第02讲 硫及其重要化合物(复习讲义)(浙江专用)2027年高考化学一轮复习讲练测
2026-07-23
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精品
摘要:
该高中化学高考复习讲义聚焦硫及其重要化合物,涵盖硫单质、硫的氧化物、硫酸及SO₄²⁻检验、不同价态含硫物质转化等核心考点,按“知识解构-考向破译-解题妙招”逻辑构建知识网络,通过命题透视研判考情、思维建模梳理脉络、考点精讲靶向突破、真题溯源感知考向的教学流程,帮助学生系统掌握硫元素化合物性质及转化规律,突破高考重点难点。
讲义以新课标核心素养为导向,创新采用“价类二维图”构建硫元素转化模型,设计SO₂制备与性质探究微型实验、工业制硫酸流程分析等教学活动,培养学生科学思维与科学探究能力。通过分层变式训练和解题妙招,确保复习针对性与高效性,助力学生提升综合应用能力,为教师精准把控复习节奏提供实用指导。
内容正文:
第02讲 硫及其重要化合物
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 考查硫及其氧化物的性质及应用 ∣ 考向2 考查二氧化硫的制备和性质探究
考向3 考查硫的氧化物的污染与防治
解题妙招 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 考查浓硫酸的性质及应用 ∣ 考向2 考查硫酸的工业制备
考向3 考查SO42-的检验
解题妙招1 谨记浓硫酸的特性
解题妙招2 工业制硫酸的四个“三”
考点三 不同价态含硫物质的转化 氧族元素
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 考查不同价态含硫物质的转化关系 ∣
考向2 考查不同价态含硫物质转化的实验探究
考向3 考查氧族元素的其他相关知识
解题妙招 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
浙江1月卷T6,3分
浙江1月卷T8,3分
浙江6月卷T7,3分
硫酸、SO42-的检验
浙江6月卷T4,3分
不同价态含硫物质的转化、氧族元素
浙江1月卷T17,16分
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:
1.分析近三年高考试题,浙江选考对此讲单独命题的不多,大多结合其他元素化合物及氧化还原反应等知识,选择题:结合离子反应,阿伏加德罗常数,化学实验现象和分析,化学与生活、社会、生产,考查重要硫的单质和化合物的重要性质和用途。非选择题:结合重要物质的制备、分离提纯或工业生产的工艺流程、综合性实验等全面考查重要非金属元素化合物的性质,难度适中或稍难。
2.从命题思路上看,不管是选择题还是非选择题均侧重从具体物质、实验分析、流程转化考查硫元素重要化合物的性质、能从物质类别和元素价态变化的视角认识不同价态硫元素转化路径;以工业合成含硫物质为载体,考查盖斯定律、化学平衡等化学反应原理的内容;通过二氧化硫对环境影响的考查,树立绿色化学观念和可持续发展意识。
►复习目标:
1.掌握硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.理解SO2的特性和酸性氧化物的通性。
3.理解浓H2SO4的三大特性——吸水性、脱水性和强氧化性。
4.从化合价变化和属类理解硫及其化合物的相互转化及应用。
5.了解硫的氧化物对环境的影响。
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
________
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
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
1.SO2物理性质
色、态、味
密度
溶解性
____色、有刺激性气味的气体
比空气____
易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约____体积SO2
2.SO2化学性质
3.SO2的实验室制法
(1)固体Na2SO3与较浓H2SO4(________)反应:Na2SO3(固)+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)固体Cu与浓H2SO4混合加热:Cu+2H2SO4(浓)_____________________。
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
解题妙招
(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
5.三氧化硫(SO3)
(1)物理性质:熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃,在常温下为_____态,在标准状况下为____态。
(2)化学性质(酸性氧化物),具有酸性氧化物的通性。
6.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。
解题妙招
(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 考查硫及其氧化物的性质及应用
例1(2026·浙江省天域全国名校协作体高三一模)关于硫及其化合物的性质,下列说法不正确的是( )
A.氧化性强弱:H2SO4>SO42-
B.Na2S溶液中通入足量SO2,产生浑浊,是因为生成
C.SO2中混有的SO3可用浓硫酸吸收
D.1molS8发生3S8+12CuO12CuS+4S2O+4SO2反应,转移电子
【变式1】【变载体】(2026·浙江省Z20联盟高三一模)下列关于SO2的说法正确的是( )
A.SO2的价层电子对互斥模型:
B.检验SO2气体的方法是将气体通入品红溶液,若溶液褪色,则该气体为SO2
C.工业脱硫常用石灰石-石膏法,反应原理为:2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2
D.SO2有还原性,因此不能用浓硫酸干燥
【变式2】【新情境】(2026·浙江舟山阶段检测)能与水反应生成硫酸:。下列说法不正确的是( )
A.气态SO3的分子空间结构为平面三角形
B.三聚三氧化硫(SO3)的结构可以表示为
C.SO3与HF反应生成FSO3H,其酸性比H2SO4弱
D.98.3%的浓硫酸吸收SO3可以生成H2S2O7分子
【变式3】【新考法】(2026·浙江嘉兴期中)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如图流程脱除或利用。下列说法不正确的是( )
A.反应Ⅰ中将含硫矿物粉碎有利于提高“煅烧”效率
B.反应Ⅱ发生的反应为:
C.反应Ⅲ是产生硫酸型酸雨的反应之一
D.若硫酸的结构为,可推知反应Ⅳ是取代反应
考向2 考查二氧化硫的制备和性质探究
例2(2026·浙江嘉兴期中)某科研小组对教材中铜与浓硫酸反应实验进行创新改进,具体实验装置如下图。实验过程和部分实验现象如下:
步骤Ⅰ:装药品,按上图组装实验装置,检查装置气密性。
步骤Ⅱ:加热浓硫酸至有少量白雾生成,将磁环向下移动,控制铜丝与浓硫酸接触,蘸有品红溶液滤纸褪色。待反应约50秒后,左侧试管中含石蕊的氢氧化钠溶液由蓝色变为红色,熄灭酒精灯,将磁环向上移动,终止反应。
步骤Ⅲ:冷却后,旋转三通阀,使a、c口相通,缓慢注入约4mL蒸馏水。现象:右侧试管底部有灰白色沉淀生成,溶液为浅墨蓝色;加入蒸馏水后,_______,漂浮着黑色小颗粒。
步骤Ⅳ:旋转三通阀,使a、b口相通,向其中缓慢注入4 mL 1mol/L NaOH溶液。
回答下列问题:
(1)补全步骤III的现象:……加入蒸馏水后,_______……。
(2)关于本实验,下列说法正确的是_______。
A.蘸有品红溶液的滤纸褪色,说明SO2具有强氧化性
B.左侧试管中含石蕊的NaOH溶液由蓝色变为红色,说明SO2具有漂白性
C.实验结束后从b口注入NaOH溶液,产生蓝色沉淀
(3)分析步骤III中黑色物质(仅可能为CuO、CuS),该小组继续实验探究。已知CuS是难溶于水、难溶于稀硫酸的黑色固体,能溶于浓硝酸。
①黑色物质不可能含有_______(填化学式,下同),判断依据是_______。
②将黑色物质过滤出并洗涤干净,加入浓硝酸,充分反应后,加入_______,若有白色沉淀生成说明黑色物质为_______。
【变式1】【变载体】2026·广东广州高三模拟预测)利用如图所示装置进行SO2制备与性质检验实验,下列有关说法正确的是( )
A.为防止环境污染,装置C和E中的试剂均取用饱和石灰水
B.关闭K1,打开K2,试剂X是酸性KMnO4溶液,可证明SO2有还原性
C.关闭K2,打开K1,滴加硫酸,则装置B中每消耗1mol Na2O2,转移1mol e-
D.实验过程中体现了硫酸的酸性、难挥发性、强氧化性
【变式2】【新情境—创新实验】如图所示的是验证二氧化硫性质的微型实验,a、b、c、d是浸有相关溶液的棉球。将浓硫酸滴入装有亚硫酸钠固体的培养皿中。
关于此实验的“现象”“解释或结论”以及对应关系均正确的是( )
选项
现象
解释或结论
A
a处黄色褪去
非金属性:Br>S
B
b处变为红色
二氧化硫与水反应生成酸性物质
C
c处变为蓝色
二氧化硫具有一定的氧化性
D
d处红色先
褪去后恢复
二氧化硫具有漂白性且漂白性不稳定
【变式3】【变题型】亚硫酸氢钠(NaHSO3)是一种还原剂,主要用作漂白剂、抗氧化剂等。某小组在实验室中采用下列装置制备少量NaHSO3。
请回答下列问题:
(1)下列图标中,该实验不需要的是_______(填字母)。
A. B. C. D.
(2)装置甲中浓硫酸与铜片的反应中浓硫酸体现的性质为 。
(3)装置乙用作安全瓶,防止装置丙中溶液倒吸入装置甲中,该装置存在弊端,你的改进措施是 。
(4)装置丙中发生反应的离子方程式为 。
(5)装置丁的作用是 。
考向3 考查硫的氧化物的污染与防治
例3(2026·浙江师大附中检测)SO2是大气污染物之一,可通过多种方法对工业烟气中的进行脱除并回收含硫产品,实现SO2的资源化利用。
(1)双碱脱硫法。工业双碱法脱除烟气中SO2的过程如图所示:
物质A的化学式为______,“再生”步骤加入的物质为______。
(2)催化氧化脱硫法。使用活性炭作催化剂,SO2与H2混合气体在活性炭表面吸附并发生反应实现SO2脱除,反应原理如图所示。
①步骤1中,氧化剂为______;若生成1 mol S理论上消耗______molH2。
②已知SO2脱除率受反应物与催化剂是否充分接触的影响。如气体流速过大,使活性炭表面吸附的SO2减少,可导致SO2脱除率降低。那么,反应进行一段时间后,SO2脱除效率降低的可能原因是______。
(3)已知空气中SO2的最大允许排放浓度不得超过0.02 mg/L,某兴趣小组同学通过下列装置定量分析空气中SO2的含量。
该组同学查阅资料得知测定原理为 SO2+ I2+2H2O=H2SO4+2HI,若从气体通入起计时直到广口瓶中溶液蓝色恰好褪去结束,用时9 min。已知空气的流速为200mL/s,则该地空气中的SO2含量是______ mg/L(结果精确到0.001)。
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—多步骤反应流程】(2025·浙江台州高一期末)有效脱除烟气中的SO2是环境保护的重要课题,工业上常用钠钙双碱法高效脱除烟气中的SO2,流程如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.“吸收”时气液逆流可提高SO2吸收率 B.该方法可实现NaOH的循环利用
C.物质X可以是澄清石灰水 D.滤渣转变成CaSO4需要O2参与
【变式2】【变载体】气相还原法将SO2还原为硫黄是目前烟气脱硫研究的热点,原理是在一定温度下 (200~300℃)将SO2烟气通过固体还原剂,使SO2中的氧原子转移到固体还原剂上,从而实现SO2的还原,其流程如图所示,下列说法正确的是( )
A.再生塔中,生成一种可循环的物质,该物质的化学式为CaSO3
B.脱硫塔中发生反应的化学方程式为
C.三个装置中均发生了氧化还原反应
D.脱硫过程中,当产生32g单质S8时,转移电子的物质的量为2mol
【变式3】【变题型】(2026·浙江衢州期末)工业烟气中常含有SO2、NOx等有害气体。研究发现,空气中少量的NO2能参与硫酸型酸雨的形成,反应原理如下:
①SO2+NO2=SO3+NO;②SO3+H2O=H2SO4;③2NO+O2=2NO2。
某化工厂采用“预氧化——氨法”对烟气进行协同脱硫脱硝,其简易流程如下:
已知:①NO难溶于水,不与氨水反应。
②4(NH4)2SO3+2NO2=4(NH4)2SO4+N2
请回答:
(1)NO2在硫酸型酸雨形成过程中的作用:氧化剂、______。
(2)预氧化加入O2的主要目的是______。
(3)氨水喷淋吸收过程中温度过高会导致脱硫脱硝率下降,可能的原因是____________________。
(4)下列说法正确的是 。
A.用pH计测得雨水的pH=6.5,可判断此次降雨为酸雨
B.工业上,将烟气从塔的底部通入,氨水从塔的上部喷淋
C.该工艺的优点是联合脱硫脱硝,且副产物是优良的氮肥
D.理论上,将氨水换成NaOH溶液也可脱硫脱硝
(5)双碱法也常用于烟气脱硫,其过程如图所示:
①该过程中能循环使用的物质是______。
②写出过程Ⅱ的化学方程式____________________。
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:将浓硫酸____________________________。
2.浓硫酸的特性
(1)吸水性
浓硫酸可以吸收空气或其他气体中的水蒸气、混在固体中的湿存____、结晶水合物中的_______。在实验室里常用浓硫酸作_______剂。
得分速记
不是所有气体都能用浓硫酸进行干燥。浓硫酸呈酸性,能与碱性气体如氨气发生化学反应,因此不能用浓硫酸干燥氨气。浓硫酸具有强氧化性,能与还原性气体如H2S等发生氧化还原反应,因此不能用浓硫酸干燥H2S等还原性气体。实际使用中,浓硫酸常用来干燥CO、H2、O2、N2等中性气体及HCl、CO2、SO2等酸性气体。
(2)脱水性
浓硫酸可以使有机化合物中的氢、氧元素按水的组成从有机物中“脱离”出来,结合生成水分子。
(3)强氧化性
①浓硫酸能与大多数金属反应,生成高价态金属的硫酸盐,本身一般被还原为SO2。如与铜反应的实验如下表所示:
实验操作
实验现象
a试管中铜丝表面变黑,有气泡逸出;
b试管中的品红溶液逐渐变为无色;
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色;
将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色。
实验结论
Cu和浓H2SO4反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)______________
②常温下,浓硫酸能使铁、铝钝化,可用铝槽车装运浓H2SO4。。
③浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为SO2。如:C+2H2SO4(浓)_____________________。
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
浓H2SO4与金属反应的规律
(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)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
4FeS2+11O2______________
SO2的催化氧化
2SO2+O2______________
SO3吸收
SO3+H2O===______________
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.SO42-的检验
①检验SO42-的正确操作方法:被检液取上层清液有无____色沉淀产生(判断有无SO42-)。
②操作目的:先加稀盐酸的目的是防止CO32-、SO32-、Ag+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:CO32-+2H+===CO2↑+H2O、SO32-+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SO42-==______________。
2.SO32-的检验
①向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中,____色褪去。
②加入氯化钡溶液生成白色沉淀,然后加入盐酸,沉淀溶解并产生具有_______性气味的气体。
得分速记
(1)误将Ag+、Pb2+判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO,而含Ag+或Pb2+时也会产生同样的现象:Ag++Cl-===AgCl↓(白色),Pb2++2Cl-===PbCl2↓(白色)。
(2)误将SO判断成SO。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性环境中具有强氧化性,发生反应:Ba2++SO===BaSO3↓(白色),3BaSO3+2H++2NO===3BaSO4(白色)+2NO↑+H2O。
知识点4 重要的硫酸盐
硫酸盐
俗名
颜色
用途
2CaSO4·H2O
_______
白色
作磨光粉、纸张填充物、气体干燥剂等
CaSO4·2H2O
_______
白色
塑像、模型、粉笔、医疗绷带等
FeSO4·7H2O
_______
浅绿色
生产铁系列净水剂、补血剂等
CuSO4·5H2O
_______
蓝色
配波尔多液、镀铜液
BaSO4
_______
白色
白色颜料、医疗上作“_______”
KAl(SO4)2·12H2O
_______
白色
净水剂
考●向●破●译
考向1 考查浓硫酸的性质及应用
例1(2026·安徽一模)利用一次性注射器和Y形管对铜与浓硫酸反应的实验进行改进(装置如图),并检验二氧化硫的化学性质。下列说法不正确的是( )
A.a中品红溶液褪色与二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色原理不相同
B.将b中反应后的混合物倒入水中,得到蓝色溶液与少量黑色不溶物,黑色固体可能为CuO、CuS、Cu2S
C.若将a中品红溶液换成石蕊溶液,则石蕊溶液会变红
D.1号注射器中氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫,该装置符合绿色、微型化学的思想
解题妙招
谨记浓硫酸的特性
(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】(2026·浙江杭州高级中学选考模拟)硫酸是一种重要的酸,下列说法不正确的是( )
A.浓硫酸是一种粘稠的液体 B.稀硫酸没有氧化性
C.可用浓硫酸与固体NaCl加热制取HCl气体 D.三氧化硫与水反应生成硫酸
【变式2】【新情境】探究铜与浓硫酸的反应,并验证气体产物的性质,实验装置如图所示。
下列说法正确的是( )
A.反应中浓硫酸只体现了氧化性
B.溶液a和溶液b可依次选用品红溶液和酸性高锰酸钾溶液
C.溶液c可选用浓NaOH溶液或浓NaHSO3溶液
D.随着反应进行,硫酸的浓度逐渐降低,可能生成氢气
【变式3】【新情景】(2025·浙江七彩阳光联盟高一期中)某兴趣小组验证浓硫酸与木炭反应的产物,实验设计如下:
下列说法不正确的是( )
A.浓硫酸与木炭的反应方程式:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
B.装置的连接顺序:I→Ⅲ→Ⅳ→Ⅱ
C.酸性KMnO4溶液的作用是除去产物中的SO2
D.仅根据澄清石灰水变浑浊并不能证明产物中有CO2
考向2 考查硫酸的工业制备
例2(2026·浙江温州阶段检测)硫酸是重要的化工原料,可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业上一般以硫黄或其他含硫矿物(如黄铁矿)为原料来制备硫酸。下列说法不正确的是( )
A.黄铁矿和硫磺分别燃烧产生相同质量SO2,两者反应转移电子数相等
B.在一定条件下,2molSO2和1molO2反应转变为SO3的物质的量要小于2mol
C.工业上吸收SO3不可以用水来替代98.3%浓硫酸
D.含二氧化硫废气经回收后也可用于制备硫酸
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+11O28SO2+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·浙江省强基联盟高三联考一模)工业上以黄铁矿为原料生产H2SO4和Na2S2O5的流程图如下:
下列说法正确的是( )
A.“煅烧”时发生的反应为4FeS2+15O22Fe2O3+8SO3
B.“吸收1”时试剂可选用水或稀硫酸
C.“吸收2”时为提高吸收效果,NaOH溶液应适当过量
D.“加热”时发生的化学反应方程式为:2NaHSO2Na2S2O5+H2O
【变式2】【变题型】(2026·辽宁沈阳高三模拟预测)工业上生产硫酸原理如下:设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1 mol SO2和2mol O2反应完全生成SO3的分子数目小于NA
B.36gFeS2与足量的完全反应生成Fe2O3和SO2转移电子数为3NA
C.1 mol熔融的FeS2含有的离子数目为3NA
D.标况下22.4LSO3溶于水生成的数目为2NA
【变式3】【变题型】(2026·浙江宁波期中)以黄铁矿(主要成分FeS2)为原料生产硫酸,并将产出的炉渣和尾气进行资源综合利用,减轻对环境的污染,其中一种流程如下图所示。
资料:已知Na2S2O5+2HCl=2NaCl +2SO2↑+H2O
(1)“氧化”时,反应的化学方程式为______。
(2)因为Na2S2O5在保存过程中易被氧化,导致商品Na2S2O5中存在Na2SO4。欲检验Na2S2O5已变质的实验方法为______。
(3)Na2S2O5可用于葡萄酒的抗氧化剂。用碘标准液可测定葡萄酒中Na2S2O5的残留量,请配平该反应的离子方程式:______。
______S2O52-+______I2+______=______+______+______
(4)查阅资料知:“尾气”可用双碱脱硫法处理,其过程如图所示。
过程II中的Ca(OH)2用的是石灰乳,写出过程II的离子反应方程式______。
考向3 考查SO42-的检验
例3向盛有某盐溶液的试管中滴入几滴Ba(NO3)2溶液得到白色沉淀(X),再向试管中加入足量盐酸并充分振荡,静置后仍存在白色沉淀(Y)。下列有关说法正确的是( )
A.X可能是BaSO3 B.X是BaCO3
C.Y与X的成分不可能相同 D.该盐溶液中一定含有SO42-
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】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
【变式2】【变情境】有一瓶Na2SO3溶液,可能已部分被氧化,某学生进行如下实验:取少量溶液,滴入Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀,再加入过量稀硝酸,充分振荡后仍有白色沉淀,结论正确的是(提示:稀硝酸具有强氧化性,可将SO氧化成SO)( )
A.Na2SO3溶液已部分被氧化
B.加入Ba(NO3)2溶液后生成的沉淀中一定含有BaSO4
C.加硝酸后仍存在的沉淀一定为BaSO4
D.此实验能确定Na2SO3溶液是否部分被氧化
【变式3】【新考法】某化学小组进行如下实验探究SO2与溶液的反应产物。已知:Ag2SO4微溶于水,Ag2SO3难溶于水。
序号
实验操作与实验现象或结论
Ⅰ
将SO2通入0.1mol·L-1AgNO3溶液中迅速反应,经过滤、洗涤得到无色溶液A和白色沉淀B
Ⅱ
验证白色沉淀B的成分:
Ⅲ
经实验Ⅱ分析可知,沉淀B的主要成分为Ag2SO3,还含有少量Ag2SO4
下列说法错误的是( )
A.实验Ⅰ中主要发生了复分解反应
B.溶液C中含银微粒主要以[Ag(NH3)2]+形式存在
C.试剂X可能是Ba(NO3)2
D.操作ⅳ生成大量白色沉淀的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
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+===____________________;
②的离子方程式:HSO+OH-===________________;
④的离子方程式:SO+SO2+H2O==____________;
⑤的离子方程式:SO+H+===____________。
(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-===____________。
②NaHS与HCl反应的离子方程式:HS-+H+===________。
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+O2________、SO2+2H2S=________。
(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+===________________。
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)
得分速记
中学阶段常见的符合ABCD转化关系的有
硫元素:H2S(或S)SO2SO3H2SO4
碳元素:CCOCO2H2CO3
氮元素:N2(或NH3)NONO2HNO3
钠元素:NaNa2ONa2O2NaOH
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____,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 考查不同价态含硫物质的转化关系
例1(2026·浙江宁波期末)与硫及其化合物相关的转化如图所示,下列有关说法不正确的是( )
A.X不一定是SO2,也可能是Fe2(SO4)3
B.常温下,稀H2SO4与反应无法生成X
C.由于压强不能使2SO2+O22SO3平衡移动,因此实际生产中通常不采用加压
D.工业生产硫酸时,吸收塔中常用98.3%的硫酸来吸收SO3
【变式1】【变考法】硫及其化合物的转化具有重要应用。下列含硫物质间的转化均能一步实现的是( )
A.
B.
C.稀硫酸溶液
D.
【变式2】【变考法】已知元素X的低价氧化物可用作葡萄酒的保鲜剂,最高价化物对应水化物在工业上常用于精炼石油。X元素相关物质转化关系如图,下列说法正确的是( )
XXO2XO3H2XO4
A.XO2、XO3对应的水化物都是电解质,且在水溶液中都能完全电离
B.向 BaCl2溶液中通入 XO2,发生反应的离子方程式为
C.XO3中X的杂化方式为sp2杂化
D.1molH2XO4的浓溶液与足量锌反应,完全反应生成0.5molXO2
【变式3】【变题型】(2026·湖北黄冈二模)下图所示的物质转化关系中(反应条件和部分生成物未列出),A是常见的气态氢化物,B是能使带火星的木条复燃的无色、无臭气体。G是单质,其二价水合离子为天蓝色。下列说法正确的是( )
A.在E与G转化为C的反应中,E仅作氧化剂
B.E的相对分子质量比D大17时,D可以使带火星的木条复燃
C.E的相对分子质量比D大18时,工业上用水吸收D来制备E
D.一定条件下若A与C可以反应,则A的水溶液一定呈碱性
考向2 考查不同价态含硫物质转化的实验探究
例2不同含硫物质间可相互转化(如图所示)。下列说法错误的是( )
A.反应①的原理是双水解
B.反应②生成物俗名大苏打,其中硫元素平均化合价为
C.反应③离子方程式为:
D.反应④生成1mol ,转移电子的物质的量是5mol
【变式1】【变情景—创新实验】利用如图所示微型实验装置(两个W形管)探究有关浓硫酸和SO2的性质。下列有关说法错误的是( )
A.浓硫酸和Cu的反应需要加热
B.W形管的“球泡”可防止液体冲入到后续试剂中
C.酸性KMnO4溶液褪色体现了SO2的漂白性
D.干燥管中棉球浸有的试剂X可为浓NaOH溶液
【变式2】【新情境—实验创新与科学建模】某兴趣小组利用如图装置探究硫及其化合物的相互转化,下列说法正确的是( )
A.Ⅰ的试管内的反应,只体现Na2S2O3的还原性
B.Ⅱ的试管内的石蕊溶液先变红后褪色,体现SO2的漂白性
C.只有Ⅲ的试管中会出现浑浊现象
D.Ⅳ中加入用盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀
【变式3】【新考法—XX利用如图装置进行浓硫酸与蔗糖反应的实验,试管中的蔗糖滴有少量水、将注射器中的浓硫酸注入其中,反应一段时间后,下列说法正确的是( )
A.蔗糖中滴入少量水的目的是溶解蔗糖
B.加入浓硫酸后,可观察到白色固体变为黑色,仅体现了浓硫酸的强氧化性
C.若Ⅱ中观察到棉球a、b都褪色,均与SO2的漂白性有关
D.若Ⅲ中溶液颜色变浅,Ⅳ中澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成
考向3 考查氧族元素的其他相关知识
例3以酸泥(主要含无定形Se、HgSe和少量Ag2Se)为原料制备灰硒(Se)的流程如下:已知:Ka1(H2SeO3)=3×10-3,Ka2(H2SeO3)=5×10-8
下列说法错误的是( )
A.“氧化碱浸”中无定形Se被氧化为SeO32-的离子方程式为Se+2OH-+2H2O2=3H2O+SeO32-
B.“除银”时向滤渣中加入NaClO溶液和盐酸,Ag2Se、HgSe被氧化为H2SeO3,其中Ag2Se发生的化学方程式为:Ag2Se+3NaClO+2HCl=H2SeO3+2AgCl↓+3NaCl
C.“除银”时向滤渣中加入试剂顺序是先加入盐酸再加NaClO溶液
D.“沉汞”过程中,溶液pH=7时存在的主要阴离子有SeO32-、HSeO3-、Cl-
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—磷的卤化合物】(2026·浙江杭州学军等校高三联考)下列关于磷的含卤化合物的说法中,不正确的是( )
A.PCl3能和C6H5OH发生取代反应生成P(OC6H5)3和HCl
B.POBrCl2能发生水解,同时产生三种不同的酸
C.PF3BH3的键角小于PF3的键角
D.固体PCl5是离子化合物,其组成可表示为[PCl4]+[PCl6]-
【变式2】【新情境—磷的氧化物】(2026·浙江杭州市高三年级教学质量检测)磷的氧化物多种多样,除常见的P4O6、P4O10外,P4O8的结构如下图,下列说法正确的是( )
A.P4O8可由P4O6与过量的O2反应制得
B.P4O8中存在5种不同环境的原子
C.P4O8晶体为共价晶体
D.P4O8可能在一定条件下水解生成H3PO4和H3PO3
【变式3】【新情境—提取硒】江西是我国铜产业重要基地,粗铜精炼得到的阳极泥主要成分为Cu、Se等,从中提取Se的工艺流程如下,下列说法正确的是( )
A.“酸浸”时,通入空气的目的只是将Cu氧化为Cu2+进入溶液
B.“氯化”时,生成AgCl的反应为:Ag2Se+2Cl2=2AgCl+SeCl2
C.“还原”时,SO2将H2SeO3还原为Se,每生成1 mol Se,转移电子的物质的量为4
D.该流程中可循环利用的物质只有SO2
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2025·江西卷,3,3分)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
2.(2025·浙江1月卷,8,3分)下列方程式不正确的是( )
A.MnO2与浓盐酸反应:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
B.NO2与H2O反应:3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO
C.将少量灼热的CuO加入CH3CH2OH中:CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O
D.将SO2通入酸性KMnO4溶液:5SO2+2MnO4-+4H+=2Mn2++5SO42-+2H2O
3.(2025·浙江1月卷,6,3分)关于溴的性质,下列说法不正确的是( )
A.Br-可被Cl2氧化为Br2
B.Br2与SO2水溶液反应的还原产物为Br-
C.Br2+2Fe2+ =2Br-+2Fe3+,说明氧化性:Br2>Fe3+
D.1molBr2与足量NaOH溶液反应生成NaBr和NaBrO3,转移5mol电子
4.(2024·浙江6月卷,4,3分)下列说法不正确的是( )
A.装置①可用于铜与浓硫酸反应并检验气态产物 B.图②标识表示易燃类物质
C.装置③可用于制取并收集氨气 D.装置④可用于从碘水中萃取碘
5.(2024·浙江6月卷,7,3分)物质微观结构决定宏观性质,进而影响用途。下列结构或性质不能解释其用途的是( )
选项
结构或性质
用途
A
石墨呈层状结构,层间以范德华力结合
石墨可用作润滑剂
B
SO2具有氧化性
SO2可用作漂白剂
C
聚丙烯酸钠()中含有亲水基团
聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂
D
冠醚18-冠-6空腔直径(260~320 pm)与K+直径(276 pm)接近
冠醚18-冠-6可识别K+,能增大KMnO4 在有机溶剂中的溶解度
6.(2026·浙江省1月选考,17,16分)回答下列问题:
(1)CaF2的晶胞如图。请回答:
①CaF2的电子式: ;
②Ca2+旁边最近的Ca2+有 个;
③ErF3荧光掺入,Er3+代替 (A或B)。
(2)将HF与HNO3按等物质的量发生化合反应生成[H2NO3]+F-,写出[H2NO3]+的结构式: 。
(3)已知:,则:
①中S原子的杂化方式: 。
②熔点:LiF Li+[ N(SO2F)2]-(填“>”、“<”或“=”),原因: 。
③与反应生成与X,X的结构简式: 。
④等物质的量(C2H5)3N、 HN(SO2F)2混合,主要产物为[(C2H5)3NH]+[ N(SO2F)2]-,原因: 。
⑤与足量NaOH生成气体的化学方程式: ;
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第02讲 硫及其重要化合物
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 考查硫及其氧化物的性质及应用 ∣ 考向2 考查二氧化硫的制备和性质探究
考向3 考查硫的氧化物的污染与防治
解题妙招 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 考查浓硫酸的性质及应用 ∣ 考向2 考查硫酸的工业制备
考向3 考查SO42-的检验
解题妙招1 谨记浓硫酸的特性
解题妙招2 工业制硫酸的四个“三”
考点三 不同价态含硫物质的转化 氧族元素
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 考查不同价态含硫物质的转化关系 ∣
考向2 考查不同价态含硫物质转化的实验探究
考向3 考查氧族元素的其他相关知识
解题妙招 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
浙江1月卷T6,3分
浙江1月卷T8,3分
浙江6月卷T7,3分
硫酸、SO42-的检验
浙江6月卷T4,3分
不同价态含硫物质的转化、氧族元素
浙江1月卷T17,16分
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:
1.分析近三年高考试题,浙江选考对此讲单独命题的不多,大多结合其他元素化合物及氧化还原反应等知识,选择题:结合离子反应,阿伏加德罗常数,化学实验现象和分析,化学与生活、社会、生产,考查重要硫的单质和化合物的重要性质和用途。非选择题:结合重要物质的制备、分离提纯或工业生产的工艺流程、综合性实验等全面考查重要非金属元素化合物的性质,难度适中或稍难。
2.从命题思路上看,不管是选择题还是非选择题均侧重从具体物质、实验分析、流程转化考查硫元素重要化合物的性质、能从物质类别和元素价态变化的视角认识不同价态硫元素转化路径;以工业合成含硫物质为载体,考查盖斯定律、化学平衡等化学反应原理的内容;通过二氧化硫对环境影响的考查,树立绿色化学观念和可持续发展意识。
►复习目标:
1.掌握硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.理解SO2的特性和酸性氧化物的通性。
3.理解浓H2SO4的三大特性——吸水性、脱水性和强氧化性。
4.从化合价变化和属类理解硫及其化合物的相互转化及应用。
5.了解硫的氧化物对环境的影响。
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
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
1.SO2物理性质
色、态、味
密度
溶解性
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
2.SO2化学性质
3.SO2的实验室制法
(1)固体Na2SO3与较浓H2SO4(70%)反应:Na2SO3(固)+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)固体Cu与浓H2SO4混合加热:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
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
解题妙招
(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
5.三氧化硫(SO3)
(1)物理性质:熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃,在常温下为液态,在标准状况下为固态。
(2)化学性质(酸性氧化物),具有酸性氧化物的通性。
6.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。
解题妙招
(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 考查硫及其氧化物的性质及应用
例1(2026·浙江省天域全国名校协作体高三一模)关于硫及其化合物的性质,下列说法不正确的是( )
A.氧化性强弱:H2SO4>SO42-
B.Na2S溶液中通入足量SO2,产生浑浊,是因为生成
C.SO2中混有的SO3可用浓硫酸吸收
D.1molS8发生3S8+12CuO12CuS+4S2O+4SO2反应,转移电子
【答案】D
【解析】A项,浓硫酸(H2SO4)在高温或高浓度下表现出强氧化性,而SO42-在稀溶液中氧化性较弱,因此H2SO4的氧化性强于SO42-,A正确;B项,Na2S溶液中通入足量SO2,方程式为:2Na2S+5SO2+2H2O=4NaHSO3+3S↓,生成硫单质导致浑浊。B正确;C项,浓硫酸可与SO3结合生成发烟硫酸(H2SO4·SO3),因此可用浓硫酸吸收SO2中混有的SO3。C正确;D项,反应3S8+12CuO12CuS+4S2O+4SO2中,3molS8转移24mol电子,1molS8参与反应时,转移电子数为8mol,而非24mol。D错误。故选D。
【变式1】【变载体】(2026·浙江省Z20联盟高三一模)下列关于SO2的说法正确的是( )
A.SO2的价层电子对互斥模型:
B.检验SO2气体的方法是将气体通入品红溶液,若溶液褪色,则该气体为SO2
C.工业脱硫常用石灰石-石膏法,反应原理为:2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2
D.SO2有还原性,因此不能用浓硫酸干燥
【答案】C
【解析】A项,SO2中心S原子价层电子对数为2+=3,且含有1个孤电子对,价层电子对互斥模型为平面三角形,A错误;B项,气体通入品红溶液能使溶液褪色,说明该气体具有漂白性,具有漂白性的气体不一定是SO2,B错误;C项,工业脱硫常用石灰石-石膏法,SO2和CaCO3、O2反应生成CaSO4和CO2,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2,C正确;D项,SO2虽然具有还原性,但由于S没有+5价,SO2和浓硫酸不会发生归中反应,可以用浓硫酸干燥SO2,D错误;故选C。
【变式2】【新情境】(2026·浙江舟山阶段检测)能与水反应生成硫酸:。下列说法不正确的是( )
A.气态SO3的分子空间结构为平面三角形
B.三聚三氧化硫(SO3)的结构可以表示为
C.SO3与HF反应生成FSO3H,其酸性比H2SO4弱
D.98.3%的浓硫酸吸收SO3可以生成H2S2O7分子
【答案】C
【解析】A项,气态SO3的中心原子S的价层电子对数,所以其分子空间结构为平面三角形,A正确;B项,根据题目信息,SO3形成三聚物的时候,断裂S-O,发生加成反应,B正确;C项,F的电负性比O大,吸电子效应强,导致FSO3H中O-H极性增强,所以酸性:FSO3H>H2SO4,C错误;D项,浓硫酸吸收SO3时发生加成反应生成,其分子式为H2S2O7,D正确;故选C。
【变式3】【新考法】(2026·浙江嘉兴期中)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如图流程脱除或利用。下列说法不正确的是( )
A.反应Ⅰ中将含硫矿物粉碎有利于提高“煅烧”效率
B.反应Ⅱ发生的反应为:
C.反应Ⅲ是产生硫酸型酸雨的反应之一
D.若硫酸的结构为,可推知反应Ⅳ是取代反应
【答案】D
【解析】A项,反应Ⅰ中将含硫矿物粉碎,可以增大反应物接触面积,加快反应速率,有利于提高“煅烧”效率,A正确;B项,反应Ⅱ中S元素的化合价从SO2中的+4价变为CaSO4中的+6价,可知被氧气氧化,发生的反应为:2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2,B正确;C项,反应Ⅲ是SO2转化为SO3的反应,产生硫酸型酸雨的反应包括SO2在空气中被氧化为SO3的反应与SO3与水反应生成硫酸的反应,C正确;D项,反应Ⅳ中,CH3OH与SO3发生反应得到产物X(分子式:CH4SO4),该反应属于加成反应,不是取代反应,D不正确;故选D。
考向2 考查二氧化硫的制备和性质探究
例2(2026·浙江嘉兴期中)某科研小组对教材中铜与浓硫酸反应实验进行创新改进,具体实验装置如下图。实验过程和部分实验现象如下:
步骤Ⅰ:装药品,按上图组装实验装置,检查装置气密性。
步骤Ⅱ:加热浓硫酸至有少量白雾生成,将磁环向下移动,控制铜丝与浓硫酸接触,蘸有品红溶液滤纸褪色。待反应约50秒后,左侧试管中含石蕊的氢氧化钠溶液由蓝色变为红色,熄灭酒精灯,将磁环向上移动,终止反应。
步骤Ⅲ:冷却后,旋转三通阀,使a、c口相通,缓慢注入约4mL蒸馏水。现象:右侧试管底部有灰白色沉淀生成,溶液为浅墨蓝色;加入蒸馏水后,_______,漂浮着黑色小颗粒。
步骤Ⅳ:旋转三通阀,使a、b口相通,向其中缓慢注入4 mL 1mol/L NaOH溶液。
回答下列问题:
(1)补全步骤III的现象:……加入蒸馏水后,_______……。
(2)关于本实验,下列说法正确的是_______。
A.蘸有品红溶液的滤纸褪色,说明SO2具有强氧化性
B.左侧试管中含石蕊的NaOH溶液由蓝色变为红色,说明SO2具有漂白性
C.实验结束后从b口注入NaOH溶液,产生蓝色沉淀
(3)分析步骤III中黑色物质(仅可能为CuO、CuS),该小组继续实验探究。已知CuS是难溶于水、难溶于稀硫酸的黑色固体,能溶于浓硝酸。
①黑色物质不可能含有_______(填化学式,下同),判断依据是_______。
②将黑色物质过滤出并洗涤干净,加入浓硝酸,充分反应后,加入_______,若有白色沉淀生成说明黑色物质为_______。
【答案】(1)白色沉淀溶解,溶液变为浅蓝色(或蓝色)
(2)C
(3) CuO或氧化铜 铜与浓硫酸反应必有稀硫酸剩余,氧化铜能溶于稀硫酸 BaCl2或Ba(NO3)2 CuS或硫化铜
【解析】步骤III的现象需结合无水硫酸铜遇水的转化规律判断;分析选项时,明确SO2漂白性、酸性氧化物性质的差异;探究黑色物质时,依据CuOS、CuS与酸的反应差异设计检验方案。
(1)铜与浓硫酸加热反应生成的无水硫酸铜(CuSO4)在浓硫酸环境中呈灰白色沉淀。加入蒸馏水后,无水硫酸铜与水结合生成蓝色的五水硫酸铜(CuSO4·5H2O),因此补全的现象为:灰白色沉淀溶解,溶液变为浅蓝色(或蓝色)。
(2)A项,蘸有品红溶液的滤纸褪色,体现的是SO2的漂白性,而非强氧化性,A错误;B项,左侧试管中含石蕊的NaOH溶液由蓝色变为红色,是因为作为酸性氧化物与NaOH反应,消耗OH-使溶液碱性减弱,最终SO2过量生成亚硫酸使溶液呈酸性,这是酸性氧化物的性质,不是漂白性,B错误;C项,实验结束后试管内存在Cu2+,注入NaOH溶液时,与CuS反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,C正确;故选C。
(3)① CuO是碱性氧化物,可与稀硫酸(蒸馏水稀释浓硫酸后形成)发生反应:CuO +H2SO4==CuSO4 +H2O,反应后CuO会溶解,而实验中黑色小颗粒漂浮不溶解,因此不可能是CuO(氧化铜)。②能溶于浓硝酸并被氧化为SO42-(反应:CuS+10HNO3(浓)Cu(NO3)2+H2SO4+8NO2↑+4H2O)。将黑色物质过滤洗涤干净后加入浓硝酸,充分反应后,加入BaCl2或Ba(NO3)2溶液,若有白色沉淀(BaSO4)生成,说明溶液中存在SO42-,即可证明黑色物质为CuS(硫化铜)。
【变式1】【变载体】2026·广东广州高三模拟预测)利用如图所示装置进行SO2制备与性质检验实验,下列有关说法正确的是( )
A.为防止环境污染,装置C和E中的试剂均取用饱和石灰水
B.关闭K1,打开K2,试剂X是酸性KMnO4溶液,可证明SO2有还原性
C.关闭K2,打开K1,滴加硫酸,则装置B中每消耗1mol Na2O2,转移1mol e-
D.实验过程中体现了硫酸的酸性、难挥发性、强氧化性
【答案】B
【解析】实验目的为制备与性质检验,装置A为发生装置,70%硫酸与反应制备。打开、关闭时,进入装置D与试剂X反应验证性质,装置E为尾气处理装置;打开、关闭时,进入装置B与Na2O2反应,装置C为尾气处理装置。A项,饱和石灰水中溶解度小,吸收的量少,吸收效果差,不能用于尾气处理防止环境污染,A错误;B项,关闭,打开,生成的通入酸性溶液中,酸性具有强氧化性,溶液褪色说明被氧化,可证明有还原性,B正确;C项,关闭,打开,与Na2O2反应生成,反应中Na2O2中氧元素全部从-1价降低为-2价,每消耗1molNa2O2,转移2mol e-,C错误;D项,70%硫酸与反应生成,体现硫酸的酸性和难挥发性,反应过程中硫元素化合价未发生变化,没有体现硫酸的强氧化性,D错误;故选B。
【变式2】【新情境—创新实验】如图所示的是验证二氧化硫性质的微型实验,a、b、c、d是浸有相关溶液的棉球。将浓硫酸滴入装有亚硫酸钠固体的培养皿中。
关于此实验的“现象”“解释或结论”以及对应关系均正确的是( )
选项
现象
解释或结论
A
a处黄色褪去
非金属性:Br>S
B
b处变为红色
二氧化硫与水反应生成酸性物质
C
c处变为蓝色
二氧化硫具有一定的氧化性
D
d处红色先
褪去后恢复
二氧化硫具有漂白性且漂白性不稳定
【答案】B
【解析】根据图示可知,浓硫酸与Na2SO3反应产生SO2气体,SO2与Br2反应:SO2+2H2O+Br2=H2SO4+2HBr,说明氧化性Br2>SO2,无法比较Br、S的非金属性强弱,A项错误;SO2不能氧化I-,C项错误;SO2使品红溶液褪色,加热后才恢复原色,D项错误。
【变式3】【变题型】亚硫酸氢钠(NaHSO3)是一种还原剂,主要用作漂白剂、抗氧化剂等。某小组在实验室中采用下列装置制备少量NaHSO3。
请回答下列问题:
(1)下列图标中,该实验不需要的是_______(填字母)。
A. B. C. D.
(2)装置甲中浓硫酸与铜片的反应中浓硫酸体现的性质为 。
(3)装置乙用作安全瓶,防止装置丙中溶液倒吸入装置甲中,该装置存在弊端,你的改进措施是 。
(4)装置丙中发生反应的离子方程式为 。
(5)装置丁的作用是 。
【答案】(1)B (2)氧化性和酸性
(3)装置乙中左侧导管短一点
(4)SO2+OH-= HSO3-
(5)吸收尾气SO2
【解析】甲装置中浓硫酸与铜反应放出SO2气体,装置乙用作安全瓶,防止装置丙中溶液倒吸入装置甲中,二氧化硫通入氢氧化钠溶液中制备NaHSO3,丁中的NaOH溶液吸收二氧化硫,防止污染。【解析】(1)该实验需要加热,生成有毒气体需要通风,使用的试剂浓硫酸具有腐蚀性,需要、 ,该实验没有用锐器,故不需要B项图标。(2)加热条件下,Cu与浓硫酸反应生成SO2:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2↑+2H2O,S的化合价部分下降,由此可知,体现了浓硫酸的氧化性和酸性。(3)若溶液倒吸入装置甲中,则会引起浓硫酸的飞溅,出现危险,作为安全瓶的装置乙,两根玻璃管都应短一些,即装置乙中左侧导管短一点。(4)装置丙中足量的SO2与NaOH溶液反应生成NaHSO3,离子方程式为:SO2+OH-= HSO3-。(5)装置丁中的NaOH溶液的作用是吸收尾气SO2
考向3 考查硫的氧化物的污染与防治
例3(2026·浙江师大附中检测)SO2是大气污染物之一,可通过多种方法对工业烟气中的进行脱除并回收含硫产品,实现SO2的资源化利用。
(1)双碱脱硫法。工业双碱法脱除烟气中SO2的过程如图所示:
物质A的化学式为______,“再生”步骤加入的物质为______。
(2)催化氧化脱硫法。使用活性炭作催化剂,SO2与H2混合气体在活性炭表面吸附并发生反应实现SO2脱除,反应原理如图所示。
①步骤1中,氧化剂为______;若生成1 mol S理论上消耗______molH2。
②已知SO2脱除率受反应物与催化剂是否充分接触的影响。如气体流速过大,使活性炭表面吸附的SO2减少,可导致SO2脱除率降低。那么,反应进行一段时间后,SO2脱除效率降低的可能原因是______。
(3)已知空气中SO2的最大允许排放浓度不得超过0.02 mg/L,某兴趣小组同学通过下列装置定量分析空气中SO2的含量。
该组同学查阅资料得知测定原理为 SO2+ I2+2H2O=H2SO4+2HI,若从气体通入起计时直到广口瓶中溶液蓝色恰好褪去结束,用时9 min。已知空气的流速为200mL/s,则该地空气中的SO2含量是______ mg/L(结果精确到0.001)。
【答案】(1) NaOH Ca(OH)2或CaO
(2) SO2 2 反应生成的硫单质覆盖在活性炭表面,阻止活性炭吸附SO2,使催化剂活性降低
(3)0.015
【解析】(1)双碱脱硫流程中,吸收SO2后得到Na2SO3,再生后物质A循环回吸收步骤,因此A为吸收剂NaOH;再生时需要将Na2SO3转化为CaSO3(后续氧化为CaSO4)同时再生NaOH,因此加入的物质为CaO或Ca(OH)2。
(2)①步骤1中SO2转化为H2S,S元素化合价从+4价降为-2价,得电子作氧化剂。据图可知,步骤I 为:3H2+SO2H2S+2H2O、步骤II为:2H2S+SO23S+2H2O,将两步反应加和得到总反应:2H2+SO2S+2H2O,因此生成1molS,理论消耗2molH2。②反应生成的硫单质是固体,会沉积覆盖在活性炭催化剂表面,占据催化剂活性位点,减少反应物与催化剂的接触,因此SO2脱除效率降低。
(3)根据反应SO2+ I2+2H2O=4H++SO42-+2I-,,则SO2的质量; 通入空气的总体积,因此SO2含量为。
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—多步骤反应流程】(2025·浙江台州高一期末)有效脱除烟气中的SO2是环境保护的重要课题,工业上常用钠钙双碱法高效脱除烟气中的SO2,流程如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.“吸收”时气液逆流可提高SO2吸收率 B.该方法可实现NaOH的循环利用
C.物质X可以是澄清石灰水 D.滤渣转变成CaSO4需要O2参与
【答案】C
【解析】“吸收”中,SO2与NaOH反应,生成Na2SO3和H2O;然后Na2SO3与Ca(OH)2反应生成CaSO3和NaOH,为提高Na2SO3反应率,应选石灰乳;过滤得到滤渣CaSO3,滤渣CaSO3与氧化剂O2反应生成CaSO4。A项,吸收”时气液逆流在吸收塔中接触,有利于SO2与Ca(OH)2溶液充分反应,可提高SO2吸收率,A正确;B项,由分析可知,脱除 SO2的过程中,起初消耗NaOH,后来Na2SO3与Ca(OH)2反应生成NaOH,所以NaOH可以循环利用,B正确;C项,物质X与Na2SO3反应生成NaOH和CaSO3,故为Ca(OH)2,为提高Na2SO3反应率,应选石灰乳,C错误;D项,滤渣为CaSO3,CaSO3转变成CaSO4需要加氧化剂,如O2,D正确;故选C。
【变式2】【变载体】气相还原法将SO2还原为硫黄是目前烟气脱硫研究的热点,原理是在一定温度下 (200~300℃)将SO2烟气通过固体还原剂,使SO2中的氧原子转移到固体还原剂上,从而实现SO2的还原,其流程如图所示,下列说法正确的是( )
A.再生塔中,生成一种可循环的物质,该物质的化学式为CaSO3
B.脱硫塔中发生反应的化学方程式为
C.三个装置中均发生了氧化还原反应
D.脱硫过程中,当产生32g单质S8时,转移电子的物质的量为2mol
【答案】D
【解析】将CaS加入脱硫塔,再通入SO2烟气,发生氧化还原反应,生成CaSO4和S2蒸气,将S2蒸气在硫冷凝器中冷凝,得到单质S2和脱硫气体;将CaSO4与精煤混合放入再生塔中,得到CaS和CO2,CaS循环使用。A项,再生塔中,CaSO4和精煤发生反应生成CO2,C被氧化为CO2,CaSO4被还原为CaS,A错误;B项,脱硫塔中,CaS与SO2反应生成CaSO4和S2,CaS中S元素化合价升高2,SO2有部分被氧化为CaSO4,化合价升高2,部分被还原为S2,化合价降低4,根据得失电子守恒,反应方程式为,B错误;C项,硫冷凝器中通过冷凝将S2分离,没有发生氧化还原反应,C错误;D项,根据反应,当产生1mol单质S2时,转移电子的物质的量为4mol,当产生32g单质S2时,转移电子的物质的量为2mol,D正确;故选D。
【变式3】【变题型】(2026·浙江衢州期末)工业烟气中常含有SO2、NOx等有害气体。研究发现,空气中少量的NO2能参与硫酸型酸雨的形成,反应原理如下:
①SO2+NO2=SO3+NO;②SO3+H2O=H2SO4;③2NO+O2=2NO2。
某化工厂采用“预氧化——氨法”对烟气进行协同脱硫脱硝,其简易流程如下:
已知:①NO难溶于水,不与氨水反应。
②4(NH4)2SO3+2NO2=4(NH4)2SO4+N2
请回答:
(1)NO2在硫酸型酸雨形成过程中的作用:氧化剂、______。
(2)预氧化加入O2的主要目的是______。
(3)氨水喷淋吸收过程中温度过高会导致脱硫脱硝率下降,可能的原因是____________________。
(4)下列说法正确的是 。
A.用pH计测得雨水的pH=6.5,可判断此次降雨为酸雨
B.工业上,将烟气从塔的底部通入,氨水从塔的上部喷淋
C.该工艺的优点是联合脱硫脱硝,且副产物是优良的氮肥
D.理论上,将氨水换成NaOH溶液也可脱硫脱硝
(5)双碱法也常用于烟气脱硫,其过程如图所示:
①该过程中能循环使用的物质是______。
②写出过程Ⅱ的化学方程式____________________。
【答案】(1)催化剂
(2)将难溶于水的NO转化为易溶于水的NO2,便于氨水吸收
(3)温度升高,SO2、NO2在溶液中的溶解度减小(或温度升高,一水合氨受热分解)
(4)BCD
(5) NaOH 2Na2SO3+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4+4NaOH
【解析】工业烟气中含有SO2和NOx,其中NO难溶于水,也不与氨水反应,因此若直接用氨水吸收,NO难以被脱除。工艺中先进行“预氧化”,加入O2的主要目的是将难溶于水的NO转化为易溶于水的NO2,便于氨水吸收。之后在氨水喷淋吸收过程中,SO2可与氨水反应生成亚硫酸铵或亚硫酸氢铵,NO2既可被吸收,也可将(NH4)2SO3氧化为(NH4)2SO4且自身被还原为N2,从而实现烟气的协同脱硫脱硝。双碱法中,NaOH先吸收SO2生成Na2SO3,随后Na2SO3再与Ca(OH)2、O2反应生成CaSO4,同时再生NaOH,因此NaOH可循环使用。
(1)在反应①SO2+NO2=SO3+NO中,NO2将SO2氧化为SO3,自身被还原为NO,因此NO2作氧化剂;在反应③2NO+O2=2NO2中,NO又被O2氧化为NO2,使NO2得到再生,所以NO2在整个硫酸型酸雨形成过程中还起催化剂作用;
(2)已知NO难溶于水,且不与氨水反应,若烟气中的NO不被转化,则难以被氨水吸收脱除。预氧化加入O2的主要目的是将NO氧化为NO2,NO2较易溶于水,也能参与后续与亚硫酸铵的反应,从而提高脱硝效率;
(3)氨水喷淋吸收过程中,SO2、NO2需要溶解并与氨水反应。温度过高时,SO2、NO2在溶液中的溶解度降低,同时氨水也容易分解或NH3挥发增强,使吸收反应不充分,因此会导致脱硫脱硝率下降;
(4)A项,酸雨通常指pH<5.6的降水,pH=6.5不能判断为酸雨,A错误;B项,工业吸收塔中通常使烟气从塔底进入,氨水从塔顶喷淋,使气液逆流接触,增大接触面积和接触时间,提高吸收效率,B正确;C项,该工艺可同时脱除SO2和NOx,实现联合脱硫脱硝,且生成的(NH4)2SO4可作氮肥,是该工艺的优点,C正确;D项,理论上,NaOH溶液也能吸收SO2生成亚硫酸盐,NO2也能与碱液反应,因此用NaOH溶液替代氨水也可实现脱硫脱硝,但不会得到铵态氮肥副产物,D正确; 故答案为BCD;
(5)①双碱法中,过程I用NaOH吸收SO2生成Na2SO3;过程II中Na2SO3与Ca(OH)2、O2反应生成CaSO4,同时再生NaOH。因此能够循环使用的物质是NaOH;
②过程II中,Na2SO3被O2氧化为硫酸盐,同时Ca2+与SO42-结合生成CaSO4,NaOH得到再生。配平方程式得:2Na2SO3+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4+4NaOH。
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.浓硫酸的特性
(1)吸水性
浓硫酸可以吸收空气或其他气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水。在实验室里常用浓硫酸作干燥剂。
得分速记
不是所有气体都能用浓硫酸进行干燥。浓硫酸呈酸性,能与碱性气体如氨气发生化学反应,因此不能用浓硫酸干燥氨气。浓硫酸具有强氧化性,能与还原性气体如H2S等发生氧化还原反应,因此不能用浓硫酸干燥H2S等还原性气体。实际使用中,浓硫酸常用来干燥CO、H2、O2、N2等中性气体及HCl、CO2、SO2等酸性气体。
(2)脱水性
浓硫酸可以使有机化合物中的氢、氧元素按水的组成从有机物中“脱离”出来,结合生成水分子。
(3)强氧化性
①浓硫酸能与大多数金属反应,生成高价态金属的硫酸盐,本身一般被还原为SO2。如与铜反应的实验如下表所示:
实验操作
实验现象
a试管中铜丝表面变黑,有气泡逸出;
b试管中的品红溶液逐渐变为无色;
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色;
将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色。
实验结论
Cu和浓H2SO4反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
②常温下,浓硫酸能使铁、铝钝化,可用铝槽车装运浓H2SO4。。
③浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为SO2。如:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
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
浓H2SO4与金属反应的规律
(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)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.SO42-的检验
①检验SO42-的正确操作方法:被检液取上层清液有无白色沉淀产生(判断有无SO42-)。
②操作目的:先加稀盐酸的目的是防止CO32-、SO32-、Ag+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:CO32-+2H+===CO2↑+H2O、SO32-+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SO42-==BaSO4↓。
2.SO32-的检验
①向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中,红色褪去。
②加入氯化钡溶液生成白色沉淀,然后加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。
得分速记
(1)误将Ag+、Pb2+判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO,而含Ag+或Pb2+时也会产生同样的现象:Ag++Cl-===AgCl↓(白色),Pb2++2Cl-===PbCl2↓(白色)。
(2)误将SO判断成SO。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性环境中具有强氧化性,发生反应:Ba2++SO===BaSO3↓(白色),3BaSO3+2H++2NO===3BaSO4(白色)+2NO↑+H2O。
知识点4 重要的硫酸盐
硫酸盐
俗名
颜色
用途
2CaSO4·H2O
熟石膏
白色
作磨光粉、纸张填充物、气体干燥剂等
CaSO4·2H2O
生石膏
白色
塑像、模型、粉笔、医疗绷带等
FeSO4·7H2O
绿矾
浅绿色
生产铁系列净水剂、补血剂等
CuSO4·5H2O
胆矾、蓝矾
蓝色
配波尔多液、镀铜液
BaSO4
重晶石、钡餐
白色
白色颜料、医疗上作“钡餐”
KAl(SO4)2·12H2O
明矾
白色
净水剂
考●向●破●译
考向1 考查浓硫酸的性质及应用
例1(2026·安徽一模)利用一次性注射器和Y形管对铜与浓硫酸反应的实验进行改进(装置如图),并检验二氧化硫的化学性质。下列说法不正确的是( )
A.a中品红溶液褪色与二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色原理不相同
B.将b中反应后的混合物倒入水中,得到蓝色溶液与少量黑色不溶物,黑色固体可能为CuO、CuS、Cu2S
C.若将a中品红溶液换成石蕊溶液,则石蕊溶液会变红
D.1号注射器中氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫,该装置符合绿色、微型化学的思想
【答案】B
【解析】推动2号注射器使铜丝和浓硫酸接触,在b处发生反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,生成的SO2使a处品红溶液褪色,打开止水夹并推动1号注射器使氢氧化钠溶液吸收多余的SO2。A项,SO2因具有漂白性使品红溶液褪色,SO2因具有还原性使酸性高锰酸钾溶液褪色,两者褪色原理不相同,A正确;B项,将b中反应后的混合物倒入水中,溶液中有未反应完的硫酸,氧化铜和硫酸反应,黑色不溶物不可能有氧化铜,B错误;C项,SO2溶于水生成酸性物质,石蕊溶液遇酸变红,C正确;D项,氢氧化钠与二氧化硫反应可吸收多余的SO2,抽动铜丝可控制反应的发生和停止,且药品用量少,符合绿色化学的思想,D正确;故选B。
解题妙招
谨记浓硫酸的特性
(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】(2026·浙江杭州高级中学选考模拟)硫酸是一种重要的酸,下列说法不正确的是( )
A.浓硫酸是一种粘稠的液体 B.稀硫酸没有氧化性
C.可用浓硫酸与固体NaCl加热制取HCl气体 D.三氧化硫与水反应生成硫酸
【答案】B
【解析】A项,浓硫酸常温下为无色粘稠的油状液体,描述符合其物理性质,A正确;B项,稀硫酸在水中可电离出H+,其具有弱氧化性,可与活泼金属反应生成氢气,该过程中H+得电子体现氧化性,并非稀硫酸没有氧化性,B错误;C项,浓硫酸是高沸点难挥发性酸,HCl为低沸点易挥发性酸,可通过加热浓硫酸与NaCl固体的反应制取HCl,符合高沸点酸制低沸点酸的原理,C正确;D项,三氧化硫是酸性氧化物,与水发生化合反应生成硫酸,反应方程式为SO3+H2O=H2SO4,D正确;故选B。
【变式2】【新情境】探究铜与浓硫酸的反应,并验证气体产物的性质,实验装置如图所示。
下列说法正确的是( )
A.反应中浓硫酸只体现了氧化性
B.溶液a和溶液b可依次选用品红溶液和酸性高锰酸钾溶液
C.溶液c可选用浓NaOH溶液或浓NaHSO3溶液
D.随着反应进行,硫酸的浓度逐渐降低,可能生成氢气
【答案】B
【解析】A项,铜与浓硫酸反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,反应中浓硫酸一部分硫元素化合价降低体现氧化性,一部分生成硫酸铜体现酸性,并非只体现氧化性,A错误;B项,溶液a可选用品红溶液可检验二氧化硫的漂白性,溶液b可选用酸性高锰酸钾溶液检验二氧化硫的还原性,B正确;C项,溶液c用于吸收尾气二氧化硫,浓NaHSO3溶液不与二氧化硫反应,不能用于吸收尾气,浓NaOH溶液可与二氧化硫反应吸收尾气,C错误;D项,随着反应进行,浓硫酸变为稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,不会生成氢气,D错误;故选B。
【变式3】【新情景】(2025·浙江七彩阳光联盟高一期中)某兴趣小组验证浓硫酸与木炭反应的产物,实验设计如下:
下列说法不正确的是( )
A.浓硫酸与木炭的反应方程式:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
B.装置的连接顺序:I→Ⅲ→Ⅳ→Ⅱ
C.酸性KMnO4溶液的作用是除去产物中的SO2
D.仅根据澄清石灰水变浑浊并不能证明产物中有CO2
【答案】B
【解析】A项,浓硫酸与木炭反应的正确化学方程式:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,A正确;B项,验证产物时,首先要检验水蒸气,因为后续实验可能会引入水,用无水硫酸铜检验水蒸气,即通过装置Ⅲ;然后检验二氧化硫,用第一个品红溶液(装置Ⅱ中的第一个品红溶液);接着除去二氧化硫,用酸性KMnO4溶液(装置Ⅱ);最后再检验二氧化硫是否除尽,用第二个品红溶液(装置Ⅱ中的第二个品红溶液),最后检验二氧化碳,用澄清石灰水(装置Ⅳ中的澄清石灰水),所以装置的连接顺序应为I→Ⅲ→Ⅱ→Ⅳ,B错误;C项,因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,会干扰二氧化碳的检验,所以用酸性KMnO4溶液除去产物中的SO2,C正确;D项,由于二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,所以仅根据澄清石灰水变浑浊并不能证明产物中有CO2,必须先除去二氧化硫并检验二氧化硫已除尽后,再根据澄清石灰水变浑浊才能证明有二氧化碳,D正确;综上,答案是B。
考向2 考查硫酸的工业制备
例2(2026·浙江温州阶段检测)硫酸是重要的化工原料,可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业上一般以硫黄或其他含硫矿物(如黄铁矿)为原料来制备硫酸。下列说法不正确的是( )
A.黄铁矿和硫磺分别燃烧产生相同质量SO2,两者反应转移电子数相等
B.在一定条件下,2molSO2和1molO2反应转变为SO3的物质的量要小于2mol
C.工业上吸收SO3不可以用水来替代98.3%浓硫酸
D.含二氧化硫废气经回收后也可用于制备硫酸
【答案】A
【解析】硫磺或黄铁矿在空气中燃烧生成二氧化硫,二氧化硫在加热催化剂条件下,生成三氧化硫,三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收,得到硫酸,据此回答。A项,根据反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,生成8molSO2转移44mol电子,则生成1molSO2转移5.5mol电子;S燃烧产生1molSO2转移电子4mol,因此,黄铁矿和硫磺分别燃烧产生相同质量的SO2,两者反应转移电子数不相等,A错误;B项,由于SO2和O2反应为可逆反应,2molSO2和1molO2反应转变为SO3的物质的量要小于2mol,B正确;C项,若用水吸收SO3,SO3与水反应放出大量热,会形成酸雾,阻碍SO3的持续吸收,还会污染环境,因此不能用水代替98.3%的浓硫酸,C正确;D项,含SO2废气经氧化后能生成SO3,SO3用98.3%的浓硫酸吸收生成硫酸,故含SO2废气经回收后也可用于制备硫酸,D正确;故选A。
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+11O28SO2+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·浙江省强基联盟高三联考一模)工业上以黄铁矿为原料生产H2SO4和Na2S2O5的流程图如下:
下列说法正确的是( )
A.“煅烧”时发生的反应为4FeS2+15O22Fe2O3+8SO3
B.“吸收1”时试剂可选用水或稀硫酸
C.“吸收2”时为提高吸收效果,NaOH溶液应适当过量
D.“加热”时发生的化学反应方程式为:2NaHSO2Na2S2O5+H2O
【答案】D
【解析】黄铁矿在高温下与氧气煅烧反应,生成二氧化硫和氧化铁,煅烧产生的SO2被氧化成三氧化硫,SO3被吸收生成硫酸,工业上通常使用98.3%的浓硫酸作为吸收剂,一部分SO2被氢氧化钠溶液吸收,生成NaHSO3,亚硫酸氢钠加热分解生成Na2S2O5和水。A项,黄铁矿“煅烧”时,FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2,而非SO3,正确反应为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,A错误;B项,“吸收1”是吸收SO3生成H2SO4,用水或稀硫酸吸收SO3会形成酸雾,吸收效率低,工业上用98.3%浓硫酸吸收,B错误;C项,“吸收2”需生成NaHSO3(加热后得Na2S2O5),若NaOH过量,SO2与NaOH反应生成Na2SO3,无法得到NaHSO3,C错误;D项,NaHSO3加热分解生成Na2S2O5和H2O,反应方程式为2NaHSO2Na2S2O5+H2O,D正确;故选D。
【变式2】【变题型】(2026·辽宁沈阳高三模拟预测)工业上生产硫酸原理如下:设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1 mol SO2和2mol O2反应完全生成SO3的分子数目小于NA
B.36gFeS2与足量的完全反应生成Fe2O3和SO2转移电子数为3NA
C.1 mol熔融的FeS2含有的离子数目为3NA
D.标况下22.4LSO3溶于水生成的数目为2NA
【答案】A
【解析】A项,2SO2+O22SO3 是可逆反应,1 mol SO2和2mol O2反应完全生成的分子数目小于,故A正确;B项,36gFeS2的物质的量为0.3mol,36gFeS2与足量的完全反应生成和SO2,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项,由Fe2+、构成,1 mol熔融的含有的离子数目为,故C错误;D项,标况下SO3是固体,22.4LSO3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。
【变式3】【变题型】(2026·浙江宁波期中)以黄铁矿(主要成分FeS2)为原料生产硫酸,并将产出的炉渣和尾气进行资源综合利用,减轻对环境的污染,其中一种流程如下图所示。
资料:已知Na2S2O5+2HCl=2NaCl +2SO2↑+H2O
(1)“氧化”时,反应的化学方程式为______。
(2)因为Na2S2O5在保存过程中易被氧化,导致商品Na2S2O5中存在Na2SO4。欲检验Na2S2O5已变质的实验方法为______。
(3)Na2S2O5可用于葡萄酒的抗氧化剂。用碘标准液可测定葡萄酒中Na2S2O5的残留量,请配平该反应的离子方程式:______。
______S2O52-+______I2+______=______+______+______
(4)查阅资料知:“尾气”可用双碱脱硫法处理,其过程如图所示。
过程II中的Ca(OH)2用的是石灰乳,写出过程II的离子反应方程式______。
【答案】(1)
(2)取少量的样品于试管中,加适量蒸馏水溶解,先加入足量的稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则样品已变质
(3)S2O52-+ 2I2+3H2O=2SO42-+6H++4I-
(4)2Ca(OH)2+O2+2SO32-=2CaSO4+4OH-
【解析】黄铁矿煅烧生成Fe2O3和SO2,SO2在催化剂作用下被氧气氧化为SO3,再用浓硫酸吸收制得浓硫酸;尾气中的SO2用NaOH溶液吸收生成Na2SO3,加热后转化为Na2S2O5,炉渣处理后获得铁单质。
(1) “氧化”步骤是将净化后的SO2与O2在催化剂和加热的条件下反应生成SO3,该反应为可逆反应,化学方程式为:。
(2)检验Na2S2O5是否变质,即检验样品中是否含有氧化产物SO42-。为排除S2O52-及可能存在的SO32-的干扰,需先加足量稀盐酸将其转化为SO2气体排出,再加BaCl2溶液观察是否有白色沉淀生成。具体操作为:取少量样品于试管中,加适量蒸馏水溶解,先加入足量稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则样品已变质。
(3)根据氧化还原反应原理,S2O52-中S元素化合价由+4价升高到+6价,1个S2O52-失去4个电子;I2中I元素化合价由0价降低到-1价,1个I2得到2个电子。根据得失电子守恒,S2O52-与I2的系数比为1:2,故方程式为:S2O52-+ 2I2+3H2O=2SO42-+6H++4I-。
(4)过程II中,亚硫酸钠(提供SO32-)、石灰乳(Ca(OH)2)和氧气(O2)发生氧化还原反应,生成硫酸钙(CaSO4)和氢氧化钠。石灰乳和微溶物硫酸钙在离子方程式中均保留化学式,根据电子守恒和原子守恒,该反应的离子方程式为:2SO32-+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+4OH-。
考向3 考查SO42-的检验
例3向盛有某盐溶液的试管中滴入几滴Ba(NO3)2溶液得到白色沉淀(X),再向试管中加入足量盐酸并充分振荡,静置后仍存在白色沉淀(Y)。下列有关说法正确的是( )
A.X可能是BaSO3 B.X是BaCO3
C.Y与X的成分不可能相同 D.该盐溶液中一定含有SO42-
【答案】A
【解析】若X是BaSO3,加入足量盐酸,发生反应3BaSO3+2NO3-+2H+=3BaSO4+2NO↑+H2O,溶液中仍有沉淀,A项正确;若X是BaCO3,加入足量盐酸,发生反应BaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑,溶液中没有沉淀,B项错误;若X是BaSO4,加入足量盐酸,沉淀不溶解,沉淀Y还是BaSO4,C项错误;该盐溶液中若含有SO32-,沉淀X是BaSO3,沉淀Y是BaSO4,该盐溶液中不一定含有SO42-,D项错误。
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】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,亚硫酸根被硝酸氧化为硫酸根,沉淀也是硫酸钡;C项,所得沉淀可能是氯化银;D项,先加过量盐酸无沉淀,再加氯化钡产生的白色沉淀一定是硫酸钡。
【变式2】【变情境】有一瓶Na2SO3溶液,可能已部分被氧化,某学生进行如下实验:取少量溶液,滴入Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀,再加入过量稀硝酸,充分振荡后仍有白色沉淀,结论正确的是(提示:稀硝酸具有强氧化性,可将SO氧化成SO)( )
A.Na2SO3溶液已部分被氧化
B.加入Ba(NO3)2溶液后生成的沉淀中一定含有BaSO4
C.加硝酸后仍存在的沉淀一定为BaSO4
D.此实验能确定Na2SO3溶液是否部分被氧化
【答案】C
【解析】稀硝酸具有强氧化性,可将BaSO3氧化成BaSO4,加硝酸后仍存在的沉淀一定为BaSO4,但加硝酸前的沉淀可能为BaSO3或BaSO4或二者的混合物,所以该实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化。
【变式3】【新考法】某化学小组进行如下实验探究SO2与溶液的反应产物。已知:Ag2SO4微溶于水,Ag2SO3难溶于水。
序号
实验操作与实验现象或结论
Ⅰ
将SO2通入0.1mol·L-1AgNO3溶液中迅速反应,经过滤、洗涤得到无色溶液A和白色沉淀B
Ⅱ
验证白色沉淀B的成分:
Ⅲ
经实验Ⅱ分析可知,沉淀B的主要成分为Ag2SO3,还含有少量Ag2SO4
下列说法错误的是( )
A.实验Ⅰ中主要发生了复分解反应
B.溶液C中含银微粒主要以[Ag(NH3)2]+形式存在
C.试剂X可能是Ba(NO3)2
D.操作ⅳ生成大量白色沉淀的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
【答案】D
【解析】A项,实验Ⅰ中SO2与水反应生成H2SO3,H₂SO₃和AgNO3发生复分解反应生成主要沉淀Ag2SO3,仅有少量SO32-被氧化,因此主要反应为复分解反应,A正确; B项,Ag2SO3、Ag2SO4都可与浓氨水反应生成银氨络离子[Ag(NH3)2]+,因此溶液C中含银微粒主要以该络离子形式存在,B正确; C项,结合流程可知,试剂X的目的是沉淀溶液C中的、SO32-,故试剂X可能是Ba(NO3)2,C正确; D项,操作ⅳ中,氧化剂为H2O2,每个H2O2得2e⁻,还原剂为SO32-(或H2SO3),每个SO32-失2e⁻,根据电子守恒,氧化剂与还原剂物质的量之比为,不是,D错误; 故选D。
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)
得分速记
中学阶段常见的符合ABCD转化关系的有
硫元素:H2S(或S)SO2SO3H2SO4
碳元素:CCOCO2H2CO3
氮元素:N2(或NH3)NONO2HNO3
钠元素:NaNa2ONa2O2NaOH
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 考查不同价态含硫物质的转化关系
例1(2026·浙江宁波期末)与硫及其化合物相关的转化如图所示,下列有关说法不正确的是( )
A.X不一定是SO2,也可能是Fe2(SO4)3
B.常温下,稀H2SO4与反应无法生成X
C.由于压强不能使2SO2+O22SO3平衡移动,因此实际生产中通常不采用加压
D.工业生产硫酸时,吸收塔中常用98.3%的硫酸来吸收SO3
【答案】C
【解析】A项,若浓硫酸与Fe反应时Fe不足,可生成Fe2(SO4)3,Fe3+可与H2S发生氧化还原反应生成S,故X可能为SO2或Fe2(SO4)3,A正确;B项,常温下稀H2SO4与Fe反应生成FeSO4和H2,二者均不能与H2S反应得到S,无法生成X,B正确;C项,反应2SO2+O22SO3为气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,实际生产不采用加压是因为常压下SO2转化率已经很高,加压会增加生产成本,并非压强不能使平衡移动,C错误;D项,工业生产硫酸时,用98.3%的硫酸吸收SO3可避免形成酸雾,提升吸收效率,D正确;故选C。
【变式1】【变考法】硫及其化合物的转化具有重要应用。下列含硫物质间的转化均能一步实现的是( )
A.
B.
C.稀硫酸溶液
D.
【答案】D
【解析】FeS2与O2在高温下反应生成SO2,而非SO3,第一步转化无法一步实现,A错误;B.SO2与CaCl2溶液不反应(H2SO3酸性弱于HCl),无法生成CaSO3,B错误;C.稀硫酸与Cu不反应(稀硫酸氧化性弱,需浓硫酸与Cu加热才反应),无法生成SO2,C错误;D.Na2SO3与稀硫酸反应:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓ +SO2↑+H2O,生成S;S与Cu加热反应:2Cu+SCu2S,两步均能一步实现,D正确;故选D。
【变式2】【变考法】已知元素X的低价氧化物可用作葡萄酒的保鲜剂,最高价化物对应水化物在工业上常用于精炼石油。X元素相关物质转化关系如图,下列说法正确的是( )
XXO2XO3H2XO4
A.XO2、XO3对应的水化物都是电解质,且在水溶液中都能完全电离
B.向 BaCl2溶液中通入 XO2,发生反应的离子方程式为
C.XO3中X的杂化方式为sp2杂化
D.1molH2XO4的浓溶液与足量锌反应,完全反应生成0.5molXO2
【答案】C
【解析】元素X的低价氧化物可用作葡萄酒的保鲜剂,最高价化物对应水化物在工业上常用于精炼石油,则元素X为S元素。XO2、XO3对应的水化物分别为H2SO3、H2SO4均为电解质,但H2SO3为弱电解质,在水溶液中部分电离,A错误;B.向 BaCl2溶液中通入SO2,不发生反应,B错误;C.SO3中S原子的价层电子对数为:,杂化方式为sp2杂化,C正确;D.1mol浓H2SO4与足量锌反应:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,不再生成SO2,生成H2:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,则反应生成SO2物质的量小于0.5mol,D错误;故选C。
【变式3】【变题型】(2026·湖北黄冈二模)下图所示的物质转化关系中(反应条件和部分生成物未列出),A是常见的气态氢化物,B是能使带火星的木条复燃的无色、无臭气体。G是单质,其二价水合离子为天蓝色。下列说法正确的是( )
A.在E与G转化为C的反应中,E仅作氧化剂
B.E的相对分子质量比D大17时,D可以使带火星的木条复燃
C.E的相对分子质量比D大18时,工业上用水吸收D来制备E
D.一定条件下若A与C可以反应,则A的水溶液一定呈碱性
【答案】B
【解析】B是能使带火星的木条复燃的无色无味气体,则B是氧气;G是单质,其二价水合离子为天蓝色,G为铜;A是常见的气态氢化物,能与氧气反应生成C与F,则C、F分别为氧化物与水中的一种,C能与氧气反应生成D,则C为氧化物,F是水,D与水反应得到E,E能与铜反应得到C,则A是氨气或硫化氢、C是NO或二氧化硫、D为二氧化氮或三氧化硫、E为硝酸或硫酸。A项,硝酸和铜生成硝酸铜和NO,体现硝酸的氧化性和酸性,浓硫酸和铜生成硫酸铜和二氧化硫,体现浓硫酸的氧化性和酸性,E不仅作氧化剂,A错误; B项,E的相对分子质量比D大17时,则E为硝酸、D为二氧化氮,二氧化氮可以使带火星的木条复燃,B正确;C项,E的相对分子质量比D大18时,D为三氧化硫、E为硫酸,工业上用水吸收三氧化硫会形成酸雾,不利于三氧化硫吸收,应该使用浓硫酸吸收三氧化硫,C错误;D项,一定条件下若A与C可以反应,若A为硫化氢,硫化氢的水溶液显酸性,D错误;故选B。
考向2 考查不同价态含硫物质转化的实验探究
例2不同含硫物质间可相互转化(如图所示)。下列说法错误的是( )
A.反应①的原理是双水解
B.反应②生成物俗名大苏打,其中硫元素平均化合价为
C.反应③离子方程式为:
D.反应④生成1mol ,转移电子的物质的量是5mol
【答案】D
【解析】A项,Na2S和Al2(SO4)3溶液反应时,Al3+与S2−发生相互促进的双水解,生成H2S,反应原理为双水解,A正确;B项,Na2S2O3俗名大苏打,根据化合物化合价代数和为0,设硫元素平均化合价为:,解得x=+2,B正确;C项,Na2S2O3与硫酸反应生成硫、二氧化硫和水,离子方程式S2O32-+2H+= S↓+SO2↑+H2O,符合反应事实,C正确;D项,根据反应方程式5SO2+2KMnO4+2H2O=2K2SO4+2MnSO4+2H2SO4可知,生成1molK2SO4时,转移电子的物质的量是10mol,D错误;故选D。
【变式1】【变情景—创新实验】利用如图所示微型实验装置(两个W形管)探究有关浓硫酸和SO2的性质。下列有关说法错误的是( )
A.浓硫酸和Cu的反应需要加热
B.W形管的“球泡”可防止液体冲入到后续试剂中
C.酸性KMnO4溶液褪色体现了SO2的漂白性
D.干燥管中棉球浸有的试剂X可为浓NaOH溶液
【答案】C
【解析】A项,浓硫酸和Cu加热条件下可发生反应,A正确;B项,W形管的“球泡”可容纳一定量的液体,可防止液体冲入到后续试剂中,B正确;C项,酸性KMnO4溶液褪色是因为发生了氧化还原反应,体现了SO2的还原性,C错误;D项,干燥管中棉球浸有的试剂X用于吸收尾气,NaOH可以和SO2反应,可为浓NaOH溶液,D正确;故选C。
【变式2】【新情境—实验创新与科学建模】某兴趣小组利用如图装置探究硫及其化合物的相互转化,下列说法正确的是( )
A.Ⅰ的试管内的反应,只体现Na2S2O3的还原性
B.Ⅱ的试管内的石蕊溶液先变红后褪色,体现SO2的漂白性
C.只有Ⅲ的试管中会出现浑浊现象
D.Ⅳ中加入用盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀
【答案】D
【解析】本题以探究硫及其化合物的相互转化实验为载体,考查了实验的基本原理和操作。A项,Ⅰ的试管内的反应:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓ +SO2↑+H2O,为歧化反应,体现Na2S2O3的还原性和氧化性,A不正确;B项,SO2不能漂白酸碱指示剂,石蕊溶液会变红但不会褪色,B不正确;C项,,Ⅰ和Ⅲ的试管中,都会出现浑浊现象,C不正确;D项,酸性KMnO4溶液可以将SO2氧化成SO42-,加入用盐酸酸化的氯化钡溶液,会产生白色沉淀,D正确;故选D。
【变式3】【新考法—XX利用如图装置进行浓硫酸与蔗糖反应的实验,试管中的蔗糖滴有少量水、将注射器中的浓硫酸注入其中,反应一段时间后,下列说法正确的是( )
A.蔗糖中滴入少量水的目的是溶解蔗糖
B.加入浓硫酸后,可观察到白色固体变为黑色,仅体现了浓硫酸的强氧化性
C.若Ⅱ中观察到棉球a、b都褪色,均与SO2的漂白性有关
D.若Ⅲ中溶液颜色变浅,Ⅳ中澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成
【答案】D
【解析】由于浓硫酸具有脱水性,将蔗糖中氢元素和氧元素以水的比例脱去,体现浓硫酸脱水性,浓硫酸和碳反应生成二氧化硫和二氧化碳,a褪色体现二氧化硫的漂白性,b褪色体现二氧化硫的还原性,无水硫酸铜变蓝,可以用来检验水,但是品红溶液和溴水都有水,不确定使硫酸铜变蓝的水是否由反应产生,通过酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫,排除对二氧化碳检验的干扰,Ⅲ中溶液颜色变浅,Ⅳ中澄清石灰水变浑浊,说明有生成。A项,浓硫酸溶于水放出大量热,蔗糖中滴入少量水的目的是滴加浓硫酸后升高温度,促进反应进行,A错误; B项,由分析,加入浓硫酸后,可观察到白色固体变为黑色,也体现了浓硫酸的脱水性,B错误;C项,由分析,a褪色体现二氧化硫的漂白性,b褪色体现二氧化硫的还原性,C错误;D项,由分析,通过酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫,排除对二氧化碳检验的干扰,Ⅲ中溶液颜色变浅,Ⅳ中澄清石灰水变浑浊,说明有生成,D正确;故选D。
考向3 考查氧族元素的其他相关知识
例3以酸泥(主要含无定形Se、HgSe和少量Ag2Se)为原料制备灰硒(Se)的流程如下:已知:Ka1(H2SeO3)=3×10-3,Ka2(H2SeO3)=5×10-8
下列说法错误的是( )
A.“氧化碱浸”中无定形Se被氧化为SeO32-的离子方程式为Se+2OH-+2H2O2=3H2O+SeO32-
B.“除银”时向滤渣中加入NaClO溶液和盐酸,Ag2Se、HgSe被氧化为H2SeO3,其中Ag2Se发生的化学方程式为:Ag2Se+3NaClO+2HCl=H2SeO3+2AgCl↓+3NaCl
C.“除银”时向滤渣中加入试剂顺序是先加入盐酸再加NaClO溶液
D.“沉汞”过程中,溶液pH=7时存在的主要阴离子有SeO32-、HSeO3-、Cl-
【答案】C
【解析】酸泥(主要含无定形Se、HgSe和少量Ag2Se)中加入NaOH、H2O2进行氧化碱浸,此时Se被氧化为SeO32-,HgSe和Ag2Se进入滤渣;往滤渣中加入NaClO溶液和盐酸,Ag2Se、HgSe被氧化为H2SeO3,同时生成AgCl和HgCl2,过滤出AgCl;再往滤液中加入NaOH溶液沉汞,HgCl2转化为HgO;将滤液经过一系列处理,可制得灰硒。A项,“氧化碱浸”中无定形Se被氧化为SeO32-,同时H2O2被还原为H2O,依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒,可得出发生反应的离子方程式为Se+2OH-+2H2O2=3H2O+ SeO32-,A正确;B项,“除银”时,向滤渣中加入NaClO溶液和盐酸,Ag2Se、HgSe被氧化为H2SeO3,同时生成AgCl和HgCl2,依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒,可得出Ag2Se发生的化学方程式为:Ag2Se+3NaClO+2HCl=H2SeO3+2AgCl↓+3NaCl,B正确;C项,“除银”时,若向滤渣中先加入盐酸再加NaClO溶液,则可能会发生副反应(如生成Cl2),所以应先加入NaClO溶液再加盐酸,C错误;D项,“沉汞”过程中,溶液中的Cl-没有消耗,当溶液pH=7时,Ka2(H2SeO3)==5×10-8,则,所以溶液中存在的主要阴离子有SeO32-、HSeO3-、Cl-,D正确;故选C。
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—磷的卤化合物】(2026·浙江杭州学军等校高三联考)下列关于磷的含卤化合物的说法中,不正确的是( )
A.PCl3能和C6H5OH发生取代反应生成P(OC6H5)3和HCl
B.POBrCl2能发生水解,同时产生三种不同的酸
C.PF3BH3的键角小于PF3的键角
D.固体PCl5是离子化合物,其组成可表示为[PCl4]+[PCl6]-
【答案】C
【解析】A项,PCl3中的Cl可被苯酚的苯氧基取代,反应生成P(OC6H5)3和HCl,属于取代反应,A正确,不符合题意;B项,POBrCl2水解时P-Br、P-Cl键断裂,最终生成H3PO4、HBr、HCl三种不同的酸,B正确,不符合题意;C项,PF3中P有1对孤对电子,孤对电子对成键电子对的斥力较大,更小;PF3BH3中P的孤电子对配位给缺电子的B,P周围均为成键电子对,成键电子对间斥力更均匀,大于PF3中的键角,C错误,符合题意;D项,固体PCl5为离子晶体,电离为正四面体结构的[PCl4]+和正八面体结构的[PCl6]-,D正确,不符合题意;故选C。
【变式2】【新情境—磷的氧化物】(2026·浙江杭州市高三年级教学质量检测)磷的氧化物多种多样,除常见的P4O6、P4O10外,P4O8的结构如下图,下列说法正确的是( )
A.P4O8可由P4O6与过量的O2反应制得
B.P4O8中存在5种不同环境的原子
C.P4O8晶体为共价晶体
D.P4O8可能在一定条件下水解生成H3PO4和H3PO3
【答案】D
【解析】P4本身为正四面体结构,4个P位于正四面体顶点,P4O8的结构特点为:原P4的6条P-P棱之间各插入1个桥氧(共6个桥氧,桥氧连接2个P原子);4个P中,2个P原子各连接1个端基双键氧(仅与1个P成键,共2个端氧),另外2个P无额外端氧,总O原子数6+2=8,符合P4O8的组成;其中P分2种环境(带端氧的P、不带端氧的P),O分不同环境:端氧1种,桥氧根据连接P的种类分为3种,共4种不同环境的O。A项,P4O6与过量O2反应时,会被完全氧化,最终得到P4O10(4个P都连端氧),P4O8是P4O6被不完全氧化的产物,A错误;B项,根据结构分析:端氧环境相同,为1种;桥氧按连接P的类型,分为连接两个带端氧P的桥氧、连接两个不带端氧P的桥氧、连接1个带端氧1个不带端氧P的桥氧共3种,总共有1+3=4种不同环境的O原子,不是5种,B错误;C项,P4O8是独立的小分子,晶体中靠分子间作用力结合,属于分子晶体,不是共价晶体,C错误;D项,带端氧的P为+5价,水解后生成H3PO4(P为+5价);不带端氧的P为+3价,水解后生成H3PO3(P为+3价),P4O8中2个+5价P、2个+3价P,水解反应可以得到两种酸,D正确;故选D。
【变式3】【新情境—提取硒】江西是我国铜产业重要基地,粗铜精炼得到的阳极泥主要成分为Cu、Se等,从中提取Se的工艺流程如下,下列说法正确的是( )
A.“酸浸”时,通入空气的目的只是将Cu氧化为Cu2+进入溶液
B.“氯化”时,生成AgCl的反应为:Ag2Se+2Cl2=2AgCl+SeCl2
C.“还原”时,SO2将H2SeO3还原为Se,每生成1 mol Se,转移电子的物质的量为4
D.该流程中可循环利用的物质只有SO2
【答案】C
【解析】阳极泥主要成分为Cu、Se、Ag2Se等,先经过空气氧化和稀硫酸的酸浸后,Cu反应生成硫酸铜溶液除去,剩余Se、Ag2Se,再通入氯气,将Se元素氧化成H2SeO3的同时生成氯化银沉淀,用SO2还原H2SeO3得到粗Se和硫酸。A项, “酸浸”时通入空气,空气中作为氧化剂,目的不只是氧化Cu为,还可氧化部分硒化物,A错误;B项,“氯化”后产物为AgCl和H2SeO3,反应为,B错误;C项, H2SeO3中Se为+4价,被还原为0价的Se,生成1molSe时,Se得到4mol电子,即反应转移电子的物质的量为4mol,C正确;D项,“还原”步骤生成,可返回“酸浸”步骤循环利用,D错误;故选C。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2025·江西卷,3,3分)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项,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项,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项,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项,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。
2.(2025·浙江1月卷,8,3分)下列方程式不正确的是( )
A.MnO2与浓盐酸反应:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
B.NO2与H2O反应:3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO
C.将少量灼热的CuO加入CH3CH2OH中:CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O
D.将SO2通入酸性KMnO4溶液:5SO2+2MnO4-+4H+=2Mn2++5SO42-+2H2O
【答案】D
【解析】A项,MnO2与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气、水,所给离子方程式正确,A正确;B项,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,所给离子方程式正确,B正确;C项,乙醇的催化氧化生成乙醛,该反应氧化铜被还原生成铜,所给方程式正确,C正确;D项,二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰和硫酸,反应的离子方程式为:5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+,D错误;故选D。
3.(2025·浙江1月卷,6,3分)关于溴的性质,下列说法不正确的是( )
A.Br-可被Cl2氧化为Br2
B.Br2与SO2水溶液反应的还原产物为Br-
C.Br2+2Fe2+ =2Br-+2Fe3+,说明氧化性:Br2>Fe3+
D.1molBr2与足量NaOH溶液反应生成NaBr和NaBrO3,转移5mol电子
【答案】D
【解析】A项,氯气具有强氧化性,可将Br-氧化为Br2,A项正确;B项,Br2与SO2水溶液反应,生成HBr和H2SO4,还原产物为Br-,B项正确;C项,根据反应Br2+2Fe2+ =2Br-+2Fe3+可知,氧化剂为Br2,氧化产物为Fe3+,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,故氧化性:Br2>Fe3+,C项正确;D项,Br2与足量NaOH溶液反应生成NaBr和NaBrO3,反应方程式为:3Br2+6NaOH =5NaBr+NaBrO3+3H2O,3mol Br2参与反应,电子转移5mol,D项错误;故选D。
4.(2024·浙江6月卷,4,3分)下列说法不正确的是( )
A.装置①可用于铜与浓硫酸反应并检验气态产物 B.图②标识表示易燃类物质
C.装置③可用于制取并收集氨气 D.装置④可用于从碘水中萃取碘
【答案】C
【解析】A项,铜与浓硫酸反应方程式为:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,可用装置①制取,气态产物为SO2,可利用SO2的漂白性进行检验,A正确;B项,图②标识表示易燃类物质,B正确;C项,NH3的密度比空气小,应用向下排空气法进行收集,C错误;D项,萃取是利用物质在不同溶剂中溶解性的差异进行分离混合物,装置④可用于从碘水中萃取碘,D正确;故选C。
5.(2024·浙江6月卷,7,3分)物质微观结构决定宏观性质,进而影响用途。下列结构或性质不能解释其用途的是( )
选项
结构或性质
用途
A
石墨呈层状结构,层间以范德华力结合
石墨可用作润滑剂
B
SO2具有氧化性
SO2可用作漂白剂
C
聚丙烯酸钠()中含有亲水基团
聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂
D
冠醚18-冠-6空腔直径(260~320 pm)与K+直径(276 pm)接近
冠醚18-冠-6可识别K+,能增大KMnO4 在有机溶剂中的溶解度
【答案】B
【解析】A项,石墨呈层状结构,层间以范德华力结合,该作用力较小,层与层容易滑动,石墨可用作润滑剂,A正确;B项,SO2具有漂白性,可用作漂白剂,B错误;C项,聚丙烯酸钠()中含有亲水基团-COO-,聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂,C正确;D项,冠醚18-冠-6空腔直径(260~320 pm)与K+直径(276pm)接近,可识别K+,使K+存在于其空腔中,进而能增大KMnO4 在有机溶剂中的溶解度,D正确;故选B。
6.(2026·浙江省1月选考,17,16分)回答下列问题:
(1)CaF2的晶胞如图。请回答:
①CaF2的电子式: ;
②Ca2+旁边最近的Ca2+有 个;
③ErF3荧光掺入,Er3+代替 (A或B)。
(2)将HF与HNO3按等物质的量发生化合反应生成[H2NO3]+F-,写出[H2NO3]+的结构式: 。
(3)已知:,则:
①中S原子的杂化方式: 。
②熔点:LiF Li+[ N(SO2F)2]-(填“>”、“<”或“=”),原因: 。
③与反应生成与X,X的结构简式: 。
④等物质的量(C2H5)3N、 HN(SO2F)2混合,主要产物为[(C2H5)3NH]+[ N(SO2F)2]-,原因: 。
⑤与足量NaOH生成气体的化学方程式: ;
【答案】(1) 12 B
(2)
(3)sp3 > 氟离子半径小,离子键强 SiF2(CH3)2 HN(SO2F)2 中-SO2F吸电子,N-H键极性较大,H容易以H+的形式解离,(C2H5)3N中-C2H5推电子,N上的电子云密度大,容易与H+形成配位键 HN(SO2F)2+6NaOH=2NaF+2Na2SO4+NH3↑+2H2O
【解析】(1)①Ca原子最外层有2个电子,F原子最外层有7个电子,Ca原子失去最外层2个电子形成Ca2+,两个F原子各得到1个电子形成F-,达到最外层8电子稳定结构,所以CaF2的电子式为;②示意图中,A离子共8个,均位于晶胞内,B离子有8个位于顶点,在1个晶胞内贡献个B离子,有6个位于面心,在1个晶胞内贡献个B离子,因此1个晶胞内含有4个B离子,晶胞中A与B的离子数之比为2:1,与化学式CaF2对应可知,A离子为F-,B离子为Ca2+,Ca2+旁边最近的Ca2+有12个,距离均为晶胞边长的倍(可以视为顶点对于面心);③ErF3掺入后,Er3+为阳离子,代替的是原有阳离子Ca2+,即B;
(2)硝酸分子中氮原子(N) 和另外两个端基氧原子参与形成了大π键。所以大π键的原子中心数是 3。N提供其p轨道上的 2个电子,两个端基氧原子各自提供其p轨道上的 1个电子(每个氧的单电子)。总电子数:2 + 1 + 1 = 4个电子。故HNO3的结构式为,硝酸结合HF中的氢离子后,羟基氧原子上的孤对电子未参与离域大π键,电子云更集中,碱性更强,更容易接受质子。所以[H2NO3]+的结构式为;
(3)①S原子形成2个S=O双键和两个S-F键,σ键数为4,孤对电子数为0,所以中心原子S采取sp3杂化;②因为F-的离子半径小,离子键更强,阴阳离子间作用力更强,所以LiF的熔点高于Li+[ N(SO2F)2]-;③与反应的产物之一是 HN(SO2F)2,说明N-Si键发生断裂,两分子各断裂一个S-F键,掉落一个F原子,剩余部分与结合生成 HN(SO2F)2,所以这两个F原子与结合生成SiF2(CH3)2;④ HN(SO2F)2中F的电负性很大,-SO2F的吸电子能力很强,N-H键极性较大,H容易以H+的形式解离,而(C2H5)3N中由于乙基的推电子效应,导致N电子云密度较大,容易与H+结合(形成配位键),生成[(C2H5)3NH]+;⑤先水解生成H2SO4、HF、NH3,则与足量NaOH反应会产生气体为NH3,其余两种酸与NaOH反应,因此反应方程式为HN(SO2F)2+6NaOH=2NaF+2Na2SO4+NH3↑+2H2O。
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