人教版高考化学一轮复习第5章化工生产中的重要非金属元素第1节硫及其化合物学案含答案

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第一节　硫及其化合物硫和二氧化硫[以练带忆]1．判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)(1)(2019·浙江高考)硫元素在自然界的存在形式有硫单质、硫化物和硫酸盐等。(√)提示：硫在自然界以化合态和游离态存在。(2)(2019·全国卷Ⅲ)制备少量二氧化硫气体：向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸(√)提示：不能用稀硫酸，生成的SO2易溶于水。(3)(2019·江苏高考)SO2具有氧化性，故可用于纸浆漂白。(×)提示：SO2具有漂白性，故可用于纸浆漂白。(4)(2019·江苏高考)SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3。(√)提示：SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3。(5)(2019·江苏高考)给定条件下，能实现一步转化：S(s)eq \o(――→,\s\up8(O2g),\s\do7(点燃))SO3(g)eq \o(―――→,\s\up8(H2Ol))H2SO4(aq)。(×)提示：S＋O2eq \o(=====,\s\up8(点燃))SO2，产物只有SO2。(6)(2019·浙江高考)向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液，再滴加双氧水，产生白色沉淀。(√)提示：二氧化硫被双氧水氧化生成硫酸，硫酸与氯化钡溶液反应得到硫酸钡白色沉淀。(7)(2020·全国卷Ⅰ)除去SO2中的H2S，可通过酸性高锰酸钾溶液。(×)提示：SO2和H2S都具有较强的还原性，都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化；因此在用酸性高锰酸钾溶液除杂质H2S时，SO2也会被除去，故不能实现除杂目的。(8)可用澄清石灰水检验SO2气体。(×)提示：能使澄清石灰水变浑浊的气体可能是二氧化硫或二氧化碳，应该用品红检验二氧化硫气体。2．将SO2分别通入下列四种溶液中，(1)试管a中的实验现象：KMnO4溶液________，证明SO2具有________性。(2)试管b中的实验现象：品红溶液________，证明SO2具有________性。(3)试管c中能产生白色沉淀，该沉淀是________。(4)试管d中能产生白色沉淀，该沉淀是________。答案：(1)褪色　还原　(2)褪色　漂白　(3)BaSO4　(4)BaSO33．在BaCl2溶液中通入SO2气体，未见沉淀生成，若再通入下列四种气体：①Cl2、②NH3、③NO2、④H2S，均会产生沉淀。(1)通入四种气体时产生的沉淀的化学式分别是①________；②________；③________；④________。(2)用化学方程式表示①和④产生沉淀的原因：①_____________________________________________________________________________________________________________________________；④_____________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)BaSO4　BaSO3　BaSO4　S　(2)SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl、H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl　2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O(或2H2S＋H2SO3===3S↓＋3H2O)[练后梳理]1．硫单质(1)硫元素的存在(2)物理性质(3)化学性质从S元素的化合价角度认识硫单质的氧化性和还原性：H2eq \o(S,\s\up6(－2)) eq \o(――――→,\s\up8(氧化性))eq \x(\o(S,\s\up6(0)) )eq \o(――――→,\s\up8(还原性))eq \o(S,\s\up6(＋4))O2①与金属反应eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(Cu：2Cu＋S\o(=====,\s\up8(△))Cu2S,Fe：Fe＋S\o(=====,\s\up8(△))FeS))表现氧化性eq \a\vs4\al(②与非金,属反应)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(O2：S＋O2\o(=====,\s\up8(点燃))SO2，表现还原性,H2：S＋H2\o(=====,\s\up8(△))H2S，表现氧化性))③与强氧化剂反应(如浓硫酸)：S＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up8(△))3SO2↑＋2H2O，表现还原性。2．二氧化硫(1)物理性质(2)化学性质(3)实验室制法①固体Na2SO3与较浓硫酸反应Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O；②铜与浓硫酸混合加热Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up8(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(4)SO2对大气的污染与防治3．SO2与HClO、H2O2、Na2O2、O3、活性炭漂白原理的比较4．三氧化硫(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SO3属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，能与水、碱性氧化物、碱溶液等反应：硫酸及硫酸根离子的检验[以练带忆]1．判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)(1)在表面皿中加入少量胆矾，再加入3 mL浓硫酸，搅拌，固体由蓝色变白色。(√)提示：浓硫酸具有吸水性。(2)向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液，出现白色沉淀，再加入足量稀盐酸，部分沉淀溶解，则部分Na2SO3被氧化。(√)(3)常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，则常温下，铁与浓硫酸一定没有发生化学反应。(×)(4)(2020·山东高考)用浓硫酸干燥二氧化硫。(√)提示：浓硫酸有吸水性，且不与SO2反应，可用浓硫酸干燥SO2。(5)冷的浓硫酸使铁、铝钝化属于物理变化。(×)提示：生成新物质，属于化学变化。2．下列现象中硫酸所表现出来的性质，不正确的是(　　)A．把锌粒放入稀硫酸中，有气体放出——酸性B．盛放浓硫酸的试剂瓶敞口放置一段时间后，浓度减小——吸水性C．用玻璃棒蘸浓硫酸滴在胆矾晶体上，晶体表面上出现“白斑”——脱水性D．把铜放入热的浓硫酸中，有刺激性气体放出——酸性和强氧化性C　解析：硫酸与金属反应生成盐时，表现酸性；浓硫酸与金属单质反应生成盐和SO2时，表现酸性和强氧化性；浓硫酸滴在胆矾晶体上，晶体表面上出现“白斑”，体现其吸水性。3．硫酸是中学化学实验室的常见药品，其性质：①酸性　②吸水性　③脱水性　④强氧化性⑤催化作用下列过程(或用途)利用了上述硫酸的哪些性质，请将序号填在相应的横线上：(1)浓硫酸作干燥剂________。(2)实验室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯________。(3)乙酸乙酯的水解________。(4)纤维素的水解________。(5)浓硫酸使湿润的石蕊试纸先变红，后又变黑________。答案：(1)②　(2)②⑤　(3)⑤　(4)⑤　(5)①③[练后梳理]1．浓硫酸的物理性质硫酸是一种无色、黏稠的油状液体，密度比水大。浓硫酸与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热，浓硫酸稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。2．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＋＋SOeq \o\al(2－,4)，能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。3．浓硫酸的特性4．硫酸的工业制备(1)工艺流程(2)反应原理①燃烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2：4FeS2＋11O2eq \o(=====,\s\up8(高温))2Fe2O3＋8SO2或S＋O2eq \o(=====,\s\up8(△))SO2。②SO2转化为SO3：2SO2＋O2eq \o(,\s\up8(催化剂),\s\do7(△))2SO3。③SO3被吸收生成H2SO4：SO3＋H2O===H2SO4。5．SOeq \o\al(2－,4)的检验(1)检验SOeq \o\al(2－,4)的正确操作：待测液eq \o(――――――――→,\s\up8(加足量盐酸酸化))取清液eq \o(――――――――→,\s\up8(滴加BaCl2溶液))观察是否有白色沉淀产生→判断溶液中是否含有SOeq \o\al(2－,4)。(2)先加稀盐酸的目的是防止COeq \o\al(2－,3)、SOeq \o\al(2－,3)、Ag＋干扰，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生。可能发生反应的离子方程式：COeq \o\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O、SOeq \o\al(2－,3)＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SOeq \o\al(2－,4)===BaSO4↓。由“量变”引起的“质变”：金属与浓硫酸反应时，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，最后变为稀硫酸，不活泼金属如Cu与稀硫酸不反应，活泼金属如Zn与稀硫酸反应生成H2而不是SO2。不同价态含硫物质的转化[以练带忆]1．分别将足量下列气体通入稀Na2S溶液中，可以使溶液变浑浊的是(　　)A．CO B．SO2 C．HCl D．CO2B　解析：CO不与Na2S发生反应，因此没有沉淀产生，A项错误；SO2具有弱氧化性，与Na2S发生氧化还原反应且有沉淀S单质生成，即SO2＋2S2－＋2H2O ===3S↓＋4OH－，B项正确；利用强酸制弱酸原理，HCl与Na2S发生反应2H＋＋S2－===H2S，没有沉淀产生，C项错误；CO2通入稀Na2S溶液中，不产生沉淀，D项错误。2．(2020·临沂模拟)(双选)如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生成的水已略去)，其中说法不正确的是(　　)A．反应①说明SO2具有氧化性，反应②说明SO2具有酸性B．反应②中生成物n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)＝1∶1时，则反应物n(SO2)∶n(NaOH)＝2∶3C．反应③④⑤均属于氧化还原反应D．工业上可利用反应②和反应④回收SO2AC　解析：反应①中先变蓝后褪色，说明KIO3先转化为I2后转化为I－，SO2体现还原性，A项错误；根据元素守恒，当n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)＝1∶1时，n(SO2)∶n(NaOH)＝2∶3，B项正确；反应④不是氧化还原反应，C项错误；利用反应②④，可以吸收SO2并回收利用，D项正确。[练后梳理]1．理顺硫元素的化合价与含硫粒子的氧化性和还原性的关系2．掌握硫及其化合物之间的转化规律(1)硫元素的化合价相同的物质相互转化，发生非氧化还原反应，主要试剂是酸、碱、盐、氧化物等。例如，分别写出反应②、③、④的离子方程式：②H2SO3＋2OH－===SOeq \o\al(2－,3)＋2H2O；③SOeq \o\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋SO2↑；④SO2＋SOeq \o\al(2－,3)＋H2O===2HSOeq \o\al(－,3)。(2)硫元素的化合价不同的物质相互转化，发生氧化还原反应，主要试剂是氧化剂和还原剂。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，可用如图表示：例如：H2Seq \o(,\s\up8(①O2不足),\s\do9(④H2、△))Seq \o(,\s\up8(②O2),\s\do9(⑤H2S))SO2eq \o(,\s\up8(③O2))SO3写出反应③、⑤的化学方程式：③2SO2＋O2eq \o(,\s\up8(催化剂),\s\do7(△))2SO3；⑤SO2＋2H2S===3S＋2H2O。考点1　硫及其化合物性质多角度判断[抓本质·悟考法]如图所示，利用培养皿探究SO2的性质。实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸，立即用另一培养皿扣在上面。下表中对实验现象的描述或解释不正确的是(　　)【解题关键点】　解答本题注意以下两点信息：(1)“实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸”生成SO2气体。(2)“Na2S溶液变浑浊”说明生成硫单质。【易错失分点】　误认为SO2能漂白酸碱指示剂而错选D项，另外KMnO4溶液褪色体现的是SO2的还原性，而不是漂白性。[自主解答]________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________D　解析：A项，SO2＋Ba(OH)2===BaSO3↓＋H2O，正确；B项，SO2溶于水生成H2SO3，H2SO3与Na2S溶液反应生成S单质，正确；C项，SO2与KMnO4溶液发生氧化还原反应，KMnO4具有强氧化性，SO2具有还原性，正确；D项，SO2与NaOH溶液发生反应，不是SO2具有漂白性，错误。[多角度·突破练]⊳角度1　考查二氧化硫性质的多重性1．下列关于SO2的叙述中正确的是(　　)A．燃煤时加入石灰石减少SO2排放的化学方程式为2CaCO3＋2SO2＋O2eq \o(=====,\s\up8(△))2CaSO3＋2CO2B．SO2是酸性氧化物，溶于水得稳定的亚硫酸C．SO2气体通入NaOH溶液一定得到Na2SO3D．SO2通入CuSO4与NaCl的混合溶液中产生白色沉淀(CuCl)，体现SO2的还原性D　解析：A项，有氧气参加反应，应生成CaSO4，错误；B项，亚硫酸不稳定易分解，错误；C项，通入SO2的量不同，产物不同，可能是Na2SO3，也可能是NaHSO3，还可能是二者的混合物，错误；D项，生成CuCl白色沉淀，铜的化合价降低，必然有一种元素的化合价升高，只能是SO2中＋4价的硫被氧化，正确。2．将SO2气体分别通入下列四种溶液中，有关现象及结论的说法正确的是(　　)A．试管①中有淡黄色沉淀生成，说明SO2有氧化性B．试管②中溶液褪色，说明SO2有漂白性C．试管③中能产生白色沉淀，说明SO2有酸性D．试管④中溶液颜色变浅，说明SO2有还原性D　解析：试管①中SO2与氯水发生氧化还原反应生成HCl和H2SO4，不产生淡黄色沉淀，故A错误；试管②中溶液褪色，是SO2与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应，表现了SO2的还原性，故B错误；SO2与BaCl2溶液不反应，试管③中不能产生白色沉淀，故C错误；SO2与氯化铁溶液反应，二氧化硫被氧化生成硫酸，铁离子被还原生成亚铁离子，溶液颜色变浅，说明SO2有还原性，故D正确。SO2性质三提醒(1)SO2不能漂白酸碱指示剂，如只能使紫色石蕊溶液变红，但不能使之褪色。(2)SO2的漂白性和还原性的区别：SO2使品红溶液褪色表现的是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、碘水褪色表现的是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。⊳角度2　SO2与CO2的鉴别3．下列溶液中能够区别SO2和CO2的是(　　)①石灰水　②H2S溶液　③KMnO4溶液　④氯水⑤品红溶液A．①②③ B．②③④C．除①以外 D．①②③④⑤C　解析： SO2和CO2都属于酸性氧化物，气体少量时，都能与石灰水反应出现白色沉淀，气体过量时沉淀都会溶解，所以不能用石灰水来区别；SO2能将H2S氧化成硫单质，能看到淡黄色沉淀生成，而CO2不能；SO2能被KMnO4溶液和氯水氧化，从而使溶液褪色，且SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，而CO2没有这些性质，所以可用②③④⑤来区别SO2和CO2。SO2和CO2的鉴别方法⊳角度3　SO2和CO2同时存在的检验4．已知：2H2SO4(浓)＋Ceq \o(=====,\s\up8(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物，填写下列空白：(1)若将装置中①②③三部分仪器的连接顺序变为②①③，则可以检出的物质是________________；不能检出的物质是________。(2)若将仪器的连接顺序变为①③②，则可以检出的物质是____________________；不能检出的物质是________。(3)若将仪器的连接顺序变为②③①，则可以检出的物质是________________；不能检出的物质是________。解析：装置①检验产物H2O，只能放在装置②③之前，因为若放在装置②③之后或装置②③之间，则气流通过装置②或③溶液后会带出水蒸气，无法验证使无水CuSO4变蓝的水蒸气是否是反应生成物。装置③和装置②位置也不得变更，因为SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊，故在用澄清石灰水来验证CO2前一定要排除SO2的干扰。答案：(1)SO2、CO2　H2O　(2)H2O、SO2　CO2(3)SO2、CO2　H2O检验SO2和CO2同时存在的一般流程SO2和CO2都可使澄清石灰水变浑浊，检验二者同时存在的一般流程为注意：有时为简化装置，可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置，用较浓的酸性高锰酸钾溶液，现象是酸性高锰酸钾溶液颜色变浅。考点2　不同价态含硫物质的转化[抓本质·悟考法]硫在空气中燃烧生成气体A，把A溶于水得溶液B，向B中滴加溴水，溴水褪色，B变成C，在C里加Na2S产生气体D，把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。下列按A、B、C、D、E顺序排列的是(　　)A．SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、SB．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、SC．SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3D．SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3【解题关键点】　解答本题注意以下两点信息：(1)由信息“硫在空气中燃烧生成气体A”及“A、B、C、D、E都含同一种元素”知，物质中均含有S。(2)由“把D通入B溶液得浅黄色沉淀E”得E是单质S，D为H2S。【易错失分点】　误认为硫在氧气中燃烧也生成SO3，硫与氧气反应只能生成SO2。[自主解答]________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________B　解析：硫在空气中燃烧生成SO2，SO2溶于水得H2SO3，向H2SO3中滴加溴水生成H2SO4和HBr，在H2SO4溶液中加Na2S产生气体H2S，H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S，故B项正确。[多角度·突破练]⊳角度1　含硫化合物之间的相互转化1．能实现下列物质间直接转化的元素是 (　　)单质eq \o(――→,\s\up8(O2))氧化物eq \o(――→,\s\up8(H2O))酸或碱eq \o(――――――→,\s\up8(NaOH或HCl))盐A．硅 B．硫 C．铜 D．铁 B　解析：S与O2反应生成SO2，SO2再与H2O反应生成H2SO3，H2SO3可以与NaOH反应生成Na2SO3，B项正确。A项中的氧化物SiO2、C项中的氧化物CuO、D项中的氧化物Fe2O3或Fe3O4均不与H2O反应，故A、C、D三项均错。2．X为下列各选项物质，X不能满足如图转化关系的是(　　)A．H2S B．N2 C．S D．NH3B　解析：2H2S＋3O2===2SO2＋2H2O、2SO2＋O2eq \o(,\s\up8(催化剂),\s\do7(△))2SO3、SO3＋H2O===H2SO4、H2SO4＋H2S===S↓＋SO2＋2H2O，A不符合；N2＋O2eq \o(=====,\s\up8(放电))2NO,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3和N2不反应，B符合；S＋O2===SO2,2SO2＋O2eq \o(,\s\up8(催化剂),\s\do7(△))2SO3，SO3＋H2O===H2SO4，S＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up8(△))3SO2↑＋2H2O，C不符合；4NH3＋5O2eq \o(=====,\s\up8(催化剂),\s\do7(△))4NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NH3＋HNO3===NH4NO3，D不符合。(1)同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应，如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。⊳角度2　利用转化关系推断物质3．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法错误的是(　　)A．X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的脱水性B．若A为铁，则在图中的反应，X只起氧化的作用C．若A为碳单质，则C不宜用来扑灭由钠引起的着火D．将B气体通入品红溶液中，品红溶液褪色B　解析：已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑，确定X为浓硫酸。浓硫酸能使蔗糖脱水碳化，A正确；若A为铁，则在图中的反应，X起氧化和酸的作用，B错误；若A为碳单质，则C为二氧化碳或水，不宜用来扑灭由钠引起的着火，C正确；B为二氧化硫气体，有漂白性，通入品红溶液中，品红溶液褪色，D正确。4．在下列物质转化中，A是一种正盐，D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，E是酸，当X无论是强酸还是强碱时，都有如下的转化关系：eq \x(A)eq \o(――→,\s\up8(X))eq \x(B)eq \o(――→,\s\up8(Y))eq \x(C)eq \o(――→,\s\up8(Y))eq \x(D)eq \o(――→,\s\up8(Z))eq \x(E)当X是强酸时，A、B、C、D、E均含同一种元素；当X是强碱时，A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答：(1)A是________，Y是________，Z是________。(2)当X是强酸时，E是________，写出B生成C的化学方程式：___________________________________________________________________。解析：因D的相对分子质量比C大16，则Y为O2，进而推知C、D为氧化物，Beq \o(――→,\s\up8(O2))Ceq \o(――→,\s\up8(O2))D为连续氧化的过程。因E为酸，故C、D均为非金属氧化物，Z为H2O。当X为强酸时，该连续氧化关系为Aeq \o(――→,\s\up8(H2SO4))H2Seq \o(――→,\s\up8(O2))SO2eq \o(――→,\s\up8(O2))SO3eq \o(――→,\s\up8(H2O))H2SO4，进而推知A为硫化物。综上所述A为(NH4)2S。答案：(1)(NH4)2S　O2　H2O(2)H2SO4　2H2S＋3O2eq \o(=====,\s\up8(点燃))2SO2＋2H2O含硫化合物之间转化的4条转化链(1)－2价硫的化合物间的转化FeS―→H2SNaHSNa2S―→CuS(2)＋4价硫的化合物间的转化SO2H2SO3NaHSO3Na2SO3―→BaSO3(3)＋6价硫的化合物间的转化SO3―→H2SO4―→NaHSO4―→Na2SO4―→BaSO4(4)氧化还原反应之间的转化SOeq \o\al(2－,3)eq \o(―――――――――――――→,\s\up8(O2、Cl2、HNO3、H2O2))SOeq \o\al(2－,4)(BaSO3eq \o(―――→,\s\up8(HNO3))BaSO4)一、硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)Na2S2O3·5H2O俗名大苏打，它是无色透明的晶体，易溶于水，溶于水后呈碱性。1．Na2S2O3的化学性质(1)与酸反应生成单质硫，放出SO2气体：S2Oeq \o\al(2－,3)＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。(2)Na2S2O3是中等强度的还原剂，能被I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化：①2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI，此反应用于定量测定碘。②Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===Na2SO4＋H2SO4＋8HCl，此反应在纺织和造纸工业上作脱氯剂。③5Na2S2O3＋8KMnO4＋7H2SO4===8MnSO4＋5Na2SO4＋4K2SO4＋7H2O。2．Na2S2O3的制备方法将Na2S和Na2CO3以2∶1的物质的量之比配成溶液，然后通入SO2，反应大致可分三步进行：(1)Na2CO3和SO2反应生成Na2SO3：Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2。(2)Na2S与SO2反应生成Na2SO3和H2S：Na2S＋SO2＋H2O===Na2SO3＋H2S，H2S是强还原剂，遇到SO2时析出硫：2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O。(3)Na2SO3和S作用生成Na2S2O3：Na2SO3＋S===Na2S2O3。将上面三个反应合并得到总反应：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。溶液蒸发浓缩后，冷却至293～303 K时即析出Na2S2O3·5H2O，用上述方法制得的Na2S2O3中常含有Na2SO4和Na2SO3等杂质。注意：制取硫代硫酸钠的另一种方法是在沸腾的状况下，使Na2SO3溶液同硫粉反应：Na2SO3＋Seq \o(=====,\s\up8(△))Na2S2O3。二、过二硫酸钠(Na2S2O8)过二硫酸钠中S为＋6价，含有1个过氧键(—O—O—)，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S2Oeq \o\al(2－,8)＋2I－eq \o(=====,\s\up8(　Cu2＋))2SOeq \o\al(2－,4)＋I2、5S2Oeq \o\al(2－,8)＋2Mn2＋＋8H2Oeq \o(=====,\s\up8(　Ag＋))10SOeq \o\al(2－,4)＋2MnOeq \o\al(－,4)＋16H＋。过二硫酸钠不稳定，受热分解生成Na2SO4、SO3和O2。三、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)连二亚硫酸钠属于一级遇湿易燃物品，又名低亚硫酸钠。相对密度2.3～2.4，赤热时分解，能溶于冷水，在热水中分解，不溶于乙醇。其水溶液性质不稳定，有极强的还原性，属于强还原剂，能将I2、Cu2＋、Ag＋还原。暴露于空气中易吸收氧气而氧化，同时也易吸潮发热而变质，并能夺取空气中的氧结块，发出刺激性酸味。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。吸收空气中氧气的方程式：2Na2S2O4＋O2＋2H2O===4NaHSO3或Na2S2O4＋O2＋H2O===NaHSO3＋NaHSO4。四、焦亚硫酸钠(Na2S2O5)1．性质成品为白色或微黄结晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置空气中易氧化成硫酸钠，与强酸接触放出二氧化硫而生成相应的盐类，加热到150 ℃分解，通常用NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得，其方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。2．用途1．广泛用于纺织工业的连二亚硫酸钠(Na2S2O4)，俗称保险粉，是一种强还原剂，可溶于水，但不溶于乙醇，在碱性介质中较稳定。Ⅰ.工业上制备保险粉的流程如下：(1)步骤①中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________。(2)步骤②中生成的沉淀为________(填化学式)。(3)步骤③中加入NaCl固体的作用是________________________________，分离出保险粉的方法为__________________、洗涤、干燥，洗涤所用试剂是________________。Ⅱ.探究Na2S2O4的性质：某课题小组常温下测得0.050 mol/L Na2S2O4溶液的pH随时间变化的关系如图所示。(4)0～t1主要生成HSOeq \o\al(－,3)，写出0～t1发生反应的离子方程式：____________。解析：(1)由流程可知，步骤①中，反应物为Zn和SO2，生成物为ZnS2O4，据此可得化学方程式：Zn＋2SO2===ZnS2O4。(2)步骤②中，ZnS2O4和NaOH发生反应生成Zn(OH)2沉淀和Na2S2O4。(3)溶液C中的溶质为Na2S2O4，步骤③中加入NaCl固体，即得到保险粉(Na2S2O4)，可知NaCl固体的作用是降低Na2S2O4的溶解度，使更多Na2S2O4析出。Na2S2O4析出后，经过滤、洗涤、干燥即可得到保险粉。由于保险粉可溶于水，不溶于乙醇，因此应用乙醇进行洗涤。(4)反应物有Na2S2O4和O2，生成物有HSOeq \o\al(－,3)，故反应的离子方程式为2H2O＋2S2Oeq \o\al(2－,4)＋O2===4HSOeq \o\al(－,3)。答案：(1)Zn＋2SO2===ZnS2O4　(2)Zn(OH)2(3)降低Na2S2O4的溶解度，使更多Na2S2O4析出　过滤　乙醇(4)2H2O＋2S2Oeq \o\al(2－,4)＋O2===4HSOeq \o\al(－,3)2．(2018·全国卷Ⅰ)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：(1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________。(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为①pH＝4.1时，Ⅰ中为________(写化学式)溶液。②工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是___________________________________________________________________。(3)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.010 00 mol/L的碘标准溶液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为______________________________，该样品中Na2S2O5的残留量为________g/L(以SO2计)。解析：(1)根据题给信息，将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O5，则化学方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。(2)①酸性条件下，SO2与Na2CO3饱和溶液生成NaHSO3。②由题干(1)中制备方法知，工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2，其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。(3)据电子、电荷及质量守恒，可写出反应的离子方程式为S2Oeq \o\al(2－,5)＋2I2＋3H2O===2SOeq \o\al(2－,4)＋4I－＋6H＋。n(S2Oeq \o\al(2－,5))＝eq \f(1,2)×n(I2)＝eq \f(1,2)×0.010 00 mol/L×10.00×10－3 L＝5×10－5 mol，该样品中S2Oeq \o\al(2－,5)的残留量(以SO2计)为5×10－5 mol×2×64 g/mol×eq \f(1 000 mL/L,50.00 mL)＝0.128 g/L。答案：(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O(2)①NaHSO3　②得到NaHSO3过饱和溶液(3)S2Oeq \o\al(2－,5)＋2I2＋3H2O===2SOeq \o\al(2－,4)＋4I－＋6H＋　0.1283．硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及鞣革还原剂。它受热、遇酸易分解。工业上可用反应2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。回答下列问题：(1)b中反应的离子方程式为_________________________________________________________________________________________________________，c中试剂为_________________________________________________________。(2)反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变澄清。此浑浊物是________。(3)d中的试剂为________。(4)实验中要控制SO2生成速率，可以采取的措施有______________________________________________________________________________(写出两条)。(5)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(2)由该反应的反应物和生成物的元素组成可知此浑浊物是S。(3)d装置的作用是吸收残余的SO2和反应中产生的CO2，故d中的试剂为NaOH溶液。(4)溶液中的反应速率受温度、浓度的影响，故可通过控制反应温度及滴入酸溶液的速率的方式达到目的。(5)SO2溶于水可形成酸性较强的亚硫酸，而Na2S2O3遇酸会分解。答案：(1)SOeq \o\al(2－,3)＋2H＋===SO2↑＋H2O(或HSOeq \o\al(－,3)＋H＋===SO2↑＋H2O)　硫化钠和碳酸钠混合溶液　(2)硫(或S)　(3)NaOH溶液　(4)控制反应温度、调节酸的滴加速率(或调节酸的浓度等)　(5)若SO2过量，溶液显酸性，产物分解4．某校合作学习小组的同学设计实验验证Na2SO4与焦炭高温加热后的产物。回答下列问题。(1)Na2SO4与焦炭反应的实验装置如图所示：①先通入N2，然后加热，直至反应结束，整个过程中N2的作用是______________________________________________________________________________________________________________________________________。②装置B的作用是_______________________________________________。(2)某同学认为气体产物中可能含有CO2、CO及SO2，并进行验证，选用上述实验中的装置A、B和如图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。①实验装置连接的合理顺序为AB____________。装置H中黑色粉末是________。②能证明产物中有CO的现象是_______________________________________________________________________________________________________。③若含有SO2，E装置的作用是________________________________________________________________________________________________________。(3)某同学利用如图装置验证固态产物，能证明固态产物中含有Na2S的现象是____________________________________________________________。若实验中发现固态产物完全反应后，锥形瓶底部还产生少量黄色沉淀，说明固体产物中除含有Na2S外，还含有少量的________(填一种可能的物质)。解析：(1)①碳能够与空气中的氧气反应生成碳的氧化物，为了防止氧气对实验的干扰，先通入N2，然后加热，直至反应结束，可以排出装置中的空气并将生成的气体吹出。②Na2SO4与焦炭高温加热后的产物中可能含有二氧化硫等易溶于水的气体，装置B可以防止倒吸，为安全瓶。(2)①气体中可能含有CO2、CO及SO2，由于SO2也能使澄清石灰水变浑浊，需要先检验SO2，然后除去SO2后再检验CO2，最后除去CO2后再检验CO，故实验装置的合理连接顺序为A、B、F、E、C、D、G、H、C；一氧化碳具有还原性，可以还原金属氧化物，故装置H中黑色粉末可以是氧化铜。②H中黑色粉末变为红色，其后C中的澄清石灰水变浑浊，即可证明产物中有CO。③SO2对CO2的检验有干扰，需先将SO2除尽。(3)若存在Na2S，则Na2S能够与硫酸反应生成硫化氢气体，硫化氢与硫酸铜溶液反应生成黑色的硫化铜沉淀；锥形瓶底部还产生少量黄色沉淀，该黄色沉淀是硫单质，可能是硫化氢与＋4价硫的化合物反应生成的，说明固体产物中除含有Na2S外，还可能含有少量的Na2SO3。答案：(1)①排出装置中的空气并将生成的气体吹出　②安全瓶(2)①FECDGHC　CuO　②H中黑色粉末变为红色，其后的C中的澄清石灰水变浑浊　③除尽SO2(3)试管中出现黑色沉淀　Na2SO31．(命题情境：硫在自然界的循环)如图是硫在自然界的循环，相关说法不正确的是(　　)A．大气中的硫可能以酸雨的形式进入土壤B．煤和石油中的硫燃烧生成三氧化硫进入大气C．化石燃料中的硫来自形成化石燃料的生物体D．煤和石油燃烧产生的颗粒物可能是导致雾霾的成因之一B　解析：大气中硫主要是SO2，SO2溶于水生成H2SO3，H2SO3被氧气氧化为硫酸，或SO2被空气中的氧气氧化为SO3，溶于水生成硫酸形成酸雨，进入土壤，A正确；煤和石油中的硫燃烧生成SO2，不能直接生成SO3，SO2需要经催化剂加热反应生成SO3，B错误；化石燃料中的硫元素是生物体内硫元素形成化石燃料过程中形成的，C正确；煤和石油、生物质燃料燃烧时，产生颗粒物，简称雾霾颗粒，可能是导致雾霾的成因之一，D正确。2．(命题情境：碘循环工艺的应用)碘循环工艺不仅能吸收SO2，降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：下列说法正确的是(　　)A．分离器中的物质分离操作为过滤B．膜反应器中，增大压强有利于提高速率和HI的平衡转化率C．该工艺中I2和HI的相互转化体现了“碘循环”D．碘循环工艺的总反应为2SO2＋4H2O＋I2===H2＋2H2SO4＋2HIC　解析：I2和SO2反应生成H2SO4和HI，分离器中为氢碘酸和硫酸的分离，应利用沸点不同进行蒸馏分离，A错误；膜反应器中，2HI(g)eq \o(=====,\s\up8(△))H2(g)＋I2(g)，该反应为反应前后体积不变的反应，增大压强有利于提高速率，但不能提高HI的平衡转化率，B错误；反应器中，I2和SO2反应生成H2SO4和HI，反应的离子方程式为SO2＋I2＋2H2O===SOeq \o\al(2－,4)＋2I－＋4H＋，在膜分离器中发生反应：2HII2＋H2，反应器中消耗的碘的量等于膜反应器中生成的碘的量，该工艺中I2和HI的相互转化体现了“碘循环”，C正确；在反应器中发生反应：SO2＋I2＋2H2O===2HI＋H2SO4，在膜反应器中的反应为2HII2＋H2，将两个反应方程式相加得：SO2＋2H2O===H2SO4＋H2，D错误。3．(命题情境：环境污染的处理)(双选)如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程，若每步都完全反应，下列说法正确的是(　　)A．溶液B中发生的反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2OB．可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3＋C．由以上流程可推知氧化性：Fe3＋>O2>SOeq \o\al(2－,4)D．此工艺的优点之一是物质能循环利用AD　解析：酸性Fe2(SO4)3溶液能吸收SO2，反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SOeq \o\al(2－,4)＋4H＋，溶液B中通入空气发生反应4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，氧化性：O2>Fe3＋>SOeq \o\al(2－,4)，A项正确、C项错误；溶液C中含有 Fe2(SO4)3，可用KSCN溶液检验Fe3＋，B项错误；Fe2(SO4)3可循环利用，D项正确。4．(命题情境： 氢能的获取方法)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示：(1)反应Ⅰ的化学方程式是____________________________________________________________________________________________________________。(2)反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层——含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。①根据上述事实，下列说法正确的是________(填标号)。a．两层溶液的密度存在差异b．加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶②辨别两层溶液的方法是_______________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由图知反应Ⅰ中的反应物为SO2、H2O、I2，生成物为H2SO4、HI，故反应的化学方程式为SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI。(2)①H2SO4和HI溶液是互溶的，加入I2后溶液才分成两层，H2SO4层含I2量低，HI层含I2量高，则I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶；溶液能分为两层，则两层溶液的密度一定不同，故a、c正确。②I2在两层溶液中的溶解能力差别较大，故可直接用观察颜色的方法来进行辨别，颜色深的是HI层，颜色浅的是H2SO4层。答案：(1)SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI(2)①ac　②观察颜色，颜色深的是HI层，颜色浅的是H2SO4层考试评价解读核心素养达成1.能结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，理解硫及其化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。2．能结合实例认识硫及其化合物的多样性，理解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用的重要价值。宏观辨识与微观探析能从化合价的角度认识分析硫及其化合物的性质；从物质类别的角度分析SO2、SO3的性质。能正确辨析浓硫酸的吸水性和脱水性。科学态度与社会责任关注硫的有关热点问题(如漂白剂)，认识环保的重要性(如SO2的污染，酸雨等)，具有可持续发展的意识(如绿色化学)。俗称颜色、状态溶解性硫黄黄色晶体难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2颜色、状态气味毒性溶解性无色气体有刺激性气味有毒1体积水溶解约40体积SO2(通常情况)来源化石燃料的燃烧及含硫矿石的冶炼危害污染大气，危害人体健康，形成酸雨的过程防治开发新能源、燃煤除硫、处理工业废气物质SO2HClO、H2O2、Na2O2、O3活性炭漂白原理与有色物质结合生成无色物质将有色物质氧化为无色物质吸附有色物质变化类型化学变化化学变化物理变化是否可逆可逆，加热或久置后恢复原来颜色不可逆，加热或久置后不恢复原来颜色—漂白对象有色的有机物，不能漂白指示剂有色的有机物和指示剂有色物质反应化学方程式与水的反应SO3＋H2O===H2SO4(放出大量的热)与氧化钙的反应SO3＋CaO===CaSO4与NaOH溶液的反应SO3＋2NaOH===Na2SO4＋H2O选项实验现象解释ABa(OH)2溶液变浑浊SO2与Ba(OH)2溶液反应产生了BaSO3沉淀BNa2S溶液变浑浊SO2与Na2S溶液反应产生了S单质CKMnO4溶液褪色SO2具有还原性DNaOH的酚酞溶液褪色SO2具有漂白性流程设计检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2选用试剂品红溶液酸性KMnO4溶液品红溶液澄清石灰水预期现象褪色褪色不褪色变浑浊