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2020版新一线高考化学（人教版）一轮复习教学案：第4章第2节 氧、硫及其重要化合物
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第二节 氧、硫及其重要化合物
考纲定位
核心素养
1.掌握O3和H2O2的主要性质及其应用。
2．掌握硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
3．了解硫、氧及其重要化合物的制备方法。
4．了解硫元素单质及其重要化合物对环境的影响。
1.宏观辨识——能从不同层次认识氧、硫及其化合物的主要性质及应用。
2．变化观念——从硫的化合价变化认识硫及其化合物的相互转化及应用。
3．科学探究——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。
4．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。
考点一| 绿色氧化剂——O3和H2O2的性质及应用
1．臭氧(O3)
(1)组成：臭氧的分子式为O3，与O2互为同素异形体，是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。
(2)化学性质
①不稳定性：O3不稳定，容易分解，反应的化学方程式为2O3===3O2。
②强氧化性
a．能氧化具有还原性的物质，如KI、FeCl2等。
O3＋2KI＋H2O===I2＋2KOH＋O2
b．漂白性：因O3有强氧化性，所以它能使有色物质褪色，并被用来杀菌消毒。
(3)用途：①可用作漂白剂、脱色剂和消毒剂；②臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线，是人类和其他生物的保护伞。
提醒：(1)O3的生成：在放电条件下空气中的O2可以转化为O3,3O22O3；(2)O3在空气中含量很少，人们感到清爽，但超过一定浓度，则会影响人体的健康。
2．过氧化氢——其水溶液称双氧水
(1)结构：电子式为，结构式为H—O—O—H，含有的共价键有极性键、非极性键，为共价化合物，为无色液体。
(2)化学性质及应用
①不稳定性：加热、加催化剂都能使分解速率加快。
2H2O22H2O＋O2↑(实验室制O2)。
②弱酸性：相当于二元弱酸。
H2O2H＋＋HO，HOH＋＋O。
③强氧化性
a．用10%的双氧水漂白羽毛及丝织品(漂白剂)。
b．氧化Fe2＋等还原性粒子，其离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
c．使湿润的淀粉 KI试纸变蓝，其离子方程式为H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O。
d．杀菌、消毒。
④弱还原性：遇强氧化剂时作还原剂。
2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O。
提醒：(1)MnO2、Fe3＋、Cu2＋均可以作为H2O2分解的催化剂；(2)H2O2为绿色氧化剂，被还原为H2O不引入其他离子。
(3)BaO2与稀硫酸反应可制取H2O2：BaO2＋H2SO4===BaSO4↓＋H2O2。
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)O3与H2O2可以杀死细菌，是一种绿色消毒剂。 ( )
(2)臭氧比氧气的氧化性更强，常温下能将Ag、Hg等较不活泼的金属氧化。 ( )
(3)O3与O2的转化是氧化还原反应。 ( )
(4)雷电天气的空气中O3的含量会增大。 ( )
(5)臭氧和活性炭一样，能够吸附有机色素，是一种很好的脱色剂。( )
答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)×
2．写出下列反应的离子方程式
(1)Na2SO3溶液与双氧水混合________________________________。
(2)H2O2在酸性条件下与KMnO4反应_______________________________。
(3)H2O2还可将碱性工业废水中的CN－氧化为碳酸盐和氨气___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(4)双氧水中通入SO2_______________________________________。
答案：(1)SO＋H2O2===SO＋H2O
(2)5H2O2＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑
(3)H2O2＋CN－＋OH－===CO＋NH3↑
(4)H2O2＋SO2===2H＋＋SO
⊙考法☆ O3、H2O2的性质及应用
1．(2019·张家界模拟)某商品的广告词是“臭氧，世界上最强大的消毒剂”。下列有关叙述正确的是( )
A．臭氧与氧气是同分异构体，二者的转化属于化学变化
B．大气平流层中的臭氧吸收紫外线，保护地球上的生物
C．臭氧有毒，所以不能用于水的净化
D．因为臭氧分解生成氧气，所以空气中臭氧的含量越高越好
B [A项，O3与O2是同素异形体，不是同分异构体；C项，O3可用于水的杀菌净化；D项，O3的含量很高时，对生物是有害的。]
2．下列有关双氧水说法错误的是( )
A．H2O2、Na2O2都属于过氧化物，都存在共价键
B．双氧水是绿色氧化剂，可作医疗消毒剂
C．H2O2在过氧化氢酶的催化下，温度越高，分解速率越快
D．H2O2作漂白剂是利用其氧化性，漂白原理与HClO类似，与SO2不同
C [酶在过高的温度下会失去活性，故C项错误。]
3．过氧化氢是一种二元弱酸，比碳酸的酸性弱，它在受热或碱性条件下极不稳定，易分解生成H2O和O2。
(1)双氧水能使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了双氧水的________性(填“氧化”“还原”“酸”或“碱”，下同)；双氧水能使品红溶液褪色，体现了双氧水的______性。
(2)H2O2电离的方程式为_______________________________________。
(3)鉴于H2O2显弱酸性，写出它与足量Ba(OH)2作用形成盐的化学方程式：___________________________________________________________。
(4)稀硫酸不与Cu反应，但在稀硫酸中加入H2O2后则可使Cu溶解，写出该反应的化学方程式______________________________________________
___________________________________________________________。
答案：(1)还原 氧化
(2)H2O2H＋＋HO，HOH＋＋O
(3)Ba(OH)2＋H2O2===BaO2＋2H2O
(4)Cu＋H2SO4＋H2O2===CuSO4＋2H2O
考点二| 硫及其氧化物的主要性质和应用
1．硫的存在和性质
(1)自然界中硫元素的存在
(2)硫单质的物理性质
硫单质俗称硫黄，是一种黄色固体；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)从化合价的角度认识硫单质的化学性质
①S的氧化性——与变价金属化合为低价硫化物
a．S与Fe、Cu反应的化学方程式依次为S＋FeFeS、S＋2CuCu2S、S＋Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)。
b．S与H2化合反应为S＋H2H2S。
②S的还原性
a．S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。
b．与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O。
提醒：(1)除去试管内壁黏附的S可用CS2溶解除去，也可以用热的NaOH溶液除去，其反应为
3S＋6NaOH===2Na2S＋Na2SO3＋3H2O；(2)S燃烧的产物是SO2，不会生成SO3。
2．硫的氧化物(SO2、SO3)的性质及应用
(1)SO2的性质及其应用
SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，易溶于水。
①具有酸性氧化物的通性(写出化学方程式)
与H2O反应：SO2＋H2OH2SO3，
与少量NaOH：SO2＋NaOH===NaHSO3，
与足量NaOH：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。
②具有漂白性
使品红溶液褪色(原理：SO2＋有色物质无色物质有色物质＋SO2)。
③具有还原性
与Cl2＋H2O、H2O2、O2反应的化学方程式分别为
SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4、SO2＋H2O2===H2SO4、2SO2＋O22SO3。
④具有氧化性
与H2S反应的化学方程式为SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。
(2)三氧化硫(SO3)
SO3在标准状况下为无色、针状晶体，能与水反应：SO3＋H2O===H2SO4，放出大量的热，SO3是酸性氧化物，它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。
[深度归纳]
(1)SO2的漂白性的理解
①SO2不能漂白酸、碱指示剂，如：SO2使紫色的石蕊试液只变红、不褪色。
②SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性而不是漂白性。
(2)CO2与SO2的鉴别方法
①品红溶液法——SO2的漂白性
②高锰酸钾(或溴水或FeCl3)法——SO2的还原性
(3)三类漂白剂的比较
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
将有色物质吸附而褪色
活性炭
物理变化
吸附色素
注意：①SO2、Cl2通入品红溶液中均褪色，但加热通Cl2的溶液不恢复红色，而通SO2的溶液又恢复红色。②当SO2与Cl2按1∶1物质的量比通入品红溶液中，溶液不褪色。
3．硫化氢(H2S)——水溶液为氢硫酸、为二元弱酸
H2S是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体，有剧毒，是一种大气污染物。
(1)与足量NaOH溶液，CuSO4溶液反应的离子方程式分别为H2S＋2OH－===S2－＋2H2O，H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。
(2)ZnS(或FeS)投入稀硫酸中能生成H2S气体：ZnS＋2H＋===Zn2＋＋H2S↑。
(3)可燃性：2H2S＋3O22SO2＋2H2O。
正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)S为活泼非金属，在自然界只有化合态。 ( )
(2)H2S、CuS、FeS、SO2均可以用单质化合生成。 ( )
(3)SO2、O3通入品红溶液中褪色原理相同。 ( )
(4)SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的原理相似，均表现了SO2的还原性。 ( )
(5)二氧化硫作纸浆漂白剂的过程中没有发生化学变化。 ( )
(6)将SO2通入含酚酞的NaOH溶液中，红色褪去，说明SO2具有漂白性。
( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
⊙考法1 硫及其氧化物的性质和应用
1．下列有关说法正确的是( )
A．S与H2、O2、Fe反应过程中S表现氧化性
B．硫、碳在空气中完全燃烧产物分别为SO3、CO2
C．1 mol SO2通入足量的水中，H2SO3、HSO、SO的物质的量之和为1 mol
D．SO2与O2充分反应的混合物中含有SO2、O2和SO3
D [A项，S与O2反应，S表现还原性；B项，S的燃烧产物为SO2；C项，SO2与H2O反应为可逆反应；D项，SO2与O2反应为可逆反应。]
2．下列说法正确的是( )
A．SO2能使品红溶液、溴水和酸性KMnO4溶液褪色，是因为SO2具有漂白性
B．SO2、Cl2都可用于漂白物质，将等物质的量的两种气体同时作用于潮湿的有色物质时，可增强漂白效果
C．活性炭使有色物质褪色是利用了碳单质的还原性，使有色物质发生了还原反应
D．SO2使品红溶液褪色后，将褪色后的溶液加热，溶液重新变为红色
D [A项，SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2的还原性，不是漂白性；B项，SO2与Cl2遇H2O生成H2SO4和HCl，漂白效果减弱；C项，活性炭的漂白原理是其吸附作用；D项，SO2的漂白具有不稳定性。]
⊙考法2 SO2的制法及其性质探究
3．下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )
A．制取SO2 B．验证漂白性 C．收集SO2 D．尾气处理
B [A项，稀硫酸与Cu不能反应；C项，收集SO2应从长管进气；D项，SO2与NaHSO3不反应，SO2不能被饱和NaHSO3溶液吸收。]
4．(2019·辽宁五校联考)如图是在实验室进行二氧化硫制备与性质实验的组合装置，部分固定装置未画出。
F E A B C D
(1)关闭弹簧夹2，打开弹簧夹1，注入硫酸至浸没瓶中固体，写出C装置反应的化学方程式___________________________________________________，
每消耗1 mol Na2O2，则转移的电子数为________。
(2)关闭弹簧夹1后，打开弹簧夹2，残余气体进入E、F中，为了证明SO2有还原性，并从绿色化学的角度考虑，则Z试剂可以是________，现象是___________________________________________________________。
解析：(1)Na2O2具有强氧化性，SO2具有还原性，装置C中Na2O2和SO2发生反应：SO2＋Na2O2===Na2SO4，反应中转移2e－，故每消耗1 mol Na2O2，转移电子数为1.204×1024。(2)为了证明SO2具有还原性，可以加入氧化剂，从绿色化学的角度考虑，Z试剂可以是酸性高锰酸钾溶液，现象是紫色溶液变浅或褪色。
答案：(1)SO2＋Na2O2===Na2SO4 1.204×1024
(2)酸性KMnO4溶液 紫色溶液变浅或褪色[或FeCl3溶液 溶液由棕黄色变为浅绿色]
⊙考法3 SO2、CO2二者共存的检验实验方案设计
5．(2019·贵阳模拟)将一定量的生铁(假设仅含Fe和C)与浓硫酸加热时，观察到固体完全溶解，并产生大量气体，某化学兴趣小组用如图装置(夹持仪器省略)对反应产生的气体成分进行探究。
(1)仪器b的名称为________。
(2)甲同学认为该气体中含有SO2、CO2、H2，将以上装置进行连接以完成验证(填接口字母代号)：c→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )。
(3)实验中可以证明产生的气体中含有H2的实验现象是___________________________________________________________。
(4)若取6.0 g生铁加入15.0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到336 mL(标准状况下)气体通入足量溴水中，然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得到干燥固体2.33 g。由此推知气体中SO2的体积分数为________。若在反应所得的溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红；继续滴加双氧水至过量，溶液红色褪去，同时有气泡产生。产生的气泡有多种可能，气泡可能是SCN－的反应产物N2、CO2、SO2或N2、CO2；还可能是________，理由是_______________________
___________________________________________________________(用化学方程式表示)。
解析： (2)由题给装置及试剂可知，检验CO2的试剂为氢氧化钡溶液，但SO2会对CO2的检验产生干扰，所以应先检验SO2并将SO2除去后再检验CO2，最后用装置J、F、G检验产生的气体中是否有H2，其中干燥后的H2在J装置中与CuO反应生成Cu和水，用F装置可以检验生成的水，G装置用于防止空气中的水蒸气进入F装置产生干扰，因此装置接口的连接顺序为c→f→g→d→e→m→n→o→p(或p→o)→h→i→j→k(或k→j)。(3)氢气还原装置J中的氧化铜生成的水蒸气能使F装置中的白色的无水硫酸铜变蓝色，同时装置J中有红色的铜单质生成。(4)SO2具有还原性，通入足量溴水中，发生反应：SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，生成的硫酸和氯化钡反应产生白色沉淀，设混合气体中二氧化硫的物质的量为n mol，则有：
SO2 ～ BaSO4
1 mol 233 g
n mol 2.33 g
解得n＝0.01，n(混合气体)＝＝0.015 mol，所以二氧化硫的体积分数为×100%≈66.7%。
H2O2在Fe3＋的催化下会发生分解反应，生成O2和H2O。
答案：(1)分液漏斗
(2)f g d e m n o p(或p o) h i j k(或k j)
(3)装置J中固体由黑变红，且装置F中固体由白变蓝
(4)66.7% O2 2H2O22H2O＋O2↑
流程设计
检验SO2⇨除去SO2⇨⇨检验CO2
实验装置
所选试剂
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
考点三| 硫酸的性质和硫及其化合物的转化
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：H2SO4与水以任意比互溶，溶解时可放出大量热，浓硫酸稀释的方法是：将浓硫酸沿器壁缓缓注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
2．硫酸的化学性质
(1)稀硫酸具有酸的通性：硫酸是一种二元强酸，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO，能与金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。
(2)浓硫酸的三大特性
提醒：常见硫酸盐及俗名：KAl(SO4)2·12H2O(明矾)；2CaSO4·H2O(熟石膏)、CaSO4·2H2O(生石膏)、FeSO4·7H2O(绿矾)、CuSO4·5H2O(蓝矾或胆矾)、BaSO4(重晶石)、Na2SO4·10H2O(芒硝)、ZnSO4·7H2O(硞矾)。
[深度归纳] 浓硫酸与金属的反应规律
(1)“钝化”是浓硫酸将Fe、Al氧化而在其表面形成一层致密的氧化物薄膜，阻止了浓硫酸与Fe、Al的继续反应，体现了浓硫酸的强氧化性。但加热时钝化膜被破坏能持续反应。
(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。
(4)浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。
3．硫及其化合物的转化关系
(1)
(2)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的。如：
(3)含硫物质的连续氧化
硫元素
提醒：(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(或称邻近规则)；(2)相邻价态的微粒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。
正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)稀释浓硫酸时可将浓硫酸沿器壁注入水中并不断搅拌。 ( )
(2)浓硫酸可以使蔗糖膨胀变黑体现了浓硫酸的吸水性。 ( )
(3)浓硫酸作干燥剂体现了浓硫酸的吸水性。 ( )
(4)浓硫酸是酸性干燥剂，可以干燥SO2、Cl2、HCl和HI。 ( )
(5)足量Zn与浓硫酸反应生成的气体中含有SO2和H2。 ( )
(6)H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O，反应中SO2为氧化产物。( )
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)×
⊙考法1 浓硫酸的特性及应用
1．下列有关浓硫酸的叙述中正确的是( )
①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化 ②浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，硫酸完全反应 ③浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化 ④浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，向反应后的溶液中再加入铁片，会有氢气生成 ⑤浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体 ⑥浓硫酸与铁加热反应后，铁片有剩余，生成的气体除水蒸气外只有SO2 ⑦浓硫酸具有强氧化性，常温下能与Cu发生剧烈反应 ⑧浓硫酸具有强氧化性，SO2具有还原性，所以浓硫酸不能干燥SO2 ⑨向5 mL 18 mol·L－1的硫酸中加入足量Cu并加热使其充分反应，被还原的H2SO4和生成的SO2气体均小于0.045 mol
A．①②⑤ B．①④⑨
C．⑥⑦⑧ D．③④⑨
B [随着反应的进行浓硫酸逐渐变成稀硫酸，稀硫酸不与铜反应，但能与铁反应放出H2，②⑥错误，④正确；③浓硫酸使蔗糖炭化，表现其脱水性；⑧浓硫酸中的硫为＋6价，二氧化硫中的硫为＋4价，无中间价态，二者不反应，浓硫酸可以干燥SO2；⑨浓硫酸反应变稀硫酸后与Cu不再反应，被还原的H2SO4和生成的SO2均小于0.045 mol。]
2．(2019·郑州模拟)下面是某校化学研究性学习小组探究足量的锌与浓硫酸反应的实验：
设计如下实验验证该反应产生的混合气体中含有SO2、H2。
(1)若按气体从左到右的流向，气体流经的各装置连接顺序是________。
(2)已知装置A中的浓硫酸的质量分数为90%，密度ρ＝1.47 g·mL－1，该硫酸的物质的量浓度为________
mol·L－1。
(3)D中干燥管的作用是___________________________________________，
装置B的作用是________________________________________________。
(4)证明混合气体中含有H2的实验现象为__________________________
___________________________________________________________。
解析：(1)检验H2前应先用浓硫酸除去水蒸气，以免对H2的检验产生干扰，按气流从左至右的顺序为ABCD。
(2)c(H2SO4)＝＝13.5 mol·L－1。
答案：(1)ABCD (2)13.5
(3)防止空气中的水蒸气进入装置，干扰H2的检验 检验SO2
(4)D中黑色物质变为红色，且D中无水CuSO4变为蓝色
⊙考法2 硫及其化合物的转化
3．(2017·海南高考改编)分别将足量下列气体通入稀Na2S溶液中，不能使溶液变浑浊的是( )
A．Cl2 B．SO2
C．H2S D．O3
C [Cl2、SO2、O3均能氧化S2－为S单质，使溶液变浑浊，H2S与Na2S反应生成可溶酸式盐NaHS。]
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：
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均含同一种另外的元素。请回答：
(1)A是________，Y是________，Z是________。
(2)当X是强酸时，E是________，写出C生成D的化学方程式：___________________________________________________________。
(3)当X是强碱时，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，BCD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为强碱时，该连续氧化关系为NH3NONO2HNO3，进而推知A为铵盐；当X为强酸时，该连续氧化关系为H2SSO2SO3H2SO4，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 2SO2＋O22SO3
(3)HNO3 4NH3＋5O24NO＋6H2O
⊙考法3 形形色色的硫的含氧酸及其盐的性质制备
5．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：
实验一 焦亚硫酸钠的制取
采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为Na2SO3＋SO2===Na2S2O5。
(1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为__________________________
___________________________________________________________。
(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是____________________。
(3)装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。
a b c d
实验二 焦亚硫酸钠的性质
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
(4)证明NaHSO3溶液中HSO的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是________(填序号)。
a．测定溶液的pH
b．加入Ba(OH)2溶液
c．加入盐酸
d．加入品红溶液
e．用蓝色石蕊试纸检测
(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
解析：(1)装置Ⅰ中浓硫酸与Na2SO3发生复分解反应制取SO2，其化学方程式为Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。(2)装置Ⅱ中已有晶体析出，可通过过滤操作得到Na2S2O5晶体。(3)食盐水和浓硫酸不能吸收SO2，故b、c错误；a项，瓶口封闭易造成实验事故，错误；d项，既能吸收SO2，又能防止发生倒吸，正确。(4)HSO电离显酸性，水解显碱性，要证明HSO的电离程度大于水解程度，则证明NaHSO3溶液显酸性即可，故可通过测定溶液的pH，或用蓝色石蕊试纸检测等方法。(5)Na2S2O5晶体被空气氧化的产物为Na2SO4，故可通过检验SO离子来检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化，其具体方案为：取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则说明Na2S2O5晶体已被氧化。
答案：(1)Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O(或Na2SO3＋2H2SO4(浓)===2NaHSO4＋SO2↑＋H2O) (2)过滤 (3)d (4)a、e (5)取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成，说明Na2S2O5晶体已被氧化
[拓展链接] 硫的重要含氧酸及其盐
(1)硫的含氧酸
正酸系列：次硫酸H2SO2、亚硫酸H2SO3、硫酸H2SO4。
过酸系列：过硫酸H2SO5、过二硫酸H2S2O8。
焦酸系列：焦亚硫酸H2S2O5、焦硫酸H2S2O7。
硫代硫酸系列：硫代亚硫酸H2S2O2、硫代硫酸H2S2O3。
连酸系列：连二亚硫酸H2S2O4、连多硫酸H2SxO6[x(2～6)]。
(2)硫的含氧酸盐
①硫酸盐与亚硫酸盐：亚硫酸盐易被氧化为硫酸盐。
②硫代硫酸盐(S2O)：遇酸反应生成S和SO2。
③焦亚硫酸盐(S2O)：可通过Na2SO3与SO2反应生成。溶于水即生成NaHSO3。
NaHSO3的过饱和溶液结晶可生成Na2S2O5。
课堂反馈 真题体验
1．(2018·全国卷Ⅰ，T27节选)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)NaHSO3结晶脱水生成Na2S2O5。(2)①向Na2CO3饱和溶液中通入SO2，可能生成Na2SO3、NaHSO3，因Na2SO3溶液呈碱性，Ⅰ中溶液呈弱酸性，所以生成的是NaHSO3。②审题时抓住“生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得”，则工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3的过饱和溶液。
答案：(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
(2)①NaHSO3
②得到NaHSO3的过饱和溶液
2．(2018·全国卷Ⅲ，T28节选)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、稀硫酸、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：欲检验市售Na2S2O3中是否含有SO，应先取少量样品，加入除氧蒸馏水，固体完全溶解得澄清溶液，向其中加入过量稀盐酸，使S2O完全反应(S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O)，以避免生成BaS2O3沉淀，对检验产生干扰，产生的现象是出现乳黄色浑浊，并有刺激性气味的气体产生，静置后，取上层清液，向其中滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀即可说明市售Na2S2O3中含有SO。
答案：③加入过量稀盐酸 ④出现乳黄色浑浊 ⑤取上层清液，滴入BaCl2溶液 ⑥产生白色沉淀
第二节 氧、硫及其重要化合物
考纲定位
核心素养
1.掌握O3和H2O2的主要性质及其应用。
2．掌握硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
3．了解硫、氧及其重要化合物的制备方法。
4．了解硫元素单质及其重要化合物对环境的影响。
1.宏观辨识——能从不同层次认识氧、硫及其化合物的主要性质及应用。
2．变化观念——从硫的化合价变化认识硫及其化合物的相互转化及应用。
3．科学探究——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。
4．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。
考点一| 绿色氧化剂——O3和H2O2的性质及应用
1．臭氧(O3)
(1)组成：臭氧的分子式为O3，与O2互为同素异形体，是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。
(2)化学性质
①不稳定性：O3不稳定，容易分解，反应的化学方程式为2O3===3O2。
②强氧化性
a．能氧化具有还原性的物质，如KI、FeCl2等。
O3＋2KI＋H2O===I2＋2KOH＋O2
b．漂白性：因O3有强氧化性，所以它能使有色物质褪色，并被用来杀菌消毒。
(3)用途：①可用作漂白剂、脱色剂和消毒剂；②臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线，是人类和其他生物的保护伞。
提醒：(1)O3的生成：在放电条件下空气中的O2可以转化为O3,3O22O3；(2)O3在空气中含量很少，人们感到清爽，但超过一定浓度，则会影响人体的健康。
2．过氧化氢——其水溶液称双氧水
(1)结构：电子式为，结构式为H—O—O—H，含有的共价键有极性键、非极性键，为共价化合物，为无色液体。
(2)化学性质及应用
①不稳定性：加热、加催化剂都能使分解速率加快。
2H2O22H2O＋O2↑(实验室制O2)。
②弱酸性：相当于二元弱酸。
H2O2H＋＋HO，HOH＋＋O。
③强氧化性
a．用10%的双氧水漂白羽毛及丝织品(漂白剂)。
b．氧化Fe2＋等还原性粒子，其离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
c．使湿润的淀粉 KI试纸变蓝，其离子方程式为H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O。
d．杀菌、消毒。
④弱还原性：遇强氧化剂时作还原剂。
2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O。
提醒：(1)MnO2、Fe3＋、Cu2＋均可以作为H2O2分解的催化剂；(2)H2O2为绿色氧化剂，被还原为H2O不引入其他离子。
(3)BaO2与稀硫酸反应可制取H2O2：BaO2＋H2SO4===BaSO4↓＋H2O2。
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)O3与H2O2可以杀死细菌，是一种绿色消毒剂。 ( )
(2)臭氧比氧气的氧化性更强，常温下能将Ag、Hg等较不活泼的金属氧化。 ( )
(3)O3与O2的转化是氧化还原反应。 ( )
(4)雷电天气的空气中O3的含量会增大。 ( )
(5)臭氧和活性炭一样，能够吸附有机色素，是一种很好的脱色剂。( )
答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)×
2．写出下列反应的离子方程式
(1)Na2SO3溶液与双氧水混合________________________________。
(2)H2O2在酸性条件下与KMnO4反应_______________________________。
(3)H2O2还可将碱性工业废水中的CN－氧化为碳酸盐和氨气___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(4)双氧水中通入SO2_______________________________________。
答案：(1)SO＋H2O2===SO＋H2O
(2)5H2O2＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑
(3)H2O2＋CN－＋OH－===CO＋NH3↑
(4)H2O2＋SO2===2H＋＋SO
⊙考法☆ O3、H2O2的性质及应用
1．(2019·张家界模拟)某商品的广告词是“臭氧，世界上最强大的消毒剂”。下列有关叙述正确的是( )
A．臭氧与氧气是同分异构体，二者的转化属于化学变化
B．大气平流层中的臭氧吸收紫外线，保护地球上的生物
C．臭氧有毒，所以不能用于水的净化
D．因为臭氧分解生成氧气，所以空气中臭氧的含量越高越好
B [A项，O3与O2是同素异形体，不是同分异构体；C项，O3可用于水的杀菌净化；D项，O3的含量很高时，对生物是有害的。]
2．下列有关双氧水说法错误的是( )
A．H2O2、Na2O2都属于过氧化物，都存在共价键
B．双氧水是绿色氧化剂，可作医疗消毒剂
C．H2O2在过氧化氢酶的催化下，温度越高，分解速率越快
D．H2O2作漂白剂是利用其氧化性，漂白原理与HClO类似，与SO2不同
C [酶在过高的温度下会失去活性，故C项错误。]
3．过氧化氢是一种二元弱酸，比碳酸的酸性弱，它在受热或碱性条件下极不稳定，易分解生成H2O和O2。
(1)双氧水能使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了双氧水的________性(填“氧化”“还原”“酸”或“碱”，下同)；双氧水能使品红溶液褪色，体现了双氧水的______性。
(2)H2O2电离的方程式为_______________________________________。
(3)鉴于H2O2显弱酸性，写出它与足量Ba(OH)2作用形成盐的化学方程式：___________________________________________________________。
(4)稀硫酸不与Cu反应，但在稀硫酸中加入H2O2后则可使Cu溶解，写出该反应的化学方程式______________________________________________
___________________________________________________________。
答案：(1)还原 氧化
(2)H2O2H＋＋HO，HOH＋＋O
(3)Ba(OH)2＋H2O2===BaO2＋2H2O
(4)Cu＋H2SO4＋H2O2===CuSO4＋2H2O
考点二| 硫及其氧化物的主要性质和应用
1．硫的存在和性质
(1)自然界中硫元素的存在
(2)硫单质的物理性质
硫单质俗称硫黄，是一种黄色固体；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)从化合价的角度认识硫单质的化学性质
①S的氧化性——与变价金属化合为低价硫化物
a．S与Fe、Cu反应的化学方程式依次为S＋FeFeS、S＋2CuCu2S、S＋Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)。
b．S与H2化合反应为S＋H2H2S。
②S的还原性
a．S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。
b．与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O。
提醒：(1)除去试管内壁黏附的S可用CS2溶解除去，也可以用热的NaOH溶液除去，其反应为
3S＋6NaOH===2Na2S＋Na2SO3＋3H2O；(2)S燃烧的产物是SO2，不会生成SO3。
2．硫的氧化物(SO2、SO3)的性质及应用
(1)SO2的性质及其应用
SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，易溶于水。
①具有酸性氧化物的通性(写出化学方程式)
与H2O反应：SO2＋H2OH2SO3，
与少量NaOH：SO2＋NaOH===NaHSO3，
与足量NaOH：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。
②具有漂白性
使品红溶液褪色(原理：SO2＋有色物质无色物质有色物质＋SO2)。
③具有还原性
与Cl2＋H2O、H2O2、O2反应的化学方程式分别为
SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4、SO2＋H2O2===H2SO4、2SO2＋O22SO3。
④具有氧化性
与H2S反应的化学方程式为SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。
(2)三氧化硫(SO3)
SO3在标准状况下为无色、针状晶体，能与水反应：SO3＋H2O===H2SO4，放出大量的热，SO3是酸性氧化物，它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。
[深度归纳]
(1)SO2的漂白性的理解
①SO2不能漂白酸、碱指示剂，如：SO2使紫色的石蕊试液只变红、不褪色。
②SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性而不是漂白性。
(2)CO2与SO2的鉴别方法
①品红溶液法——SO2的漂白性
②高锰酸钾(或溴水或FeCl3)法——SO2的还原性
(3)三类漂白剂的比较
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
将有色物质吸附而褪色
活性炭
物理变化
吸附色素
注意：①SO2、Cl2通入品红溶液中均褪色，但加热通Cl2的溶液不恢复红色，而通SO2的溶液又恢复红色。②当SO2与Cl2按1∶1物质的量比通入品红溶液中，溶液不褪色。
3．硫化氢(H2S)——水溶液为氢硫酸、为二元弱酸
H2S是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体，有剧毒，是一种大气污染物。
(1)与足量NaOH溶液，CuSO4溶液反应的离子方程式分别为H2S＋2OH－===S2－＋2H2O，H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。
(2)ZnS(或FeS)投入稀硫酸中能生成H2S气体：ZnS＋2H＋===Zn2＋＋H2S↑。
(3)可燃性：2H2S＋3O22SO2＋2H2O。
正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)S为活泼非金属，在自然界只有化合态。 ( )
(2)H2S、CuS、FeS、SO2均可以用单质化合生成。 ( )
(3)SO2、O3通入品红溶液中褪色原理相同。 ( )
(4)SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的原理相似，均表现了SO2的还原性。 ( )
(5)二氧化硫作纸浆漂白剂的过程中没有发生化学变化。 ( )
(6)将SO2通入含酚酞的NaOH溶液中，红色褪去，说明SO2具有漂白性。
( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
⊙考法1 硫及其氧化物的性质和应用
1．下列有关说法正确的是( )
A．S与H2、O2、Fe反应过程中S表现氧化性
B．硫、碳在空气中完全燃烧产物分别为SO3、CO2
C．1 mol SO2通入足量的水中，H2SO3、HSO、SO的物质的量之和为1 mol
D．SO2与O2充分反应的混合物中含有SO2、O2和SO3
D [A项，S与O2反应，S表现还原性；B项，S的燃烧产物为SO2；C项，SO2与H2O反应为可逆反应；D项，SO2与O2反应为可逆反应。]
2．下列说法正确的是( )
A．SO2能使品红溶液、溴水和酸性KMnO4溶液褪色，是因为SO2具有漂白性
B．SO2、Cl2都可用于漂白物质，将等物质的量的两种气体同时作用于潮湿的有色物质时，可增强漂白效果
C．活性炭使有色物质褪色是利用了碳单质的还原性，使有色物质发生了还原反应
D．SO2使品红溶液褪色后，将褪色后的溶液加热，溶液重新变为红色
D [A项，SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2的还原性，不是漂白性；B项，SO2与Cl2遇H2O生成H2SO4和HCl，漂白效果减弱；C项，活性炭的漂白原理是其吸附作用；D项，SO2的漂白具有不稳定性。]
⊙考法2 SO2的制法及其性质探究
3．下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )
A．制取SO2 B．验证漂白性 C．收集SO2 D．尾气处理
B [A项，稀硫酸与Cu不能反应；C项，收集SO2应从长管进气；D项，SO2与NaHSO3不反应，SO2不能被饱和NaHSO3溶液吸收。]
4．(2019·辽宁五校联考)如图是在实验室进行二氧化硫制备与性质实验的组合装置，部分固定装置未画出。
F E A B C D
(1)关闭弹簧夹2，打开弹簧夹1，注入硫酸至浸没瓶中固体，写出C装置反应的化学方程式___________________________________________________，
每消耗1 mol Na2O2，则转移的电子数为________。
(2)关闭弹簧夹1后，打开弹簧夹2，残余气体进入E、F中，为了证明SO2有还原性，并从绿色化学的角度考虑，则Z试剂可以是________，现象是___________________________________________________________。
解析：(1)Na2O2具有强氧化性，SO2具有还原性，装置C中Na2O2和SO2发生反应：SO2＋Na2O2===Na2SO4，反应中转移2e－，故每消耗1 mol Na2O2，转移电子数为1.204×1024。(2)为了证明SO2具有还原性，可以加入氧化剂，从绿色化学的角度考虑，Z试剂可以是酸性高锰酸钾溶液，现象是紫色溶液变浅或褪色。
答案：(1)SO2＋Na2O2===Na2SO4 1.204×1024
(2)酸性KMnO4溶液 紫色溶液变浅或褪色[或FeCl3溶液 溶液由棕黄色变为浅绿色]
⊙考法3 SO2、CO2二者共存的检验实验方案设计
5．(2019·贵阳模拟)将一定量的生铁(假设仅含Fe和C)与浓硫酸加热时，观察到固体完全溶解，并产生大量气体，某化学兴趣小组用如图装置(夹持仪器省略)对反应产生的气体成分进行探究。
(1)仪器b的名称为________。
(2)甲同学认为该气体中含有SO2、CO2、H2，将以上装置进行连接以完成验证(填接口字母代号)：c→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )。
(3)实验中可以证明产生的气体中含有H2的实验现象是___________________________________________________________。
(4)若取6.0 g生铁加入15.0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到336 mL(标准状况下)气体通入足量溴水中，然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得到干燥固体2.33 g。由此推知气体中SO2的体积分数为________。若在反应所得的溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红；继续滴加双氧水至过量，溶液红色褪去，同时有气泡产生。产生的气泡有多种可能，气泡可能是SCN－的反应产物N2、CO2、SO2或N2、CO2；还可能是________，理由是_______________________
___________________________________________________________(用化学方程式表示)。
解析： (2)由题给装置及试剂可知，检验CO2的试剂为氢氧化钡溶液，但SO2会对CO2的检验产生干扰，所以应先检验SO2并将SO2除去后再检验CO2，最后用装置J、F、G检验产生的气体中是否有H2，其中干燥后的H2在J装置中与CuO反应生成Cu和水，用F装置可以检验生成的水，G装置用于防止空气中的水蒸气进入F装置产生干扰，因此装置接口的连接顺序为c→f→g→d→e→m→n→o→p(或p→o)→h→i→j→k(或k→j)。(3)氢气还原装置J中的氧化铜生成的水蒸气能使F装置中的白色的无水硫酸铜变蓝色，同时装置J中有红色的铜单质生成。(4)SO2具有还原性，通入足量溴水中，发生反应：SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，生成的硫酸和氯化钡反应产生白色沉淀，设混合气体中二氧化硫的物质的量为n mol，则有：
SO2 ～ BaSO4
1 mol 233 g
n mol 2.33 g
解得n＝0.01，n(混合气体)＝＝0.015 mol，所以二氧化硫的体积分数为×100%≈66.7%。
H2O2在Fe3＋的催化下会发生分解反应，生成O2和H2O。
答案：(1)分液漏斗
(2)f g d e m n o p(或p o) h i j k(或k j)
(3)装置J中固体由黑变红，且装置F中固体由白变蓝
(4)66.7% O2 2H2O22H2O＋O2↑
流程设计
检验SO2⇨除去SO2⇨⇨检验CO2
实验装置
所选试剂
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
考点三| 硫酸的性质和硫及其化合物的转化
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：H2SO4与水以任意比互溶，溶解时可放出大量热，浓硫酸稀释的方法是：将浓硫酸沿器壁缓缓注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
2．硫酸的化学性质
(1)稀硫酸具有酸的通性：硫酸是一种二元强酸，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO，能与金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。
(2)浓硫酸的三大特性
提醒：常见硫酸盐及俗名：KAl(SO4)2·12H2O(明矾)；2CaSO4·H2O(熟石膏)、CaSO4·2H2O(生石膏)、FeSO4·7H2O(绿矾)、CuSO4·5H2O(蓝矾或胆矾)、BaSO4(重晶石)、Na2SO4·10H2O(芒硝)、ZnSO4·7H2O(硞矾)。
[深度归纳] 浓硫酸与金属的反应规律
(1)“钝化”是浓硫酸将Fe、Al氧化而在其表面形成一层致密的氧化物薄膜，阻止了浓硫酸与Fe、Al的继续反应，体现了浓硫酸的强氧化性。但加热时钝化膜被破坏能持续反应。
(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。
(4)浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。
3．硫及其化合物的转化关系
(1)
(2)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的。如：
(3)含硫物质的连续氧化
硫元素
提醒：(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(或称邻近规则)；(2)相邻价态的微粒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。
正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)稀释浓硫酸时可将浓硫酸沿器壁注入水中并不断搅拌。 ( )
(2)浓硫酸可以使蔗糖膨胀变黑体现了浓硫酸的吸水性。 ( )
(3)浓硫酸作干燥剂体现了浓硫酸的吸水性。 ( )
(4)浓硫酸是酸性干燥剂，可以干燥SO2、Cl2、HCl和HI。 ( )
(5)足量Zn与浓硫酸反应生成的气体中含有SO2和H2。 ( )
(6)H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O，反应中SO2为氧化产物。( )
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)×
⊙考法1 浓硫酸的特性及应用
1．下列有关浓硫酸的叙述中正确的是( )
①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化 ②浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，硫酸完全反应 ③浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化 ④浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，向反应后的溶液中再加入铁片，会有氢气生成 ⑤浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体 ⑥浓硫酸与铁加热反应后，铁片有剩余，生成的气体除水蒸气外只有SO2 ⑦浓硫酸具有强氧化性，常温下能与Cu发生剧烈反应 ⑧浓硫酸具有强氧化性，SO2具有还原性，所以浓硫酸不能干燥SO2 ⑨向5 mL 18 mol·L－1的硫酸中加入足量Cu并加热使其充分反应，被还原的H2SO4和生成的SO2气体均小于0.045 mol
A．①②⑤ B．①④⑨
C．⑥⑦⑧ D．③④⑨
B [随着反应的进行浓硫酸逐渐变成稀硫酸，稀硫酸不与铜反应，但能与铁反应放出H2，②⑥错误，④正确；③浓硫酸使蔗糖炭化，表现其脱水性；⑧浓硫酸中的硫为＋6价，二氧化硫中的硫为＋4价，无中间价态，二者不反应，浓硫酸可以干燥SO2；⑨浓硫酸反应变稀硫酸后与Cu不再反应，被还原的H2SO4和生成的SO2均小于0.045 mol。]
2．(2019·郑州模拟)下面是某校化学研究性学习小组探究足量的锌与浓硫酸反应的实验：
设计如下实验验证该反应产生的混合气体中含有SO2、H2。
(1)若按气体从左到右的流向，气体流经的各装置连接顺序是________。
(2)已知装置A中的浓硫酸的质量分数为90%，密度ρ＝1.47 g·mL－1，该硫酸的物质的量浓度为________
mol·L－1。
(3)D中干燥管的作用是___________________________________________，
装置B的作用是________________________________________________。
(4)证明混合气体中含有H2的实验现象为__________________________
___________________________________________________________。
解析：(1)检验H2前应先用浓硫酸除去水蒸气，以免对H2的检验产生干扰，按气流从左至右的顺序为ABCD。
(2)c(H2SO4)＝＝13.5 mol·L－1。
答案：(1)ABCD (2)13.5
(3)防止空气中的水蒸气进入装置，干扰H2的检验 检验SO2
(4)D中黑色物质变为红色，且D中无水CuSO4变为蓝色
⊙考法2 硫及其化合物的转化
3．(2017·海南高考改编)分别将足量下列气体通入稀Na2S溶液中，不能使溶液变浑浊的是( )
A．Cl2 B．SO2
C．H2S D．O3
C [Cl2、SO2、O3均能氧化S2－为S单质，使溶液变浑浊，H2S与Na2S反应生成可溶酸式盐NaHS。]
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：
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均含同一种另外的元素。请回答：
(1)A是________，Y是________，Z是________。
(2)当X是强酸时，E是________，写出C生成D的化学方程式：___________________________________________________________。
(3)当X是强碱时，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，BCD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为强碱时，该连续氧化关系为NH3NONO2HNO3，进而推知A为铵盐；当X为强酸时，该连续氧化关系为H2SSO2SO3H2SO4，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 2SO2＋O22SO3
(3)HNO3 4NH3＋5O24NO＋6H2O
⊙考法3 形形色色的硫的含氧酸及其盐的性质制备
5．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：
实验一 焦亚硫酸钠的制取
采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为Na2SO3＋SO2===Na2S2O5。
(1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为__________________________
___________________________________________________________。
(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是____________________。
(3)装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。
a b c d
实验二 焦亚硫酸钠的性质
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
(4)证明NaHSO3溶液中HSO的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是________(填序号)。
a．测定溶液的pH
b．加入Ba(OH)2溶液
c．加入盐酸
d．加入品红溶液
e．用蓝色石蕊试纸检测
(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
解析：(1)装置Ⅰ中浓硫酸与Na2SO3发生复分解反应制取SO2，其化学方程式为Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。(2)装置Ⅱ中已有晶体析出，可通过过滤操作得到Na2S2O5晶体。(3)食盐水和浓硫酸不能吸收SO2，故b、c错误；a项，瓶口封闭易造成实验事故，错误；d项，既能吸收SO2，又能防止发生倒吸，正确。(4)HSO电离显酸性，水解显碱性，要证明HSO的电离程度大于水解程度，则证明NaHSO3溶液显酸性即可，故可通过测定溶液的pH，或用蓝色石蕊试纸检测等方法。(5)Na2S2O5晶体被空气氧化的产物为Na2SO4，故可通过检验SO离子来检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化，其具体方案为：取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则说明Na2S2O5晶体已被氧化。
答案：(1)Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O(或Na2SO3＋2H2SO4(浓)===2NaHSO4＋SO2↑＋H2O) (2)过滤 (3)d (4)a、e (5)取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成，说明Na2S2O5晶体已被氧化
[拓展链接] 硫的重要含氧酸及其盐
(1)硫的含氧酸
正酸系列：次硫酸H2SO2、亚硫酸H2SO3、硫酸H2SO4。
过酸系列：过硫酸H2SO5、过二硫酸H2S2O8。
焦酸系列：焦亚硫酸H2S2O5、焦硫酸H2S2O7。
硫代硫酸系列：硫代亚硫酸H2S2O2、硫代硫酸H2S2O3。
连酸系列：连二亚硫酸H2S2O4、连多硫酸H2SxO6[x(2～6)]。
(2)硫的含氧酸盐
①硫酸盐与亚硫酸盐：亚硫酸盐易被氧化为硫酸盐。
②硫代硫酸盐(S2O)：遇酸反应生成S和SO2。
③焦亚硫酸盐(S2O)：可通过Na2SO3与SO2反应生成。溶于水即生成NaHSO3。
NaHSO3的过饱和溶液结晶可生成Na2S2O5。
课堂反馈 真题体验
1．(2018·全国卷Ⅰ，T27节选)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)NaHSO3结晶脱水生成Na2S2O5。(2)①向Na2CO3饱和溶液中通入SO2，可能生成Na2SO3、NaHSO3，因Na2SO3溶液呈碱性，Ⅰ中溶液呈弱酸性，所以生成的是NaHSO3。②审题时抓住“生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得”，则工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3的过饱和溶液。
答案：(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
(2)①NaHSO3
②得到NaHSO3的过饱和溶液
2．(2018·全国卷Ⅲ，T28节选)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、稀硫酸、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：欲检验市售Na2S2O3中是否含有SO，应先取少量样品，加入除氧蒸馏水，固体完全溶解得澄清溶液，向其中加入过量稀盐酸，使S2O完全反应(S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O)，以避免生成BaS2O3沉淀，对检验产生干扰，产生的现象是出现乳黄色浑浊，并有刺激性气味的气体产生，静置后，取上层清液，向其中滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀即可说明市售Na2S2O3中含有SO。
答案：③加入过量稀盐酸 ④出现乳黄色浑浊 ⑤取上层清液，滴入BaCl2溶液 ⑥产生白色沉淀
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