶液中c()不断增加,促使反应ⅱ逆向进行。
13.(2025·江西·模拟预测)硫酸钡在医学和工业领域都有着不可替代的作用。回答下列问题:
(1)医疗上用硫酸钡作“钡餐”,该用途基于硫酸钡的性质是__________(填字母)。
A.在胃肠道中不溶于胃酸 B.X射线不穿透性
C.不与胃肠道中物质反应 D.白色固体,密度较大
(2)沉淀制备。加热硫酸溶液至刚好出现气泡时,在搅拌下将 溶液慢慢滴入热的硫酸溶液中。在沸水浴中加热沉淀,并缓慢搅拌10min,再于40℃左右水浴中静置20min。倾析法除去上层清液,再用煮沸后冷却至60~70℃的水洗涤沉淀,直到清液中无为止。
①完成上述实验,下列玻璃仪器中不需要使用的是_________(填字母)。
②检验沉淀已洗涤干净的操作是_________。
(3)饱和溶液的制备。在洗净的沉淀中加入煮沸后T℃的水,搅拌,静置10min。证明溶液为饱和溶液的方法有观察法,若烧杯底部有固体,则它是饱和溶液;另一种方法是平衡移动法。其操作方法是向溶液中加入少量_________(填化学式)粉末,若产生白色沉淀,则该溶液为饱和溶液。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
ⅰ.实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对溶度积的影响。
ⅱ.查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时, 。
ⅲ.提出猜想。
猜想a:较高温度的饱和溶液的电导率较大。
猜想b:在水中的溶度积。
ⅳ.设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表中的实验1~3,记录数据。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/()
1
Ⅰ:25℃的饱和溶液
25
2
Ⅱ:35℃的饱和溶液
35
3
Ⅲ:45℃的饱和溶液
45
ⅵ.数据分析、交流讨论。
①25℃的饱和溶液中,_________。
②实验结果为。小组同学认为,此结果可以证明ⅲ中的猜想a成立,但不足以证明猜想b成立。结合ⅱ中信息,猜想b不足以成立的理由是_________。
③优化实验。小组同学为进一步验证猜想b,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/(μS⋅cm-1)
4
Ⅰ
_________
5
_________
_________
④实验总结。根据实验1~5的结果,并结合Ⅱ中信息,小组同学认为猜想b也成立。猜想b成立的判断依据是_________。
【答案】(1)ABC
(2) C 取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加溶液和稀硝酸,不产生白色沉淀
(3)(或)
(4) 测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下的溶度积大小 45 Ⅱ 45
【详解】(1)作钡餐基本要求是难溶于胃酸、不与胃肠道中物质反应,X射线吸收力强等,与硫酸钡是白色固体,密度较大无关,故A、B、C三项正确;
(2)根据制备过程叙述,制备硫酸钡,不需要漏斗;检验沉淀已洗涤干净就是用硝酸银和稀硝酸检验洗涤液中是否含氯离子,操作为取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加溶液和稀硝酸,不产生白色沉淀说明沉淀已洗涤干净;
(3)根据平衡移动原理,添加氯化钡粉末或硫酸钠粉末,平衡向生成硫酸钡的方向移动,析出白色沉淀;
(4)①根据溶度积计算,, 。
②温度升高,硫酸钡溶解度增大,硫酸钡饱和溶液中离子浓度会增大;而温度高,离子迁移加快,导致电导率增大,根据控制变量设计实验,温度不同、离子浓度不同,不能通过电导率大小判断温度对溶度积的影响。
③验证猜想b需要控制测试温度相同,排除温度本身对电导率的影响,测定不同温度下配制的饱和溶液的电导率即可,故实验4测试温度为45℃,实验5选试样Ⅱ,测试温度为45℃。
④相同测试温度下,制备温度越高的BaSO₄饱和溶液电导率越大,说明温度越高饱和溶液中离子浓度越大,因此随温度升高而增大,故猜想b成立的判断依据是。
14.(2026·安徽·模拟预测)连二亚硫酸钠(),俗称保险粉,易溶于水,常用于印染、纸张漂白等。某实验小组利用锌粉法在实验室中制备连二亚硫酸钠(制取装置如图),步骤如下:
Ⅰ.向锌粉的悬浮液中通入一段时间,制备;
Ⅱ.再向溶液中加入适量溶液,生成并有沉淀产生;
Ⅲ.过滤,向滤液中加入NaCl固体,冷却到20℃左右析出,再经过滤、乙醇洗涤、干燥即为成品。
已知:是二元弱酸;具有还原性,在空气中易被氧气氧化成亚硫酸盐或硫酸盐。
(1)中S的化合价为___________。
(2)除了作为反应物外,还有___________的作用。
(3)单向阀的主要用途是___________。
(4)写出步骤Ⅱ中制备的化学方程式___________。
(5)步骤Ⅲ中不需要使用的仪器有___________(填名称)。
(6)在大试管中加入5g制得的连二亚硫酸钠,用50mL蒸馏水使其完全溶解,并不断的向该溶液中通入空气,用pH传感器测得溶液的pH随时间变化曲线如图所示。
ⅰ.溶液最初的pH约为9.5,呈碱性。随空气量的增加,溶液的pH经历2个明显的变化阶段。第①阶段溶液的最终pH约为6,说明此阶段有___________生成(填化学式);第②阶段溶液的最终pH约为2.5,此阶段溶液pH变化的可能原因是___________(用离子方程式表示)。
ⅱ.实验证明向溶液中不断通入空气除了pH的变化外,过程中还产生刺激性气味的气体,以及溶液中有淡黄色沉淀生成,出现此现象说明可能有中间产物___________生成(填化学式)。
【答案】(1)+3
(2)排尽装置中的空气,防止连二亚硫酸钠被氧气氧化
(3)防止倒吸
(4)
(5)坩埚、研钵
(6)
【分析】实验目的是制备连二亚硫酸钠,实验原理为①锌粉的悬浮液与制备,②溶液与溶液反应生成。
【详解】(1)中Na化合价+1、O为-2,根据化合物的化合价代数和为0,S的化合价为+3价。
(2)具有还原性,在空气中易被氧气氧化,故需排尽装置中的空气,即的作用为排尽装置中的空气,防止连二亚硫酸钠被氧气氧化。
(3)易溶于水,单向阀的主要用途是防止倒吸。
(4)溶液与溶液反应生成及沉淀,化学方程式为。
(5)步骤Ⅲ操作为过滤,需使用的仪器为烧杯、漏斗,图中仪器从左到右分别为坩埚、漏斗、烧杯、研钵,故不需要使用的仪器为坩埚、研钵。
(6)溶液中发生水解使溶液呈碱性,而具有还原性,易被氧气氧化成亚硫酸盐或硫酸盐,故随空气量的增加,根据第①阶段溶液的最终pH约为6(呈酸性),说明被氧化生成亚硫酸盐,而溶液显碱性,而溶液显酸性,说明此阶段有生成;随空气量的增加被氧化生成硫酸盐,根据离子反应可知,溶液中增大,导致第②阶段溶液pH继续降低,最终约为2.5。
实验中产生的刺激性气味的气体为、生成的淡黄色沉淀为,而,说明向溶液中不断通入空气可能有中间产物生成。
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