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高考化学一轮复习精讲精练第15讲 硫及其化合物（精讲）（2份打包，解析版+原卷版，可预览）
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这是一份高考化学一轮复习精讲精练第15讲 硫及其化合物（精讲）（2份打包，解析版+原卷版，可预览），文件包含高考化学一轮复习精讲精练第15讲硫及其化合物精讲解析版doc、高考化学一轮复习精讲精练第15讲硫及其化合物精讲原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共36页， 欢迎下载使用。
第15讲 硫及其化合物
【考情分析】
1.了解硫及其重要化合物的制备方法，掌握其主要化学性质及其应用。
2.了解硫的氧化物对环境的影响。
【核心素养分析】
1.变化观念与平衡思想：从硫的化合价变化认识硫及其化合物的相互转化及应用。
2.科学探究与创新意识：从不同的角度探究硫及其重要化合物的性质及制备实验方案，并进行实验操作验证。
3.科学态度与社会责任：关注与SO2有关的污染和环境保护，具有可持续发展意识和绿色化学观念。
【重点知识梳理】
知识点一 硫及其氧化物的性质
一、硫单质的性质及应用
1．硫元素的存在形态
（1）游离态：在火山口附近或地壳的岩层例存在 （2）化合态：以硫化物和硫酸盐的形式存在
2．硫单质的物理性质
硫单质俗称硫黄，是一种淡黄色固体；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2；有多种同素异形体，如单斜硫、斜方硫等。
3．硫单质的化学性质
(1)S的氧化性
S与Fe、Cu、Hg反应的化学方程式依次为Fe＋SFeS、2Cu＋SCu2S、S＋Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)。
(2)S的还原性
①S与O2反应的化学方程式为S＋O2SO2，在空气中燃烧火焰为淡蓝色。
②与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O。
(3)S与NaOH溶液反应的化学方程式为3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，该反应中硫既是氧化剂，又是还原剂，此反应可用于除去试管内黏附的S。
【特别提醒】
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。
二、硫的氧化物(SO2、SO3)的性质及应用
1．二氧化硫(SO2)
(1)物理性质
二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体，是大气污染物之一；易溶于水，通常状况下，1体积水溶解约40体积SO2。
(2)化学性质
①酸性氧化物的通性
②氧化性(如与H2S溶液反应)：
SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
③还原性
④漂白性：可使品红溶液等有机色质退色，生成不稳定的化合物。
(3)实验室制法
①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应
Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O；
②铜与浓H2SO4混合加热
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
(4)SO2对大气的污染与防治
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
防治
开发新能源、燃煤除硫、处理工业废气
(5)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
Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
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
2．三氧化硫(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
反应
化学方程式
与水反应
SO3＋H2O===H2SO4(放出大量的热)
与氧化钙反应
SO3＋CaO===CaSO4
与氢氧化钠反应
SO3＋2NaOH===Na2SO4＋H2O
3．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。
【易错警示】
(1)SO2不能漂白酸碱指示剂，如只能使紫色的石蕊溶液变红，但不能使之退色。
(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
三、二氧化硫的制备与性质总结
(1)常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫，进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、还原性、氧化性等。
①制取原理
Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
②综合实验装置
(2)实验室也可用铜片与浓硫酸反应制取二氧化硫，进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、还原性、氧化性等。
①制取原理：
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
②综合实验装置
【方法技巧】检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊，检验二者同时存在的一般流程为
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
澄清的石灰水
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
知识点二 硫酸 硫酸根离子的检验
1．硫酸的物理性质
H2SO4是无色液体，能与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热，浓H2SO4稀释的方法是将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。
2．硫酸是强电解质，写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式
(1)铁：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
(2)MgO：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O；
(3)Ba(OH)2：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O；
(4)Na2SO3：SO＋2H＋===H2O＋SO2↑；
(5)BaCl2：Ba2＋＋SO===BaSO4↓。
3．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
蓝色固体变白
吸水性
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
沾有浓H2SO4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，产生无色刺激性气味的气体
强氧化性、酸性
(2)浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式：
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O、
C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
(3)常温下，铁、铝遇浓H2SO4钝化，可用铝槽车运输浓H2SO4。
【特别提醒】
①H2SO4是高沸点、难挥发性的强酸，利用这一性质可以制取HCl和HF：H2SO4(浓)＋NaClNaHSO4＋HCl↑，CaF2＋H2SO4===CaSO4＋2HF↑。
②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。
4．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。
5．硫酸的工业制备三原理：
(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2(或S＋O2SO2)。
(2)2SO2＋O22SO3。
(3)SO3＋H2O===H2SO4。
6．SO、SO的检验
(1)SO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，发生的离子反应为SO＋2H＋===H2O＋SO2↑。
②加入氯化钡溶液生成白色沉淀，然后向沉淀中加入盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体，发生反应的离子方程式为SO＋Ba2＋===BaSO3↓，BaSO3＋2H＋===Ba2＋＋SO2↑＋H2O。
(2)检验SO的正确操作方法：被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)。
先加稀盐酸的目的是防止CO、SO、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：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO===BaSO4↓。
【方法规律】浓硫酸与金属的反应规律
1．钝化：常温下浓硫酸使Fe、Al钝化，若加热或将浓硫酸稀释，则可以继续反应。
2．与活泼金属(如Zn)反应：开始产生SO2，硫酸浓度变小后，产生H2。
3．与某些不活泼金属(如Cu)反应：开始产生SO2(加热)，浓度变小后，稀硫酸不再与Cu反应。如1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应，生成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(生成SO2)又表现酸性(生成硫酸盐)。浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性。
【典型题分析】
高频考点一 硫及其二氧化硫的性质
例1.下列说法错误的是( )
A．（2019浙江）硫元素在自然界的存在形式有硫单质、硫化物和硫酸盐等
B．（2019江苏）稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈
C．（2019江苏）SO2具有氧化性，可用于纸浆漂白
D．（2019江苏）SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3
【答案】C
【解析】硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在，火山口处有硫单质，A正确；铁锈的主要成分为Fe2O3，硫酸具有酸性可以和金属氧化物反应，B正确；二氧化硫的漂白原理是二氧化硫与有色物质化合成不稳定的无色物质，不涉及氧化还原，C错误；二氧化硫与过量氨水反应生成亚硫酸铵，D正确。
【变式探究】(2017·北京卷)根据SO2通入不同溶液中实验现象，所得结论不正确的是( )
实验
现象
结论
A
含HCl、BaCl2的FeCl3溶液
产生白色沉淀
SO2有还原性
B
H2S溶液
产生黄色沉淀
SO2有氧化性
C
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
SO2有漂白性
D
Na2SiO3溶液
产生胶状沉淀
酸性：H2SO3>H2SiO3
【答案】C
【答案】A
【解析】溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO，再与BaCl2反应产生白色沉淀，体现了SO2的还原性；B.SO2与H2S溶液发生反应SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，体现了SO2的氧化性；C.SO2使酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性；D.SO2与Na2SiO3溶液反应产生胶状沉淀，根据强酸制弱酸，可得结论，酸性：H2SO3＞H2SiO3。
【举一反三】(广东省广州市育才中学模拟)某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按如图所示装置进行实验。
请回答下列问题：
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是_________________，其中发生反应的化学方程式为___________________________________________________________________。
(2)实验过程中，装置B、C产生的现象分别是_______________、__________________，这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________，装置B中发生反应的离子方程式为_______________________
____________________________________________________________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性，请写出实验操作及现象：________________________________________________________________________。
(4)尾气可用________溶液吸收。
【解析】(1)常见的烧瓶有圆底烧瓶、平底烧瓶和蒸馏烧瓶，图示中带支管的烧瓶为蒸馏烧瓶。(2)SO2具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，离子方程式为5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋。SO2能与－2价的硫离子反应生成硫单质，体现氧化性：SO2＋2S2－＋2H2O===3S↓＋4OH－。(3)SO2与品红溶液作用的可逆性指SO2使品红溶液褪色，加热后又恢复红色，注意实验操作中品红溶液褪色后要关闭分液漏斗的旋塞。(4)SO2为酸性气体，一般用碱性溶液吸收，也可用酸性高锰酸钾溶液等强氧化性溶液吸收。
【答案】(1)蒸馏烧瓶 Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O (2)溶液褪色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性 5SO2＋2MnO＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋ (3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色
(4)NaOH(答案合理即可)
高频考点二 二氧化硫的检验
例2．(湖南省韶山市第一中学模拟)下列实验中能证明某气体为SO2的是( )
①使澄清石灰水变浑浊
②使湿润的蓝色石蕊试纸变红
③使品红溶液褪色
④通入足量NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸
⑤通入溴水中，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生
A．都能证明 B．都不能证明
C．③④⑤均能证明 D．只有⑤能证明
【答案】D
【解析】①CO2也能使澄清石灰水变浑浊；②酸性气体均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；③Cl2也能使品红溶液褪色；④CO2也有此现象。
【变式探究】(山东省烟台市第三中学模拟)如图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图，按要求回答下列问题：
(1)B中加入的试剂是____________，作用是__________________________。
(2)C中加入的试剂是____________，作用是___________________________。
(3)D中加入的试剂是____________，作用是___________________________。
(4)实验时，C中应观察到的现象是____________________________________。
【解析】一定要理解题意是检验气体成分，检验二氧化硫用品红溶液，吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液，检验二氧化碳用澄清石灰水；在检验二氧化碳之前，必须除尽二氧化硫，因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽，所以酸性KMnO4溶液颜色变浅，但不能褪成无色，若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。
【答案】(1)品红溶液 检验SO2 (2)酸性KMnO4溶液 除去SO2并检验SO2是否除尽 (3)澄清石灰水 检验CO2 (4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色
高频考点三 硫酸的性质
例3.（四川成都外国语学校模拟）将一定量的锌与100 mL 18.5 mol/L 浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的pH＝1，则下列叙述中错误的是( )
A．气体A为SO2和H2的混合物
B．反应中共消耗Zn 97.5 g
C．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
D．反应中共转移3 mol电子
【答案】C
【解析】锌与浓H2SO4发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，H2SO4浓度变小，发生反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。设反应生成的SO2的物质的量为x，H2的物质的量为y，则x＋y＝＝1.5 mol，消耗的硫酸：2x＋y＝18.5 mol/L×0.1 L－＝1.8 mol，解得：x＝0.3 mol，y＝1.2 mol，V(SO2)∶V(H2)＝1∶4，参加反应的Zn：x＋y＝1.5 mol，质量是97.5 g，转移电子：1.5 mol×2＝3 mol。
【举一反三】(福建省厦门集美中学模拟)探究铜和浓硫酸的反应，下列装置或操作错误的是( )
A．上下移动装置甲中的铜丝可控制生成SO2的量
B．装置乙可用于收集SO2气体
C．为确认甲中有CuSO4生成，将试管中的液体倒入装置丙中稀释，观察溶液颜色
D．利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出CuSO4·5H2O晶体
【答案】B
【解析】上下移动铜丝能控制反应的发生与停止，所以可控制生成SO2的量，故A不符合题意；二氧化硫的密度比空气的大，因此用装置乙收集二氧化硫时，应长进短出，故B符合题意；将试管中的液体倒入装置丙中，若变蓝，则有硫酸铜生成，故C不符合题意；利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出硫酸铜晶体，故D不符合题意。
【方法规律】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。
【变式探究】（西安市第一中学模拟） 如图所示的实验装置中，从实验开始到过一段时间后，对观察到的实验现象叙述不正确的是( )
A．甲中苹果块会变干瘪
B．乙中胆矾晶体表面有“白斑”
C．丙中小试管内有晶体析出
D．丁中pH试纸变成红色
【答案】D
【解析】A项，浓硫酸具有吸水性，会使苹果块中水分逐渐减少而变干瘪，正确；B项，浓硫酸具有吸水性，能使胆矾晶体表面失去部分结晶水，观察到蓝色晶体表面出现“白斑”，正确；C项，浓硫酸具有吸水性，使饱和KNO3溶液中溶剂减少，析出KNO3晶体，正确；D项，pH试纸的成分是纤维素，放入浓硫酸中易被脱水炭化，最终表面变成黑色，错误。
高频考点四 硫及其化合物性质探究
例4.[2018·全国卷Ⅲ，26(1)]硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O，M＝248 g·mol－1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题：
已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaS2O3)＝4.1×10－5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质，选用下列试剂设计实验方案进行检验：
试剂：稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液
实验步骤
现象
①取少量样品，加入除氧蒸馏水
②固体完全溶解得无色澄清溶液
③____________
④____________，有刺激性气体产生
⑤静置，__________
⑥____________
【解析】Na2S2O3·5H2O晶体样品中含有SO，在SO的检验过程中应防止加入氧化剂，如H2O2会把S2O氧化为SO，也要防止加入稀H2SO4而引入SO，所以样品加水溶解后应加入过量稀盐酸，发生反应：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。取上层清液滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀：Ba2＋＋SO===BaSO4↓，证明溶液中存在SO。
【答案】③加入过量稀盐酸 ④出现乳黄色浑浊
⑤(吸)取上层清液，滴入BaCl2溶液 ⑥产生白色沉淀
【变式探究】 [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________溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是______________________________。
【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溶液反应生成NaHSO3。②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。
【答案】(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
(2)①NaHSO3 ②得到NaHSO3过饱和溶液
高频考点五 SO的检验
例5．(安徽省巢湖市第二中学模拟)下列过程中，最终的白色沉淀不一定是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中SO2被NO(H＋)氧化为SO，加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀；B中SO被NO(H＋)氧化为SO，沉淀也是硫酸钡；C中所得沉淀可能是氯化银；D中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。
【易错警示】SO检验的易错点
(1)只加可溶性钡盐，不酸化。误将CO、PO、SO等干扰离子判断成SO。因上述离子会与Ba2＋反应产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3等白色沉淀。
(2)误将Ag＋、Pb2＋判断成SO，如向待测液中滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成，再加稀盐酸白色沉淀不溶解，便断定待测液中含有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)。
(3)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，便误以为待测液中含有SO。该错误是未注意NO(H＋)具有强氧化性：Ba2＋＋SO===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NO===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。
【变式探究】(江苏省通州高级中学模拟)有一瓶Na2SO3溶液，可能部分被氧化，某同学进行如下实验：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，白色沉淀不溶解。对此实验的下列叙述正确的是( )
A．实验证实Na2SO3已部分氧化
B．实验中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4
C．实验中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D．此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
【答案】D
【解析】Na2SO3溶液可能部分被氧化变质，则滴入Ba(NO3)2 溶液，生成的白色沉淀一定有亚硫酸钡，可能有硫酸钡，加入足量稀硝酸后，亚硫酸钡被氧化成硫酸钡，即此时的白色沉淀是硫酸钡。
高频考点六 硫及其化合物的相互转化及应用
例6.(湖南雅礼中学模拟)含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是( )
A．该过程中可得到化工产品H2SO4
B．该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C．该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和S
D．图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4
【答案】C
【解析】根据工艺流程图可知，该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，该工艺不仅吸收了二氧化硫，还得到了化工产品硫酸，A、D项正确；根据题图分析可知，该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，B项正确；该过程中化合价发生变化的元素有Fe、S和O，C项错误。
【举一反三】(浙江省杭州第七中学模拟)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要视角。硫及其化合物与价态变化为坐标的二维转化关系如图所示。
回答下列问题：
(1)图中X的电子式为________；其水溶液在空气中放置易变浑浊，写出反应的化学方程式：_____________________________________________________________。该变化说明S的非金属性比O的________(填“强”或“弱”)。
(2)下列物质用于Na2S2O3制备，从氧化还原反应的角度，理论上有可能的是________(填字母)。
a．Na2S＋S b．Z＋S
c．Na2SO3＋Y d．NaHS＋NaHSO3
(3)治理含CO、SO2的烟道气，以Fe2O3为催化剂，将CO、SO2在380 ℃时转化为S和一种无毒气体，写出该反应的化学方程式：__________________________________。
【解析】(1)X为H2S，S最外层有6个电子，能与2个H原子形成共价键，其电子式为；H2S水溶液在空气中变浑浊是因为被氧气氧化为S，反应的化学方程式为2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，所以S的非金属性比O的弱。
(2)Na2S2O3中S为＋2价，从氧化还原反应的角度分析，反应物中S元素化合价必须分别大于＋2价和小于＋2价，a中S的化合价都小于＋2价，c中S的化合价都大于＋2价，b、d符合题意。
【答案】(1) 2H2S＋O2===2S↓＋2H2O 弱
(2)bd (3)2CO＋SO2S↓＋2CO2
【变式探究】(黑龙江伊春模拟)硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。
Ⅰ.[查阅资料]
(1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。
(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。
(3)Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀盐酸。
Ⅱ.[制备产品]
实验装置如图所示(省略夹持装置)：
实验步骤：
(1)检查装置气密性，按图示加入试剂。
仪器a的名称是________；E中的试剂是________(填字母)。
A．稀H2SO4
B．NaOH溶液
C．饱和NaHSO3溶液
(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应。过滤C中混合物，滤液经________(填操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。
Ⅲ.[探究与反思]
(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整(所需试剂从稀硝酸、稀硫酸、稀盐酸、蒸馏水中选择)。
取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，_____________，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。
(2)为减少C中生成Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进，改进后的操作是___________________________________________________________。
(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过________方法提纯。
【解析】Ⅱ.(1)仪器a为分液漏斗；在A中产生污染环境的气体SO2，故E用于处理未反应的SO2，在给定的三种溶液中，只有NaOH溶液能吸收SO2。(3)从溶液中得到晶体的操作包括蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥这五步。
Ⅲ.(1)根据Ⅰ中(3)可知，BaSO3可溶于稀盐酸，而BaSO4难溶于稀盐酸，则在配制的稀溶液中加入BaCl2溶液，将生成的沉淀过滤、洗涤后，向沉淀中加入足量稀盐酸，沉淀未完全溶解，说明原溶液中含有SO，沉淀溶解的部分生成了刺激性气味的气体(SO2)，则沉淀中含有BaSO3，故原溶液中含有SO。(2)由Ⅰ中(3)可知，Na2SO3易被氧化，故装置中的氧气能将Na2SO3氧化，为了减少Na2SO4的生成量，应先将装置中的空气排尽，可先用A中生成的SO2将装置中的空气排尽。(3)因为硫代硫酸钠的溶解度随温度升高而显著增大，故可采用重结晶法将其提纯。
【答案】Ⅱ.(1)分液漏斗 B (3)蒸发
Ⅲ.(1)过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸
(2)先向A中烧瓶滴加浓H2SO4，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液
(3)重结晶
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第15讲 硫及其化合物
【考情分析】
1.了解硫及其重要化合物的制备方法，掌握其主要化学性质及其应用。
2.了解硫的氧化物对环境的影响。
【核心素养分析】
1.变化观念与平衡思想：从硫的化合价变化认识硫及其化合物的相互转化及应用。
2.科学探究与创新意识：从不同的角度探究硫及其重要化合物的性质及制备实验方案，并进行实验操作验证。
3.科学态度与社会责任：关注与SO2有关的污染和环境保护，具有可持续发展意识和绿色化学观念。
【重点知识梳理】
知识点一 硫及其氧化物的性质
一、硫单质的性质及应用
1．硫元素的存在形态
（1）游离态：在火山口附近或地壳的岩层例存在 （2）化合态：以硫化物和硫酸盐的形式存在
2．硫单质的物理性质
硫单质俗称硫黄，是一种淡黄色固体；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2；有多种同素异形体，如单斜硫、斜方硫等。
3．硫单质的化学性质
(1)S的氧化性
S与Fe、Cu、Hg反应的化学方程式依次为Fe＋SFeS、2Cu＋SCu2S、S＋Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)。
(2)S的还原性
①S与O2反应的化学方程式为S＋O2SO2，在空气中燃烧火焰为淡蓝色。
②与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O。
(3)S与NaOH溶液反应的化学方程式为3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，该反应中硫既是氧化剂，又是还原剂，此反应可用于除去试管内黏附的S。
【特别提醒】
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。
二、硫的氧化物(SO2、SO3)的性质及应用
1．二氧化硫(SO2)
(1)物理性质
二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体，是大气污染物之一；易溶于水，通常状况下，1体积水溶解约40体积SO2。
(2)化学性质
①酸性氧化物的通性
②氧化性(如与H2S溶液反应)：
SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
③还原性
④漂白性：可使品红溶液等有机色质退色，生成不稳定的化合物。
(3)实验室制法
①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应
Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O；
②铜与浓H2SO4混合加热
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
(4)SO2对大气的污染与防治
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
防治
开发新能源、燃煤除硫、处理工业废气
(5)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
Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
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
2．三氧化硫(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
反应
化学方程式
与水反应
SO3＋H2O===H2SO4(放出大量的热)
与氧化钙反应
SO3＋CaO===CaSO4
与氢氧化钠反应
SO3＋2NaOH===Na2SO4＋H2O
3．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。
【易错警示】
(1)SO2不能漂白酸碱指示剂，如只能使紫色的石蕊溶液变红，但不能使之退色。
(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
三、二氧化硫的制备与性质总结
(1)常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫，进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、还原性、氧化性等。
①制取原理
Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
②综合实验装置
(2)实验室也可用铜片与浓硫酸反应制取二氧化硫，进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、还原性、氧化性等。
①制取原理：
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
②综合实验装置
【方法技巧】检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊，检验二者同时存在的一般流程为
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
澄清的石灰水
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
知识点二 硫酸 硫酸根离子的检验
1．硫酸的物理性质
H2SO4是无色液体，能与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热，浓H2SO4稀释的方法是将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。
2．硫酸是强电解质，写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式
(1)铁：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
(2)MgO：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O；
(3)Ba(OH)2：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O；
(4)Na2SO3：SO＋2H＋===H2O＋SO2↑；
(5)BaCl2：Ba2＋＋SO===BaSO4↓。
3．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
蓝色固体变白
吸水性
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
沾有浓H2SO4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，产生无色刺激性气味的气体
强氧化性、酸性
(2)浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式：
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O、
C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
(3)常温下，铁、铝遇浓H2SO4钝化，可用铝槽车运输浓H2SO4。
【特别提醒】
①H2SO4是高沸点、难挥发性的强酸，利用这一性质可以制取HCl和HF：H2SO4(浓)＋NaClNaHSO4＋HCl↑，CaF2＋H2SO4===CaSO4＋2HF↑。
②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。
4．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。
5．硫酸的工业制备三原理：
(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2(或S＋O2SO2)。
(2)2SO2＋O22SO3。
(3)SO3＋H2O===H2SO4。
6．SO、SO的检验
(1)SO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，发生的离子反应为SO＋2H＋===H2O＋SO2↑。
②加入氯化钡溶液生成白色沉淀，然后向沉淀中加入盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体，发生反应的离子方程式为SO＋Ba2＋===BaSO3↓，BaSO3＋2H＋===Ba2＋＋SO2↑＋H2O。
(2)检验SO的正确操作方法：被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)。
先加稀盐酸的目的是防止CO、SO、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：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO===BaSO4↓。
【方法规律】浓硫酸与金属的反应规律
1．钝化：常温下浓硫酸使Fe、Al钝化，若加热或将浓硫酸稀释，则可以继续反应。
2．与活泼金属(如Zn)反应：开始产生SO2，硫酸浓度变小后，产生H2。
3．与某些不活泼金属(如Cu)反应：开始产生SO2(加热)，浓度变小后，稀硫酸不再与Cu反应。如1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应，生成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(生成SO2)又表现酸性(生成硫酸盐)。浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性。
【典型题分析】
高频考点一 硫及其二氧化硫的性质
例1.下列说法错误的是( )
A．（2019浙江）硫元素在自然界的存在形式有硫单质、硫化物和硫酸盐等
B．（2019江苏）稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈
C．（2019江苏）SO2具有氧化性，可用于纸浆漂白
D．（2019江苏）SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3
【答案】C
【解析】硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在，火山口处有硫单质，A正确；铁锈的主要成分为Fe2O3，硫酸具有酸性可以和金属氧化物反应，B正确；二氧化硫的漂白原理是二氧化硫与有色物质化合成不稳定的无色物质，不涉及氧化还原，C错误；二氧化硫与过量氨水反应生成亚硫酸铵，D正确。
【变式探究】(2017·北京卷)根据SO2通入不同溶液中实验现象，所得结论不正确的是( )
实验
现象
结论
A
含HCl、BaCl2的FeCl3溶液
产生白色沉淀
SO2有还原性
B
H2S溶液
产生黄色沉淀
SO2有氧化性
C
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
SO2有漂白性
D
Na2SiO3溶液
产生胶状沉淀
酸性：H2SO3>H2SiO3
【答案】C
【答案】A
【解析】溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO，再与BaCl2反应产生白色沉淀，体现了SO2的还原性；B.SO2与H2S溶液发生反应SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，体现了SO2的氧化性；C.SO2使酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性；D.SO2与Na2SiO3溶液反应产生胶状沉淀，根据强酸制弱酸，可得结论，酸性：H2SO3＞H2SiO3。
【举一反三】(广东省广州市育才中学模拟)某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按如图所示装置进行实验。
请回答下列问题：
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是_________________，其中发生反应的化学方程式为___________________________________________________________________。
(2)实验过程中，装置B、C产生的现象分别是_______________、__________________，这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________，装置B中发生反应的离子方程式为_______________________
____________________________________________________________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性，请写出实验操作及现象：________________________________________________________________________。
(4)尾气可用________溶液吸收。
【解析】(1)常见的烧瓶有圆底烧瓶、平底烧瓶和蒸馏烧瓶，图示中带支管的烧瓶为蒸馏烧瓶。(2)SO2具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，离子方程式为5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋。SO2能与－2价的硫离子反应生成硫单质，体现氧化性：SO2＋2S2－＋2H2O===3S↓＋4OH－。(3)SO2与品红溶液作用的可逆性指SO2使品红溶液褪色，加热后又恢复红色，注意实验操作中品红溶液褪色后要关闭分液漏斗的旋塞。(4)SO2为酸性气体，一般用碱性溶液吸收，也可用酸性高锰酸钾溶液等强氧化性溶液吸收。
【答案】(1)蒸馏烧瓶 Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O (2)溶液褪色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性 5SO2＋2MnO＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋ (3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色
(4)NaOH(答案合理即可)
高频考点二 二氧化硫的检验
例2．(湖南省韶山市第一中学模拟)下列实验中能证明某气体为SO2的是( )
①使澄清石灰水变浑浊
②使湿润的蓝色石蕊试纸变红
③使品红溶液褪色
④通入足量NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸
⑤通入溴水中，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生
A．都能证明 B．都不能证明
C．③④⑤均能证明 D．只有⑤能证明
【答案】D
【解析】①CO2也能使澄清石灰水变浑浊；②酸性气体均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；③Cl2也能使品红溶液褪色；④CO2也有此现象。
【变式探究】(山东省烟台市第三中学模拟)如图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图，按要求回答下列问题：
(1)B中加入的试剂是____________，作用是__________________________。
(2)C中加入的试剂是____________，作用是___________________________。
(3)D中加入的试剂是____________，作用是___________________________。
(4)实验时，C中应观察到的现象是____________________________________。
【解析】一定要理解题意是检验气体成分，检验二氧化硫用品红溶液，吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液，检验二氧化碳用澄清石灰水；在检验二氧化碳之前，必须除尽二氧化硫，因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽，所以酸性KMnO4溶液颜色变浅，但不能褪成无色，若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。
【答案】(1)品红溶液 检验SO2 (2)酸性KMnO4溶液 除去SO2并检验SO2是否除尽 (3)澄清石灰水 检验CO2 (4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色
高频考点三 硫酸的性质
例3.（四川成都外国语学校模拟）将一定量的锌与100 mL 18.5 mol/L 浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的pH＝1，则下列叙述中错误的是( )
A．气体A为SO2和H2的混合物
B．反应中共消耗Zn 97.5 g
C．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
D．反应中共转移3 mol电子
【答案】C
【解析】锌与浓H2SO4发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，H2SO4浓度变小，发生反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。设反应生成的SO2的物质的量为x，H2的物质的量为y，则x＋y＝＝1.5 mol，消耗的硫酸：2x＋y＝18.5 mol/L×0.1 L－＝1.8 mol，解得：x＝0.3 mol，y＝1.2 mol，V(SO2)∶V(H2)＝1∶4，参加反应的Zn：x＋y＝1.5 mol，质量是97.5 g，转移电子：1.5 mol×2＝3 mol。
【举一反三】(福建省厦门集美中学模拟)探究铜和浓硫酸的反应，下列装置或操作错误的是( )
A．上下移动装置甲中的铜丝可控制生成SO2的量
B．装置乙可用于收集SO2气体
C．为确认甲中有CuSO4生成，将试管中的液体倒入装置丙中稀释，观察溶液颜色
D．利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出CuSO4·5H2O晶体
【答案】B
【解析】上下移动铜丝能控制反应的发生与停止，所以可控制生成SO2的量，故A不符合题意；二氧化硫的密度比空气的大，因此用装置乙收集二氧化硫时，应长进短出，故B符合题意；将试管中的液体倒入装置丙中，若变蓝，则有硫酸铜生成，故C不符合题意；利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出硫酸铜晶体，故D不符合题意。
【方法规律】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。
【变式探究】（西安市第一中学模拟） 如图所示的实验装置中，从实验开始到过一段时间后，对观察到的实验现象叙述不正确的是( )
A．甲中苹果块会变干瘪
B．乙中胆矾晶体表面有“白斑”
C．丙中小试管内有晶体析出
D．丁中pH试纸变成红色
【答案】D
【解析】A项，浓硫酸具有吸水性，会使苹果块中水分逐渐减少而变干瘪，正确；B项，浓硫酸具有吸水性，能使胆矾晶体表面失去部分结晶水，观察到蓝色晶体表面出现“白斑”，正确；C项，浓硫酸具有吸水性，使饱和KNO3溶液中溶剂减少，析出KNO3晶体，正确；D项，pH试纸的成分是纤维素，放入浓硫酸中易被脱水炭化，最终表面变成黑色，错误。
高频考点四 硫及其化合物性质探究
例4.[2018·全国卷Ⅲ，26(1)]硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O，M＝248 g·mol－1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题：
已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaS2O3)＝4.1×10－5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质，选用下列试剂设计实验方案进行检验：
试剂：稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液
实验步骤
现象
①取少量样品，加入除氧蒸馏水
②固体完全溶解得无色澄清溶液
③____________
④____________，有刺激性气体产生
⑤静置，__________
⑥____________
【解析】Na2S2O3·5H2O晶体样品中含有SO，在SO的检验过程中应防止加入氧化剂，如H2O2会把S2O氧化为SO，也要防止加入稀H2SO4而引入SO，所以样品加水溶解后应加入过量稀盐酸，发生反应：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。取上层清液滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀：Ba2＋＋SO===BaSO4↓，证明溶液中存在SO。
【答案】③加入过量稀盐酸 ④出现乳黄色浑浊
⑤(吸)取上层清液，滴入BaCl2溶液 ⑥产生白色沉淀
【变式探究】 [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________溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是______________________________。
【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溶液反应生成NaHSO3。②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。
【答案】(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
(2)①NaHSO3 ②得到NaHSO3过饱和溶液
高频考点五 SO的检验
例5．(安徽省巢湖市第二中学模拟)下列过程中，最终的白色沉淀不一定是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中SO2被NO(H＋)氧化为SO，加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀；B中SO被NO(H＋)氧化为SO，沉淀也是硫酸钡；C中所得沉淀可能是氯化银；D中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。
【易错警示】SO检验的易错点
(1)只加可溶性钡盐，不酸化。误将CO、PO、SO等干扰离子判断成SO。因上述离子会与Ba2＋反应产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3等白色沉淀。
(2)误将Ag＋、Pb2＋判断成SO，如向待测液中滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成，再加稀盐酸白色沉淀不溶解，便断定待测液中含有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)。
(3)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，便误以为待测液中含有SO。该错误是未注意NO(H＋)具有强氧化性：Ba2＋＋SO===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NO===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。
【变式探究】(江苏省通州高级中学模拟)有一瓶Na2SO3溶液，可能部分被氧化，某同学进行如下实验：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，白色沉淀不溶解。对此实验的下列叙述正确的是( )
A．实验证实Na2SO3已部分氧化
B．实验中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4
C．实验中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D．此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
【答案】D
【解析】Na2SO3溶液可能部分被氧化变质，则滴入Ba(NO3)2 溶液，生成的白色沉淀一定有亚硫酸钡，可能有硫酸钡，加入足量稀硝酸后，亚硫酸钡被氧化成硫酸钡，即此时的白色沉淀是硫酸钡。
高频考点六 硫及其化合物的相互转化及应用
例6.(湖南雅礼中学模拟)含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是( )
A．该过程中可得到化工产品H2SO4
B．该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C．该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和S
D．图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4
【答案】C
【解析】根据工艺流程图可知，该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，该工艺不仅吸收了二氧化硫，还得到了化工产品硫酸，A、D项正确；根据题图分析可知，该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，B项正确；该过程中化合价发生变化的元素有Fe、S和O，C项错误。
【举一反三】(浙江省杭州第七中学模拟)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要视角。硫及其化合物与价态变化为坐标的二维转化关系如图所示。
回答下列问题：
(1)图中X的电子式为________；其水溶液在空气中放置易变浑浊，写出反应的化学方程式：_____________________________________________________________。该变化说明S的非金属性比O的________(填“强”或“弱”)。
(2)下列物质用于Na2S2O3制备，从氧化还原反应的角度，理论上有可能的是________(填字母)。
a．Na2S＋S b．Z＋S
c．Na2SO3＋Y d．NaHS＋NaHSO3
(3)治理含CO、SO2的烟道气，以Fe2O3为催化剂，将CO、SO2在380 ℃时转化为S和一种无毒气体，写出该反应的化学方程式：__________________________________。
【解析】(1)X为H2S，S最外层有6个电子，能与2个H原子形成共价键，其电子式为；H2S水溶液在空气中变浑浊是因为被氧气氧化为S，反应的化学方程式为2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，所以S的非金属性比O的弱。
(2)Na2S2O3中S为＋2价，从氧化还原反应的角度分析，反应物中S元素化合价必须分别大于＋2价和小于＋2价，a中S的化合价都小于＋2价，c中S的化合价都大于＋2价，b、d符合题意。
【答案】(1) 2H2S＋O2===2S↓＋2H2O 弱
(2)bd (3)2CO＋SO2S↓＋2CO2
【变式探究】(黑龙江伊春模拟)硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。
Ⅰ.[查阅资料]
(1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。
(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。
(3)Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀盐酸。
Ⅱ.[制备产品]
实验装置如图所示(省略夹持装置)：
实验步骤：
(1)检查装置气密性，按图示加入试剂。
仪器a的名称是________；E中的试剂是________(填字母)。
A．稀H2SO4
B．NaOH溶液
C．饱和NaHSO3溶液
(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应。过滤C中混合物，滤液经________(填操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。
Ⅲ.[探究与反思]
(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整(所需试剂从稀硝酸、稀硫酸、稀盐酸、蒸馏水中选择)。
取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，_____________，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。
(2)为减少C中生成Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进，改进后的操作是___________________________________________________________。
(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过________方法提纯。
【解析】Ⅱ.(1)仪器a为分液漏斗；在A中产生污染环境的气体SO2，故E用于处理未反应的SO2，在给定的三种溶液中，只有NaOH溶液能吸收SO2。(3)从溶液中得到晶体的操作包括蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥这五步。
Ⅲ.(1)根据Ⅰ中(3)可知，BaSO3可溶于稀盐酸，而BaSO4难溶于稀盐酸，则在配制的稀溶液中加入BaCl2溶液，将生成的沉淀过滤、洗涤后，向沉淀中加入足量稀盐酸，沉淀未完全溶解，说明原溶液中含有SO，沉淀溶解的部分生成了刺激性气味的气体(SO2)，则沉淀中含有BaSO3，故原溶液中含有SO。(2)由Ⅰ中(3)可知，Na2SO3易被氧化，故装置中的氧气能将Na2SO3氧化，为了减少Na2SO4的生成量，应先将装置中的空气排尽，可先用A中生成的SO2将装置中的空气排尽。(3)因为硫代硫酸钠的溶解度随温度升高而显著增大，故可采用重结晶法将其提纯。
【答案】Ⅱ.(1)分液漏斗 B (3)蒸发
Ⅲ.(1)过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸
(2)先向A中烧瓶滴加浓H2SO4，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液
(3)重结晶
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