第02讲 硫及其化合物(复习讲义)(上海专用)2027年高考化学一轮复习讲练测
2026-06-29
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2份
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112页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 氧族元素及其化合物 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 13.59 MB |
| 发布时间 | 2026-06-29 |
| 更新时间 | 2026-06-29 |
| 作者 | 慕白舒然 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-06-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58542432.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学高考复习讲义聚焦硫及其化合物核心考点,涵盖硫单质、氧化物、硫酸、SO₄²⁻检验及价态转化,通过价类二维图构建知识网络,分考点进行知识解构、考向破译与解题妙招指导,结合命题透视、思维建模、考点精讲、真题溯源环节,帮助学生系统梳理知识,突破高考难点。
讲义突出情境化教学与实验探究,如设计SO₂制备性质实验、工业脱硫流程分析,培养科学探究与实践能力。通过“工业制硫酸四三模型”“SO₄²⁻检验三步法”等解题策略强化科学思维,真题溯源对接考情,助力学生提升应考能力,为教师把控复习节奏提供精准指导。
内容正文:
第02讲 硫及其化合物
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 硫及其氧化物
知识解构 知识点1 硫单质 ∣ 知识点2 硫的氢化物
知识点3 硫的氧化物
考向破译 考向1 硫及其氧化物的性质及应用 ∣ 考向2 二氧化硫的制备和性质探究
考向3 硫的氧化物的污染与防治
解题妙招1 二氧化硫污染治理解题关键点
考点二 硫酸、SO42-的检验
知识解构 知识点1 硫酸 ∣ 知识点2 硫酸的工业制备
知识点3 SO42-的检验 ∣ 知识点4 重要的硫酸盐
考向破译 考向1 浓硫酸的性质及应用∣ 考向2 硫酸的工业制备
考向3 SO42-的检验
解题妙招1 浓硫酸的特性
解题妙招2 工业制硫酸的四个“三”
解题妙招3 SO42-检验操作与易错警示
考点三 不同价态含硫物质的转化
知识解构 知识点1 不同价态含硫物质的转化 ∣ 知识点2 氧族元素的其它知识归纳
考向破译 考向1 不同价态含硫物质的转化关系 ∣ 考向2不同价态含硫物质转化的实验探究
考向3 氧族元素的其他相关知识
解题妙招1 同主族元素性质相似性和递变性
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--三年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
硫及其氧化物
T4(1)
T5(4)
——
硫酸、SO42-的检验
——
——
T1(3)
不同价态含硫物质的转化
T4(4)
T5(2)
——
——
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:(1) 硫系物质组成、分类与性质常结合 STSE 考查,以酸雨防治、燃煤脱硫、葡萄酒二氧化硫保鲜、硫酸盐建材为载体,凸显化学实用性;(2) 以新型脱硫催化剂、硫基储能前沿科技命题,搭配价类图、工业流程,侧重信息提取与推理,体现化学创新性;(3) 以古代制矾、炼丹、古籍冶金文字为素材命题,传承传统化工文明,树立文化自信。上海等级考常融合平衡、氧化还原综合设问,设置尾气处理、污染治理开放性评价,复习需积累环境、能源、材料相关硫元素应用素材。
►复习目标:1. 厘清 S、SO2、浓硫酸、硫酸盐等物质微观构成,掌握分子、离子、原子团在硫化合物中的存在形式。
2. 构建硫元素价类转化网络,吃透 SO₂漂白性、浓硫酸特性、SO42-检验等核心实验。
3. 结合工业脱硫、大气污染情境分析反应逻辑,规范简答表述,能多角度评判化工方案,树立绿色环保化学观念。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 硫及其氧化物
知●识●解●构
知识点1 硫单质
1.硫元素的存在形态
黄铁矿
黄铜矿
石膏
芒硝
FeS2
CaSO4·2H2O
2.硫单质的物理性质
俗称
颜色状态
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
晶体
微溶
易溶
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
(1)与非金属单质反应
与氧气反应: 与氢气反应:
(2)与金属反应
与钠反应:
与铁反应:
与铜反应:
与汞反应: 应用:去除洒落的汞
硫与变价金属反应生成 价态化合物
(3)与NaOH溶液反应: 应用:清洗试管壁残留的硫
得分速记
(1)硫与变价金属反应时,生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。
(2)汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理。
知识点2 硫的氢化物
1.物理性质
(1) 色,有 气味的有 气体。
(2)密度比空气 (H2S:34>空气:29)
(3) 溶于水(1:2.6),水溶液叫 ,显 酸性。
2.化学性质
(1)不稳定性:
(2)还原性
①与O2反应(可燃性: 色火焰), 产物:S或SO2
O2不足:2H2S+O2
O2足量:2H2S+3O2
②与卤素单质的水溶液反应:H2S+X2= (X=Cl、Br、I)
现象: 水/碘水褪色且生成 。
③与酸性KMnO4溶液反应:2KMnO4+5H2S+3H2SO4=
现象:酸性KMnO4溶液的颜色
(3)与某些盐反应(复分解反应)
①与CuSO4溶液反应: =CuS(黑色)↓+H2SO4,CuS不溶于 ,不溶于
②与Pb(Ac)2溶液反应: =PbS(黑色)↓+2HAc,PbS不溶于 ,不溶于 ,可用湿润的 检验H2S气体。
知识点3 硫的氧化物
一、二氧化硫(SO2)
1.物理性质
色、态、味
密度
溶解性
毒性
色 气味的气体
比空气
于水,通常状况下,1体积水溶解约 体积SO2
有毒
2.化学性质
(1)酸性氧化物的通性
①与水反应: ,H2SO3是中强酸,水溶液能使紫色石蕊试液变红色,但不能漂白石蕊试液。
②二氧化硫能与碱、碱性氧化物等反应。
与NaOH溶液反应: 应用:用NaOH溶液吸收
与澄清石灰水反应:
与CaO反应:
③Na2SO3溶液中通入SO2气体:
(2)氧化性(如与H2S反应):
(3)还原性
①催化氧化: ( 反应) 应用:工业上制取
②在溶液中,SO2、H2SO3、SO与氧化性物质(如Cl2、Br2、I2、O2、H2O2、Fe3+、酸性KMnO4、硝酸等)反应,产物是SO。
SO2与氯水反应:
SO2与H2O2反应:
H2SO3被氧气氧化:
Na2SO3被氧气氧化:
SO2与Fe3+反应:
SO与酸性高锰酸钾溶液反应:
(4)漂白性
使某些有色物质(如品红溶液)生成 的无色物质,若加热, 的颜色。
应用:实验室常用 检验SO2气体。
3.亚硫酸的性质
(1)弱酸性: 电离方程式)
(2)不稳定性:
(3)强还原性(与O2、H2O2反应):
;
(4)弱氧化性(与H2S反应):
得分速记
食品中添加适量SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化作用,如葡萄糖酿造过程添加适量SO2可以起到杀菌作用。
4.SO2和CO2的鉴别
试剂
现象及结论
原理(化学方程式)
品红溶液
使品红溶液褪色的是 ;不能使品红溶液褪色的是
——
KMnO4溶液
使紫色褪去的是 ,无明显现象的是
2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
溴水
使橙色褪去的是 ,无明显现象的是
SO2和CO2的鉴别
硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液
产生白色沉淀的是 ,无明显现象的是
3SO2+2HNO3+2H2O===3H2SO4+2NO↑
Ba(NO3)2+H2SO4===BaSO4↓+2HNO3
FeCl3溶液
使棕黄色变为浅绿色的是 ,无明显现象的是
2FeCl3+SO2+2H2O===FeCl2+FeSO4+4HCl
澄清石灰水
不能用 鉴别SO2和CO2,原因是二者都能使 变浑浊
得分速记
(1)SO2只能使紫色的石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
(2)SO2的漂白性和还原性的区别:SO2使品红溶液退色表现的是SO2的漂白性,加热后溶液颜色复原;SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水退色表现的是SO2的还原性,加热后溶液颜色不复原。
(3)SO2氧化性的表现:SO2通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现淡黄色沉淀,表现了SO2的氧化性。
(4)三类漂白剂的区别
类型
原理
举例
特点
备注
氧化型
将有机色质内部“生色团”破坏掉
HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3等
不可逆、持久
无选择性
加合型
与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质
SO2
可逆、不持久
有选择性
吸附型
将有色物质吸附而退色
活性炭
物理变化
吸附色素
二、三氧化硫(SO3)
1.物理性质
标准状况下,SO3是一种 固体,熔点、沸点 。
2.化学性质
SO3是 氧化物,具有 性氧化物的通性。
①SO3与水反应: ,反应放出大量的热。
②SO3与碱性氧化物反应:
与CaO反应的方程式为:
③SO3与碱反应:
与Ca(OH)2反应的方程式为:
三、硫的氧化物的污染与治理
(1)来源:含硫化石燃料的 及 等。
(2)危害:危害人体健康,形成 (pH小于 )。
(3)治理:燃煤脱硫,改进燃烧技术。
(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个:
途径1:空气中飘尘的 作用,使2SO2+O22SO3、SO3+H2O===H2SO4。
途径2:SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4。
得分速记
(1)SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色,表现SO2酸性氧化物的性质;使品红溶液褪色,表现SO2的漂白性;能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,表现SO2的还原性;SO2和Cl2等体积混合通入溶液中,漂白性不但不增强,反而消失。
(2)把SO2气体通入BaCl2溶液中,没有沉淀生成,但若通入NH3或加入NaOH溶液,或把BaCl2改成Ba(NO3)2均有白色沉淀生成,前两者生成BaSO3沉淀,后者生成BaSO4沉淀。
考●向●破●译
考向1 硫及其氧化物的性质及应用
例1(2025·上海虹口·一模)铜及其化合物在日常生活中的应用非常广泛。
铜能够在硫蒸气中燃烧生成硫化亚铜,相关的实验装置可选用___________。
A. B.
C. D.
【变式1·变载体】(24-25高三上·上海·阶段检测)某学习小组发现中学阶段只学习了SO3具有酸性氧化物的性质,为了探究SO3的其他化学性质,设计了如图实验装置验证。
(1)写出铜与浓硫酸反应的化学方程式______。该反应中,浓硫酸体现的性质有______。(不定项)
A.难挥发性 B.强氧化性 C.脱水性 D.强酸性
(2)由于浓硫酸具有较大的粘稠度,分液漏斗中的浓硫酸很难顺利流入到烧瓶中,实验中可以将分液漏斗更换为______(填写仪器名称)。
(3)装置B不具有的作用是______。
A.干燥气体 B.混合气体
C.与气体反应 D.观察通入的气泡速率
(4)写出H2S的电子式_______。
(5)下列SO3与H2S反应的方程式中,不可能成立的有______。(不定项)
A.H2S+SO3=H2O+SO2+S B.H2S+2SO3=H2SO4+SO2+S
C.H2S+SO3=H2O+O2+2S D.3H2S+SO3=3H2O+S
(6)实验进行一段时间后,装置D中有______和______出现(填写实验现象)。
(7)指导教师指出,该装置无法验证SO3与H2S的反应,请问为什么?______。
(8)E装置中吸收尾气的试剂可以是______。(不定项)
A.KMnO4溶液 B.BaCl2溶液 C.蒸馏水 D.NaOH溶液
【变式2】【新情境——生产生活与学科知识结合】(25-26高三下·上海浦东新·阶段检测)铜及其化合物在生产生活中有着非常重要的作用。现有以下铜及其化合物的问题,根据要求回答。
(6)如图是铜和浓硫酸反应实验及性质探究实验的一体化装置。铜和浓硫酸反应中浓硫酸所起的作用是_______。
(7)下列说法错误的是________。
A.a处试纸变红,说明为酸性氧化物
B.c处和b处试纸均褪色,且原因相同
C.该设计优点之一是能控制反应的发生与停止
D.铜和浓硫酸反应过程中出现灰白色固体,用水稀释后得到蓝色溶液
(8)下列有关电解精炼铜的说法中错误的是________。
A.粗铜做阳极,精铜做阴极
B.金属铜和比铜活泼的锌、铁等金属转化为正离子进入溶液中
C.阳极泥有比铜不活泼的银、金等贵重金属
D.电解精炼铜和电镀铜的过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加都相等
【变式3】【新考法——结合化学生活】(25-26高三上·上海·阶段检测)直接排放含的烟气会形成硫酸型酸雨危害环境,需要对其进行处理。其中,钠碱循环法和生物质法较为常见。
(1)下列反应与硫酸型酸雨的形成肯定无关的是___________。
A. B.
C. D.
钠碱循环法以溶液作为吸收液。
(2)溶液吸收的离子方程式是___________。
当吸收液的降至约为6时,需送至电解槽再生,再生示意图如下:
(3)在阳极放电的电极反应式是___________。
考向2 二氧化硫的制备和性质探究
例2(2026·上海·一模)CuCl可用作催化剂、杀菌剂、媒染剂、脱色剂,在气体分析中可用于一氧化碳和乙炔的测定。已知:晶体呈白色,熔点为430℃,沸点为1490℃,见光分解,露置于潮湿空气中易被氧化,难溶于水、稀盐酸和乙醇,易溶于浓盐酸并生成。
实验室用如图所示装置制取,反应原理如下:
(过量)
还原:
稀释分解:
(1)盛装70%浓硫酸的仪器名称为_______。
(2)装置A的锥形瓶中发生反应的化学方程式为_______。
(3)装置C的作用是_______。
(4)装置B中反应结束后,取出混合物进行以下操作,得到CuCl晶体。
操作ⅱ中的作用是_______;操作ⅳ中洗涤剂选用乙醇的优点是_______。
某同学利用如图所示装置,测定高炉煤气中和的百分含量。
已知:
ⅰ、的盐酸溶液能吸收形成。
ⅱ、保险粉和的混合溶液能吸收氧气。
(5)装置中发生反应的离子方程式为_______。
(6)通入混合气体前,装置G中量气管的液面较高,需进行的操作为_______。
(7)若通入的混合气体体积为(标准状况下),装置中增加的质量为,则混合气体中CO的体积分数为_______%。
(8)已知硫酸亚铜易溶于水,氯化亚铜不溶于水。探究溶液与的反应,过程如图所示:
无色气体和白色沉淀经检验分别是和、有关该实验说法正确的是_______。
A.是还原产物
B.是还原产物
C.无时,能被氧化
D.被氧化时,作催化剂
【变式1·变载体】(25-26高三下·上海·阶段检测)亚硫酸钠可用作人造纤维稳定剂、造纸木质素脱除剂等。某课题小组利用二氧化硫制备亚硫酸钠并测定其含量,装置如图所示。
(1)装置A用于观察的流速且平衡压强,所装试剂为饱和___________溶液。
A. B. C. D.NaCl
(2)制得的产品可能有硫酸钠杂质。检验B溶液中是否存在,先后加入的试剂为___________。
A.稀盐酸、氯化钡溶液
B.氯化钡溶液、稀盐酸
C.稀盐酸、硝酸钡溶液
D.稀硝酸、硝酸钡溶液
(3)B装置中用溶液相对于直接用NaOH溶液的优点是:___________。
(4)亚硫酸钠的溶解度随温度的变化如图所示,从B装置溶液中获得的方法是___________。
A.搅拌蒸发、烘干 B.降温结晶、过滤 C.蒸发结晶、趁热过滤
(5)实验时,关闭活塞a,通入过量,再打开活塞a,充分反应后即可制得亚硫酸钠。写出打开活塞a之前B装置总反应的离子方程式___________。
【变式2·变题型】(25-26高三上·北京丰台·开学考试)实验室探究Na2SO3溶液与的反应。
Ⅰ. 制备Na2SO3(A中酒精灯等加热装置已略去。经检验装置气密性良好)。
(1)装置A中反应的化学方程式为_______,B中试剂X是_______。
Ⅱ.实验探究
向2 mL 0.5 mol·L−1 Na2SO3溶液中加入1 mL 0.25 mol·L−1 CuCl2溶液,立即产生棕黄色沉淀(沉淀A),放置5 min左右,全部转化为白色沉淀(沉淀B)。
已知:
iii.Cu2+CuI↓(白色) + I2
(2)经检验,沉淀A的成分为xCu2SO3·yCuSO3·zH2O。
① 用稀H2SO4证实沉淀A中含有Cu+的实验现象是_______。
② 通过下列实验证实,沉淀A中含有Cu2+和。
a.棕黄色沉淀需洗净的目的是_______。
b.白色沉淀D是BaSO4,试剂1为_______。
c.取上层清液,加淀粉溶液后无明显现象的原因是_______。
(3)经实验证实沉淀B的成分为CuCl。
① 检验沉淀B中含Cu+。向洗涤后的沉淀B中加入足量浓氨水得到无色溶液,在空气中放置一段时间,溶液变为深蓝色。无色溶液变为深蓝色的离子方程式为_______。
② 检验沉淀B中含Cl−。设计实验方案:取深蓝色溶液_______。
(4)实验中,CuCl2溶液与Na2SO3溶液混合后立即得到棕黄色沉淀,最终棕黄色沉淀全部转化为白色沉淀的原因是_______。
【变式3·变考法】(2026·上海浦东新·模拟预测)由“矾”得“矾油”(即硫酸)是我国古代无机化学实践的杰出代表。东汉末《出金矿图录》和宋代《图经本草》中记载了以胆矾和绿矾制取硫酸的工艺。
(1)下列叙述中体现了浓硫酸脱水性的是______。
A.能用铁槽车运输 B.能用于干燥CO气体
C.能使蔗糖炭化 D.能使少量铜片加热后溶解
(2)将胆矾(CuSO4·5H2O)溶于水后,______。
A.溶液中:[Cu2+]+[H+]=[SO]+[OH-]
B.滴入过量氨水生成蓝色沉淀
C.加热蒸干会得到黑色固体
D.通直流电后,阴极会析出红色固体
绿矾(FeSO4·7H2O)高温分解的化学方程式为:2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑。
(3)为验证该反应为氧化还原反应,用下列试剂进行实验,其中可行的是______。 (不定项)
A.石蕊试液 B.Ba(OH)2溶液
C.稀硫酸、KMnO4溶液 D.稀硫酸、KSCN溶液
(4)某温度下绿矾分解率的测定:取a g绿矾晶体在该温度下加强热,将分解产生的气体全部通入过量的Ba(NO3)2溶液,最终得到b g白色沉淀。其中SO2与Ba(NO3)2溶液反应会生成无色气体,该反应的离子方程式是______。该温度下绿矾的分解率为______。
A. B. C. D.
某同学改用下图装置完成“测定分解率”的实验,实验时发现:A瓶中出现大量白色沉淀,B瓶中溶液颜色变为浅红色,褪色并不明显。同学们就此认为:只有少量SO2进入了B瓶,A瓶中的沉淀不一定全部来自于绿矾分解产生的SO3,对此结论有如下猜测:
(5)猜测一:SO2(H2SO3)被空气中的O2或溶液中溶解的O2氧化。
为避免猜测一所述情况发生,可以采取的一条优化措施是______。相同条件下,进行优化后的实验。观察到B瓶中品红溶液的颜色较优化前的略______(选填“深”或“浅”),可得到“O2对实验有影响,但影响不大”的结论。
(6)猜测二:SO2与BaCl2溶液反应,产生BaSO3白色沉淀。
将绿矾分解得到的气体干燥后,先通过质量分数98.3%的浓硫酸,再完成上图实验,同样出现白色沉淀,实验证明猜测二成立。则通过浓硫酸的目的是______。
SO2通入BaCl2溶液后存在如下平衡:H2SO3(aq)+Ba2+(aq)BaSO3(s)+2H+(aq),可通过K值计算,从理论上证明猜测二是否成立。用H2SO3的Ka1、Ka2以及BaSO3的Ksp表示该平衡的K=______。查阅相关数据代入,得到K=1.68,证明猜测二成立。
高中阶段对SO的检验步骤一般表述为:“向溶液中依次加入稀盐酸与氯化钡溶液,观察是否有白色沉淀生成”。有同学认为,该过程未排除SO的干扰,因为上述平衡体系表明只有达到一定酸度,BaSO3才可能溶解。为探究溶解BaSO3所需的酸度,利用上述平衡的K=1.68,设计如下计算模型:向1 L含0.1 mol BaSO3的悬浊液中,滴加1.0 mol·L-1盐酸直至BaSO3恰好完全溶解,所需盐酸的体积为______mL。(计算结果保留一位小数,忽略H2SO3的电离及分解)
考向3 硫的氧化物的污染与防治
例3(24-25高三上·上海·期中)“钠—钙双碱法”吸收具有反应充分、速率快、原料可再生、脱硫效率高等优点。流程如下:
(1)要提高吸收效率的可行措施有___________。(不定项)
A.加快尾气的通入速率 B.将吸收液NaOH溶液进行雾化
C.在高温条件下吸收 D.适当增加NaOH的浓度
(2)一种“氧化脱硫法”采用NaClO和NaOH的混合溶液吸收。写出利用该混合液吸收少量的离子方程式:___________。
解题妙招
二氧化硫污染治理解题关键点
(1)实验分析题
尾气处理装置选择:NaOH溶液(吸收)→酸性KMnO4(检验)→Ca(OH)2(深度处理)。
(2)计算题
硫平衡计算:煤含硫量→SO2理论排放量→实际脱硫率验证。
(3)政策评价题
超低排放标准:SO2≤35mg/m³(火电厂)。
【变式1·变载体】(25-26高三上·上海·期末)燃煤烟气中含有大量和。
(1)烟气中通入,发生复杂反应,产物之一为NOCl,请画出它的电子式_______。
是造成酸雨的主要物质。用氨水可吸收。常温下,的的电离平衡常数(已知lg2=0.3,lg3=0.5)
(2)写出形成硫酸酸雨的化学方程式_______。(写出一种过程即可)
煤在燃烧前要进行脱硫处理,减少对环境的污染。用电解法对含硫化合物处理的基本原理如图:
(3)写出含硫物质转化的离子方程式_______。
(4)电解过程中,当有被氧化时,混合溶液中的物质的量将增大_______mol。
烟气中的也可用溶液吸收。吸收液与反应至pH降低为6左右时,将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生。
(5)写出阳极的电极反应式_______。
【变式2·变题型】(2026·上海浦东新·一模)某化工厂采用“铁盐氧化法”处理含的烟气,减少硫酸型酸雨的形成,并经系列反应后,将最终转化为硫酸盐产品。
(1)硫酸型酸雨中不可能含有的微粒是___________。
A. B. C. D.
(2)“铁盐氧化法”的实质是与的氧化还原反应。取反应一段时间后的吸收液进行实验,下列现象中,一定能证明该氧化还原反应发生的是___________。
A.滴加紫色石蕊试液,溶液显红色
B.滴加酸性溶液,紫色褪去
C.滴加硝酸酸化的溶液,有白色沉淀生成
D.滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变血红色
(3)铁盐完全吸收后的溶液,工业上常通入空气处理,该步骤称为“曝气”。从“绿色化学”的角度分析,“曝气”的优点有___________。(写出一条)
实验室利用下图装置模拟上述“铁盐氧化法”的原理。
(4)装置A用于制取,下列对该实验的分析正确的是___________。(不定项)
A.可以通过铜丝的升降控制反应 B.可以通过鼓入空气加速反应
C.实验中试管底部可能出现白色物质 D.反应过程中铜丝表面有黑色产生
(5)向反应一段时间后的装置B中,逐滴加入NaOH溶液,先无明显现象,后产生红褐色沉淀。分析“先无明显现象”的原因___________。
在溶液吸收的过程中,可观察到B中溶液颜色经历“棕黄色—红棕色—浅绿色”的变化过程。已知“红棕色”是因为生成了含硫配体的配离子有关。
【变式3·变考法】(24-25高三上·上海闵行·阶段检测)氨酸法是一种硫酸尾气的脱硫工艺,其反应原理可表示为:
步骤一:用氨水吸收尾气中的SO2:SO2+NH3+H2O = NH4HSO3
步骤二:将上步产物用硫酸处理:2NH4HSO3+H2SO4 = (NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O
(1)NH4HSO3溶液中微粒浓度关系正确的是________。
A.[NH3∙H2O]= 2[HSO]+2[SO] +2[H2SO3]
B.[NH] = [HSO]+[SO] +[H2SO3]
C.[NH]+[H+]= [HSO]+2[SO] +[OH-]
D.[NH]+[H+]= [HSO]+[SO] +[OH-]
(2)请从资源综合利用的角度评价该方案的主要优点___________。
考点二 硫酸、SO42-的检验
知●识●解●构
知识点1 硫酸
1.硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种 色 液体,沸点 (沸点338℃,高沸点酸能用于制备低沸点酸), 挥发;98%的浓硫酸的密度为1.84g/cm3。
(2)溶解性:浓硫酸与水以 混溶,溶解时可放出 。
(3)稀释方法:将 沿器壁慢慢注入 中并不断搅拌。
2.硫酸的化学性质
(1)稀硫酸具有酸的通性
硫酸是强电解质,在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H++SO,具有酸的通性。
①指示剂变色:石蕊变 ;酚酞不变色。
②与金属(如Fe、Al)反应:Fe+H2SO4== ;2Al + 3H2SO4 ==Al2(SO4)3 + 3H2↑
③与碱[如NaOH、Ba(OH)2]的反应:2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O;Ba2++2OH-+2H++SO= ;
④与碱性氧化物(如CuO、MgO)反应:CuO +H2SO4 == ;MgO+2H+===Mg2++H2O;
⑤与某些盐的反应:
a.与Na2SO3溶液反应:SO+2H+=== ;
b.与BaCl2溶液反应:SO+Ba2+=== 。
(2)浓H2SO4的特性
①填写下表:
实验
实验现象
浓硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中
蓝色晶体变
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
沾有浓硫酸的滤纸变
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中,加热
铜片逐渐溶解,产生 色、有 的气体
②分别写出浓H2SO4与Cu、C反应的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓) 、C+2H2SO4(浓) 。
③常温下,Fe、Al遇浓H2SO4 ,可用铝槽车装运浓H2SO4。
④浓硫酸氧化含低价非金属元素的化合物
H2S+H2SO4 (浓)==S↓+SO2↑+2H2O或H2S+3H2SO4 (浓)4SO2↑+4H2O
2HI+H2SO4 (浓)==I2+SO2↑+2H2O\2HBr+H2SO4 (浓)==Br2+SO2↑+2H2O
得分速记
(1)钝化:常温下浓硫酸使Fe、Al表面快速生成致密氧化膜而阻止反应进一步发生。
(2)与活泼金属(如Zn)反应,开始产生SO2,硫酸浓度变小后产生H2。
(3)与不活泼金属(如Cu)反应,开始产生SO2(加热),浓度变小后,稀硫酸不再与不活泼金属反应。例如:1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2的物质的量小于1 mol。
(4)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。
(5)浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性。
3.硫酸的用途
(1)制取 、硫酸盐、 酸。
(2)消除金属表面的 。
(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。
知识点2 硫酸的工业制备
1.工业制硫酸的流程
2.工业制硫酸的步骤及反应原理
三步骤
三反应
黄铁矿煅烧
SO2的催化氧化
SO3吸收
得分速记
(1)工业上用98.3%的硫酸吸收SO3,可以避免用水吸收SO3产生的酸雾腐蚀设备,并且可以提高吸收率。
(2)发烟硫酸的化学式为H2SO4·xSO3。
知识点3 SO42-的检验
(1)检验SO的操作过程
待测液取清液 沉淀,即可确定是否存在SO。
(2)理论解释
①先加稀盐酸的目的是 。
②再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,发生反应的离子方程式: 。
知识点4 重要的硫酸盐
硫酸盐
主要性质
主要应用
硫酸钙
CaSO4·2H2O2CaSO4·H2O
生石膏 熟石膏
制作 和医用 ,调节水泥的
硫酸铜
CuSO4CuSO4·5H2O(胆矾)
白色 蓝色
检验 的存在,与 混合制备波尔多液
硫酸钡
又称重晶石,不溶于水和酸,且不易被X射线透过
用作消化系统X射线检查的 ,即“钡餐”
考●向●破●译
考向1 浓硫酸的性质及应用
例1(2026·上海浦东新·模拟预测)由“矾”得“矾油”(即硫酸)是我国古代无机化学实践的杰出代表。东汉末《出金矿图录》和宋代《图经本草》中记载了以胆矾和绿矾制取硫酸的工艺。
(1)下列叙述中体现了浓硫酸脱水性的是______。
A.能用铁槽车运输 B.能用于干燥CO气体
C.能使蔗糖炭化 D.能使少量铜片加热后溶解
某同学改用下图装置完成“测定分解率”的实验,实验时发现:A瓶中出现大量白色沉淀,B瓶中溶液颜色变为浅红色,褪色并不明显。同学们就此认为:只有少量SO2进入了B瓶,A瓶中的沉淀不一定全部来自于绿矾分解产生的SO3,对此结论有如下猜测:
(5)猜测一:SO2(H2SO3)被空气中的O2或溶液中溶解的O2氧化。
为避免猜测一所述情况发生,可以采取的一条优化措施是______。相同条件下,进行优化后的实验。观察到B瓶中品红溶液的颜色较优化前的略______(选填“深”或“浅”),可得到“O2对实验有影响,但影响不大”的结论。
(6)猜测二:SO2与BaCl2溶液反应,产生BaSO3白色沉淀。
将绿矾分解得到的气体干燥后,先通过质量分数98.3%的浓硫酸,再完成上图实验,同样出现白色沉淀,实验证明猜测二成立。则通过浓硫酸的目的是______。
解题妙招
浓硫酸的特性
(1)强氧化性:浓硫酸在加热条件下显示强氧化性(+6价硫体现了强氧化性),能与大多数金属反应,也能与非金属反应,常温下,铁铝遇浓硫酸钝化,可用铝罐车或铁罐车运输浓硫酸。
(2)脱水性:能将有机物(蔗糖、棉花等)以水分子中H和O原子个数比2︰1脱水,炭化变黑。
(3)吸水性:浓硫酸可吸收结晶水、湿存水和气体中的水蒸气,可作干燥剂,可干燥H2、O2、SO2、CO2等气体,但不可以用来干燥NH3、H2S、HBr、HI四种气体。
【变式1·变载体】(2025·上海金山·二模)实验室制取SO2并回收硫酸铜,下列装置及操作能达到相应实验目的的是
A.生成SO2
B.干燥SO2
C.收集SO2
D.蒸发浓缩CuSO4(aq)
A.A B.B C.C D.D
【变式2·变题型】(2026·陕西榆林·模拟预测)一种以硫铁矿()为原料生产硫酸并综合利用烧渣(主要含、、等)制备的工艺流程如图所示:
下列说法错误的是
A.“焙烧Ⅰ”时,将硫铁矿粉碎可增大化学反应速率
B.“浸取”的目的是用NaOH溶液除去和
C.“吸收”时试剂X可选用水或稀硫酸
D.“焙烧Ⅱ”时发生反应的化学方程式为
【变式3·变考法】(2026·上海徐汇·一模)凯氏定氮法是一种蛋白质含量的测定方法,分析步骤主要包括消化、蒸馏、滴定等。某同学利用该方法测定奶粉中蛋白质的含量。
Ⅰ.消化
称量1.000 g奶粉样品,向其中加入一定量的浓硫酸、硫酸铜、硫酸钾等物质(硫酸铜和硫酸钾都能加速蛋白质的消化),煮沸至样品中的有机氮被完全消化为硫酸铵,消化液呈清澈的蓝绿色。
Ⅱ.蒸馏
将消化液配成100 mL溶液,取20.00 mL稀释液加入反应室,再加入过量的的氢氧化钠,产生蓝色沉淀,塞紧玻璃塞并加水液封,利用水蒸汽持续煮沸至氨气被完全蒸出。
Ⅲ.吸收
蒸出的氨用的硼酸(浓度均为的甲基红乙醇溶液和亚甲基蓝乙醇溶液,体积比为1:2的混合液为指示剂))吸收,吸收液温度不超过,发生发应:2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O。
Ⅳ.滴定
待吸收完全后,用盐酸滴定吸收液,硼酸为极弱的酸,不影响滴定。
Ⅴ.计算
进行多次平行实验,扣除空白试验后,平均净消耗盐酸的体积15.00 mL。
(1)向奶粉中加入浓硫酸,可能产生的实验现象是___________;根据实验现象,浓硫酸在反应过程中体现___________。
A.脱水性 B.强氧化性 C. 酸性 D.难挥发性
(2)硫酸钾能提高溶液的沸点,加速蛋白质的消化,但需要控制硫酸钾的加入量,可能的原因是___________。
考向2 硫酸的工业制备
例2(2024·上海浦东新·一模)资源化利用二氧化硫,一方面能保护环境,另一方面能提高经济效益,具有深远意义。
(1)下列生产、生活活动中,不易产生SO2的是______。
A.燃放鞭炮 B.火力发电 C.火山爆发 D.海水晒盐
(2)工业中可用含SO2的冶炼烟气为原料生产硫酸,在右图装置中完成“SO2转化”工序。使用该装置实现了______。(双选)
A.充分利用热能
B.防止形成酸雾
C.加速转化SO2
D.获取纯净SO3
(3)研究SO2的性质有利于探索其资源化利用。下列实验方案设计正确的是______。
A.制取SO2
B.收集SO2
C.验证SO2水溶液的酸性
D.验证SO2的还原性
A.A B.B C.C D.D
解题妙招
工业制硫酸的四个“三”
三步骤
三原料
三设备
三反应原理
造气
S或FeS2
沸腾炉
4FeS2+11O2===8SO2+2Fe2O3
接触氧化
O2
接触室
2SO2+O22SO3
SO3吸收
98.3%浓H2SO4
吸收塔
SO3+H2O===H2SO4
【变式1·变载体】(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
【变式2·变题型】(25-26高三上·上海·阶段检测)以黄铁矿为原料,采用接触法生产硫酸的流程可简示如下,请回答下列问题:
(1)接触法制硫酸中,下列说法错误的是___________。
A.黄铁矿粉碎利于反应充分进行
B.炉器精制是为了防止催化剂中毒
C.黄铁矿粉燃烧时空气越多越好
D.使用浓硫酸吸收效率低,可用水吸收
(2)如图所示,加热试管中固体至红热,则___________。
A.移开酒精灯后固体保持红热 B.S只做还原剂
C.主要产生的气体副产物为 D.最终得到黑色的
(3)下列反应,与硫酸型酸雨的形成肯定无关的是___________。
A. B.
C. D.
【变式3·变考法】(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
考向3 SO42-的检验
例3(25-26高三下·上海·阶段检测)亚硫酸钠可用作人造纤维稳定剂、造纸木质素脱除剂等。某课题小组利用二氧化硫制备亚硫酸钠并测定其含量,装置如图所示。
制得的产品可能有硫酸钠杂质。检验B溶液中是否存在,先后加入的试剂为___________。
A.稀盐酸、氯化钡溶液
B.氯化钡溶液、稀盐酸
C.稀盐酸、硝酸钡溶液
D.稀硝酸、硝酸钡溶液
解题妙招
SO42-检验操作与易错警示
检验需严格遵循操作顺序,优先排除易干扰离子(如Ag+、CO32-),再针对目标离子设计验证链:
(1)检验操作
①取样→加稀硫酸/盐酸→生成气体→通入品红溶液→褪色且加热复色 → 确认SO32-;
浓度影响: 低浓度SO32-:直接在酸化后的溶液中加品红(避免气体逸散损失);高浓度SO32-:气体通入品红(减少溶液杂质干扰)。
②取样→加足量稀盐酸酸化(无沉淀/气泡)→再加BaCl2溶液→白色沉淀不溶→确认SO42-。
关键细节:盐酸需过量,确保完全排除CO32-、SO32-干扰;若直接加BaCl2产生沉淀,需用盐酸验证溶解性(BaCO3/BaSO3可溶)
(2)易错警示
①SO42-检验三大禁忌:禁用硝酸酸化(氧化SO32-→SO42-造成假阳性);禁用Ba(NO3)2溶液(酸性条件下NO3-氧化SO32-);盐酸酸化后出现沉淀,需先过滤再检SO42-(防Ag+干扰)。
②SO32-检验的干扰气体:若气体使品红褪色但不恢复,可能是Cl2而非SO2;需通过酸性KMnO4褪色或气味辅助鉴别。
【变式1·变载体】(24-25高三上·上海徐汇·期中)食盐可以作为食品添加剂,也是工业制纯碱()、盐酸的原料。
(1)下列有关NaCl的说法错误的是___________。
A.属于电解质 B.属于纯净物
C.属于离子化合物 D.电子式为
(2)粗盐中含量较高,必须添加钡试剂除去,该试剂可以是___________。
A. B. C.
【变式2·变题型】(25-26高三上·上海·阶段检测)氯化亚铜(CuCl)为白色立方结晶或白色粉末,难溶于水、稀盐酸、乙醇,溶于浓盐酸、氨水,易被氧化,可用作催化剂、杀菌剂、媒染剂、脱色剂。一种以海绵铜(Cu)为原料制备氯化亚铜的工艺流程如图:
(7)“滤液”中的正离子主要为___________(填离子符号);检验“滤渣”是否洗涤干净?___________。
【变式3·变考法】(25-26高三上·上海·阶段检测)硫磺在各领域有广泛的应用。工业上以黄铜矿和硫磺为原料可制取,同时冶炼钢、制硫酸,对资源综合利用有重要意义,其工艺流程如图:
药用硫黄也很普遍,某研究小组设计了如下实验测定某药用硫黄中硫的含量,其中硫转化的总反应为:。
主要实验步骤如下:
I、如图所示,准确称取细粉状药用硫黄于①中,并准确加入KOH乙醇溶液(过量),加入适量蒸馏水,搅拌,加热回流。待样品完全溶解后,蒸馏除去乙醇。
II、室温下向①中加入适量蒸馏水,搅拌下缓慢滴加足量溶液,加热至,保持20 min,冷却至室温。
III、将①中溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴甲基橙指示剂,用标准溶液滴定至终点,消耗HCl溶液体积为。
IV、不加入硫黄,重复步骤I、II、III做空白实验,消耗HCl标准溶液体积为。计算样品中硫的质量分数。
V、平行测定三次,计算硫含量的平均值。
(8)步骤II结束后,若要检验反应后溶液中的,实验操作是:______。
考点三 不同价态含硫物质的转化
知●识●解●构
知识点1 不同价态含硫物质的转化
1.构建硫及其化合物转化网络
2.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
①的离子方程式: ;
②的离子方程式: ;
④的离子方程式: ;
⑤的离子方程式: 。
(2)-2价硫的化合物之间的转化
氢硫酸(H2S)是二元弱酸,与酸式盐(NaHS)、正盐(Na2S)之间的转化关系,与H2SO3、亚硫酸氢盐、亚硫酸盐之间的转化关系相似。
①硫氢化钠(NaHS)与NaOH反应的离子方程式: 。
②NaHS与HCl反应的离子方程式: 。
3.不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
(1)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,可用图表示。
其中③⑤反应的化学方程式分别为 。
(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。(注意:强氧化剂与强还原剂不一定反应)
(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。Na2S与Na2SO3在酸性条件下反应的离子方程式为 。
4.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系(即硫及其化合物的价类二维图)
知识点2 氧族元素的其它知识归纳
1.硫代硫酸钠(Na2S2O3)
(1)制备
①硫化碱法,即将Na2S和Na2CO3以物质的量之比为2∶1配成溶液,然后通入SO2,发生的反应为2Na2S+Na2CO3+4SO2=== 。
②亚硫酸钠法,使沸腾的Na2SO3溶液同硫粉反应,其反应的方程式为Na2SO3+S 。
(2)性质
①中等强度还原剂,可被碘氧化成连四硫酸钠(Na2S4O6),该反应常用来定量测定碘的含量,反应的离子方程式为I2+2S2O=== (用于 测定物质的浓度或含量)。
②可被氯、溴等氧化为SO,如Na2S2O3+4Cl2+5H2O=== (用作纺织工业上的 剂)。
③可与酸反应,离子方程式为2H++S2O=== (用于探究速率与 的关系)。
2.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)
(1)制备:NaHSO3过饱和溶液结晶脱水而成,2NaHSO3=== 。
(2)性质
①与酸反应放出二氧化硫,如Na2S2O5+2HCl=== 。
②强还原性,如Na2S2O5+2I2+3H2O=== 。
3.过二硫酸钠(Na2S2O8)、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)
(1)过二硫酸钠中S为+6价,含有1个 ,性质与过氧化氢相似,具有 性。作为氧化剂参与反应时,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 。如S2O+2I-2SO+I2,5S2O+2Mn2++8H2O=== 。过二硫酸钠不稳定,受热分解生成 。
(2)连二亚硫酸钠中S为 价,是 剂,能将I2、Cu2+、Ag+还原,能被空气中的氧气氧化。在 条件下,用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠。
4.硒及其化合物的性质
(1)单质硒及其氢化物在空气中燃烧可得到 。
(2)SeO2的氧化性比SO2强,属于中等强度的氧化剂,可氧化H2S、NH3等:SeO2+2H2S=== ;3SeO2+4NH3=== 。
(3)亚硒酸可作 剂,能氧化SO2,H2SeO3+2SO2+H2O=== ,但遇到强氧化剂时表现还原性,可被氧化成硒酸,H2SeO3+Cl2+H2O=== 。
5.碲及其化合物的性质
(1)碲在空气或纯氧中燃烧生成 。
(2)TeO2是 的白色固体, 溶于水,易溶于强酸、强碱,如TeO2+2NaOH=== 。
(3)TeO2(H2TeO3)具有氧化性和还原性:
H2TeO3+2SO2+H2O=== ;H2TeO3+Cl2+H2O=== 。
(4)硒和碲的一切化合物均有 。
考●向●破●译
考向1 不同价态含硫物质的转化关系
例1(24-25高三上·上海·开学考试)化学循环脱硫。过程如下图所示。
已知:①造气反应:
②Bunsen反应:
(1)造气反应中,1.2molO2能氧化H2S的体积为_______L(折算至标准状况)。
(2)X的化学式为_______。
(3)化学循环脱硫的技术难点在于Bunsen反应产物分离。一种解决方案是加入过量的I2和H2O,I2与HI结合形成HIx以增大其密度,使反应后液体自发分为两层。上层液主要成分是_______(填化学式)。
(4)实验室中分离该反应产物用到的玻璃仪器是_______。
A. B. C. D.
(5)另一种解决Bunsen反应产物分离方案是利用如图所示的膜电解装置。关于该装置说法正确的是_______。
A.a处应通入造气生成的SO2与H2O
B.H+从右侧室经离子交换膜进入左侧室
C.除通入循环物质外,该装置工作时还需加入额外的水
D.当电路中通过0.1mol电子时,阳极上形成0.1molH+
【变式1·变载体】(24-25高三上·上海·开学考试)自然界中硫元素的存在如图1,硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系如图2。
(1)图2中的N对应图1中物质的化学式为___________。
(2)X与Z反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
(3)溶液易被氧化,检验溶液变质的试剂为___________。
(4)铜和M的浓溶液反应生成Z的化学方程式为___________;反应后溶液中存在,但浓硫酸有吸水性,不能通过溶液颜色来判断的存在,请写出一种简便的方法验证的存在:___________。
【变式2·变题型】下图所示是硫及其部分化合物的“价类二维图”。
(1)X的化学式为_____,将X与混合,可生成淡黄色固体,该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为_____(填字母)。
A. B. C. D.
(2)过量的Fe粉与一定量W浓溶液混合加热反应,生成_____(填字母)气体。
A. B. C.和
(3)欲制备,从氧化还原角度分析,下列合理的是_____(填字母)。
A. B.
C. D.
(4)工业制硫酸中,转化②是在_____(填字母)中进行的。
A.接触室 B.沸腾炉 C.蒸馏塔 D.吸收塔
进行转化③时,不用水而用98.3%的浓吸收,原因是_____。
(5)硒元素与硫元素同族,在周期表中的位置为_____。
(6)利用电化学法也可处理尾气,装置如下图所示。氧化吸收器中为溶液,电解反应器中,以石墨为阳极,以Pt为阴极,中间用质子交换膜隔开。
电解反应器中,阴极的电极反应式为_____。
【变式3·变考法】(2026·山西晋城·一模)某元素的单质及其常见化合物X、Y、Z、M、N的转化关系如图所示(条件和部分产物略)。已知X与P的摩尔质量相同,且分子中均含有18个电子,Z是二元化合物且具有漂白性。下列说法错误的是
A.X、Z、M均能与NaOH溶液反应,生成正盐或酸式盐
B.当N与Y生成1molZ时,转移电子
C.P既具有氧化性,又具有还原性
D.Z转化为M的反应中,中心原子的杂化类型不变
考向2 不同价态含硫物质转化的实验探究
例2(2025·上海静安·二模)某课外小组在研究SO2性质时发现,将SO2气体通入Ba(NO3)2溶液会出现白色沉淀。通过与人工智能大模型对话,得知白色沉淀是BaSO4,产生沉淀的可能原因有两个。
为判断大模型的看法是否可信,他们设计了一组实验进行探究,实验方案与装置图如下。
实验A
实验B
实验C
实验D
实验方案
向烧杯中加入25mL1mol·L−1煮沸过的甲溶液。
向烧杯中加入25mL1mol·L−1甲溶液。
向烧杯中加入25mL1mol·L−1煮沸过的乙溶液。
向烧杯中加入25mL1mol·L−1乙溶液。
再加入25mL食用油,并冷却至室温。
再加入25mL食用油,并冷却至室温。
在烧杯中放入pH传感器,开始实验。
在烧杯中放入pH传感器,开始实验。
在烧杯中放入pH传感器,开始实验。
在烧杯中放入pH传感器,开始实验。
实验现象
无明显现象
出现少量白色浑浊
出现白色浑浊
出现白色浑浊
(1)观察装置图。
①装有稀硫酸的仪器名称是_______。
A.移液管 B.滴定管 C.长导管 D.长颈漏斗
②装置X的作用是_______。
(2)判断溶液甲、溶液乙的溶质,合理的是_______。
A.甲:Ba(OH)2;乙:Ba(NO3)2 B.甲:BaCl2;乙:Ba(NO3)2
C.甲:BaCl2;乙:Ba(OH)2 D.甲:Ba(NO3)2;乙:BaCl2
(3)实验A和实验C都需要向烧杯中加入食用油。以下可替代食用油的试剂是_______。
A.己烷 B.四氯化碳 C.乙醇 D.苯
(4)实验B的烧杯中出现白色浑浊的原因是_______。
(5)欲使实验A的烧杯中也能出现白色沉淀,可再滴加适量的_______。
A.硫化钠溶液 B.氨水 C.氯化铵溶液 D.稀盐酸
(6)用离子方程式表示实验C的烧杯中发生的反应_______。
实验C、D均能产生BaSO4白色沉淀,但不确定哪一原因更为关键。为此,小组成员对传感器所采集的实验C、D的数据做进一步的处理,得到如下图像。
(7)根据图像,你认为可得出的实验结论是:_______。
(8)标准状况下,将3.36L体积分数为80%的二氧化硫气体通入150mL1mol·L-1的Ba(NO3)2溶液中,充分反应后将溶液稀释至250mL,请列式计算实验后溶液中物质的量浓度_______。(已知气体中其他成分不参与反应,BaSO4的溶度积常数Ksp=1.1×10−10)
【变式1·变载体】(2026·云南·模拟预测)学校研究性学习小组设计如下实验装置,进行了一系列实验探究,以获取物质性质,仪器中已注入溶液,回答下列问题。
(1)装置A中仪器名称为:导气管、双孔橡胶塞、圆底烧瓶、______。
实验一:若X溶液为0.6mol/L FeCl3溶液,Y固体为过量Mg,观察到反应剧烈,有大量气泡产生,用探头监测到pH逐渐增大,产生了大量红褐色沉淀后,持续产生大量气泡,当溶液pH为3~4时,取出固体,固体中检测到Fe单质。
(2)取实验中的少量溶液,滴加______(填化学式)溶液,依据特征蓝色沉淀的生成,证明实验有Fe2+生成;解释产生大量红褐色沉淀、无色气体的原因:______。
(3)解释实验中当溶液pH为3~4时,获得的固体物质中检测到Fe单质的原因是______。
实验二:若X溶液为浓H2SO4,Y固体为少量Cu,加热装置A,烧瓶中实验现象有铜片变灰黑色,表面有大量气泡生成,烧瓶中有白色固体物质生成。
(4)写出铜与浓硫酸反应的化学方程式:______;反应后没有蓝色物质出现的原因是______。
(5)若选择A、E、F仪器,并按A、E、F顺序连接,则证明SO2有氧化性的实验现象是______。若要E中出现白色沉淀,则采取的实验操作为______。
实验三:若X溶液为盐酸,Y固体为CaCO3,若观察到C中KMnO4溶液不褪色,D中出现白色沉淀。
(6)若选择仪器A、B、C、D并相连接,要验证碳、硅非金属性的相对强弱,则B、D中所选择的试剂为B______、D______。
【变式2·变题型】(25-26高三下·安徽合肥·阶段检测)为黑色固体,常温下在空气中易转变为黄绿色固体。某实验小组设计实验拟制备并探究其性质。
实验(一)制备
经查阅资料,小组同学设计了如下5种实验方案:
方案1:溶液和溶液反应。
方案2:和溶液反应。
方案3:常温下,和反应。
方案4:加热条件下,和反应。
方案5:常温下,向溶液中通入
实验结果:方案1、4、5不能生成,方案1和4的产物有FeS和S,方案5的产物有S,方案2和3能制备难溶的黑色。
(1)方案1中,存在水解反应、氧化还原反应、复分解反应之间的竞争,结果优先发生氧化还原反应,发生的氧化还原反应的离子方程式为_______。
(2)比较方案3和5可知,方案3能制备的原因可能是_______。
(3)设计如图1所示装置实施方案3。
①D装置中现象是_______。
②稀硫酸不能用盐酸替代,其原因是_______。
实验(二)探究的性质
实验1:常温下,与反应,实验装置如图2。
实验现象:G装置中黑色粉末逐渐变为黄绿色粉末,H装置中溶液颜色没有明显变化。
(4)E装置中双氧水表现_______(填标号)。
a.氧化性 b.酸性 c.还原性
(5)当G装置中黑色粉末全部变为黄绿色时,关闭分液漏斗活塞,取少量G装置中固体溶于水,将所得混合液分成两等份。一份溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色;另一份溶液中滴加盐酸和溶液,产生白色沉淀。则G装置中发生反应的化学方程式为_______。
实验2:探究和稀硫酸的反应,实验方案及现象记录如下。
(6)根据上述实验结果可知,和稀硫酸反应生成_______(填化学式)。
【变式3·变考法】(25-26高三上·宁夏银川·阶段检测)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,请回答相关问题:
(1)仪器b的名称为______;请写出装置A中发生反应的化学方程式______。
(2)装置B的作用是贮存多余的气体,B中应放置的液体是______(填标号)。
a.水 b.饱和NaHSO3溶液 c.酸性KMnO4溶液 d.NaOH溶液
(3)若C中只有一种含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______(填一种化学式),请写出生成该沉淀对应的离子方程式______。
(4)D中可观察到的现象是______。
(5)为检验E中S元素价态发生变化后生成的阴离子,取适量待测液于试管中,______(请将实验操作、现象和结论补充完整)。
(6)F装置的作用是______。
考向3 氧族元素的其他相关知识
例3(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)。
解题妙招
同主族元素性质相似性和递变性
非金属性:O>S>Se>Te(与H₂反应活性递减)。
氢化物稳定性:H2O>H2S>H2Se>H2Te(键能递减)。
含氧酸酸性:H2SO4>H2SeO4>H2TeO4(电负性降低导致)。
【变式1·变载体】(2025·上海崇明·二模)MnO2可作氨选择性催化还原法脱除NOx的催化剂。
(1)基态Mn的价层电子的轨道表示式是___________。
(2)MnO2可由(NH4)2S2O8与MnSO4反应制得。的结构如下。
中S-O-O___________(填“是”或“不是”)在一条直线上。
【变式2·变题型】(2026·上海闵行·二模)多硫化钠()广泛用于水处理等行业。其中一种制备原理和流程如下:
反应原理:
反应流程:
(1)a可以是_______。
A.空气 B. C. D.
(2)滤渣的成分是_______。
实验室模拟用于去除废水中的,原理为:
①
②
③
(3)结合化学平衡移动原理,解释的去除率在2∼14 h先下降再上升的原因_______。
某工厂采用沉淀法测定废水中的含量(含少量等杂质)。
已知:是黑色沉淀,,。
a.量取V mL工业废水于烧杯中,加入适量稀硝酸酸化。
b.向酸化后的废水中逐滴加入溶液,直至不再产生黑色沉淀。
c.陈化,过滤,用稀硫酸洗涤沉淀3~5次。(陈化:使晶粒长大)
d.将沉淀置于低温干燥箱中充分干燥,冷却至室温,称量,记录沉淀质量为。
e.重复步骤d,最终得到纯净固体质量为。
(4)步骤b中证明已过量的实验操作及现象是:_______。
(5)步骤d中采用低温干燥的原因是_______。
(6)该废水中的物质的量浓度为_______。(用含、的代数式表示)
(7)测定结果含量偏高,可能的原因是_______。(不定项)
A.沉淀未洗涤干净 B.使用蒸馏水洗涤沉淀
C.未陈化就直接过滤 D.沉淀时加入的溶液不足
(8)结合的性质分析,该方法测定含量的优势是_______。
【变式3·变考法】(2026·陕西榆林·模拟预测)硫代硫酸钠是一种重要的化工原料,某研究小组采用如下流程制备,其中步骤Ⅰ在图甲装置进行,而图乙为步骤Ⅳ中的干燥装置图。
已知:ⅰ.淀粉分子能与形成较稳定的包合物;难溶于水;
ⅱ.易溶于水,难溶于乙醇,在48℃以上会逐渐失去结晶水,在空气中受热易被氧化。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是________,不能用代替乙醇的原因是________。
(2)“步骤Ⅱ”选择趁热过滤的目的是________,步骤Ⅳ干燥装置中抽气的作用是________。
(3)产品中除了有未反应的外,最可能存在的无机杂质是________(填化学式)。
(4)晶体碘酸钾()是一种常用的食品添加剂,常用滴定测定纯度:准确称取1.000 g 产品配制成200 mL溶液作为待测液,取20.00 mL该溶液置于锥形瓶中,加入足量碘化钾,用5 mL盐酸酸化(),盖紧塞子,置于避光处3 min,用的标准溶液滴定,当溶液呈淡黄色时,加入少许淀粉溶液,继续滴定至终点()。平行滴定三次,平均消耗溶液的体积为25.00 mL。
①指示剂淀粉溶液不在滴定前加入的原因是________。
②产品的纯度为________%(保留三位有效数字)。
③在测定产品纯度实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏低的有________(填字母)。
A.量取标准溶液的滴定管使用前,水洗后未用标准溶液润洗
B.锥形瓶水洗后未干燥
C.滴定终点读数时俯视读数
D.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)下列过程对应的化学方程式错误的是
A.铜丝插入热的浓硫酸:(浓)
B.少量溶液滴入足量浓烧碱溶液:
C.乙烯通入溴的四氯化碳溶液:
D.溶液滴入悬浊液:
2.(2026·江西·高考真题)浓硫酸与铜反应的实验装置如图,下列说法正确的是
A.应加装陶土网,使试管受热均匀
B.应改用稀硫酸,使实验更加安全
C.品红溶液不褪色,说明装置漏气
D.向外拉铜丝离开液面,终止反应
3.(2026·广东·高考真题)品如其画(如图),竹蕴君子之德,亦含化学奥秘。下列过程对应的叙述错误的是
A.破竹制简:刀破竹过程是化学变化
B.竹浆造纸:可选用漂白竹纸浆
C.伐竹烧炭:竹制活性炭具有多孔结构,可作吸附剂
D.竹材热解:热解产物中的和均可用作燃料
4.(2026·河北·高考真题)化学在推动社会发展和进步中发挥着重要作用。下列相关化学方程式错误的是
A.工业合成氨:
B.氯碱工业:
C.氨脱硫法脱除烟气中少量二氧化硫:
D.生产可降解高分子聚乳酸:
5.(2026·浙江·高考真题)关于反应,下列说法中正确的是
A.CO中的C失电子 B.是还原剂
C.是还原产物 D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
6.(2026·湖南·高考真题)化学知识在生产、生活中应用广泛。下列反应方程式错误的是
A.氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃:
B.侯氏制碱法的主要反应:
C.酸性高锰酸钾溶液测定空气中的含量:
D.醋酸除去水垢中的:
7.(2026·上海·高考真题)黄铜矿的湿法冶金技术,主要包括直接酸浸、氧化焙烧、硫酸化焙烧。下列是利用酸浸出黄铜矿(主要成分,含有少量杂质)回收其中铜和铁的工艺流程如图:
(1)化合物作为硫酸铜镀铜工艺的辅助光亮剂,可改善镀层的均匀性和光泽性,提升电镀层的质量和稳定性。该分子中电负性最大与最小的元素分别是___________。
A.C、S B.C、H C.N、S D.N、H
(4)写出黄铜矿焙烧生成冰铜的主要反应方程式:___________
_____________
8.(2026·上海·高考真题)CdS量子点是一种新型纳米半导体材料,在光电传感、太阳能电池领域应用广泛。以含镉废液(主要含、、,少量、杂质)为原料,经除杂、沉淀反应,制得CdS量子点,流程如下:
已知:
①常温下,,,。
②、完全沉淀的,开始沉淀的;
(2)写出用过量和溶液反应制备CdS量子点的离子方程式___________。
9.(2025·上海卷T5(4))加热试管中固体至红热,则_______。(不定项)
A.移开酒精灯后固体保持红热 B.S只做还原剂
C.主要产生的气体附产物为SO3 D.最终得到黑色的Fe2S3
10.(2024·上海卷T1(3))萤石(CaF2)与浓硫酸共热可制备HF气体,写出该反应的化学方程式: ,该反应中体现浓硫酸的性质是 。
A.强氧化性 B.难挥发性 C.吸水性 D.脱水性
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第02讲 硫及其化合物
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 硫及其氧化物
知识解构 知识点1 硫单质 ∣ 知识点2 硫的氢化物
知识点3 硫的氧化物
考向破译 考向1 硫及其氧化物的性质及应用 ∣ 考向2 二氧化硫的制备和性质探究
考向3 硫的氧化物的污染与防治
解题妙招1 二氧化硫污染治理解题关键点
考点二 硫酸、SO42-的检验
知识解构 知识点1 硫酸 ∣ 知识点2 硫酸的工业制备
知识点3 SO42-的检验 ∣ 知识点4 重要的硫酸盐
考向破译 考向1 浓硫酸的性质及应用∣ 考向2 硫酸的工业制备
考向3 SO42-的检验
解题妙招1 浓硫酸的特性
解题妙招2 工业制硫酸的四个“三”
解题妙招3 SO42-检验操作与易错警示
考点三 不同价态含硫物质的转化
知识解构 知识点1 不同价态含硫物质的转化 ∣ 知识点2 氧族元素的其它知识归纳
考向破译 考向1 不同价态含硫物质的转化关系 ∣ 考向2不同价态含硫物质转化的实验探究
考向3 氧族元素的其他相关知识
解题妙招1 同主族元素性质相似性和递变性
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--三年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
硫及其氧化物
T4(1)
T5(4)
——
硫酸、SO42-的检验
——
——
T1(3)
不同价态含硫物质的转化
T4(4)
T5(2)
——
——
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:(1) 硫系物质组成、分类与性质常结合 STSE 考查,以酸雨防治、燃煤脱硫、葡萄酒二氧化硫保鲜、硫酸盐建材为载体,凸显化学实用性;(2) 以新型脱硫催化剂、硫基储能前沿科技命题,搭配价类图、工业流程,侧重信息提取与推理,体现化学创新性;(3) 以古代制矾、炼丹、古籍冶金文字为素材命题,传承传统化工文明,树立文化自信。上海等级考常融合平衡、氧化还原综合设问,设置尾气处理、污染治理开放性评价,复习需积累环境、能源、材料相关硫元素应用素材。
►复习目标:1. 厘清 S、SO2、浓硫酸、硫酸盐等物质微观构成,掌握分子、离子、原子团在硫化合物中的存在形式。
2. 构建硫元素价类转化网络,吃透 SO₂漂白性、浓硫酸特性、SO42-检验等核心实验。
3. 结合工业脱硫、大气污染情境分析反应逻辑,规范简答表述,能多角度评判化工方案,树立绿色环保化学观念。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 硫及其氧化物
知●识●解●构
知识点1 硫单质
1.硫元素的存在形态
黄铁矿
黄铜矿
石膏
芒硝
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
2.硫单质的物理性质
俗称
颜色状态
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
黄色晶体
不溶
微溶
易溶
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
(1)与非金属单质反应
与氧气反应:S+O2SO2
与氢气反应:S+H2H2S
(2)与金属反应
与钠反应:2Na+S===Na2S
与铁反应:Fe+SFeS
与铜反应:2Cu+SCu2S
与汞反应:Hg+S===HgS 应用:去除洒落的汞
硫与变价金属反应生成低价态化合物
(3)与NaOH溶液反应:3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O 应用:清洗试管壁残留的硫
得分速记
(1)硫与变价金属反应时,生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。
(2)汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理。
知识点2 硫的氢化物
1.物理性质
(1)无色,有臭鸡蛋气味的有毒气体。
(2)密度比空气大(H2S:34>空气:29)
(3)微溶于水(1:2.6),水溶液叫氢硫酸,显弱酸性。
2.化学性质
(1)不稳定性:H2SS+H2
(2)还原性
①与O2反应(可燃性:淡蓝色火焰), 产物:S或SO2
O2不足:2H2S+O22S+H2O
O2足量:2H2S+3O22SO2+H2O
②与卤素单质的水溶液反应:H2S+X2=S↓+2HX(X=Cl、Br、I)
现象:溴水/碘水褪色且生成淡黄色沉淀。
③与酸性KMnO4溶液反应:2KMnO4+5H2S+3H2SO4=5S↓+K2SO4+2MnSO4+8H2O
现象:酸性KMnO4溶液的颜色变浅(MnO4-:紫红色)或消失
(3)与某些盐反应(复分解反应)
①与CuSO4溶液反应:H2S+CuSO4=CuS(黑色)↓+H2SO4,CuS不溶于水,不溶于酸
②与Pb(Ac)2溶液反应:H2S+Pb(Ac)2=PbS(黑色)↓+2HAc,PbS不溶于水,不溶于酸,可用湿润的Pb(Ac)2试纸检验H2S气体。
知识点3 硫的氧化物
一、二氧化硫(SO2)
1.物理性质
色、态、味
密度
溶解性
毒性
无色有刺激性气味的气体
比空气大
易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约40体积SO2
有毒
2.化学性质
(1)酸性氧化物的通性
①与水反应:SO2+H2OH2SO3,H2SO3是中强酸,水溶液能使紫色石蕊试液变红色,但不能漂白石蕊试液。
②二氧化硫能与碱、碱性氧化物等反应。
与NaOH溶液反应:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O 应用:用NaOH溶液吸收SO2气体
与澄清石灰水反应:SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O
与CaO反应:SO2+CaO===CaSO3
③Na2SO3溶液中通入SO2气体:Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3
(2)氧化性(如与H2S反应):SO2+2H2S===3S+2H2O
(3)还原性
①催化氧化:2SO2+O22SO3 (可逆反应) 应用:工业上制取硫酸
②在溶液中,SO2、H2SO3、SO与氧化性物质(如Cl2、Br2、I2、O2、H2O2、Fe3+、酸性KMnO4、硝酸等)反应,产物是SO。
SO2与氯水反应:SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl
SO2与H2O2反应:SO2+H2O2===H2SO4
H2SO3被氧气氧化:2H2SO3+O2===2H2SO4
Na2SO3被氧气氧化:2Na2SO3+O2===2Na2SO4
SO2与Fe3+反应:SO2+2Fe3++2H2O===SO+2Fe2++4H+
SO与酸性高锰酸钾溶液反应:5SO32-+2MnO+6H+ ===5SO+2Mn2++3H2O
(4)漂白性
使某些有色物质(如品红溶液)生成不稳定的无色物质,若加热,可恢复原来的颜色。
应用:实验室常用品红溶液检验SO2气体。
3.亚硫酸的性质
(1)弱酸性: H2SO3H++HSO(电离方程式)
(2)不稳定性:H2SO3SO2↑+H2O
(3)强还原性(与O2、H2O2反应):
2H2SO3+O2===2H2SO4;H2SO3+H2O2===H2SO4+H2O
(4)弱氧化性(与H2S反应):H2SO3+2H2S===3S↓+3H2O
得分速记
食品中添加适量SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化作用,如葡萄糖酿造过程添加适量SO2可以起到杀菌作用。
4.SO2和CO2的鉴别
试剂
现象及结论
原理(化学方程式)
品红溶液
使品红溶液褪色的是SO2;不能使品红溶液褪色的是CO2
——
KMnO4溶液
使紫色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
溴水
使橙色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
SO2和CO2的鉴别
硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液
产生白色沉淀的是SO2,无明显现象的是CO2
3SO2+2HNO3+2H2O===3H2SO4+2NO↑
Ba(NO3)2+H2SO4===BaSO4↓+2HNO3
FeCl3溶液
使棕黄色变为浅绿色的是SO2,无明显现象的是CO2
2FeCl3+SO2+2H2O===FeCl2+FeSO4+4HCl
澄清石灰水
不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2,原因是二者都能使澄清石灰水变浑浊
得分速记
(1)SO2只能使紫色的石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
(2)SO2的漂白性和还原性的区别:SO2使品红溶液退色表现的是SO2的漂白性,加热后溶液颜色复原;SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水退色表现的是SO2的还原性,加热后溶液颜色不复原。
(3)SO2氧化性的表现:SO2通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现淡黄色沉淀,表现了SO2的氧化性。
(4)三类漂白剂的区别
类型
原理
举例
特点
备注
氧化型
将有机色质内部“生色团”破坏掉
HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3等
不可逆、持久
无选择性
加合型
与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质
SO2
可逆、不持久
有选择性
吸附型
将有色物质吸附而退色
活性炭
物理变化
吸附色素
二、三氧化硫(SO3)
1.物理性质
标准状况下,SO3是一种无色固体,熔点、沸点较低。
2.化学性质
SO3是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。
①SO3与水反应:SO3+H2O===H2SO4,反应放出大量的热。
②SO3与碱性氧化物反应:
与CaO反应的方程式为:SO3+CaO===CaSO4
③SO3与碱反应:
与Ca(OH)2反应的方程式为:SO3+Ca(OH)2===CaSO4+H2O
三、硫的氧化物的污染与治理
(1)来源:含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。
(2)危害:危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)。
(3)治理:燃煤脱硫,改进燃烧技术。
(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个:
途径1:空气中飘尘的催化作用,使2SO2+O22SO3、SO3+H2O===H2SO4。
途径2:SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4。
得分速记
(1)SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色,表现SO2酸性氧化物的性质;使品红溶液褪色,表现SO2的漂白性;能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,表现SO2的还原性;SO2和Cl2等体积混合通入溶液中,漂白性不但不增强,反而消失。
(2)把SO2气体通入BaCl2溶液中,没有沉淀生成,但若通入NH3或加入NaOH溶液,或把BaCl2改成Ba(NO3)2均有白色沉淀生成,前两者生成BaSO3沉淀,后者生成BaSO4沉淀。
考●向●破●译
考向1 硫及其氧化物的性质及应用
例1(2025·上海虹口·一模)铜及其化合物在日常生活中的应用非常广泛。
铜能够在硫蒸气中燃烧生成硫化亚铜,相关的实验装置可选用___________。
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.因为石棉网是为支撑容器(如烧杯、烧瓶)而设计的,其多孔结构和材质不适合直接作为反应容器来控制和观察此类特定实验。且石棉网无法有效聚集硫蒸气,硫粉受热升华产生的蒸气会迅速扩散到空气中,导致反应效率低下,且硫蒸气有毒,会造成环境污染和健康风险,A错误;
B.广口瓶不能加热,B错误;
C.硫粉受热先熔化,若试管口向下,液态硫会流出,造成污染或烫伤,故C错误;
D.用大试管加热硫粉,铜丝伸入蒸气,可安全产生并控制硫蒸气,铜丝在蒸气中直接反应,现象明显且操作安全,故D正确;
故选D。
【变式1·变载体】(24-25高三上·上海·阶段检测)某学习小组发现中学阶段只学习了SO3具有酸性氧化物的性质,为了探究SO3的其他化学性质,设计了如图实验装置验证。
(1)写出铜与浓硫酸反应的化学方程式______。该反应中,浓硫酸体现的性质有______。(不定项)
A.难挥发性 B.强氧化性 C.脱水性 D.强酸性
(2)由于浓硫酸具有较大的粘稠度,分液漏斗中的浓硫酸很难顺利流入到烧瓶中,实验中可以将分液漏斗更换为______(填写仪器名称)。
(3)装置B不具有的作用是______。
A.干燥气体 B.混合气体
C.与气体反应 D.观察通入的气泡速率
(4)写出H2S的电子式_______。
(5)下列SO3与H2S反应的方程式中,不可能成立的有______。(不定项)
A.H2S+SO3=H2O+SO2+S B.H2S+2SO3=H2SO4+SO2+S
C.H2S+SO3=H2O+O2+2S D.3H2S+SO3=3H2O+S
(6)实验进行一段时间后,装置D中有______和______出现(填写实验现象)。
(7)指导教师指出,该装置无法验证SO3与H2S的反应,请问为什么?______。
(8)E装置中吸收尾气的试剂可以是______。(不定项)
A.KMnO4溶液 B.BaCl2溶液 C.蒸馏水 D.NaOH溶液
【答案】(1) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O BD
(2)恒压滴液漏斗
(3)C
(4)
(5)C
(6) 淡黄色固定 白雾
(7)瓶中二氧化硫和硫化氢也能反应生成硫单质和水,水与二氧化硫结合产生酸雾
(8)AD
【分析】铜与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫,二氧化硫与氧气混合后通过催化剂发生催化氧化生成三氧化硫,三氧化硫与硫化氢混合,验证三氧化硫的氧化性,尾气可以用碱溶液吸收。
【解析】(1)铜与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫,方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,该反应中浓硫酸表现出强氧化性和酸性,选BD。
(2)由于浓硫酸具有较大的粘稠度,分液漏斗中的浓硫酸很难顺利流入到烧瓶中,实验中可以将分液漏斗更换为恒压滴液漏斗。
(3)产生的二氧化硫和氧气通过浓硫酸进行干燥,然后混合在一起,可通过产生气泡的多少判断气体的流速及混合比例,答案选C。
(4)H2S中S与H共用一对电子,电子式为:;
(5)SO3与H2S反应中,三氧化硫高价态,被还原后可能生成SO2或S,H2S低价态被氧化生成S,生成的水与三氧化硫结合生成硫酸。反应中不可能生成氧气,故不成立的选C。
(6)一段时间后D中可能发生反应H2S+2SO3=H2SO4+SO2+S,内壁上有淡黄色物质生成,且瓶内有白雾。
(7)瓶中二氧化硫和硫化氢也能反应生成硫单质和水,水与二氧化硫结合产生酸雾;
(8)三氧化硫易溶于水,四个选项都可以,硫化氢在水或酸性溶液中溶解度小,可以与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应,能被碱溶液吸收,答案选AD。
【变式2】【新情境——生产生活与学科知识结合】(25-26高三下·上海浦东新·阶段检测)铜及其化合物在生产生活中有着非常重要的作用。现有以下铜及其化合物的问题,根据要求回答。
(6)如图是铜和浓硫酸反应实验及性质探究实验的一体化装置。铜和浓硫酸反应中浓硫酸所起的作用是_______。
(7)下列说法错误的是________。
A.a处试纸变红,说明为酸性氧化物
B.c处和b处试纸均褪色,且原因相同
C.该设计优点之一是能控制反应的发生与停止
D.铜和浓硫酸反应过程中出现灰白色固体,用水稀释后得到蓝色溶液
(8)下列有关电解精炼铜的说法中错误的是________。
A.粗铜做阳极,精铜做阴极
B.金属铜和比铜活泼的锌、铁等金属转化为正离子进入溶液中
C.阳极泥有比铜不活泼的银、金等贵重金属
D.电解精炼铜和电镀铜的过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加都相等
【答案】
(7)B
(8)D
【解析】
(7)由实验装置图可知,铜丝与浓硫酸共热反应制备二氧化硫,装置中a处湿润的石蕊试纸用于验证二氧化硫表现酸性氧化物的性质,b处酸性高锰酸钾溶液用于验证二氧化硫的还原性,c处湿润的品红试纸用于验证二氧化硫的漂白性,针筒中盛有的饱和氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫,防止污染空气;
A.装置中a处湿润的石蕊试纸用于验证二氧化硫表现酸性氧化物的性质,所以a处试纸变红,说明二氧化硫为酸性氧化物,A正确;
B.b处酸性高锰酸钾溶液用于验证二氧化硫的还原性,c处湿润的品红试纸用于验证二氧化硫的漂白性,所以c处和b处试纸均褪色,但原因不同,B错误;
C.由实验装置图可知,该设计的优点之一通过上下拉伸铜丝控制铜丝和浓硫酸的接触,达到控制反应的发生与停止的实验目的,C正确;
D.铜和浓硫酸反应过程中出现灰白色固体为无水硫酸铜,用水稀释后得到蓝色的硫酸铜溶液,D正确;
故选B;
(8)A.电解精炼铜时,粗铜做阳极,精铜做阴极,硫酸铜溶液做电解质溶液,A正确;
B.电解精炼铜时,金属铜和比铜活泼的锌、铁等金属会在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子进入溶液中,B正确;
C.电解精炼铜时,有比铜不活泼的银、金等贵重金属不能在阳极放电转化为金属阳离子,而是沉入阳极的底部形成阳极泥,C正确;
D.电解精炼铜时,粗铜做阳极,精铜做阴极,硫酸铜溶液做电解质溶液,金属铜和比铜活泼的锌、铁等金属会在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子进入溶液中,铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜,所以阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等,电镀铜时,Cu为阳极,硫酸铜溶液做电解质溶液,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等,D错误;
故选D。
【变式3】【新考法——结合化学生活】(25-26高三上·上海·阶段检测)直接排放含的烟气会形成硫酸型酸雨危害环境,需要对其进行处理。其中,钠碱循环法和生物质法较为常见。
(1)下列反应与硫酸型酸雨的形成肯定无关的是___________。
A. B.
C. D.
钠碱循环法以溶液作为吸收液。
(2)溶液吸收的离子方程式是___________。
当吸收液的降至约为6时,需送至电解槽再生,再生示意图如下:
(3)在阳极放电的电极反应式是___________。
【答案】 (1)B (2)。 (3)
【解析】(1)硫酸型酸雨的形成过程是SO2溶于水生成H2SO3,或SO2被氧化为SO3,SO3再与水生成H2SO4,最终形成酸雨;反应与酸雨形成无关,故选B。
(2)SO2与Na2SO3的反应符合强酸制弱酸的原理:。
(3)阳极发生氧化反应,被氧化为: ;
考向2 二氧化硫的制备和性质探究
例2(2026·上海·一模)CuCl可用作催化剂、杀菌剂、媒染剂、脱色剂,在气体分析中可用于一氧化碳和乙炔的测定。已知:晶体呈白色,熔点为430℃,沸点为1490℃,见光分解,露置于潮湿空气中易被氧化,难溶于水、稀盐酸和乙醇,易溶于浓盐酸并生成。
实验室用如图所示装置制取,反应原理如下:
(过量)
还原:
稀释分解:
(1)盛装70%浓硫酸的仪器名称为_______。
(2)装置A的锥形瓶中发生反应的化学方程式为_______。
(3)装置C的作用是_______。
(4)装置B中反应结束后,取出混合物进行以下操作,得到CuCl晶体。
操作ⅱ中的作用是_______;操作ⅳ中洗涤剂选用乙醇的优点是_______。
某同学利用如图所示装置,测定高炉煤气中和的百分含量。
已知:
ⅰ、的盐酸溶液能吸收形成。
ⅱ、保险粉和的混合溶液能吸收氧气。
(5)装置中发生反应的离子方程式为_______。
(6)通入混合气体前,装置G中量气管的液面较高,需进行的操作为_______。
(7)若通入的混合气体体积为(标准状况下),装置中增加的质量为,则混合气体中CO的体积分数为_______%。
(8)已知硫酸亚铜易溶于水,氯化亚铜不溶于水。探究溶液与的反应,过程如图所示:
无色气体和白色沉淀经检验分别是和、有关该实验说法正确的是_______。
A.是还原产物
B.是还原产物
C.无时,能被氧化
D.被氧化时,作催化剂
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)(浓)
(3)吸收过剩的,防止污染空气
(4) 防止被氧化 防止溶解造成损失,且可以使固体快速干燥
(5)
(6)向下移动量气管,使左右两侧液面相平
(7)25
(8)B
【分析】装置A制备SO2,进入装置B中发生反应生成CuCl,装置C是为了吸收剩余的SO2,防止其排入空气中,污染空气;装置D是为了吸收CO2,装置E是为了吸收O2,装置F是为了吸收CO,最后装置G是测量剩余N2的体积。
【解析】(1)由实验装置图可知,盛装70%浓硫酸的仪器名称为恒压滴液漏斗;
(2)装置A是制备二氧化硫的装置,浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,其反应的化学方程式为(浓);
(3)装置C的作用是吸收未反应完的二氧化硫,防止污染空气;
(4)由易被氧化,可知SO2的作用是防止被氧化;难溶于乙醇,则洗涤剂选用乙醇的优点是防止溶解造成损失,且可快速干燥。
(5)根据已知ⅱ可知装置E的作用是吸收氧气,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子方程式;
(6)装置G为量气装置,通入混合气体前,应先使左右两边液面在同一水平面上,通入混合气体前,装置G中量气管的液面较高,需进行的操作为向下移动量气管,使左右两侧液面相平;
(7)由分析知,装置F用于吸收CO,由装置F中增加的质量可知,CO的物质的量为=0.005 mol,故混合气体中CO的体积分数为=25%,故答案为25。
(8)A.根据反应方程式可知,中硫元素价态未发生变化,不是还原产物,也不是氧化产物,还原产物是,氧化产物是,A错误;
B.被还原为,是还原产物,B正确;
C.未加入固体时,与蓝色混合溶液3min未见明显变化,说明二者未发生反应,即无时,未能被氧化,C错误;
D.与能生成沉淀,而促使,即改变了的氧化性,而不是催化剂,D错误;
【变式1·变载体】(25-26高三下·上海·阶段检测)亚硫酸钠可用作人造纤维稳定剂、造纸木质素脱除剂等。某课题小组利用二氧化硫制备亚硫酸钠并测定其含量,装置如图所示。
(1)装置A用于观察的流速且平衡压强,所装试剂为饱和___________溶液。
A. B. C. D.NaCl
(2)制得的产品可能有硫酸钠杂质。检验B溶液中是否存在,先后加入的试剂为___________。
A.稀盐酸、氯化钡溶液
B.氯化钡溶液、稀盐酸
C.稀盐酸、硝酸钡溶液
D.稀硝酸、硝酸钡溶液
(3)B装置中用溶液相对于直接用NaOH溶液的优点是:___________。
(4)亚硫酸钠的溶解度随温度的变化如图所示,从B装置溶液中获得的方法是___________。
A.搅拌蒸发、烘干 B.降温结晶、过滤 C.蒸发结晶、趁热过滤
(5)实验时,关闭活塞a,通入过量,再打开活塞a,充分反应后即可制得亚硫酸钠。写出打开活塞a之前B装置总反应的离子方程式___________。
【答案】(1)A (2)A (3)等物质的量的碳酸钠吸收更多的SO2,同时生成的可以赶走装置中的氧气,避免亚硫酸钠被氧化,提升产物纯度 (4)C (5) 【分析】装置A中所装试剂为饱和亚硫酸氢钠溶液,作用是通过观察二氧化硫的气泡流速、平衡压强,实验时,关闭活塞a,通入过量SO2,主要生成亚硫酸氢钠,再打开活塞a,亚硫酸氢钠与氢氧化钠充分反应后即可制得亚硫酸钠,最后用氢氧化钠溶液除去过量的二氧化硫。
【解析】(1)装置A是一个带有长颈漏斗的锥形瓶,气体从长管进入,短管排出。它的作用是观察气体的流速(通过气泡产生的快慢)并平衡压强(防止系统内压强过大)。为了保证通入的二氧化硫气体不被大量消耗或溶解,装置A中的试剂应该不与SO2反应,且能抑制SO2的溶解。
A.NaHSO3:SO2溶于水生成亚硫酸,亚硫酸氢钠溶液中存在大量的,根据同离子效应,会抑制SO2的溶解,且不与SO2反应;
B.Na2SO3:会与SO2反应生成NaHSO3,消耗SO2气体;
C.NaHCO3:会与SO2反应生成CO2,引入杂质气体且消耗SO2;
D.NaCl:虽然SO2在饱和食盐水中溶解度较小,但NaHSO3溶液是抑制SO2溶解的最佳选择,因为它是SO2的酸式盐,能最大程度保持SO2的纯度且不反应;
所装试剂应为饱和亚硫酸氢钠溶液,故选A。
(2)反应完成后,B溶液的主要成分是亚硫酸钠(Na2SO3),可能含有少量的硫酸钠(Na2SO4),要检验,需要先加入稀盐酸除去,然后再加入氯化钡溶液,如果有白色沉淀生成,说明含有。不能使用硝酸或硝酸钡,因为硝酸具有强氧化性,会将氧化成,故选A。
(3)该工艺先通过量与反应生成,再加得到,相比于直接用溶液,可吸收,得到更多产物,同时生成的可以赶走装置中的氧气,避免亚硫酸钠被氧化,提升产物纯度。
(4)在低温区(约36°C以下),析出的是Na2SO3·7H2O晶体。在高温区(约36°C以上),析出的是无水Na2SO3,且其溶解度随温度升高而降低。题目要求获得Na2SO3(通常指无水物),根据曲线,应该在较高温度下进行操作。 通过蒸发浓缩溶剂,使溶液达到饱和。由于高温下无水Na2SO3溶解度较小,会析出。为了防止降温后转变为七水合物,必须在较高温度下趁热进行过滤,故选C。
【变式2·变题型】(25-26高三上·北京丰台·开学考试)实验室探究Na2SO3溶液与的反应。
Ⅰ. 制备Na2SO3(A中酒精灯等加热装置已略去。经检验装置气密性良好)。
(1)装置A中反应的化学方程式为_______,B中试剂X是_______。
Ⅱ.实验探究
向2 mL 0.5 mol·L−1 Na2SO3溶液中加入1 mL 0.25 mol·L−1 CuCl2溶液,立即产生棕黄色沉淀(沉淀A),放置5 min左右,全部转化为白色沉淀(沉淀B)。
已知:
iii.Cu2+CuI↓(白色) + I2
(2)经检验,沉淀A的成分为xCu2SO3·yCuSO3·zH2O。
① 用稀H2SO4证实沉淀A中含有Cu+的实验现象是_______。
② 通过下列实验证实,沉淀A中含有Cu2+和。
a.棕黄色沉淀需洗净的目的是_______。
b.白色沉淀D是BaSO4,试剂1为_______。
c.取上层清液,加淀粉溶液后无明显现象的原因是_______。
(3)经实验证实沉淀B的成分为CuCl。
① 检验沉淀B中含Cu+。向洗涤后的沉淀B中加入足量浓氨水得到无色溶液,在空气中放置一段时间,溶液变为深蓝色。无色溶液变为深蓝色的离子方程式为_______。
② 检验沉淀B中含Cl−。设计实验方案:取深蓝色溶液_______。
(4)实验中,CuCl2溶液与Na2SO3溶液混合后立即得到棕黄色沉淀,最终棕黄色沉淀全部转化为白色沉淀的原因是_______。
【答案】(1) Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4 + SO2↑+ 2H2O 饱和NaHSO3溶液
(2) 析出红色固体 避免棕黄色沉淀表面附着的Cu2+、和对后续实验产生干扰 HCl和BaCl2溶液 Cu2+与I−反应产生的I2被还原
(3) 4[Cu(NH3)2]+ + O2 + 8NH3 + 2H2O =4[Cu(NH3)4]2+ + 4OH− 先加足量稀硝酸,再加入AgNO3溶液,产生白色沉淀
(4)生成棕黄色沉淀的反应速率快,由棕黄色沉淀转化为白色沉淀的反应限度更大
【分析】在装置A中Cu与浓硫酸混合加热发生氧化还原反应,产生CuSO4、SO2、H2O,B装置中NaHSO3除去SO2带出的硫酸,在装置C中与NaOH发生反应生成Na2SO3;在装置D中进行尾气处理,使SO2被NaOH溶液吸收,防止大气污染,据此分析;
【解析】(1)铜和浓硫酸加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;B中试剂X是饱和NaHSO3溶液;
(2)①由信息可知,亚铜离子遇酸会生成铜离子与铜单质,用稀H2SO4证实沉淀A中含有Cu+的实验现象是析出红色固体;
②因Cu2+CuI↓(白色)+I2,向洗净的棕黄色沉淀中加入KI溶液,有白色沉淀生成,则沉淀应为CuI,证明Cu2+与I-生成了CuI和I2,I2把氧化成,取上层清液滴加淀粉,不显蓝色,证明I2不存在,离子方程式,检验硫酸根离子用盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色硫酸钡沉淀生成;
a.棕黄色沉淀需洗净的目的是避免棕黄色沉淀表面附着的Cu2+、和对后续实验产生干扰;
b.白色沉淀D是BaSO4,试剂1为HCl和BaCl2溶液;
c.取上层清液,加淀粉溶液后无明显现象的原因是Cu2+与I−反应产生的I2被还原;
(3)①检验沉淀B中含Cu+。向洗涤后的沉淀B中加入足量浓氨水得到无色溶液,生成,在空气中放置一段时间,+1价铜被氧化成+2价铜,溶液变为深蓝色()。无色溶液变为深蓝色的离子方程式为;
②检验沉淀B中含Cl−。设计实验方案:取深蓝色溶液先加足量稀硝酸,再加入AgNO3溶液,产生白色沉淀说明含有Cl−;
(4)实验中,CuCl2溶液与Na2SO3溶液混合后立即得到棕黄色沉淀,最终棕黄色沉淀全部转化为白色沉淀的原因是Cu2+与反应生成棕黄色沉淀[xCu2SO3·yCuSO3·zH2O]的反应速率快,所以立即得到棕黄色沉淀,棕黄色沉淀[xCu2SO3·yCuSO3·zH2O]转化为白色沉淀(CuCl)的反应速率较慢,但是反应限度更大,所以最后棕黄色沉淀全部转化为白色沉淀。
【变式3·变考法】(2026·上海浦东新·模拟预测)由“矾”得“矾油”(即硫酸)是我国古代无机化学实践的杰出代表。东汉末《出金矿图录》和宋代《图经本草》中记载了以胆矾和绿矾制取硫酸的工艺。
(1)下列叙述中体现了浓硫酸脱水性的是______。
A.能用铁槽车运输 B.能用于干燥CO气体
C.能使蔗糖炭化 D.能使少量铜片加热后溶解
(2)将胆矾(CuSO4·5H2O)溶于水后,______。
A.溶液中:[Cu2+]+[H+]=[SO]+[OH-]
B.滴入过量氨水生成蓝色沉淀
C.加热蒸干会得到黑色固体
D.通直流电后,阴极会析出红色固体
绿矾(FeSO4·7H2O)高温分解的化学方程式为:2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑。
(3)为验证该反应为氧化还原反应,用下列试剂进行实验,其中可行的是______。 (不定项)
A.石蕊试液 B.Ba(OH)2溶液
C.稀硫酸、KMnO4溶液 D.稀硫酸、KSCN溶液
(4)某温度下绿矾分解率的测定:取a g绿矾晶体在该温度下加强热,将分解产生的气体全部通入过量的Ba(NO3)2溶液,最终得到b g白色沉淀。其中SO2与Ba(NO3)2溶液反应会生成无色气体,该反应的离子方程式是______。该温度下绿矾的分解率为______。
A. B. C. D.
某同学改用下图装置完成“测定分解率”的实验,实验时发现:A瓶中出现大量白色沉淀,B瓶中溶液颜色变为浅红色,褪色并不明显。同学们就此认为:只有少量SO2进入了B瓶,A瓶中的沉淀不一定全部来自于绿矾分解产生的SO3,对此结论有如下猜测:
(5)猜测一:SO2(H2SO3)被空气中的O2或溶液中溶解的O2氧化。
为避免猜测一所述情况发生,可以采取的一条优化措施是______。相同条件下,进行优化后的实验。观察到B瓶中品红溶液的颜色较优化前的略______(选填“深”或“浅”),可得到“O2对实验有影响,但影响不大”的结论。
(6)猜测二:SO2与BaCl2溶液反应,产生BaSO3白色沉淀。
将绿矾分解得到的气体干燥后,先通过质量分数98.3%的浓硫酸,再完成上图实验,同样出现白色沉淀,实验证明猜测二成立。则通过浓硫酸的目的是______。
SO2通入BaCl2溶液后存在如下平衡:H2SO3(aq)+Ba2+(aq)BaSO3(s)+2H+(aq),可通过K值计算,从理论上证明猜测二是否成立。用H2SO3的Ka1、Ka2以及BaSO3的Ksp表示该平衡的K=______。查阅相关数据代入,得到K=1.68,证明猜测二成立。
高中阶段对SO的检验步骤一般表述为:“向溶液中依次加入稀盐酸与氯化钡溶液,观察是否有白色沉淀生成”。有同学认为,该过程未排除SO的干扰,因为上述平衡体系表明只有达到一定酸度,BaSO3才可能溶解。为探究溶解BaSO3所需的酸度,利用上述平衡的K=1.68,设计如下计算模型:向1 L含0.1 mol BaSO3的悬浊液中,滴加1.0 mol·L-1盐酸直至BaSO3恰好完全溶解,所需盐酸的体积为______mL。(计算结果保留一位小数,忽略H2SO3的电离及分解)
【答案】(1)C
(2)D
(3)CD
(4) B
(5) 通入氮气排尽装置内空气(或将BaCl2溶液煮沸除去溶解氧,合理即可) 浅
(6) 除去,排除对实验的干扰 329.6
【解析】(1)A.浓硫酸常温下使铁钝化体现强氧化性,A不符合题意;
B.干燥气体体现浓硫酸的吸水性,B不符合题意;
C.蔗糖炭化是浓硫酸将有机物中H、O按原子个数比2:1脱去,体现脱水性,C符合题意;
D.使少量铜片加热后溶解体现浓硫酸的强氧化性和酸性,D不符合题意;
答案选C。
(2)A.电荷守恒应为,A错误;
B.过量氨水会使氢氧化铜沉淀溶解生成深蓝色铜氨络离子,B错误;
C.加热蒸干硫酸铜溶液,硫酸难挥发,最终得到硫酸铜固体,不是黑色氧化铜,C错误;
D.电解硫酸铜溶液,得电子能力强于,阴极析出红色固体Cu,D正确;
答案选D。
(3)A.石蕊遇酸变红,反应生成的溶于水即显强酸性,生成化合价不变,不能验证该反应为氧化还原反应,A不符合题意;
B.和反应可生成白色沉淀,生成化合价不变,不能验证该反应为氧化还原反应,B不符合题意;
C.用检验气体产物中的,证明化合价变化,C符合题意;
D.稀酸溶解固体后,遇变红,可证明Fe的化合价升高,证明是氧化还原反应,D符合题意;
答案选CD。
(4)溶于水使溶液显酸性,将其氧化为,再和生成沉淀,配平得离子方程式为。2 mol绿矾分解生成2 mol含S产物(、),被氧化最终也生成,故,绿矾摩尔质量为,分解率为,选B。
(5)为了避免猜测一所述情况发生,可通入氮气将空气排尽。排尽空气后,不会被氧化,更多进入B瓶,品红褪色更明显,因此颜色比优化前浅,若只是略浅,说明影响不大。
(6)①绿矾分解得到的气体干燥后含有、,通过质量分数98.3%的浓硫酸,被吸收,得到发烟硫酸。进入溶液中的气体只剩,可验证其性质。
②,,;该反应的。
③恰好完全溶解时,,设盐酸体积为,,化简得,解得。
考向3 硫的氧化物的污染与防治
例3(24-25高三上·上海·期中)“钠—钙双碱法”吸收具有反应充分、速率快、原料可再生、脱硫效率高等优点。流程如下:
(1)要提高吸收效率的可行措施有___________。(不定项)
A.加快尾气的通入速率 B.将吸收液NaOH溶液进行雾化
C.在高温条件下吸收 D.适当增加NaOH的浓度
(2)一种“氧化脱硫法”采用NaClO和NaOH的混合溶液吸收。写出利用该混合液吸收少量的离子方程式:___________。
【答案】(1)BD (2)
【分析】由流程可知,含SO2的尾气先与NaOH反应生成Na2SO3,再加石灰乳反应生成CaSO3和NaOH,实现NaOH的再生,最后通入氧气,将CaSO3氧化为CaSO4,再结晶得到产品。
(1)A.加快尾气的通入速率,反应不充分,吸收效率变低,故A不选;
B.将氢氧化钠溶液雾化,可增大反应接触面积,提高吸收效率,故B选;
C.高温会降低二氧化硫在水中溶解度,不利于提高吸收效率,故C不选;
D.增大氢氧化钠浓度,有利于二氧化硫充分反应,提高吸收效率,故D选;
答案为BD;
(2)NaClO具有强氧化性,还原产物为Cl-,二氧化硫具有强还原性,氧化产物为硫酸根离子,结合溶液碱性环璄,利用得失电子守恒进行配平,离子方程式为:。
解题妙招
二氧化硫污染治理解题关键点
(1)实验分析题
尾气处理装置选择:NaOH溶液(吸收)→酸性KMnO4(检验)→Ca(OH)2(深度处理)。
(2)计算题
硫平衡计算:煤含硫量→SO2理论排放量→实际脱硫率验证。
(3)政策评价题
超低排放标准:SO2≤35mg/m³(火电厂)。
【变式1·变载体】(25-26高三上·上海·期末)燃煤烟气中含有大量和。
(1)烟气中通入,发生复杂反应,产物之一为NOCl,请画出它的电子式_______。
是造成酸雨的主要物质。用氨水可吸收。常温下,的的电离平衡常数(已知lg2=0.3,lg3=0.5)
(2)写出形成硫酸酸雨的化学方程式_______。(写出一种过程即可)
煤在燃烧前要进行脱硫处理,减少对环境的污染。用电解法对含硫化合物处理的基本原理如图:
(3)写出含硫物质转化的离子方程式_______。
(4)电解过程中,当有被氧化时,混合溶液中的物质的量将增大_______mol。
烟气中的也可用溶液吸收。吸收液与反应至pH降低为6左右时,将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生。
(5)写出阳极的电极反应式_______。
【答案】(1) (2) (3)FeS2+15Mn3++8H2O=15Mn2++Fe3++2SO+16H+ (4)1 (5)HSO-2e-+H2O=SO+3H+、SO-2e-+H2O=SO+2H+
【解析】(1)NOCl各原子达到8电子稳定结构,所以结构式为O=N-Cl,所以电子式为:;
(2)与水反应后被氧气氧化为硫酸,形成硫酸酸雨,其化学方程式为;
(3)根据图示,FeS2被Mn3+氧化为Fe3+、SO,反应的离子方程式为FeS2+15Mn3++8H2O=15Mn2++Fe3++2SO+16H+;
(4)电解过程中,当有被氧化时,需消耗15mol Mn3+(阳极锰离子失去1个电子转化为Mn3+),则电路中转移电子15mol,阴极消耗15mol氢离子,1mol FeS2参与反应生成16mol氢离子,故混合溶液中H+的物质的量将增大1mol;
(5)根据图示,Ⅰ中放出氢气,NaHSO3变为Na2SO3,Ⅱ中钠离子透过离子交换膜进入Ⅰ,所以A为阳离子交换膜;阳极HSO、SO失电子生成SO,阳极反应式是HSO-2e-+H2O=SO+3H+、SO-2e-+H2O=SO+2H+。
【变式2·变题型】(2026·上海浦东新·一模)某化工厂采用“铁盐氧化法”处理含的烟气,减少硫酸型酸雨的形成,并经系列反应后,将最终转化为硫酸盐产品。
(1)硫酸型酸雨中不可能含有的微粒是___________。
A. B. C. D.
(2)“铁盐氧化法”的实质是与的氧化还原反应。取反应一段时间后的吸收液进行实验,下列现象中,一定能证明该氧化还原反应发生的是___________。
A.滴加紫色石蕊试液,溶液显红色
B.滴加酸性溶液,紫色褪去
C.滴加硝酸酸化的溶液,有白色沉淀生成
D.滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变血红色
(3)铁盐完全吸收后的溶液,工业上常通入空气处理,该步骤称为“曝气”。从“绿色化学”的角度分析,“曝气”的优点有___________。(写出一条)
实验室利用下图装置模拟上述“铁盐氧化法”的原理。
(4)装置A用于制取,下列对该实验的分析正确的是___________。(不定项)
A.可以通过铜丝的升降控制反应 B.可以通过鼓入空气加速反应
C.实验中试管底部可能出现白色物质 D.反应过程中铜丝表面有黑色产生
(5)向反应一段时间后的装置B中,逐滴加入NaOH溶液,先无明显现象,后产生红褐色沉淀。分析“先无明显现象”的原因___________。
在溶液吸收的过程中,可观察到B中溶液颜色经历“棕黄色—红棕色—浅绿色”的变化过程。已知“红棕色”是因为生成了含硫配体的配离子有关。
【答案】(1)A
(2)D
(3)氧气可将Fe2+氧化成Fe3+,使Fe3+可重复利用
(4)AC
(5)溶液中溶有SO2,生成了H2SO3,滴加的NaOH溶液先与H2SO3反应
【解析】(1)A.H2S是还原性气体,通常不会在酸雨中稳定存在,尤其在酸性环境中易被氧化,A符合题意;
B.SO2溶于水生成亚硫酸,是酸雨的成分之一,B不符合题意;
C.酸雨显酸性,故酸雨中含有H+,C不符合题意;
D.空气中含有大量CO2,CO2溶于水生成碳酸,故酸雨中可能会含有碳酸,D不符合题意;
故答案选A;
(2)A.含Fe3+和SO2的水溶液显酸性,能使紫色石蕊溶液变红,故无法证明Fe3+和SO2是否发生氧化还原反应,A错误;
B.SO2也能被将酸性高锰酸钾溶液还原,使其褪色,B错误;
C.滴加硝酸酸化的溶液,溶液中含有的硝酸会将SO2氧化成,最终生成白色沉淀BaSO4,C错误;
D.滴加KSCN溶液,无明显现象,说明溶液中不含Fe3+,再滴加氯水,溶液变血红色,说明吸收液中有Fe2+,进而说明Fe3+和SO2发生了氧化还原反应,D正确;
故答案选D;
(3)“曝气”过程中,氧气可将Fe2+氧化成Fe3+,使Fe3+可重复利用;
(4)A.通过铜丝的升降,即通过铜丝与浓硫酸的接触与否来控制反应,A正确;
B.若鼓入空气,会导致体系中有氧气,氧气具有氧化性,会对Fe3+的氧化性造成干扰,B错误;
C.A中生成CuSO4,浓硫酸具有吸水性,则试管底部可能析出无水CuSO4白色固体,C正确;
D.Cu2O是红色的,且在强氧化剂浓硫酸的环境中生成+1含铜化合物不合理,D错误;
故答案选AC;
(5)溶液中溶有SO2,生成了H2SO3,滴加的NaOH溶液先与H2SO3反应,无明显现象;
【变式3·变考法】(24-25高三上·上海闵行·阶段检测)氨酸法是一种硫酸尾气的脱硫工艺,其反应原理可表示为:
步骤一:用氨水吸收尾气中的SO2:SO2+NH3+H2O = NH4HSO3
步骤二:将上步产物用硫酸处理:2NH4HSO3+H2SO4 = (NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O
(1)NH4HSO3溶液中微粒浓度关系正确的是________。
A.[NH3∙H2O]= 2[HSO]+2[SO] +2[H2SO3]
B.[NH] = [HSO]+[SO] +[H2SO3]
C.[NH]+[H+]= [HSO]+2[SO] +[OH-]
D.[NH]+[H+]= [HSO]+[SO] +[OH-]
(2)请从资源综合利用的角度评价该方案的主要优点___________。
【答案】(1)C
(2)其副产物(NH4)2SO4可作氮肥使用
【解析】(1)A.根据物料守恒:[NH3∙H2O]+ [NH]= [HSO]+[SO] +[H2SO3],故A错误;
B.根据物料守恒:[NH3∙H2O]+ [NH]= [HSO]+[SO] +[H2SO3],故B错误;
C.根据电荷守恒:[NH]+[H+]= [HSO]+2[SO] +[OH-],故C正确;
D.根据电荷守恒:[NH]+[H+]= [HSO]+2[SO] +[OH-],故D错误;
故选:C
(2)该方案用氨水溶液可有效吸收二氧化硫,同时得到副产物(NH4)2SO4可作氮肥使用,实现资源的充分利用。
考点二 硫酸、SO42-的检验
知●识●解●构
知识点1 硫酸
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338℃,高沸点酸能用于制备低沸点酸),难挥发;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混溶,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.硫酸的化学性质
(1)稀硫酸具有酸的通性
硫酸是强电解质,在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H++SO,具有酸的通性。
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]的反应: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与某些盐的反应:
a.与Na2SO3溶液反应:SO+2H+===SO2↑+H2O;
b.与BaCl2溶液反应:SO+Ba2+===BaSO4↓。
(2)浓H2SO4的特性
①填写下表:
实验
实验现象
浓硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中
蓝色晶体变白
吸水性
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
沾有浓硫酸的滤纸变黑
脱水性
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
强氧化性、酸性
②分别写出浓H2SO4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,Fe、Al遇浓H2SO4钝化,可用铝槽车装运浓H2SO4。
④浓硫酸氧化含低价非金属元素的化合物
H2S+H2SO4 (浓)==S↓+SO2↑+2H2O或H2S+3H2SO4 (浓)4SO2↑+4H2O
2HI+H2SO4 (浓)==I2+SO2↑+2H2O\2HBr+H2SO4 (浓)==Br2+SO2↑+2H2O
得分速记
(1)钝化:常温下浓硫酸使Fe、Al表面快速生成致密氧化膜而阻止反应进一步发生。
(2)与活泼金属(如Zn)反应,开始产生SO2,硫酸浓度变小后产生H2。
(3)与不活泼金属(如Cu)反应,开始产生SO2(加热),浓度变小后,稀硫酸不再与不活泼金属反应。例如:1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2的物质的量小于1 mol。
(4)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。
(5)浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性。
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。
知识点2 硫酸的工业制备
1.工业制硫酸的流程
2.工业制硫酸的步骤及反应原理
三步骤
三反应
黄铁矿煅烧
4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
SO2的催化氧化
2SO2+O22SO3
SO3吸收
SO3+H2O===H2SO4
得分速记
(1)工业上用98.3%的硫酸吸收SO3,可以避免用水吸收SO3产生的酸雾腐蚀设备,并且可以提高吸收率。
(2)发烟硫酸的化学式为H2SO4·xSO3。
知识点3 SO42-的检验
(1)检验SO的操作过程
待测液取清液白色沉淀,即可确定是否存在SO。
(2)理论解释
①先加稀盐酸的目的是排除CO、SO、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++SO===BaSO4↓。
知识点4 重要的硫酸盐
硫酸盐
主要性质
主要应用
硫酸钙
CaSO4·2H2O2CaSO4·H2O
生石膏 熟石膏
制作模型和医用石膏绷带,调节水泥的硬化速率
硫酸铜
CuSO4CuSO4·5H2O(胆矾)
白色 蓝色
检验水的存在,与石灰乳混合制备波尔多液
硫酸钡
又称重晶石,不溶于水和酸,且不易被X射线透过
用作消化系统X射线检查的内服药剂,即“钡餐”
考●向●破●译
考向1 浓硫酸的性质及应用
例1(2026·上海浦东新·模拟预测)由“矾”得“矾油”(即硫酸)是我国古代无机化学实践的杰出代表。东汉末《出金矿图录》和宋代《图经本草》中记载了以胆矾和绿矾制取硫酸的工艺。
(1)下列叙述中体现了浓硫酸脱水性的是______。
A.能用铁槽车运输 B.能用于干燥CO气体
C.能使蔗糖炭化 D.能使少量铜片加热后溶解
某同学改用下图装置完成“测定分解率”的实验,实验时发现:A瓶中出现大量白色沉淀,B瓶中溶液颜色变为浅红色,褪色并不明显。同学们就此认为:只有少量SO2进入了B瓶,A瓶中的沉淀不一定全部来自于绿矾分解产生的SO3,对此结论有如下猜测:
(5)猜测一:SO2(H2SO3)被空气中的O2或溶液中溶解的O2氧化。
为避免猜测一所述情况发生,可以采取的一条优化措施是______。相同条件下,进行优化后的实验。观察到B瓶中品红溶液的颜色较优化前的略______(选填“深”或“浅”),可得到“O2对实验有影响,但影响不大”的结论。
(6)猜测二:SO2与BaCl2溶液反应,产生BaSO3白色沉淀。
将绿矾分解得到的气体干燥后,先通过质量分数98.3%的浓硫酸,再完成上图实验,同样出现白色沉淀,实验证明猜测二成立。则通过浓硫酸的目的是______。
【答案】(1)C
(5) 通入氮气排尽装置内空气(或将BaCl2溶液煮沸除去溶解氧,合理即可) 浅
(6) 除去,排除对实验的干扰
【解析】(1)A.浓硫酸常温下使铁钝化体现强氧化性,A不符合题意;
B.干燥气体体现浓硫酸的吸水性,B不符合题意;
C.蔗糖炭化是浓硫酸将有机物中H、O按原子个数比2:1脱去,体现脱水性,C符合题意;
D.使少量铜片加热后溶解体现浓硫酸的强氧化性和酸性,D不符合题意;
答案选C。
(5)为了避免猜测一所述情况发生,可通入氮气将空气排尽。排尽空气后,不会被氧化,更多进入B瓶,品红褪色更明显,因此颜色比优化前浅,若只是略浅,说明影响不大。
(6)①绿矾分解得到的气体干燥后含有、,通过质量分数98.3%的浓硫酸,被吸收,得到发烟硫酸。进入溶液中的气体只剩,可验证其性质。
解题妙招
浓硫酸的特性
(1)强氧化性:浓硫酸在加热条件下显示强氧化性(+6价硫体现了强氧化性),能与大多数金属反应,也能与非金属反应,常温下,铁铝遇浓硫酸钝化,可用铝罐车或铁罐车运输浓硫酸。
(2)脱水性:能将有机物(蔗糖、棉花等)以水分子中H和O原子个数比2︰1脱水,炭化变黑。
(3)吸水性:浓硫酸可吸收结晶水、湿存水和气体中的水蒸气,可作干燥剂,可干燥H2、O2、SO2、CO2等气体,但不可以用来干燥NH3、H2S、HBr、HI四种气体。
【变式1·变载体】(2025·上海金山·二模)实验室制取SO2并回收硫酸铜,下列装置及操作能达到相应实验目的的是
A.生成SO2
B.干燥SO2
C.收集SO2
D.蒸发浓缩CuSO4(aq)
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.铜与浓硫酸常温下不反应,共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,则题给装置不能达到生成二氧化硫的实验目的,故A错误;
B.碱石灰能吸收酸性氧化物二氧化硫,则题给装置不能达到干燥二氧化硫的实验目的,故B错误;
C.二氧化硫的密度大于空气,应用向上排空气法收集二氧化硫,不能用向下排空气法收集二氧化硫,则题给装置不能达到收集二氧化硫的实验目的,故C错误;
D.用蒸发皿加热可以将硫酸铜溶液蒸发浓缩,则题给装置能达到蒸发浓缩硫酸铜溶液的实验目的,故D正确;
故选D。
【变式2·变题型】(2026·陕西榆林·模拟预测)一种以硫铁矿()为原料生产硫酸并综合利用烧渣(主要含、、等)制备的工艺流程如图所示:
下列说法错误的是
A.“焙烧Ⅰ”时,将硫铁矿粉碎可增大化学反应速率
B.“浸取”的目的是用NaOH溶液除去和
C.“吸收”时试剂X可选用水或稀硫酸
D.“焙烧Ⅱ”时发生反应的化学方程式为
【答案】C
【分析】硫铁矿(主要成分为FeS2)在空气中焙烧,Fe元素转化为Fe2O3,S元素转化为SO2,接触室中,在催化剂作用下SO2和O2反应生成SO3,再用98.3%的硫酸吸收得到供稀释用硫酸,焙烧Ⅰ中的Al2O3和SiO2可与NaOH反应,生成Na[Al(OH)4]、Na2SiO3等可溶性钠盐,剩余固体为Fe2O3和FeS2,二者在焙烧Ⅱ发生反应FeS2+16Fe2O32SO2↑+11Fe3O4,Fe3O4可以被磁铁吸引,通过磁选得到Fe3O4。
【解析】A.粉碎硫铁矿可以增大接触面积,加快反应速率,A正确;
B.根据分析,用NaOH溶液“浸取”的目的是将Al2O3和SiO2转化为可溶性钠盐除去,B正确;
C.用98.3%的浓硫酸“吸收”SO3的目的是避免形成酸雾,有利于SO3的吸收,不可用水或稀硫酸,C错误;
D.根据分析,焙烧Ⅱ发生的反应为FeS2+16Fe2O32SO2↑+11Fe3O4,D正确;
故选C。
【变式3·变考法】(2026·上海徐汇·一模)凯氏定氮法是一种蛋白质含量的测定方法,分析步骤主要包括消化、蒸馏、滴定等。某同学利用该方法测定奶粉中蛋白质的含量。
Ⅰ.消化
称量1.000 g奶粉样品,向其中加入一定量的浓硫酸、硫酸铜、硫酸钾等物质(硫酸铜和硫酸钾都能加速蛋白质的消化),煮沸至样品中的有机氮被完全消化为硫酸铵,消化液呈清澈的蓝绿色。
Ⅱ.蒸馏
将消化液配成100 mL溶液,取20.00 mL稀释液加入反应室,再加入过量的的氢氧化钠,产生蓝色沉淀,塞紧玻璃塞并加水液封,利用水蒸汽持续煮沸至氨气被完全蒸出。
Ⅲ.吸收
蒸出的氨用的硼酸(浓度均为的甲基红乙醇溶液和亚甲基蓝乙醇溶液,体积比为1:2的混合液为指示剂))吸收,吸收液温度不超过,发生发应:2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O。
Ⅳ.滴定
待吸收完全后,用盐酸滴定吸收液,硼酸为极弱的酸,不影响滴定。
Ⅴ.计算
进行多次平行实验,扣除空白试验后,平均净消耗盐酸的体积15.00 mL。
(1)向奶粉中加入浓硫酸,可能产生的实验现象是___________;根据实验现象,浓硫酸在反应过程中体现___________。
A.脱水性 B.强氧化性 C. 酸性 D.难挥发性
(2)硫酸钾能提高溶液的沸点,加速蛋白质的消化,但需要控制硫酸钾的加入量,可能的原因是___________。
【答案】(1) 奶粉变黑、体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状固体,并放出有刺激性气味的气体 AB
(2)防止硫酸钾加入过多,溶液沸点过高,溶液暴沸使浓硫酸沸腾溅出,造成危险;同时可能导致消化液溅出,造成氮损失,影响蛋白质含量的测定结果
【分析】凯氏定氮法测定蛋白质含量的原理是在浓硫酸催化下将样品中有机氮转化成铵盐得到消化液,再向稀释后的消化液中加入过量NaOH溶液,利用水蒸汽持续煮沸至氨气被完全蒸出,蒸出的氨被硼酸吸收生成(NH4)2B4O7,吸收完全后,最后用盐酸滴定吸收液,滴定时发生反应:(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O=2NH4Cl+4H3BO3,据此解答。
【解析】(1)奶粉中含有机物,浓硫酸具有脱水性,能将奶粉中的H、O元素按的组成比脱去,使奶粉炭化变黑,浓硫酸被稀释放热,脱水后生成的C能与浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,浓硫酸体现出强氧化性。则向奶粉中加入浓硫酸,可能产生的实验现象是:奶粉变黑、体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状固体,并放出有刺激性气味的气体;根据实验现象,浓硫酸在反应过程中体现脱水性和强氧化性,故选AB;
(2)硫酸钾能提高溶液的沸点,加速蛋白质的消化,若硫酸钾加入过多,会使溶液沸点过高,导致反应过于剧烈使溶液暴沸,导致浓硫酸沸腾溅出,造成危险;同时可能导致消化液溅出,造成氮损失,影响蛋白质含量的测定结果。因此需要控制硫酸钾的加入量,可能的原因是:防止硫酸钾加入过多,溶液沸点过高,溶液暴沸使浓硫酸沸腾溅出,造成危险;同时可能导致消化液溅出,造成氮损失;
考向2 硫酸的工业制备
例2(2024·上海浦东新·一模)资源化利用二氧化硫,一方面能保护环境,另一方面能提高经济效益,具有深远意义。
(1)下列生产、生活活动中,不易产生SO2的是______。
A.燃放鞭炮 B.火力发电 C.火山爆发 D.海水晒盐
(2)工业中可用含SO2的冶炼烟气为原料生产硫酸,在右图装置中完成“SO2转化”工序。使用该装置实现了______。(双选)
A.充分利用热能
B.防止形成酸雾
C.加速转化SO2
D.获取纯净SO3
(3)研究SO2的性质有利于探索其资源化利用。下列实验方案设计正确的是______。
A.制取SO2
B.收集SO2
C.验证SO2水溶液的酸性
D.验证SO2的还原性
A.A B.B C.C D.D
【答案】(1)D
(2)AC
(3)C
【解析】(1)A.鞭炮中含有S,因此鞭炮燃烧会产生二氧化硫,故A不符合题意;
B.火力发电一般使用化石燃料,化石燃料燃烧会产生二氧化硫,故B不符合题意;
C.火山爆发会有二氧化硫、硫化氢等有害气体随着岩浆喷发出来,故C不符合题意;
D.海水晒盐是蒸发过程,没有二氧化硫产生,故D符合题意;
故答案选:D。
(2)A.该过程是二氧化硫转化为三氧化硫,气体逆流操作,充分利用了热能,故A符合题意;
B.该过程不涉及三氧化硫吸收,没有防止酸雾的操作,故B不符合题意;
C.使用催化剂和较高温度加速了二氧化硫的转化,故C符合题意;
D.该反应是可逆反应,不可能获得纯净三氧化硫,故D不符合题意;
故答案选AC。
(3)A.实验室一般使用亚硫酸固体和浓硫酸制取二氧化硫,A不正确;
B.二氧化硫密度比空气大,因此应该长进短出,B错误;
C.二氧化硫溶于水生成亚硫酸能使石蕊溶液变红,C正确;
D.二氧化硫和硫氢酸反应时,二氧化硫中S化合价降低,体现了氧化性,D错误。
故答案选C。
解题妙招
工业制硫酸的四个“三”
三步骤
三原料
三设备
三反应原理
造气
S或FeS2
沸腾炉
4FeS2+11O2===8SO2+2Fe2O3
接触氧化
O2
接触室
2SO2+O22SO3
SO3吸收
98.3%浓H2SO4
吸收塔
SO3+H2O===H2SO4
【变式1·变载体】(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。
【解析】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。
【变式2·变题型】(25-26高三上·上海·阶段检测)以黄铁矿为原料,采用接触法生产硫酸的流程可简示如下,请回答下列问题:
(1)接触法制硫酸中,下列说法错误的是___________。
A.黄铁矿粉碎利于反应充分进行
B.炉器精制是为了防止催化剂中毒
C.黄铁矿粉燃烧时空气越多越好
D.使用浓硫酸吸收效率低,可用水吸收
(2)如图所示,加热试管中固体至红热,则___________。
A.移开酒精灯后固体保持红热 B.S只做还原剂
C.主要产生的气体副产物为 D.最终得到黑色的
(3)下列反应,与硫酸型酸雨的形成肯定无关的是___________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)CD
(2)A
(3)A
【分析】黄铁矿在炉气制渣中与空气中的氧气反应转化为氧化铁和二氧化硫,含有二氧化硫的炉气在炉气精炼后转化为精制炉气,接着二氧化硫催化氧化为三氧化硫,三氧化硫用98.3%的硫酸吸收,据此回答。
【解析】(1)A. 黄铁矿粉碎可以增大接触面积,利于反应充分进行,A正确;
B. 炉器精制是讲杂质气体除去,防止催化剂中毒,B正确;
C. 黄铁矿粉燃烧时并非越多越好,空气过多会将热量带走,C错误;
D. 遇水会形成酸雾,故应使用浓硫酸吸收,D错误;
故选CD。
(2)A. 铁粉与硫粉反应是放热反应,移开酒精灯后固体保持红热,A正确;
B. 反应过程中S生成FeS,S元素化合价降低,作氧化剂,B错误;
C. 该装置主要发生反应生成FeS,还有S与O2反应生成,C错误;
D. Fe+S=FeS,故最终得到黑色的FeS,D错误;
故选A。
(3)A.SO2+2H2S=3S+2H2O,反应过程中消耗二氧化硫生成单质硫,不能生成硫酸,不是酸雨形成的反应,与硫酸型酸雨的形成肯定无关,故A符合;
B.酸雨形成过程可以是二氧化硫和水反应生成亚硫酸,亚硫酸和氧气反应生成硫酸,与酸雨形成有关,故B不符合;
C.空气中的二氧化硫气体在粉尘做催化剂的条件下2SO2+O22SO3生成三氧化硫,三氧化硫再与雨水反应SO3+H2O=H2SO4形成酸雨,故C不符合;
D.三氧化硫与雨水反应SO3+H2O=H2SO4形成酸雨,故D不符合;
答案选A。
【变式3·变考法】(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。
【解析】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。
考向3 SO42-的检验
例3(25-26高三下·上海·阶段检测)亚硫酸钠可用作人造纤维稳定剂、造纸木质素脱除剂等。某课题小组利用二氧化硫制备亚硫酸钠并测定其含量,装置如图所示。
制得的产品可能有硫酸钠杂质。检验B溶液中是否存在,先后加入的试剂为___________。
A.稀盐酸、氯化钡溶液
B.氯化钡溶液、稀盐酸
C.稀盐酸、硝酸钡溶液
D.稀硝酸、硝酸钡溶液
【答案】 A
【分析】装置A中所装试剂为饱和亚硫酸氢钠溶液,作用是通过观察二氧化硫的气泡流速、平衡压强,实验时,关闭活塞a,通入过量SO2,主要生成亚硫酸氢钠,再打开活塞a,亚硫酸氢钠与氢氧化钠充分反应后即可制得亚硫酸钠,最后用氢氧化钠溶液除去过量的二氧化硫。
【解析】
反应完成后,B溶液的主要成分是亚硫酸钠(Na2SO3),可能含有少量的硫酸钠(Na2SO4),要检验,需要先加入稀盐酸除去,然后再加入氯化钡溶液,如果有白色沉淀生成,说明含有。不能使用硝酸或硝酸钡,因为硝酸具有强氧化性,会将氧化成,故选A。
解题妙招
SO42-检验操作与易错警示
检验需严格遵循操作顺序,优先排除易干扰离子(如Ag+、CO32-),再针对目标离子设计验证链:
(1)检验操作
①取样→加稀硫酸/盐酸→生成气体→通入品红溶液→褪色且加热复色 → 确认SO32-;
浓度影响: 低浓度SO32-:直接在酸化后的溶液中加品红(避免气体逸散损失);高浓度SO32-:气体通入品红(减少溶液杂质干扰)。
②取样→加足量稀盐酸酸化(无沉淀/气泡)→再加BaCl2溶液→白色沉淀不溶→确认SO42-。
关键细节:盐酸需过量,确保完全排除CO32-、SO32-干扰;若直接加BaCl2产生沉淀,需用盐酸验证溶解性(BaCO3/BaSO3可溶)
(2)易错警示
①SO42-检验三大禁忌:禁用硝酸酸化(氧化SO32-→SO42-造成假阳性);禁用Ba(NO3)2溶液(酸性条件下NO3-氧化SO32-);盐酸酸化后出现沉淀,需先过滤再检SO42-(防Ag+干扰)。
②SO32-检验的干扰气体:若气体使品红褪色但不恢复,可能是Cl2而非SO2;需通过酸性KMnO4褪色或气味辅助鉴别。
【变式1·变载体】(24-25高三上·上海徐汇·期中)食盐可以作为食品添加剂,也是工业制纯碱()、盐酸的原料。
(1)下列有关NaCl的说法错误的是___________。
A.属于电解质 B.属于纯净物
C.属于离子化合物 D.电子式为
(2)粗盐中含量较高,必须添加钡试剂除去,该试剂可以是___________。
A. B. C.
【答案】(1)D
(2)D
【解析】(1)A.NaCl在熔融状态下或水溶液中都能导电,属于电解质,A正确;
B.纯净物是指由一种单质或一种化合物组成的物质,NaCl属于纯净物,B正确;
C.NaCl中含有Na+和Cl-,属于离子化合物,C正确;
D.NaCl是离子化合物,电子式为:,D错误;
故选D。
(2)粗盐中含量较高,必须添加钡试剂除去,同时注意不能引入新的杂质,该试剂可以是,故选D。
【变式2·变题型】(25-26高三上·上海·阶段检测)氯化亚铜(CuCl)为白色立方结晶或白色粉末,难溶于水、稀盐酸、乙醇,溶于浓盐酸、氨水,易被氧化,可用作催化剂、杀菌剂、媒染剂、脱色剂。一种以海绵铜(Cu)为原料制备氯化亚铜的工艺流程如图:
(7)“滤液”中的正离子主要为___________(填离子符号);检验“滤渣”是否洗涤干净?___________。
【答案】(7) 取最后一次洗涤液于试管中,滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,不产生白色沉淀,证明已洗净
【分析】海绵铜在热空气和稀硫酸作用下被氧化生成硫酸铜,硫酸铜在亚硫酸钠作用下被还原成+1价亚铜离子,与氯离子形成氯化亚铜固体,经过滤、洗涤和干燥后得氯化亚铜粗品。
【解析】(7)“滤液”中的阳离子主要有:,阴离子主要是硫酸根离子,检验是否洗净时的操作为:取最后一次洗涤液于试管中,滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,不产生白色沉淀,证明已洗净;
【变式3·变考法】(25-26高三上·上海·阶段检测)硫磺在各领域有广泛的应用。工业上以黄铜矿和硫磺为原料可制取,同时冶炼钢、制硫酸,对资源综合利用有重要意义,其工艺流程如图:
药用硫黄也很普遍,某研究小组设计了如下实验测定某药用硫黄中硫的含量,其中硫转化的总反应为:。
主要实验步骤如下:
I、如图所示,准确称取细粉状药用硫黄于①中,并准确加入KOH乙醇溶液(过量),加入适量蒸馏水,搅拌,加热回流。待样品完全溶解后,蒸馏除去乙醇。
II、室温下向①中加入适量蒸馏水,搅拌下缓慢滴加足量溶液,加热至,保持20 min,冷却至室温。
III、将①中溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴甲基橙指示剂,用标准溶液滴定至终点,消耗HCl溶液体积为。
IV、不加入硫黄,重复步骤I、II、III做空白实验,消耗HCl标准溶液体积为。计算样品中硫的质量分数。
V、平行测定三次,计算硫含量的平均值。
(8)步骤II结束后,若要检验反应后溶液中的,实验操作是:______。
【答案】(8)取适量混合液先加入盐酸酸化,无明显实验现象,再加入氯化钡溶液产生白色沉淀,说明含有
【分析】原料为黄铜矿()和硫磺,黄铜矿加S经高温煅烧,这是整个流程的起始反应。 煅烧后的产物含二硫化亚铁和硫化铜,烧渣含用、混合溶液浸取。在此过程中,发生反应生成,离子反应为。浸取后固液分离,得到含的滤液和含、S的滤渣 。分离S可利用其易溶于的性质萃取,或利用升华特性分离。滤液通入空气,被氧化为,离子方程式为,得到含的溶液。滤渣中的在过量、加热条件下被氧化,生成铁红(可用于炼钢)和,用于制硫酸。含的溶液加入,经工序A(蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作 )得到晶体。
【解析】(8)要检验溶液中的硫酸根离子,需要排除溶液中其它离子的干扰,所以实验操作是取适量混合液先加入盐酸酸化,无明显实验现象,再加入氯化钡溶液产生白色沉淀,说明含有;
考点三 不同价态含硫物质的转化
知●识●解●构
知识点1 不同价态含硫物质的转化
1.构建硫及其化合物转化网络
2.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
①的离子方程式:HSO+H+===SO2↑+H2O;
②的离子方程式:HSO+OH-===SO+H2O;
④的离子方程式:SO+SO2+H2O===2HSO;
⑤的离子方程式:SO+H+===HSO。
(2)-2价硫的化合物之间的转化
氢硫酸(H2S)是二元弱酸,与酸式盐(NaHS)、正盐(Na2S)之间的转化关系,与H2SO3、亚硫酸氢盐、亚硫酸盐之间的转化关系相似。
①硫氢化钠(NaHS)与NaOH反应的离子方程式:HS-+OH-===S2-+H2O。
②NaHS与HCl反应的离子方程式:HS-+H+===H2S↑。
3.不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
(1)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,可用图表示。
其中③⑤反应的化学方程式分别为2SO2+O22SO3、SO2+2H2S=3S+2H2O。
(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。(注意:强氧化剂与强还原剂不一定反应)
(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。Na2S与Na2SO3在酸性条件下反应的离子方程式为2S2-+SO+6H+===3S↓+3H2O。
4.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系(即硫及其化合物的价类二维图)
知识点2 氧族元素的其它知识归纳
1.硫代硫酸钠(Na2S2O3)
(1)制备
①硫化碱法,即将Na2S和Na2CO3以物质的量之比为2∶1配成溶液,然后通入SO2,发生的反应为2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2。
②亚硫酸钠法,使沸腾的Na2SO3溶液同硫粉反应,其反应的方程式为Na2SO3+SNa2S2O3。
(2)性质
①中等强度还原剂,可被碘氧化成连四硫酸钠(Na2S4O6),该反应常用来定量测定碘的含量,反应的离子方程式为I2+2S2O===2I-+S4O(用于直接碘量法和间接碘量法测定物质的浓度或含量)。
②可被氯、溴等氧化为SO,如Na2S2O3+4Cl2+5H2O=== Na2SO4+H2SO4+8HCl(用作纺织工业上的脱氯剂)。
③可与酸反应,离子方程式为2H++S2O===S↓+SO2↑+H2O(用于探究速率与浓度、温度的关系)。
2.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)
(1)制备:NaHSO3过饱和溶液结晶脱水而成,2NaHSO3===Na2S2O5+H2O。
(2)性质
①与酸反应放出二氧化硫,如Na2S2O5+2HCl===2NaCl+2SO2↑+H2O。
②强还原性,如Na2S2O5+2I2+3H2O===2NaHSO4+4HI。
3.过二硫酸钠(Na2S2O8)、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)
(1)过二硫酸钠中S为+6价,含有1个过氧键(—O—O—),性质与过氧化氢相似,具有氧化性。作为氧化剂参与反应时,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S2O+2I-2SO+I2,5S2O+2Mn2++8H2O===10SO+2MnO+16H+。过二硫酸钠不稳定,受热分解生成Na2SO4、SO3和O2。
(2)连二亚硫酸钠中S为+3价,是强还原剂,能将I2、Cu2+、Ag+还原,能被空气中的氧气氧化。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。
4.硒及其化合物的性质
(1)单质硒及其氢化物在空气中燃烧可得到SeO2。
(2)SeO2的氧化性比SO2强,属于中等强度的氧化剂,可氧化H2S、NH3等:SeO2+2H2S===Se+2S+2H2O;3SeO2+4NH3===3Se+2N2+6H2O。
(3)亚硒酸可作氧化剂,能氧化SO2,H2SeO3+2SO2+H2O===2H2SO4+Se,但遇到强氧化剂时表现还原性,可被氧化成硒酸,H2SeO3+Cl2+H2O===H2SeO4+2HCl。
5.碲及其化合物的性质
(1)碲在空气或纯氧中燃烧生成TeO2。
(2)TeO2是不挥发的白色固体,微溶于水,易溶于强酸、强碱,如TeO2+2NaOH===Na2TeO3+H2O。
(3)TeO2(H2TeO3)具有氧化性和还原性:
H2TeO3+2SO2+H2O===2H2SO4+Te;H2TeO3+Cl2+H2O===H2TeO4+2HCl。
(4)硒和碲的一切化合物均有毒。
考●向●破●译
考向1 不同价态含硫物质的转化关系
例1(24-25高三上·上海·开学考试)化学循环脱硫。过程如下图所示。
已知:①造气反应:
②Bunsen反应:
(1)造气反应中,1.2molO2能氧化H2S的体积为_______L(折算至标准状况)。
(2)X的化学式为_______。
(3)化学循环脱硫的技术难点在于Bunsen反应产物分离。一种解决方案是加入过量的I2和H2O,I2与HI结合形成HIx以增大其密度,使反应后液体自发分为两层。上层液主要成分是_______(填化学式)。
(4)实验室中分离该反应产物用到的玻璃仪器是_______。
A. B. C. D.
(5)另一种解决Bunsen反应产物分离方案是利用如图所示的膜电解装置。关于该装置说法正确的是_______。
A.a处应通入造气生成的SO2与H2O
B.H+从右侧室经离子交换膜进入左侧室
C.除通入循环物质外,该装置工作时还需加入额外的水
D.当电路中通过0.1mol电子时,阳极上形成0.1molH+
【答案】(1)17.92L (2)H2 (3) (4)C (5)BC
【分析】由膜电解装置图可知左侧连接电池负极,故为阴极,a发生还原反应:,右侧连接电池正极,故为阳极,c发生氧化反应,,据此作答。
(1)在造气反应中,O的化合价由0价降低到-2价,得到4个电子,中S由+6价降低到+4价,得到2个电子,中,S的化合价由-2价升高到+4价,失去6个电子,1.2molO2参与反应时,得到的电子数为4×1.2mol=4.8mol,由电子守恒得,H2S失去4.8mol电子时,消耗H2S为,体积为0.8mol×22.4L/mol=17.92L,故1.2molO2能氧化H2S的体积为19.97L;答案:17.92L;
(2)由②Bunsen反应:可知,汽化分解后应该有碘单质生成,同时生成H2,答案:H2;
(3)②Bunsen反应:,产物含有硫酸和碘化氢,解决方案是加入过量的I2和H2O,I2与HI结合形成HIx以增大其密度,使反应后液体自发分为两层,所以上层液主要成分是,答案:;
(4)由于反应后液体自发分为两层,应采取的分离提纯方法是分液,分液操作中需使用到的仪器是分液漏斗,答案:C;
(5)A.根据分析,可知c处应通入造气生成的SO2与H2O,故A错误;
B.根据分析,可知H+从右侧室经离子交换膜进入左侧室,故B正确;
C.由②Bunsen反应:可知,除通入循环物质外,还需加入额外的水,故C正确;
D.根据电极方程式:,可知当电路中通过0.1mol电子时,阳极上形成0.2molH+,故D错误;
答案选BC。
【变式1·变载体】(24-25高三上·上海·开学考试)自然界中硫元素的存在如图1,硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系如图2。
(1)图2中的N对应图1中物质的化学式为___________。
(2)X与Z反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
(3)溶液易被氧化,检验溶液变质的试剂为___________。
(4)铜和M的浓溶液反应生成Z的化学方程式为___________;反应后溶液中存在,但浓硫酸有吸水性,不能通过溶液颜色来判断的存在,请写出一种简便的方法验证的存在:___________。
【答案】(1)
(2)
(3)盐酸和溶液
(4) 冷却后,将试管中的产物缓慢倒入盛冷水的烧杯中
【分析】根据题目所给图2,可知X为H2S,Y为单质S,Z为SO2,M为H2SO4,据此可以一一对应图1中的物质;
【解析】(1)N是盐类物质,N的S元素的化合价为-2价,根据对比,符合题意;
(2)X与Y的反应为,其中H2S为还原剂,SO2为氧化剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比1:2;
(3)利用氯化钡溶液与亚硫酸钠溶液反应产生氯化钡,若亚硫酸钠溶液被氧化变质,则会产生硫酸钡沉淀,亚硫酸钡会溶于盐酸溶液,产生二氧化硫,但硫酸钡不会,故可以用盐酸和氯化钡溶液检验亚硫酸钠溶液是否变质;
(4)M为H2SO4,Z为SO2,Cu与浓硫酸反应时产生硫酸铜、二氧化硫和水,其反应方程式为;若要证明该反应产物有,需要采取的操作是冷却后,将试管中的产物缓慢倒入盛冷水的烧杯中,若得到蓝色溶液,就可以证明产物中有硫酸铜;
【变式2·变题型】下图所示是硫及其部分化合物的“价类二维图”。
(1)X的化学式为_____,将X与混合,可生成淡黄色固体,该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为_____(填字母)。
A. B. C. D.
(2)过量的Fe粉与一定量W浓溶液混合加热反应,生成_____(填字母)气体。
A. B. C.和
(3)欲制备,从氧化还原角度分析,下列合理的是_____(填字母)。
A. B.
C. D.
(4)工业制硫酸中,转化②是在_____(填字母)中进行的。
A.接触室 B.沸腾炉 C.蒸馏塔 D.吸收塔
进行转化③时,不用水而用98.3%的浓吸收,原因是_____。
(5)硒元素与硫元素同族,在周期表中的位置为_____。
(6)利用电化学法也可处理尾气,装置如下图所示。氧化吸收器中为溶液,电解反应器中,以石墨为阳极,以Pt为阴极,中间用质子交换膜隔开。
电解反应器中,阴极的电极反应式为_____。
【答案】(1) H2S C
(2)C
(3)B
(4) A 防止形成酸雾,降低吸收效率
(5)第四周期ⅥA族
(6)
【解析】(1)由X的价态及类别可知X为H2S,H2S与反应生成S单质,反应方程式为:,此反应中H2S作还原剂,失电子生成的S单质为氧化产物,作氧化剂,得电子生成的S单质为还原产物,氧化产物与还原产物的质量之比为2:1;
(2)W的浓溶液为浓硫酸,反应开始阶段Fe与浓硫酸加热生成和硫酸铁,当硫酸浓度变稀后,铁与氢离子反应生成氢气,故C正确;
(3)中S的平均价态为+2价,A中中S的化合价均低于+2价,不满足氧化还原反应化合价有升有降的原则,故A错误;
中S的化合价分别为+4、0,转化为时,化合价有升有降,符合氧化还原反应的化合价变化规律,故B正确;
中S的化合价分别为+4、+6,均高于+2价,不满足氧化还原反应化合价有升有降的原则,故C错误;
中S的化合价均为+4,均高于+2价,不满足氧化还原反应化合价有升有降的原则,故D错误;
(4)工业制硫酸中,二氧化硫在接触室中被氧气氧化为三氧化硫,故A正确;三氧化硫被吸收时,不用水而用98.3%的浓吸收,是因用水易形成酸雾,影响吸收效率;
(5)核外电子排布为2,8,18,6,位于第四周期ⅥA族;
(6)氧化吸收器中,Fe2(SO4)3将H2S氧化,生成FeSO4、S等。电解FeSO4的反应器中,阳极为Fe2+-e-=Fe3+,阴极H+得电子生成H2,电极反应式为。
【变式3·变考法】(2026·山西晋城·一模)某元素的单质及其常见化合物X、Y、Z、M、N的转化关系如图所示(条件和部分产物略)。已知X与P的摩尔质量相同,且分子中均含有18个电子,Z是二元化合物且具有漂白性。下列说法错误的是
A.X、Z、M均能与NaOH溶液反应,生成正盐或酸式盐
B.当N与Y生成1molZ时,转移电子
C.P既具有氧化性,又具有还原性
D.Z转化为M的反应中,中心原子的杂化类型不变
【答案】B
【分析】具有漂白性的物质为二氧化硫或强氧化性的过氧化氢、氯气、过氧化钠等,已知X与P的摩尔质量相同,且分子中均含有18个电子,Z是二元化合物且具有漂白性,且X能和氧气反应,推测X为硫化氢、P为过氧化氢,硫化氢和氧气发生氧化还原反应生成Y硫单质,硫和氧气燃烧生成Z二氧化硫,二氧化硫和氧气生成M三氧化硫,硫化氢和二氧化硫发生归中反应生成硫单质Y,二氧化硫能被过氧化氢氧化为N硫酸,则W可以为水,三氧化硫和水生成硫酸N,浓硫酸可以氧化硫单质Y生成二氧化硫Z;
【解析】A. 、、均能与反应,少量时生成酸式盐:、、,过量时生成正盐: 、、,A正确;
B. 与 生成 的化学方程式为,反应中每生成3分子二氧化硫转移4个电子,则当生成时,转移电子,B错误;
C.中氧的化合价为-1价,处于氧元素的中间价态,故 既具有氧化性,又具有还原性,C正确;
D.中心S的价层电子对数为,中心S的价层电子对数为,中心硫原子的杂化类型均为,D正确;
故选B。
考向2 不同价态含硫物质转化的实验探究
例2(2025·上海静安·二模)某课外小组在研究SO2性质时发现,将SO2气体通入Ba(NO3)2溶液会出现白色沉淀。通过与人工智能大模型对话,得知白色沉淀是BaSO4,产生沉淀的可能原因有两个。
为判断大模型的看法是否可信,他们设计了一组实验进行探究,实验方案与装置图如下。
实验A
实验B
实验C
实验D
实验方案
向烧杯中加入25mL1mol·L−1煮沸过的甲溶液。
向烧杯中加入25mL1mol·L−1甲溶液。
向烧杯中加入25mL1mol·L−1煮沸过的乙溶液。
向烧杯中加入25mL1mol·L−1乙溶液。
再加入25mL食用油,并冷却至室温。
再加入25mL食用油,并冷却至室温。
在烧杯中放入pH传感器,开始实验。
在烧杯中放入pH传感器,开始实验。
在烧杯中放入pH传感器,开始实验。
在烧杯中放入pH传感器,开始实验。
实验现象
无明显现象
出现少量白色浑浊
出现白色浑浊
出现白色浑浊
(1)观察装置图。
①装有稀硫酸的仪器名称是_______。
A.移液管 B.滴定管 C.长导管 D.长颈漏斗
②装置X的作用是_______。
(2)判断溶液甲、溶液乙的溶质,合理的是_______。
A.甲:Ba(OH)2;乙:Ba(NO3)2 B.甲:BaCl2;乙:Ba(NO3)2
C.甲:BaCl2;乙:Ba(OH)2 D.甲:Ba(NO3)2;乙:BaCl2
(3)实验A和实验C都需要向烧杯中加入食用油。以下可替代食用油的试剂是_______。
A.己烷 B.四氯化碳 C.乙醇 D.苯
(4)实验B的烧杯中出现白色浑浊的原因是_______。
(5)欲使实验A的烧杯中也能出现白色沉淀,可再滴加适量的_______。
A.硫化钠溶液 B.氨水 C.氯化铵溶液 D.稀盐酸
(6)用离子方程式表示实验C的烧杯中发生的反应_______。
实验C、D均能产生BaSO4白色沉淀,但不确定哪一原因更为关键。为此,小组成员对传感器所采集的实验C、D的数据做进一步的处理,得到如下图像。
(7)根据图像,你认为可得出的实验结论是:_______。
(8)标准状况下,将3.36L体积分数为80%的二氧化硫气体通入150mL1mol·L-1的Ba(NO3)2溶液中,充分反应后将溶液稀释至250mL,请列式计算实验后溶液中物质的量浓度_______。(已知气体中其他成分不参与反应,BaSO4的溶度积常数Ksp=1.1×10−10)
【答案】(1) B 作缓冲瓶或安全瓶,用于控制气流的快慢,使通入烧杯的SO2气体的流速比较平稳
(2)B
(3)AD
(4)BaCl2溶液未煮沸,应含有O2,SO2通入后被O2氧化生成硫酸,硫酸再与BaCl2溶液反应生成BaSO4白色沉淀
(5)B
(6)3SO2+2+3Ba2+ +2H2O=3BaSO4↓+2NO↑ +4H+
(7)SO2与Ba(NO3)2溶液的反应,起主要氧化作用的是氧气
(8)9.17 ×10−10 mol·L-1
【分析】此题考查了与SO2有关的物质的性质,对SO2气体通入Ba(NO3)2溶液会出现白色沉淀BaSO4的成因进行分析,用煮沸的溶液与未煮沸的溶液进行对比,并结合传感器所采集的实验C、D的数据图像进行进一步分析处理,得出氧气在反应过程中起到了主要氧化作用的结论。实验过程中要注意防倒吸,并选用合适的试剂隔绝空气,防止溶液中的SO2被空气中的氧气氧化。结合实验现象综合分析可得出SO2与Ba(NO3)2溶液反应的离子方程式为3SO2+2+3Ba2+ +2H2O=3BaSO4↓+2NO↑ +4H+,通过SO2 计算出生成BaSO4沉淀的物质的量,并结合Ba(NO3)2的物质的量,分析得出。根据溶度积常数可计算出。
【解析】(1)①装有稀硫酸的仪器为滴定管,故答案为B。
②装置X位于中间,起到连接两侧装置的作用,由于SO2易溶于水,它的主要功能是防止倒吸现象的发生,确保气体能够顺利的从左向右流动,避免液体回流到前面的装置中。所以装置X的作用是作缓冲瓶或安全瓶,用于控制气流的快慢,使通入烧杯的SO2气体的流速比较平稳。
(2)实验目的是探究SO2通入Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀的原因,所以乙溶液是Ba(NO3)2溶液,而甲溶液是为了对比,则需要选择一种不含硝酸根且能与硫酸反应生成沉淀的钡盐溶液。
A.甲:Ba(OH)2;乙:Ba(NO3)2,不符合要求,A项错误;
B.甲:BaCl2;乙:Ba(NO3)2,符合要求,B项正确;
C.甲:BaCl2;乙:Ba(OH)2,不符合要求,C项错误;
D.甲:Ba(NO3)2;乙:BaCl2,不符合要求,D项错误;
故答案选B。
(3)食用油的作用是隔绝空气,防止溶液中的SO2被空气中的氧气氧化。
A.己烷难溶于水,密度比水小,会浮在水面上,能起到隔绝空气的作用,A 正确;
B.四氯化碳难溶于水,密度比水大,会沉到水的底部,不能起到隔绝空气的作用,B错误;
C.乙醇与水互溶,无法在水面上形成独立的液层来隔绝空气,不能起到隔绝空气的作用,C错误;
D.苯难溶于水,密度比水小,会浮在水面上,能起到隔绝空气的作用,D 正确;
故答案选AD。
(4)由于B的烧杯中溶液未煮沸,含有O2,SO2通入后被O2氧化生成硫酸,硫酸再与BaCl2溶液反应生成BaSO4白色沉淀。
(5)实验A中是煮沸过的BaCl2溶液,要出现白色沉淀需要将SO2氧化为硫酸根。
A.硫化钠溶液与SO2反应会生成淡黄色硫沉淀,不会生成硫酸根,A错误;
B.氨水显碱性,能与SO2反应生成亚硫酸根,亚硫酸根能被空气中的氧气氧化为硫酸根,
从而与BaCl2溶液反应生成硫酸钡沉淀,B正确;
C.氯化铵溶液不能将SO2氧化为硫酸根,C错误;
D.稀盐酸不能氧化SO2,D错误;
故答案选B。
(6)实验C中SO2通入Ba(NO3)2溶液中,硝酸根在酸性条件下具有强氧化性,能将SO2氧化为硫酸根,结合钡离子生成硫酸钡沉淀,同时硝酸根被还原为NO,离子方程式为3SO2+2+3Ba2+ +2H2O=3BaSO4↓+2NO↑ +4H+。
(7)根据图像可知,实验C【煮沸过的Ba(NO3)2溶液,不含氧气】中pH变化实验比实验D【未煮沸过的Ba(NO3)2溶液,含有氧气】中pH变化慢,且最终溶液的酸性也比实验D弱,说明实验D中氧气参与了反应。
(8)标准状况下,3.36L体积分数为80%的二氧化硫气体的物质的量,Ba(NO3)2物质的量为,SO2通入Ba(NO3)2溶液中发生反应3SO2+2+3Ba2+ +2H2O=3BaSO4↓+2NO↑ +4H+,0.12mol SO2完全反应消耗0.08mol,生成0.12molBaSO4沉淀,溶液体积为250ml, BaSO4沉淀溶解平衡为,,反应后溶液中,则。
【变式1·变载体】(2026·云南·模拟预测)学校研究性学习小组设计如下实验装置,进行了一系列实验探究,以获取物质性质,仪器中已注入溶液,回答下列问题。
(1)装置A中仪器名称为:导气管、双孔橡胶塞、圆底烧瓶、______。
实验一:若X溶液为0.6mol/L FeCl3溶液,Y固体为过量Mg,观察到反应剧烈,有大量气泡产生,用探头监测到pH逐渐增大,产生了大量红褐色沉淀后,持续产生大量气泡,当溶液pH为3~4时,取出固体,固体中检测到Fe单质。
(2)取实验中的少量溶液,滴加______(填化学式)溶液,依据特征蓝色沉淀的生成,证明实验有Fe2+生成;解释产生大量红褐色沉淀、无色气体的原因:______。
(3)解释实验中当溶液pH为3~4时,获得的固体物质中检测到Fe单质的原因是______。
实验二:若X溶液为浓H2SO4,Y固体为少量Cu,加热装置A,烧瓶中实验现象有铜片变灰黑色,表面有大量气泡生成,烧瓶中有白色固体物质生成。
(4)写出铜与浓硫酸反应的化学方程式:______;反应后没有蓝色物质出现的原因是______。
(5)若选择A、E、F仪器,并按A、E、F顺序连接,则证明SO2有氧化性的实验现象是______。若要E中出现白色沉淀,则采取的实验操作为______。
实验三:若X溶液为盐酸,Y固体为CaCO3,若观察到C中KMnO4溶液不褪色,D中出现白色沉淀。
(6)若选择仪器A、B、C、D并相连接,要验证碳、硅非金属性的相对强弱,则B、D中所选择的试剂为B______、D______。
【答案】(1)球形分液漏斗
(2) K3[Fe(CN)6] Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入的Mg消耗H+,促进Fe3+水解平衡正向移动,使其转化为红褐色沉淀Fe(OH)3,发生反应Mg+2H+=Mg2++H2↑产生大量气体
(3)镁粉置换出少量的铁被Fe(OH)3沉淀包裹,Fe不易被H+和Fe3+消耗
(4) 浓硫酸有很强的吸水性,生成了无水硫酸铜
(5) H2S溶液中有浅黄色浑浊出现 向E中同时通入氯气或氨气或在BaCl2溶液中加入氯水或加入过氧化氢溶液等 (其他合理答案均可)
(6) 饱和NaHCO3溶液 Na2SiO3溶液
【分析】实验一中,加入过量Mg,发生反应Mg+2H+=Mg2++H2↑,由于Mg很活泼,该反应非常剧烈,pH逐渐增大,产生了大量红褐色沉淀后,持续产生大量气泡,当溶液pH为3~4时,取出固体,固体中检测到Fe单质,加入镁粉后产生大量气泡,使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹,因此pH达到3~4时所得固体中检测到Fe单质,实验二中Cu与浓硫酸反应生成CuSO4、SO2和H2O,SO2具有酸性氧化物的通性、强还原性、弱氧化性能与H2S反应生成S单质和漂白性,但SO2与BaCl2溶液不反应,加入氨水后能将SO2转化为(NH4)2SO3,(NH4)2SO3与BaCl2溶液反应产生BaSO3白色沉淀,SO2与Cl2水或H2O2反应生成H2SO4,H2SO4与BaCl2反应生成BaSO4白色沉淀,实验三中若X溶液为盐酸,Y固体为CaCO3,则装置A为制备CO2,这样获得的CO2中混有HCl,若观察到C中KMnO4溶液不褪色,说明装置B为除去CO2中的HCl,即B中所装试剂为饱和NaHCO3溶液,D中出现白色沉淀,据此分析解题。
【解析】(1)由题干实验装置图可知,装置A中仪器名称为:导气管、双孔橡胶塞、圆底烧瓶、球形分液漏斗,故答案为:球形分液漏斗;
(2)已知Fe2+能与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀KFe [Fe(CN)6],故可用K3[Fe(CN)6]检验是否有Fe2+生成,FeCl3溶液中存在Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入的Mg消耗H+,促进Fe3+水解平衡正向移动,使其转化为红褐色沉淀Fe(OH)3,发生反应Mg+2H+=Mg2++H2↑产生大量气体。
(3)一开始加入镁粉后产生大量气泡,使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹,Mg可将Fe2+还原生成Fe单质,当pH达到3~4时反应速率减慢,产生气泡减少,镁粉置换出少量的铁被Fe(OH)3沉淀包裹,Fe不易被H+和Fe3+消耗。
(4)铜与浓硫酸反应的化学方程式为:,反应后溶液中含有大量的浓硫酸,浓硫酸有很强的吸水性,生成了无水硫酸铜,故没有出现蓝色物质。
(5)若选择A、E、F仪器,并按A、E、F顺序连接,SO2具有弱氧化性,能与H2S溶液反应产生浅黄色沉淀S单质,故证明SO2有氧化性的实验现象是H2S溶液中有浅黄色浑浊出现,由于H2SO3的酸性比HCl弱,SO2和BaCl2溶液不会发生反应,而加入氨水后能将SO2转化为(NH4)2SO3,(NH4)2SO3与BaCl2溶液反应产生BaSO3白色沉淀,SO2与Cl2水或H2O2反应生成H2SO4,H2SO4与BaCl2反应生成BaSO4白色沉淀,若要E中出现白色沉淀,则采取的实验操作为需向E中同时通入氯气或氨气或在BaCl2溶液中加入氯水或加入过氧化氢溶液等。
(6)由分析可知,装置B为饱和NaHCO3溶液以除去CO2中的HCl,若选择仪器A、B、C、D并相连接,结合元素最高价氧化物对应水化物的酸性与其非金属性一致,结合强酸制弱酸的一般规律可知,要验证碳、硅非金属性的相对强弱,可以向Na2SiO3溶液中通入CO2产生H2SiO3白色沉淀,即可说明H2CO3酸性强于H2SiO3,也即可说明C的非金属性强于Si,则B、D中所选择的试剂B为饱和NaHCO3溶液,D为Na2SiO3溶液。
【变式2·变题型】(25-26高三下·安徽合肥·阶段检测)为黑色固体,常温下在空气中易转变为黄绿色固体。某实验小组设计实验拟制备并探究其性质。
实验(一)制备
经查阅资料,小组同学设计了如下5种实验方案:
方案1:溶液和溶液反应。
方案2:和溶液反应。
方案3:常温下,和反应。
方案4:加热条件下,和反应。
方案5:常温下,向溶液中通入
实验结果:方案1、4、5不能生成,方案1和4的产物有FeS和S,方案5的产物有S,方案2和3能制备难溶的黑色。
(1)方案1中,存在水解反应、氧化还原反应、复分解反应之间的竞争,结果优先发生氧化还原反应,发生的氧化还原反应的离子方程式为_______。
(2)比较方案3和5可知,方案3能制备的原因可能是_______。
(3)设计如图1所示装置实施方案3。
①D装置中现象是_______。
②稀硫酸不能用盐酸替代,其原因是_______。
实验(二)探究的性质
实验1:常温下,与反应,实验装置如图2。
实验现象:G装置中黑色粉末逐渐变为黄绿色粉末,H装置中溶液颜色没有明显变化。
(4)E装置中双氧水表现_______(填标号)。
a.氧化性 b.酸性 c.还原性
(5)当G装置中黑色粉末全部变为黄绿色时,关闭分液漏斗活塞,取少量G装置中固体溶于水,将所得混合液分成两等份。一份溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色;另一份溶液中滴加盐酸和溶液,产生白色沉淀。则G装置中发生反应的化学方程式为_______。
实验2:探究和稀硫酸的反应,实验方案及现象记录如下。
(6)根据上述实验结果可知,和稀硫酸反应生成_______(填化学式)。
【答案】(1)2Fe3++3S2-=2FeS↓+S↓
(2)Fe(OH)3的氧化性比FeCl3的弱
(3) 产生黑色沉淀 B不能吸收HCl,HCl与Fe(OH)3反应;
(4)c
(5)Fe2S3+6O2=Fe2(SO4)3
(6)H2S、S、FeSO4
【分析】实验一探究制备的原理,提出了5种方案,只有方案2和方案3能够发生复分解反应制备;用图1装置实施方案3,A是气体的发生装置,B是干燥装置,C是制备的装置,D是尾气处理装置;
实验二探究的性质,E是制取的发生装置,F是干燥装置,G是与氧气的反应装置,H验证反应是否生成,据此解答;
【解析】(1)Fe3+具有氧化性,S2-具有还原性,二者优先发生氧化还原反应,Fe3+被还原为Fe2+,S2-被氧化为S单质,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,离子方程式为:2Fe3++3S2-=2FeS↓+S↓;
(2)方案5中FeCl3溶液的Fe3+浓度高,优先与H2S发生氧化还原反应,方程式为2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+,无法生成Fe2S3;而方案3中:方案3使用难溶的Fe(OH)3,溶液中Fe3+浓度极低,抑制了氧化还原反应的发生因此能制备Fe2S3;
(3)①H2S与CuSO4溶液反应生成CuS沉淀,因此D装置的现象为产生黑色沉淀;
②盐酸易挥发,且B中的无水氯化钙不能吸收HCl气体;产生的HCl气体会随H2S进入后续装置,与Fe(OH)3反应,干扰Fe2S3的制备;所以不能用盐酸替代稀硫酸;
(4)E装置中KMnO4与双氧水反应,被还原为Mn2+,Mn元素化合价降低,体现氧化性;H2O2被氧化成O2,O元素化合价升高,体现还原性;因此选c;
(5)滴加KSCN变红,说明生成Fe3+;滴加盐酸和BaCl2产生白色沉淀,说明生成;H中酸性高锰酸钾溶液颜色没有明显变化,说明没有生成SO2;则G中发生化合反应,化学方程式为Fe2S3+6O2=Fe2(SO4)3;
(6)气体A使湿润的醋酸铅试纸变黑,说明含有H2S;淡黄色固体B为S,浅绿色溶液含Fe2+(与铁氰化钾溶液反应生成铁氰化亚铁蓝色固体沉淀C);因此反应最终生成H2S、S、FeSO4。
【变式3·变考法】(25-26高三上·宁夏银川·阶段检测)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,请回答相关问题:
(1)仪器b的名称为______;请写出装置A中发生反应的化学方程式______。
(2)装置B的作用是贮存多余的气体,B中应放置的液体是______(填标号)。
a.水 b.饱和NaHSO3溶液 c.酸性KMnO4溶液 d.NaOH溶液
(3)若C中只有一种含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______(填一种化学式),请写出生成该沉淀对应的离子方程式______。
(4)D中可观察到的现象是______。
(5)为检验E中S元素价态发生变化后生成的阴离子,取适量待测液于试管中,______(请将实验操作、现象和结论补充完整)。
(6)F装置的作用是______。
【答案】(1) 分液漏斗
(2)b
(3) BaSO4
(4)溶液变浑浊或有淡黄色固体生成
(5)先加过量稀盐酸酸化,无明显现象,再加入溶液,若产生白色沉淀,证明生成了
(6)吸收尾气,防止污染空气
【分析】利用浓硫酸与Cu单质反应制备SO2气体,SO2在饱和NaHSO3溶液中溶解度较低,装置B装有NaHSO3溶液可储存多余SO2,装置C探究SO2与钡盐的反应,装置D探究SO2与Na2S反应,装置E验证SO2的还原性,最后装置F吸收尾气。
【解析】(1)仪器b为分液漏斗;制备SO2的方程式为。
(2)装置B的作用是贮存多余的气体,故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。
(3)若该钡盐为BaCl2,SO2不与氯化钡反应,不会生成BaSO3,若该钡盐为Ba(NO3)2,SO2溶于其中后生成具有强氧化性的HNO3,白色沉淀为BaSO4,对应离子方程式为。
(4)D中SO2与Na2S反应生成硫磺单质,现象为溶液变浑浊或有淡黄色固体生成。
(5)E中SO2被Fe3+氧化为硫酸根,检验的硫酸根的方法为:取适量待测液,先加过量稀盐酸酸化,无明显现象,再加入溶液,若产生白色沉淀,证明生成了。
(6)F中NaOH溶液的作用为吸收尾气,防止污染空气。
考向3 氧族元素的其他相关知识
例3(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。
【解析】(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。
解题妙招
同主族元素性质相似性和递变性
非金属性:O>S>Se>Te(与H₂反应活性递减)。
氢化物稳定性:H2O>H2S>H2Se>H2Te(键能递减)。
含氧酸酸性:H2SO4>H2SeO4>H2TeO4(电负性降低导致)。
【变式1·变载体】(2025·上海崇明·二模)MnO2可作氨选择性催化还原法脱除NOx的催化剂。
(1)基态Mn的价层电子的轨道表示式是___________。
(2)MnO2可由(NH4)2S2O8与MnSO4反应制得。的结构如下。
中S-O-O___________(填“是”或“不是”)在一条直线上。
【答案】(1)
(2)不是
【解析】(1)Mn为25号元素,基态锰原子价层电子排布式为:,则其价层电子的轨道表示式为:。
(2)离子存在键,因过氧化氢的空间结构中由于O原子采用杂化,同时孤对电子的斥力作用使结构为书形,则中的不在一条直线上。
【变式2·变题型】(2026·上海闵行·二模)多硫化钠()广泛用于水处理等行业。其中一种制备原理和流程如下:
反应原理:
反应流程:
(1)a可以是_______。
A.空气 B. C. D.
(2)滤渣的成分是_______。
实验室模拟用于去除废水中的,原理为:
①
②
③
(3)结合化学平衡移动原理,解释的去除率在2∼14 h先下降再上升的原因_______。
某工厂采用沉淀法测定废水中的含量(含少量等杂质)。
已知:是黑色沉淀,,。
a.量取V mL工业废水于烧杯中,加入适量稀硝酸酸化。
b.向酸化后的废水中逐滴加入溶液,直至不再产生黑色沉淀。
c.陈化,过滤,用稀硫酸洗涤沉淀3~5次。(陈化:使晶粒长大)
d.将沉淀置于低温干燥箱中充分干燥,冷却至室温,称量,记录沉淀质量为。
e.重复步骤d,最终得到纯净固体质量为。
(4)步骤b中证明已过量的实验操作及现象是:_______。
(5)步骤d中采用低温干燥的原因是_______。
(6)该废水中的物质的量浓度为_______。(用含、的代数式表示)
(7)测定结果含量偏高,可能的原因是_______。(不定项)
A.沉淀未洗涤干净 B.使用蒸馏水洗涤沉淀
C.未陈化就直接过滤 D.沉淀时加入的溶液不足
(8)结合的性质分析,该方法测定含量的优势是_______。
【答案】(1)B
(2)未反应的
(3)2 h后,随着反应进行,溶液中升高,使反应①平衡正向移动,增大,促进反应③正向进行,部分沉淀转化为可溶性,去除率下降;随着不断积累,进一步升高,使反应③平衡逆向移动,重新转化为沉淀,因此去除率又升高
(4)静置,取上层清液滴加少量原废水(或溶液),若产生黑色沉淀,说明已过量
(5)热稳定性差,高温易分解,汞有毒,低温防止其挥发,污染环境
(6)
(7)A
(8)的溶度积极小,可以几乎完全转化为沉淀,测定误差小(灵敏度高)
【分析】硫化钠晶体加入蒸馏水进行溶解,得到硫化钠溶液;溶液中加入硫粉和气体a,经过过滤可得到多硫化钠溶液,以此进行分析。
【解析】(1)根据反应原理,气体a的作用可能是搅拌或隔绝空气防止副反应,应为惰性气体,故选B;
(2)硫单质不溶于水,反应后过量的硫单质被过滤除去,因此滤渣为未反应的;
(3)2 h后,随着反应进行,溶液中升高,使反应①平衡正向移动,增大,促进反应③正向进行,部分沉淀转化为可溶性,去除率下降;随着不断积累,进一步升高,使反应③平衡逆向移动,重新转化为沉淀,因此去除率又升高;
(4)证明沉淀剂过量,可通过检验上层清液中存在,加入产生黑色沉淀即可证明。具体为:静置,向上层清液中滴加少量原废水(或溶液),若产生黑色沉淀,说明已过量;
(5)热稳定性差,高温易分解,汞有毒,低温防止其挥发,污染环境,因此需要低温干燥;
(6),废水体积为,因此 ;
(7)A.沉淀未洗涤干净,表面吸附杂质,沉淀总质量偏大,测定结果偏高;
B.使用蒸馏水洗涤HgS沉淀易导致胶溶,造成沉淀损失,使测定结果偏低,因此导致结果偏低;
C.未陈化直接过滤,小颗粒沉淀透过滤纸,沉淀质量偏小,结果偏低;
D.加入不足,未完全沉淀,质量偏小,结果偏低。
故答案选A;
【变式3·变考法】(2026·陕西榆林·模拟预测)硫代硫酸钠是一种重要的化工原料,某研究小组采用如下流程制备,其中步骤Ⅰ在图甲装置进行,而图乙为步骤Ⅳ中的干燥装置图。
已知:ⅰ.淀粉分子能与形成较稳定的包合物;难溶于水;
ⅱ.易溶于水,难溶于乙醇,在48℃以上会逐渐失去结晶水,在空气中受热易被氧化。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是________,不能用代替乙醇的原因是________。
(2)“步骤Ⅱ”选择趁热过滤的目的是________,步骤Ⅳ干燥装置中抽气的作用是________。
(3)产品中除了有未反应的外,最可能存在的无机杂质是________(填化学式)。
(4)晶体碘酸钾()是一种常用的食品添加剂,常用滴定测定纯度:准确称取1.000 g 产品配制成200 mL溶液作为待测液,取20.00 mL该溶液置于锥形瓶中,加入足量碘化钾,用5 mL盐酸酸化(),盖紧塞子,置于避光处3 min,用的标准溶液滴定,当溶液呈淡黄色时,加入少许淀粉溶液,继续滴定至终点()。平行滴定三次,平均消耗溶液的体积为25.00 mL。
①指示剂淀粉溶液不在滴定前加入的原因是________。
②产品的纯度为________%(保留三位有效数字)。
③在测定产品纯度实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏低的有________(填字母)。
A.量取标准溶液的滴定管使用前,水洗后未用标准溶液润洗
B.锥形瓶水洗后未干燥
C.滴定终点读数时俯视读数
D.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
【答案】(1) 球形冷凝管 CS2难溶于水,无法使硫磺进入水相与Na2SO3充分接触
(2) 防止温度降低,Na2S2O3⋅5H2O结晶析出,降低产品产率 加快水分(乙醇)蒸发,实现低温干燥,防止温度过高失去结晶水,同时避免产物被空气中氧气氧化
(3)
(4) 若滴定前加入淀粉,大量会与淀粉形成稳定包合物,难以与反应,导致滴定终点拖后,增大实验误差 89.5 C
【解析】(1)该回流装置中仪器a为球形冷凝管;
乙醇与水互溶,可润湿分散硫黄,增大反应物接触面积,而难溶于水,无法让硫黄与亚硫酸钠溶液充分接触,反应难以顺利进行。
(2)溶解度随温度降低而减小,趁热过滤可避免降温时产品析出损失;
抽气可降低体系压强,加快水分、乙醇的蒸发,能在较低温度下完成干燥,符合48℃以上失结晶水、受热易被氧化的性质。
(3)Na2SO3易被空气中氧气氧化为硫酸钠,故最可能的无机杂质为
(4)①结合题干已知信息,淀粉与大量形成包合物后会阻碍与硫代硫酸钠反应,因此需在浓度较低时再加入淀粉。
②根据反应可得定量关系:,即 ,则20 mL待测液中,总样品中,,计算得,纯度为。
③纯度计算值与消耗标准液的体积V成正比,V偏小则结果偏低:
A.未润洗滴定管,标准液被稀释,消耗V偏大,结果偏高;
B.锥形瓶水洗后未干燥,不影响溶质的量,结果无影响;
C.滴定终点俯视读数,读取的V偏小,结果偏低;
D.滴定前尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,读取的V偏大,结果偏高;
故选C。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)下列过程对应的化学方程式错误的是
A.铜丝插入热的浓硫酸:(浓)
B.少量溶液滴入足量浓烧碱溶液:
C.乙烯通入溴的四氯化碳溶液:
D.溶液滴入悬浊液:
【答案】B
【解析】A.铜与浓硫酸在加热条件下生成硫酸铜和二氧化硫,其化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,A正确;
B.少量AlCl3溶液滴入足量浓烧碱溶液,生成四羟基合铝酸钠,其化学方程式为AlCl3+4NaOH=NaAl(OH)4+3NaCl,B错误;
C.乙烯含碳碳双键,和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,其化学方程式为CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,C正确;
D.Ag2S的溶解度远小于AgCl,所以向AgCl悬浊液中加入Na2S发生沉淀转化生成Ag2S,其化学方程式为Na2S(aq)+2AgCl(s)=Ag2S(s)+2NaCl(aq),D正确;
故选B。
2.(2026·江西·高考真题)浓硫酸与铜反应的实验装置如图,下列说法正确的是
A.应加装陶土网,使试管受热均匀
B.应改用稀硫酸,使实验更加安全
C.品红溶液不褪色,说明装置漏气
D.向外拉铜丝离开液面,终止反应
【答案】D
【解析】A.试管可直接用酒精灯加热,陶土网仅用于烧杯、烧瓶等底面积较大的玻璃仪器加热,无需加装陶土网,A错误;
B.稀硫酸不具有强氧化性,铜的金属性比H弱,铜和稀硫酸在加热条件下不反应,只有浓硫酸在加热条件下可与铜反应生成SO2,不能改用稀硫酸,B错误;
C.品红溶液不褪色还可能是反应温度不足,尚未生成SO2,不一定是装置漏气,C错误;
D.向外拉铜丝离开浓硫酸液面,反应物脱离接触,即可终止反应,D正确;
故选D。
3.(2026·广东·高考真题)品如其画(如图),竹蕴君子之德,亦含化学奥秘。下列过程对应的叙述错误的是
A.破竹制简:刀破竹过程是化学变化
B.竹浆造纸:可选用漂白竹纸浆
C.伐竹烧炭:竹制活性炭具有多孔结构,可作吸附剂
D.竹材热解:热解产物中的和均可用作燃料
【答案】A
【解析】A.刀破竹过程仅改变竹子的形状和大小,无新物质生成,属于物理变化,不是化学变化,A错误;
B.具有漂白性,可用于漂白竹纸浆,B正确;
C.竹制活性炭具有疏松多孔的结构,吸附能力强,可作吸附剂,C正确;
D.热解产生的和都具有可燃性,均可用作燃料,D正确;
故选A。
4.(2026·河北·高考真题)化学在推动社会发展和进步中发挥着重要作用。下列相关化学方程式错误的是
A.工业合成氨:
B.氯碱工业:
C.氨脱硫法脱除烟气中少量二氧化硫:
D.生产可降解高分子聚乳酸:
【答案】D
【解析】A.工业合成氨是与在高温、高压、催化剂条件下发生可逆反应生成,化学方程式为:,A正确;
B.氯碱工业是电解饱和氯化钠溶液,生成、和,化学方程式为:,B正确;
C.氨脱硫时,先与、反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵再被氧化为硫酸铵,化学方程式为:,C正确;
D.乳酸发生缩聚反应生成聚乳酸时,聚合物两端各保留1个氢原子和1个羟基,脱去的水分子数应为 ,化学方程式书为:+(n-1)H2O,D错误;
故选D。
5.(2026·浙江·高考真题)关于反应,下列说法中正确的是
A.CO中的C失电子 B.是还原剂
C.是还原产物 D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
【答案】A
【分析】由方程式可知,反应中硫元素的化合价降低被还原,二氧化硫是反应的氧化剂、硫是还原产物,碳元素的化合价升高被氧化,一氧化碳是还原剂、二氧化碳是氧化产物。
【解析】A.由分析可知,一氧化碳是反应的还原剂,反应中碳元素失去电子发生氧化反应,A正确;
B.由分析可知,二氧化硫是反应的氧化剂,B错误;
C.由分析可知,二氧化碳是反应的氧化产物,C错误;
D.由分析可知,二氧化硫是反应的氧化剂,一氧化碳是还原剂,由方程式可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,D错误;
故选A。
6.(2026·湖南·高考真题)化学知识在生产、生活中应用广泛。下列反应方程式错误的是
A.氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃:
B.侯氏制碱法的主要反应:
C.酸性高锰酸钾溶液测定空气中的含量:
D.醋酸除去水垢中的:
【答案】D
【解析】A.玻璃主要成分为,与反应生成气体和,方程式书写正确,A不符合题意;
B.侯氏制碱法中,向饱和食盐水中先通再通,生成溶解度较小的沉淀,同时得到,方程式书写正确,B不符合题意;
C.酸性条件下将氧化为,自身被还原为,该离子方程式满足电子守恒、电荷守恒、原子守恒,离子方程式书写正确,C不符合题意;
D.醋酸为弱电解质,书写离子方程式时不能拆分为,需保留化学式,该离子方程式书写错误,正确的离子方程式为CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO−+H2O+CO2↑,D符合题意;
故选D。
7.(2026·上海·高考真题)黄铜矿的湿法冶金技术,主要包括直接酸浸、氧化焙烧、硫酸化焙烧。下列是利用酸浸出黄铜矿(主要成分,含有少量杂质)回收其中铜和铁的工艺流程如图:
(1)化合物作为硫酸铜镀铜工艺的辅助光亮剂,可改善镀层的均匀性和光泽性,提升电镀层的质量和稳定性。该分子中电负性最大与最小的元素分别是___________。
A.C、S B.C、H C.N、S D.N、H
(4)写出黄铜矿焙烧生成冰铜的主要反应方程式:___________
_____________
【答案】(1)D
(4)
【解析】(1)该辅助光亮剂含、、、四种元素,同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,电负性顺序为,故电负性最大的是,最小的是,选D。
(4)依据电子守恒,中从+2价升高到+3价,每个失1e⁻,从-2价升高到+6价,每个失8e⁻,4mol 共失电子,中从0价降低到-2价,1mol 得4e⁻,故的系数为。再依据原子守恒与电荷守恒,反应物缺项为,的系数为16,配平后总反应为。
8.(2026·上海·高考真题)CdS量子点是一种新型纳米半导体材料,在光电传感、太阳能电池领域应用广泛。以含镉废液(主要含、、,少量、杂质)为原料,经除杂、沉淀反应,制得CdS量子点,流程如下:
已知:
①常温下,,,。
②、完全沉淀的,开始沉淀的;
(2)写出用过量和溶液反应制备CdS量子点的离子方程式___________。
【答案】
Cd2+ + 4H2S +2= CdS↓ + 2NO+3S↓+4H2O
【分析】以含镉废水(含Cd2+、H+、及少量Fe3+、Pb2+杂质)为原料,先加入氨水调节pH至3.2~7.4,使Fe3+、Pb2+完全沉淀而Cd2+不沉淀,过滤除去杂质得到Cd(NO3)2纯净液;再向纯净液中通入过量H2S发生复分解反应生成CdS沉淀,经水浴晶化、分离提纯得到CdS量子点;
【解析】H2S与Cd(NO3)2反应生成CdS沉淀、一氧化氮、硫和水,离子方程式为:Cd2+ + 4H2S +2= CdS↓ + 2NO+3S↓+4H2O;
9.(2025·上海卷T5(4))加热试管中固体至红热,则_______。(不定项)
A.移开酒精灯后固体保持红热 B.S只做还原剂
C.主要产生的气体附产物为SO3 D.最终得到黑色的Fe2S3
【答案】(4)A
【解析】(4)A项,铁和硫反应为放热反应,移开酒精灯后固体保持红热,正确;B项,反应生成FeS,S化合价降低,做氧化剂,错误;C项,主要产生的气体附产物为二氧化硫,而非SO3,错误;D项,最终得到黑色的FeS,错误;故选A;
10.(2024·上海卷T1(3))萤石(CaF2)与浓硫酸共热可制备HF气体,写出该反应的化学方程式: ,该反应中体现浓硫酸的性质是 。
A.强氧化性 B.难挥发性 C.吸水性 D.脱水性
【答案】CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑ BC
【解析】萤石(CaF2)与浓硫酸共热可发生复分解反应,生成硫酸钙和HF气体,该反应的化学方程式为CaSO4+HF↑,该反应为难挥发性酸制取易挥发性酸,且浓硫酸具有吸水性,可减少HF气体在水中的溶解,故该反应中体现浓硫酸的性质是难挥发性和吸水性,故选BC。
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