高考化学一轮复习第5章非金属及其化合物第21讲硫酸硫及其化合物的相互转化学案

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1．掌握硫酸的性质、应用以及SO eq \\al(2－,4) 的检验。
2．能从物质类别、硫的化合价变化理解硫及其化合物的转化关系。
3．掌握硫及其化合物的性质及制备方案。
考点一 硫酸 SO eq \\al(2－,4) 的检验
1．硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高，难挥发。
(2)溶解性：浓硫酸与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热。
(3)浓硫酸的稀释方法： eq \(□,\s\up1(1)) ______________________________
_________________________________________________。
2.稀硫酸的通性
3．浓硫酸的特性
4．硫酸的工业制法
S＋O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) SO2或4FeS2＋11O2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Fe2O3＋8SO2；2SO2＋O2 eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 2SO3；SO3＋H2O===H2SO4(工业上用98.3% 的浓硫酸吸收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)。
5．SO eq \\al(2－,4) 的检验
操作方法：待检液 eq \(――→,\s\up7(加入足量稀盐酸酸化)) 取清液
eq \(――→,\s\up7(加入BaCl2溶液)) 观察有无白色沉淀产生
先加入稀盐酸的目的是防止CO eq \\al(2－,3) 、SO eq \\al(2－,3) 、Ag＋的干扰，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，说明有SO eq \\al(2－,4) ，可能发生反应的离子方程式：CO eq \\al(2－,3) ＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO eq \\al(2－,3) ＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO eq \\al(2－,4) ===BaSO4↓。注意稀盐酸和BaCl2溶液的加入顺序不可颠倒。
[答案自填] eq \(□,\s\up1(1)) 将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌 eq \(□,\s\up1(2)) 红 eq \(□,\s\up1(3)) Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
eq \(□,\s\up1(4)) CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O eq \(□,\s\up1(5)) Cu(OH)2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O eq \(□,\s\up1(6)) Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑ eq \(□,\s\up1(7)) 钝化 eq \(□,\s\up1(8)) Cu＋2H2SO4(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) CuSO4＋SO2↑＋2H2O eq \(□,\s\up1(9)) C＋2H2SO4(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
[易错秒判]
(1)稀硫酸没有氧化性，不能发生氧化还原反应( )
(2)浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸不可用于干燥H2和CO( )
(3)50 mL 18.4 ml·L－1的浓硫酸与足量的铜反应，可产生0.46 ml SO2( )
(4)浓硫酸与Cu、C的反应中，都体现了浓硫酸的酸性和强氧化性( )
(5)H2SO4是难挥发性强酸，H2S是挥发性弱酸，所以可用浓硫酸与FeS反应制取H2S气体( )
(6)向某溶液中滴加盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定含有SO eq \\al(2－,4) ( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
1．下列关于硫酸的实验或用途中主要体现了硫酸的哪些性质？
(1)用浓硫酸干燥CO、SO2、Cl2等气体： _______________________________________________________。
(2)用铝或铁制容器贮存或运输浓硫酸： ______________________________________________________。
(3)工业上用硫酸与磷酸钙反应制取磷酸： _____________________________________________________。
(4)实验室用甲酸与浓硫酸作用制取CO：HCOOH eq \(――→,\s\up7(H2SO4(浓)),\s\d5(△)) CO↑＋H2O: __________________________。
答案：(1)吸水性 (2)强氧化性 (3)强酸性 (4)脱水性
2．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 eq \(――→,\s\up7(过量盐酸),\s\d5(通SO2)) eq \(――→,\s\up7(BaCl2溶液)) 白色沉淀
B．Ba(NO3)2溶液 eq \(――→,\s\up7(过量盐酸)) eq \(――→,\s\up7(Na2SO3溶液)) 白色沉淀
C．无色溶液 eq \(――→,\s\up7(稀硝酸)) eq \(――→,\s\up7(BaCl2溶液)) 白色沉淀
D．无色溶液 eq \(――→,\s\up7(过量盐酸)) 无色溶液 eq \(――→,\s\up7(BaCl2溶液)) 白色沉淀
答案：C
3．用如图所示的装置进行下列实验，将①中溶液滴入②中，预测②中的现象与实验结论相符的是( )
解析：选D。将浓硫酸滴入浓盐酸中，浓硫酸稀释放出大量的热，促进了氯化氢的挥发，A项错误；浓硫酸与铜反应需在加热条件下进行，B项错误；浓硫酸使胆矾失去结晶水，体现的是浓硫酸的吸水性，该过程中有新物质生成，为化学变化，C项错误。
4．现有一瓶Na2SO3溶液，可能部分被氧化，某同学进行如下实验：取少量该溶液，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．此次实验确定Na2SO3已部分被氧化
B．实验中加入Ba(NO3)2溶液后得到的白色沉淀一定是BaSO4
C．实验中加入足量稀硝酸后得到的白色沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D．此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
解析：选D。若Na2SO3部分被氧化变质，则滴入Ba(NO3)2溶液，生成的白色沉淀中一定有亚硫酸钡和硫酸钡，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，所以此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化。
考点二 硫及其化合物的相互转化
1．通过“价—类”二维图认识硫及其化合物的关系
2．以化合价为线索厘清硫及其化合物的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的。
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的。
当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降，可用下图表示：
1．某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。
可选用的实验药品如下：①Na2SO3溶液；②浓硫酸；③Na2S 溶液；④稀硫酸；⑤酸性KMnO4溶液；⑥品红溶液；⑦铜片。
(1)实验ⅰ选择的药品是①和________(填序号)，证明实现转化的现象是__________________，该转化利用了Na2SO3的______________性。
(2)实验ⅱ实现了________价S向________价S的转化。
(3)实验ⅲ中发生反应的化学方程式是________________________________________________________，
证明实现转化的现象是________________________________。
答案：(1)⑤ 酸性KMnO4溶液褪色 还原
(2)＋4(或－2) 0
(3)Cu＋2H2SO4(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) CuSO4＋SO2↑＋2H2O 将产生的气体通入品红溶液，品红溶液褪色
2．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角度。下图是硫元素的“价—类”二维图。
根据图示回答下列问题：
(1)X的化学式为________，将X与SO2混合，可生成淡黄色固体，该反应中氧化产物与还原产物的质量之比为________。
(2)过量的Fe粉与一定量W的浓溶液混合加热反应，生成________(填化学式)气体。转化①可由S粉与热的W的浓溶液反应实现，反应的化学方程式为_____________________________________
_______________________________________________。
(3)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，下列合理的是________(填字母)。
A．Na2S＋S B．Na2SO3＋S
C．Na2SO3＋Na2SO4 D．SO2＋Na2SO3
(4)工业制硫酸中，转化②是在________(填设备名称)进行的。进行转化③时，不用水而用98.3%的浓硫酸吸收SO3，原因是_____________________________________________________________
_______________________________________________________。
(5)NaHSO4溶液显强酸性，向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液，恰好使溶液呈中性，发生反应的离子方程式为_____________________________________________________________
______________________________________________________。
解析：(1)X为硫元素的气态氢化物，且硫元素的化合价为－2价，故X的化学式为H2S。将H2S与SO2混合，可生成淡黄色固体硫，反应的化学方程式是2H2S＋SO2===3S＋2H2O，S既是氧化产物又是还原产物，且氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1，故二者的质量之比也为2∶1。(2)W是硫酸，过量的Fe粉与一定量浓硫酸混合加热反应，首先生成的气体是SO2，随着反应的进行，硫酸浓度变小，后期有H2生成。
答案：(1)H2S 2∶1
(2)SO2和H2 2H2SO4(浓)＋S eq \(=====,\s\up7(△)) 3SO2↑＋2H2O
(3)B
(4)接触室 SO3溶于水转化为H2SO4过程中放热，产生酸雾，会降低SO3的吸收效率
(5)2H＋＋SO eq \\al(2－,4) ＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O
1.(2022·高考全国乙卷)某白色粉末样品，可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验：
①溶于水，得到无色透明溶液；
②向①的溶液中滴加过量稀盐酸，溶液变浑浊，有刺激性气味的气体逸出，离心分离；
③取②的上层清液，向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。
该样品中确定存在的是( )
A．Na2SO4、Na2S2O3 B．Na2SO3、Na2S2O3
C．Na2SO4、Na2CO3 D．Na2SO3、Na2CO3
解析：选A。向①的溶液中滴加过量稀盐酸，溶液变浑浊，有刺激性气味的气体逸出，发生反应S2O eq \\al(2－,3) ＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O，说明该白色粉末样品中一定含有Na2S2O3；由于盐酸过量，向②的上层清液中滴加BaCl2溶液有沉淀生成，发生反应SO eq \\al(2－,4) ＋Ba2＋===BaSO4↓，说明溶液中一定含有SO eq \\al(2－,4) ，而SO eq \\al(2－,3) 和CO eq \\al(2－,3) 无法判断，因此该白色粉末样品中一定含有Na2SO4和Na2S2O3，故选A。
2．(2022·新高考湖北卷)硫代碳酸钠能用于处理废水中的重金属离子，可通过如下反应制备：2NaHS(s)＋CS2(l)===Na2CS3(s)＋H2S(g)。下列说法正确的是( )
A．Na2CS3不能被氧化
B．Na2CS3溶液显碱性
C．该制备反应是熵减过程
D．CS2的热稳定性比CO2的高
解析：选B。A.Na2CS3中硫元素的化合价为－2价，还原性较强，能被氧化，故A错误；B.O与S同主族，类比Na2CO3溶液可得Na2CS3溶液显碱性，故B正确；C.由化学方程式可知，固体与液体反应生成气体，该制备反应是熵增过程，故C错误；D.S的原子半径比O的大，则C===S的键长比C===O的键长长、键能小，即CS2的热稳定性比CO2的低，故D错误。
3．(2021·新高考辽宁卷)含S元素的某钠盐a能发生如下转化。下列说法错误的是( )
A．a可能为正盐，也可能为酸式盐
B．c为不溶于盐酸的白色沉淀
C．d为含极性键的非极性分子
D．反应②中还可能生成黄色沉淀
解析：选C。由题干信息可知，盐a与足量的稀盐酸反应产生有刺激性气味的气体d，d能使KMnO4溶液褪色，故d为SO2，盐a为Na2SO3、NaHSO3或Na2S2O3等；盐a与足量Cl2反应后生成SO eq \\al(2－,4) ，SO eq \\al(2－,4) 与BaCl2溶液反应得到沉淀c，故沉淀c为BaSO4。A.盐a为Na2SO3、NaHSO3或Na2S2O3等，故a可能为正盐，也可能为酸式盐，A正确；B.c为BaSO4，故c为不溶于盐酸的白色沉淀，B正确；C.d为SO2，由SO2易溶于水并根据“相似相溶”规律可知，d是含有极性键的极性分子，C错误；D.盐a为Na2SO3、NaHSO3或Na2S2O3等，当发生反应Na2S2O3＋2HCl===2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O时，反应②中可能生成黄色沉淀，D正确。
4．(2023·浙江6月选考)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如下流程脱除或利用。
已知：
请回答：
(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的SO2可以在炉内添加CaCO3通过途径Ⅰ脱除，写出反应的化学方程式：___________________________________________________________。
(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的SO2，通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是________。
A．燃煤中的有机硫主要呈正价
B．化合物A具有酸性
C．化合物A是一种无机酸酯
D．工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓硫酸吸收
②一定压强下，化合物A的沸点低于硫酸的原因是_____________________________________________________________
________________________________________________________。
(3)设计实验验证化合物A中含有S元素：_____________________________________________________________
_______________________________________________________；
写出实验过程中涉及的化学方程式：_____________________________________________________________
_______________________________________________________。
答案：(1)2SO2＋O2＋2CaCO3 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2CaSO4＋2CO2
(2)①BCD ②硫酸分子能形成更多的分子间氢键
(3)取化合物A加入足量氢氧化钠溶液，加热，反应完全后加入盐酸酸化，无明显现象，再加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，说明A中含有S元素 ＋2NaOH eq \(=====,\s\up7(△)) CH3OH＋Na2SO4＋H2O、Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl
课时跟踪练
[基础巩固]
1．硫循环在生态系统的诸多领域具有重要意义。在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是( )
A．工业制硫酸：FeS2 eq \(――→,\s\up7(O2),\s\d5(煅烧)) SO3 eq \(――→,\s\up7(H2O)) H2SO4
B．火山喷发：H2S eq \(――→,\s\up7(O2),\s\d5(高温)) SO2
C．尾气吸收：SO2 eq \(――→,\s\up7(Na2CO3)) Na2SO4
D．酸雨侵蚀：H2SO4 eq \(――→,\s\up7(Fe)) H2S
解析：选B。A.FeS2煅烧生成SO2，SO2与O2在催化剂、加热条件下转化为SO3，A项转化不能实现；B.H2S经燃烧转化为SO2，B项转化能实现；C.Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，C项转化不能实现；D.H2SO4与Fe反应产生FeSO4和H2，D项转化不能实现。
2．下列各组分别是硫酸的性质和用途，其中不能建立对应关系的是( )
A．高沸点——制氯化氢
B．酸性——制氢气
C．脱水性——作为干燥剂
D．强氧化性——钝化某些金属
解析：选C。用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体，是高沸点酸制取低沸点酸，体现了浓硫酸的高沸点、难挥发性，故A不符合题意；稀硫酸可以与活泼金属反应生成氢气，说明稀硫酸具有酸性，故B不符合题意；浓硫酸可干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体，说明浓硫酸具有吸水性，故C符合题意；常温下可以用铁制或铝制容器贮存浓硫酸，是因为浓硫酸的强氧化性使它们发生钝化，故D不符合题意。
3．下列关于浓硫酸的叙述中，正确的是( )
A．浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化
B．浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C．把水加入浓硫酸中可稀释浓硫酸
D．浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属形成氧化膜而钝化
解析：选D。A.浓硫酸使蔗糖炭化，主要表现脱水性，A不正确；B.浓硫酸在常温下与铜片不反应，在加热条件下与铜片反应放出二氧化硫气体，B不正确；C.稀释浓硫酸时，必须把浓硫酸加入水中，且边加边搅拌，C不正确；D.浓硫酸具有强氧化性，在常温下能够使铁、铝等金属钝化，在其表面形成一层氧化膜，D正确。
4．(2024·广东高三调研)几百年前，SO2就被应用于葡萄酒的保鲜、灭菌和抗氧化。下列关于SO2的实验室制备、干燥、收集及尾气处理实验装置中，能达到实验目的的是( )
答案：C
5．(2024·揭阳普宁实验中学模拟)下列关于S的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是( )
A．酸转化为酸式盐：2H＋＋S2－＋OH－===HS－＋H2O
B．氧化物转化为酸：SO2＋Cl2＋H2O===2H＋＋2Cl－＋SO eq \\al(2－,4)
C．氧化物转化为盐：SO3＋2OH－===SO eq \\al(2－,4) ＋H2O
D．盐转化为另一种盐：SO eq \\al(2－,3) ＋3H2O2===SO eq \\al(2－,4) ＋3H2O＋O2↑
解析：选C。A.H2S为弱酸，不能拆成离子形式，正确的离子方程式为H2S＋OH－===HS－＋H2O，故A错误；B.氧元素不守恒，正确的离子方程式为SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO eq \\al(2－,4) ，故B错误；C.SO3与强碱反应可生成硫酸盐和水，离子方程式正确，故C正确；D.亚硫酸盐可被过氧化氢氧化为硫酸盐，过氧化氢被还原为H2O，正确的离子方程式为SO eq \\al(2－,3) ＋H2O2===SO eq \\al(2－,4) ＋H2O，故D错误。
6．(2024·广州第65中学开学考试)硫及其化合物的“价—类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是( )
A．硫在氧气中燃烧直接生成Y
B．X能使酸性KMnO4溶液褪色，体现其漂白性
C．硫化氢与X反应的氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1
D．N可由其相应单质直接化合生成
解析：选C。A.硫在氧气中燃烧直接生成SO2，A错误；B.SO2 使酸性KMnO4溶液褪色，体现SO2的还原性，B错误；C.H2S与SO2反应的化学方程式为2H2S＋SO2===2H2O＋3S，氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1，C正确；D.N是CuS，S的氧化性很弱，与变价金属反应生成的是低价硫化物，故不能由硫和铜直接反应生成CuS，D错误。
7．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源，海水利用的部分过程如下。下列有关说法正确的是( )
A．制取NaHCO3的反应是先往精盐溶液中通入CO2，再通入NH3
B．过程①②均为氧化还原反应
C．过程①中除去粗盐中的SO eq \\al(2－,4) 、Ca2＋、Mg2＋等杂质，加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加入盐酸
D．在步骤④中，SO2水溶液吸收Br2后，溶液的pH减小
解析：选D。A.二氧化碳在NaCl溶液中的溶解度不大，应先通入氨使溶液显碱性，使二氧化碳的溶解度增大，所以制取NaHCO3的反应是先往精盐溶液中通入NH3，再通入CO2，故A错误；B.过程①为加沉淀剂除去杂质离子，无氧化还原反应发生，故B错误；C.除去Mg2＋用NaOH溶液，除去SO eq \\al(2－,4) 用BaCl2溶液，除去Ca2＋用Na2CO3溶液，由于加入的BaCl2溶液过量，过量的BaCl2溶液需要用Na2CO3溶液除去，因此应先加入BaCl2溶液再加入Na2CO3溶液，故C错误；D.SO2水溶液吸收Br2后会发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸，从而使溶液中氢离子浓度增大，pH减小，故D正确。
8．(2024·惠州联考)亚硫酸钠(Na2SO3)是一种重要的化工产品，常用作防腐剂、漂白剂、脱氯剂等。为探究Na2SO3的性质，进行了如下实验。
(1)Na2SO3中硫元素的化合价是________，属于硫元素的中间价态，既具有氧化性，又具有还原性。
(2)实验ⅰ中，能说明Na2SO3具有________(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)实验ⅱ中，能说明Na2S在酸性条件下被氧化的实验现象是_____________________________________________________。
(4)甲同学认为实验ⅱ的现象不能直接得出“Na2SO3具有氧化性”。
①对淡黄色浑浊产生的原因作出如下假设。
假设a：酸性溶液中的SO eq \\al(2－,4) 具有氧化性，可产生S；
假设b：空气中存在O2，在酸性条件下，由于_____________________________________________________________
______________________________________________________
(用离子方程式表示)，可产生S；
假设c：酸性溶液中的SO eq \\al(2－,3) 具有氧化性，可产生S。
②设计实验ⅲ证实了假设a和b不是产生S的主要原因。
实验ⅲ：向Na2S溶液中加入________(填试剂)，产生有臭鸡蛋气味的气体，溶液未变浑浊。
答案：(1)＋4价 (2)还原性 (3)加入Na2S溶液，无明显现象；再加入稀硫酸，产生淡黄色浑浊 (4)①4H＋＋2S2－＋O2===2S↓＋2H2O ②稀硫酸
9．(2024·韶关阶段测试)Na2S2O4(保险粉)是一种强还原剂，锌粉法制备Na2S2O4涉及部分原理如下：2SO2＋Zn eq \(=====,\s\up7(28～35 ℃)) ZnS2O4。制备Na2S2O4的装置(夹持及加热装置已省略)如下，回答下列问题：
(1)仪器a中盛放的试剂是________(填名称)。
(2)实验开始前，需要使三口烧瓶中充满N2，目的是__________________________________________________________。
(3)制备ZnS2O4时， 三口烧瓶的加热方式是____________________________________________________。
(4)Zn粉消耗完全后，在搅拌下向三口烧瓶中加入NaOH溶液，充分反应后，过滤，向滤液中加入NaCl固体，冷却结晶、过滤、蒸馏水洗涤、酒精洗涤及干燥得产品。该步生成目标产品的化学方程式是_____________________________________________________________
_______________________________________________________。
(5)加入NaCl固体的作用是__________________________________________________________，酒精洗涤的目的是_____________________________________
________________________________________________。
解析：(1)二氧化硫属于有毒气体，可用碱石灰吸收。
(2)Na2S2O4是一种强还原剂，故应该排尽装置内的空气，防止其被氧化。
(3)该反应的温度为28～35 ℃，故应选择水浴加热。
(4)ZnS2O4和NaOH反应生成Na2S2O4和Zn(OH)2沉淀，化学方程式为ZnS2O4＋2NaOH===Na2S2O4＋Zn(OH)2↓。
(5)加入氯化钠固体，增大钠离子浓度，利用同离子效应，降低Na2S2O4的溶解度，经过酒精洗涤，可以减少目标产品的损失，并可以快速干燥。
答案：(1)碱石灰
(2)排尽装置内空气，防止产物被氧化
(3)水浴加热
(4)ZnS2O4＋2NaOH===Na2S2O4＋Zn(OH)2↓
(5)利用同离子效应，降低Na2S2O4的溶解度 减少目标产品的损失，快速干燥
[素养提升]
10．(2024·深圳福田区统考)实验室用如图所示装置研究不同价态硫元素之间的转化。下列说法正确的是( )
A.将①中生成的气体通入BaCl2溶液中会出现白色沉淀
B.②中棉花紫色褪去，体现SO2的漂白性
C.③中有黄色固体生成，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D.实验后向④小烧杯中加入足量稀盐酸，可能产生有刺激性气味的气体
解析：选D。A.SO2不与BaCl2反应，不会出现白色沉淀，选项A错误；B.SO2与酸性KMnO4发生氧化还原反应，使酸性KMnO4溶液紫色褪去，体现SO2的还原性，选项B错误；C.③中SO2与S2－反应有黄色固体硫生成，SO2为氧化剂，S2－为还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，选项C错误；D.④中含亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子，加入足量稀盐酸，可能会产生有刺激性气味的二氧化硫气体，选项D正确。
11．探究硫及其化合物的性质，根据下列方案设计和现象、结论不正确的是( )
答案：B
12．造纸、印刷等工业废水中含有大量的硫化物(主要成分为Na2S)，可用下图转化方式除去。下列说法错误的是( )
A．Na2S溶液中存在n(OH－)＝n(H＋)＋n(HS－)＋2n(H2S)
B．反应Ⅰ和反应Ⅱ转移电子数相等时，还原剂的物质的量之比为2∶1
C．在废水处理过程中，CPc为催化剂，O2为氧化剂
D．反应Ⅲ中Na2S与Na2SO3等物质的量反应，反应的化学方程式为Na2S＋Na2SO3＋(CPc)O＋H2O===2NaOH＋Na2S2O3＋CPc
解析：选B。A.Na2S溶液中存在质子守恒：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)，A正确；B.反应Ⅰ中还原剂Na2S被氧化成Na2SO3，S元素化合价从－2价升至＋4 价，而反应Ⅱ中还原剂Na2SO3被氧化成Na2SO4，S元素化合价从＋4价升至＋6价，当反应Ⅰ和反应Ⅱ转移电子数相等时，还原剂的物质的量之比为1∶3，B错误；C.在废水处理过程中，CPc参与反应且反应前后不变，为催化剂，O2参与反应且反应后化合价降低，为氧化剂，C正确；D.反应Ⅲ中Na2S与Na2SO3等物质的量反应，反应的化学方程式为Na2S＋Na2SO3＋(CPc)O＋H2O===2NaOH＋Na2S2O3＋CPc，D正确。
13．实验室中利用洁净的铜片和浓硫酸进行如下实验，其中所得固体中含有Cu2S和白色物质X。下列说法错误的是( )
A．白色物质X为CuSO4
B．Y为氧化产物，NO为还原产物
C．参加反应的浓硫酸中，表现氧化性的占25%
D．NO与Y的物质的量之和可能为2 ml
解析：选D。A.由题图可知，铜与足量浓硫酸反应生成Cu2S和白色物质X，无气体生成，生成Cu2S时铜元素从0价升高到＋1价、硫元素从＋6价降低到－2价，根据得失电子守恒，必定存在其他产物(所含元素化合价升高)，根据元素守恒，另一种产物只能为CuSO4，故白色物质X为CuSO4，配平该反应的化学方程式为5Cu＋4H2SO4(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) 3CuSO4＋Cu2S＋4H2O，A正确；B.Cu2S和CuSO4中加入稀硫酸、稀硝酸溶解时，存在反应：3Cu2S＋16H＋＋4NO eq \\al(－,3) ===6Cu2＋＋3S＋4NO↑＋8H2O，故Y为S单质，该反应中NO为还原产物、S为氧化产物，B正确；C.由5Cu＋4H2SO4(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) 3CuSO4＋Cu2S＋4H2O可知，硫元素从＋6价降低到－2价时表现氧化性，故参加反应的浓硫酸中，表现氧化性的占25%，C正确；D.由5Cu＋4H2SO4(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) 3CuSO4＋Cu2S＋4H2O可知，3 ml Cu参加反应生成0.6 ml Cu2S，由3Cu2S＋16H＋＋4NO eq \\al(－,3) ===6Cu2＋＋3S＋4NO↑＋8H2O可知，0.6 ml Cu2S参加反应得到0.8 ml NO与0.6 ml S，NO与S的物质的量之和为1.4 ml，D错误。
14．探究Na2SO3固体的热分解产物。隔绝空气条件下，加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A，过程中未检测到气体生成。黄色固体A加水得到浊液，放置得无色溶液B。
资料：①4Na2SO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2S＋3Na2SO4；
②Na2S能与S反应生成Na2Sx，Na2Sx与酸反应生成S和H2S;
③BaS易溶于水。
(1)检验分解产物Na2S：取少量溶液B，向其中滴加CuSO4溶液，产生黑色沉淀，证实有S2－。反应的离子方程式是________________________________________________。
(2)检验分解产物Na2SO4：取少量溶液B，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，沉淀增多(经检验该沉淀含S)，同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S)，由于沉淀增多对检验造成干扰；另取少量溶液B，加入足量盐酸，离心沉降(固液分离)后，____________________________________________________________
(填操作和现象)，可证实分解产物中含有SO eq \\al(2－,4) 。
(3)探究(2)中S的来源。
来源1：固体A中有未分解的Na2SO3，在酸性条件下与Na2S反应生成S。
来源2：溶液B中有Na2Sx，加酸反应生成S。
针对来源1进行如图实验：
①实验可证实来源1不成立。实验证据是_____________________________________________________________
______________________________________________________。
②不能用盐酸代替硫酸的原因是_______________________
_________________________________________________
____________________________________________________。
③写出来源2产生S的反应的离子方程式：_____________________________________________________________
______________________________________________________。
(4)实验证明Na2SO3固体热分解有Na2S、Na2SO4和S产生。运用氧化还原反应规律分析产物中S产生的合理性：_____________________________________________________________
_______________________________________________________。
解析：(1)Na2S和CuSO4溶液反应生成硫化铜和硫酸钠，反应的离子方程式是S2－＋Cu2＋===CuS↓。
(2)根据资料可知，Na2S能与S反应生成Na2Sx，Na2Sx与酸反应生成S和H2S。取少量溶液B，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，沉淀增多(经检验该沉淀含S)，同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S)，说明B溶液中含有Na2Sx，Na2Sx与酸反应生成S和H2S，由于沉淀增多对检验造成干扰；另取少量溶液B，加入足量盐酸，离心沉降(固液分离)后，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，可证实分解产物中含有SO eq \\al(2－,4) 。
(3)①若来源1成立，则溶液2为H2SO3溶液，向溶液2中加入少量KMnO4溶液，H2SO3具有还原性，酸性条件下KMnO4具有强氧化性，二者混合后发生氧化还原反应，KMnO4溶液应该褪色，但得到的溶液仍为紫色，说明溶液B中不含Na2SO3。②不能用盐酸代替硫酸的原因是盐酸中Cl元素的化合价为－1价，具有还原性，会与KMnO4溶液发生氧化还原反应，使KMnO4溶液褪色，干扰实验现象和实验结论。③来源2认为溶液B中有Na2Sx，加酸反应生成S，反应的离子方程式为S eq \\al(2－,x) ＋2H＋===H2S↑＋(x－1)S↓。
(4)根据资料可知，4Na2SO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2S＋3Na2SO4，亚硫酸钠中硫元素化合价为＋4价，硫酸钠中硫元素化合价为＋6价，硫化钠中硫元素化合价为－2价，根据反应可知，Na2SO3发生歧化反应，其中的S元素化合价既可升高也可降低，能从＋4价降为－2价，也可以降到0价生成硫单质。
答案：(1)S2－＋Cu2＋===CuS↓
(2)滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀
(3)①向溶液2中加入KMnO4溶液，溶液不褪色
②盐酸中Cl元素的化合价为－1价，具有还原性，会与KMnO4溶液发生氧化还原反应，使KMnO4溶液褪色，干扰实验现象和实验结论
③S eq \\al(2－,x) ＋2H＋===H2S↑＋(x－1)S↓
(4)根据反应4Na2SO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2S＋3Na2SO4可知，Na2SO3发生歧化反应，其中的S元素化合价既可升高也可降低，能从＋4价降为－2价，也可以降到0价生成硫单质
选项
①
②
预测②中现象
实验结论
A
浓硫酸
浓盐酸
产生大量气体
硫酸的酸性比盐酸的酸性强
B
浓硫酸
铜片
铜片溶解，产生气泡，底部产生灰白色粉末
浓硫酸表现酸性和强氧化性
C
浓硫酸
CuSO4·
5H2O
固体由蓝色变为白色
浓硫酸具有吸水性，发生物理变化
D
浓硫酸
蔗糖
固体由白色变为黑色海绵状，并放出有刺激性气味的气体
浓硫酸具有脱水性、强氧化性
实验序号
预期转化
选择药品
(填序号)
证明实现
转化的现象
ⅰ
ⅱ
①③④
淡黄色沉淀
ⅲ
②⑥⑦
实验操作
实验序号
实验试剂X
实验现象
ⅰ
KMnO4溶液、稀硫酸
紫色褪去，变为无色
ⅱ
Na2S溶液、稀硫酸
加入Na2S溶液，无明显现象；再加入稀硫酸，产生淡黄色浑浊
选项
方案设计
现象
结论
A
在过硫化钠(Na2S2)中加入稀盐酸
产生淡黄色沉淀和臭鸡蛋气味的气体
发生歧化反应：Na2S2＋2HCl===2NaCl＋H2S↑＋S↓
B
将某固体溶于水后，加入足量稀盐酸酸化的BaCl2溶液
产生白色沉淀
该固体中一定含有SO eq \\al(2－,4) 或 HSO eq \\al(－,4)
C
将燃着的镁条插入盛有SO2的集气瓶中，冷却后，向集气瓶中加入适量稀盐酸，静置，取少量上层清液于试管中，滴加少量CuSO4溶液
剧烈燃烧，集气瓶瓶口有淡黄色固体附着，集气瓶底部有白色固体生成，试管中没有产生黑色沉淀
镁能在SO2中燃烧：2Mg＋SO2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2MgO＋S
D
已知Fe(SO2) eq \\al(3＋,6) 呈红棕色，将SO2气体通入FeCl3溶液中
溶液先变为红棕色，过一段时间又变成浅绿色
Fe3＋与SO2络合反应速率比氧化还原反应速率大，但氧化还原反应的平衡常数更大