2027届高考化学一轮复习考点过关：课时规范练19 硫酸 含硫物质之间的转化（含解析）

这是一份2027届高考化学一轮复习考点过关：课时规范练19 硫酸 含硫物质之间的转化（含解析），共16页。试卷主要包含了SO2可应用于工业、农业等领域，8 kPa·s-1等内容，欢迎下载使用。
1.下列关于不同价态含硫物质的转化实验,硫元素化合价变化合理的是( )
2.(2025·广东东莞、佛山联考)粗盐含少量泥沙,还有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,某兴趣小组在实验室进行粗盐提纯的操作步骤如图所示。下列说法正确的是( )
A.“操作1”和“操作2”步骤的顺序对调,不影响产品NaCl的纯度
B.“滤渣”中的主要成分是BaSO4、MgSO4、CaCO3
C.“调pH”中试剂a可用稀硫酸
D.在“操作3”和“操作4”步骤中,玻璃棒的作用都是引流
3.下列有关S的化合物之间转化反应的离子方程式书写错误的是( )
A.硫化氢转化为硫单质:S2-+Cl2S↓+2Cl-
B.单质转化为两种盐:3S+6OH-SO32-+2S2-+3H2O
C.氧化物转化为酸:SO3+H2O2H++SO42-
D.盐转化为氧化物:2H++SO32-SO2↑+H2O
层次2综合性
4.部分含S和Cl的物质分类与相应化合价的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a和e都是强酸
B.向h的溶液中通入c,溶液的酸性增强
C.b或f与金属Cu反应的产物中Cu的化合价均为+2价
D.c和g都具有漂白性,其使品红溶液褪色的原理相同
5.(2024·北京卷)硫酸是重要的化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ的化学方程式:3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
6.(12分)(2025·广东惠州统考)SO2可用于食品工业、农业、染料业等,以下进行其性质的探究。
(1)SO2的制备。
实验室可用Na2SO3固体和浓硫酸制备SO2,化学方程式为 。
(2)SO2的收集。
为收集纯净的SO2,可用如图所示装置,则连接顺序为发生装置→ → → → →e。(填字母)
(3)SO2的性质探究。
探究一:探究SO2与水的反应。
①将注射器中的水注入仪器a (写仪器a名称)中,测得压强随时间变化如上图所示。0~50 s烧瓶内SO2的变化速率为 kPa·s-1。
②ab段压强变化及溶液的pH减小,表明SO2与水发生反应,反应的化学方程式为 ,该反应的产物不稳定,可通过以下实验证明,请补充操作填在表格横线上。
若 ,则证明该反应产物不稳定。
探究二:探究SO2使品红溶液褪色的原因。
操作:将SO2通入品红溶液中,品红溶液褪色。
③猜想:能使品红褪色的含硫粒子可能为SO2、H2SO3、 。
已知:品红是一种红棕色晶体状有机染料,微溶于水,溶于乙醇和酸,溶液呈红色。
④实验设计:小组结合以上信息,设计如下实验证明使品红褪色的粒子不是SO2,请完成表格。
层次3创新性
7.(12分)(2026·广东深圳高三多校联考)SO2可应用于工业、农业等领域。兴趣小组对其开展了一系列的实验探究。
Ⅰ.探究SO2的性质:用如图装置制备、检验SO2的性质。
(1)仪器a的名称为 。
(2)用装置乙探究SO2具有漂白性,其中盛放的试剂为 。
(3)丁中观察到 (填实验现象),说明SO2具有 (填“氧化”或“还原”)性。
Ⅱ.探究沉淀的成分:丙中观察到白色沉淀产生,对此沉淀的组成实验小组提出如下猜想。
猜想1:沉淀为BaSO3;猜想2:沉淀为BaSO4;猜想3:沉淀为BaSO3和BaSO4的混合物。
(4)猜想2的依据是 (用离子方程式表示);为防止丙装置中产生BaSO4,在实验前关闭 (填“K1”或“K2”,下同),打开 ,通入一段时间N2。
(5)为探究白色沉淀的组成,实验小组将丙中悬浊液分成10 mL的若干份,进行如下探究:
①通过实验1、3可知,白色浑浊溶解的离子方程式为 ;
实验1中后续生成的白色沉淀为 (填化学式);从化学反应速率角度分析实验1现象产生的原因: 。
②已知H2SO3的Ka1=1.4×10-2,Ka2=6.0×10-8,BaSO3的Ksp=5.0×10-10,则反应Ba2++H2SO3BaSO3+2H+的平衡常数K= (保留三位有效数字),结合实验2、3,可知在丙中除生成亚硫酸钡沉淀外,还有较多的H2SO3未和Ba2+反应,继续被氧化生成更多的沉淀。
参考答案
1.C 解析:铁与硫反应生成硫化亚铁,S的化合价由0价降低到-2价,A错误;硫与氧气反应生成二氧化硫,S的化合价由0价升高到+4价,B错误;二氧化硫与氯化铁溶液反应生成硫酸根离子,S的化合价由+4价升高到+6价,C正确;胆矾被加热时脱水,S的化合价未发生变化,D错误。
2.A 解析:给粗盐加水溶解,再依次加入过量的氯化钡溶液除去硫酸根离子、加入过量的氢氧化钠溶液除去镁离子、加入过量的碳酸钠溶液除去钙离子和过量的钡离子(或NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液或BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液),过滤后加适量的盐酸除去过量的碳酸根离子和氢氧根离子,最后经蒸发结晶得到氯化钠固体。由上述分析可知,A正确;MgSO4不是沉淀,B错误;“调pH”时试剂a应用稀盐酸,用稀硫酸会引入硫酸钠杂质,C错误;操作3为过滤、操作4为蒸发结晶,都需要用到玻璃棒,过滤时玻璃棒的作用为引流,蒸发结晶时玻璃棒的作用为搅拌,D错误。
3.A 解析:硫化氢转化为硫单质,反应的离子方程式为H2S+Cl2S↓+2H++2Cl-,A错误;硫单质与氢氧化钠反应生成硫化钠、亚硫酸钠两种盐,反应的离子方程式为3S+6OH-SO32-+2S2-+3H2O,B正确;三氧化硫与水反应生成硫酸,反应的离子方程式为SO3+H2O2H++SO42-,C正确;亚硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,反应的离子方程式为2H++SO32-SO2↑+H2O,D正确。
4.B 解析:根据含S和Cl的物质类别与相应化合价的关系可知,a是H2S、b是S、c是SO2、d是H2SO4、e是HCl、f是Cl2、g是ClO2、h是HClO。a是H2S,属于弱酸,e是HCl,属于强酸,A错误;h是HClO,具有氧化性,c是SO2,向HClO的溶液中通入SO2发生反应SO2+HClO+H2OH2SO4+HCl,生成两种强酸,则溶液酸性增强,B正确;b是S、f是Cl2,两者与金属Cu反应的产物分别为Cu2S、CuCl2,产物中Cu的化合价分别为+1价、+2价,C错误;c是SO2、g是ClO2,SO2具有漂白性,是因为它能与某些有色物质生成不稳定的无色物质;ClO2具有漂白性,是因为ClO2具有氧化性,两者使品红溶液褪色的原理不相同,D错误。
5.B 解析:反应Ⅰ是黄铁矿与空气中的O2在加热条件下发生反应生成SO2和Fe3O4,化学方程式为3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2,A正确;反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本,如反应Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高SO2的平衡转化率,B错误;将黄铁矿换成硫黄,则不再产生Fe3O4,即可以减少废渣产生,C正确;硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3,可以用碱液吸收,D正确。
6.答案:(1)Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+H2O+SO2↑ (2)c d b a (3)①三颈烧瓶 0.8 ②SO2+H2OH2SO3 将装有等量未溶解SO2的蒸馏水的烧瓶置于热水浴中加热100 s,测定压强变化 Δp1>Δp2 ③HSO3-、SO32- ④将SO2通入品红的乙醇溶液
解析:(1)Na2SO3固体和浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸钠和水,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4Na2SO4+H2O+SO2↑。
(2)为收集纯净的SO2,先用浓硫酸干燥,再用向上排空气法收集,最后用氢氧化钠溶液吸收尾气,则连接顺序为发生装置→c→d→b→a→e。
(3)①仪器a的名称为三颈烧瓶;0~50 s烧瓶内SO2的变化速率为(100-60) kPa50 s=0.8 kPa·s-1。②ab段压强变化及溶液的pH减小,表明SO2与水发生反应,反应的化学方程式为SO2+H2OH2SO3;待烧瓶中压强稳定后,将其置于热水浴中加热100 s,测定压强变化为Δp1,将装有等量未溶解SO2的蒸馏水的烧瓶置于热水浴中加热100 s,测定压强变化为Δp2,若Δp1>Δp2,则证明该反应产物不稳定。③含S粒子都可能使品红褪色,能使品红褪色的含硫粒子可能为SO2、H2SO3、HSO3-、SO32-。④将二氧化硫通入无水的品红体系中,若品红不褪色,则证明使品红褪色的粒子不是SO2,具体实验操作是将SO2通入品红的乙醇溶液,溶液不褪色,证明使品红褪色的粒子不是SO2。
7.答案:(1)分液漏斗 (2)品红溶液 (3)溶液变浑浊(或有淡黄色固体生成) 氧化 (4)2Ba2++2SO2+O2+2H2O2BaSO4↓+4H+ K2 K1 (5)①BaSO3+2H+Ba2++H2O+SO2↑(或BaSO3+2H+Ba2++H2SO3) BaSO4 BaSO3溶于酸的反应速率大于H2SO3或BaSO3在上述条件下被氧化为BaSO4的速率 ②1.68
解析:甲中浓硫酸与亚硫酸钠反应生成SO2,用装置乙探究SO2具有漂白性,则乙中试剂为品红溶液,二氧化硫能使品红溶液褪色,丙检测SO2是否和氯化钡溶液反应,丁中H2S和SO2反应检测SO2的氧化性,戊吸收尾气防止污染。
(1)仪器a的名称为分液漏斗。
(2)装置乙探究SO2具有漂白性,则试剂为品红溶液。
(3)硫化氢和二氧化硫发生归中反应生成硫单质黄色沉淀,说明二氧化硫具有氧化性。
(4)空气中氧气具有氧化性,能氧化二氧化硫生成硫酸根离子并与钡离子生成硫酸钡沉淀,反应为2Ba2++2SO2+O2+2H2O2BaSO4↓+4H+;为排除该猜想,实验开始前先关闭K2,打开K1,向三颈烧瓶中通入一段时间氮气,排尽装置内的空气,排除空气中氧气的干扰。
(5)①通过实验1、3可知,白色浑浊溶解反应为亚硫酸钡沉淀和溶液中氢离子反应生成钡离子和二氧化硫(或亚硫酸),离子方程式为BaSO3+2H+Ba2++H2O+SO2↑(或BaSO3+2H+Ba2++H2SO3);实验1中硝酸根离子具有强氧化性,可氧化二氧化硫生成硫酸根离子,则后续生成的白色沉淀为BaSO4;BaSO3溶于酸的反应速率大于H2SO3或BaSO3在题给条件下被氧化为BaSO4的速率,导致实验1中白色浑浊首先消失,一段时间后在烧杯底部出现更多的白色沉淀。②已知H2SO3的Ka1=1.4×10-2,Ka2=6.0×10-8,BaSO3的Ksp=5.0×10-10,则反应Ba2++H2SO3BaSO3+2H+的平衡常数K=c2(H+)c(Ba2+)·c(H2SO3)=c(SO32-)·c2(H+)c(Ba2+)·c(SO32-)·c(H2SO3)=Ka1·Ka2Ksp=1.4×10-2×6.0×10-85.0×10-10=1.68。
A.0价→+2价
B.0价→+6价
C.+4价→+6价
D.+6价→-2价
操作
100 s内压强变化/kPa
待烧瓶中压强稳定后,将其置于热水浴中加热100 s,重新测定压强变化
Δp1
Δp2
操作
现象
不褪色
实验
1
2
3
实验
内容
实验
现象
白色浑浊消失,一段时间后在烧杯底部出现更多的白色沉淀
烧杯中出现浑浊,经多天后沉淀量显著增多至与实验1几乎相同
白色浑浊消失,一段时间后才慢慢产生白色沉淀