(新高考)高考化学大一轮复习课件第4章第21讲硫酸含硫物质的转化(含解析)

这是一份(新高考)高考化学大一轮复习课件第4章第21讲硫酸含硫物质的转化(含解析)，共60页。PPT课件主要包含了复习目标，硫酸盐多硫含氧酸盐，一重要的硫酸盐，真题演练明确考向，课时精练等内容，欢迎下载使用。
1.掌握硫酸的性质及硫酸根离子的检验。2.了解常见的硫酸盐及多硫含氧酸盐及它们在实验探究及化工流程题中的应用。3.掌握硫及其化合物在价类二维图中的应用。
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，稀释时可放出大量的热，浓H2SO4稀释的方法是 。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：_________________________；(2)MgO：__________________________；(3)Ba(OH)2：___________________________________________；(4)Na2SO3：____________________________；(5)BaCl2：________________________。
将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O
3.浓H2SO4的特性(1)填写下表：
沾有浓H2SO4的滤纸变黑
铜片逐渐溶解，产生无色、有刺激性气味的气体
(2)分别写出浓H2SO4与Cu、C反应的化学方程式：____________________________________________________________________________________。(3)常温下，Fe、Al遇浓H2SO4_________，可用铝槽车装运浓H2SO4。(4)分别写出浓H2SO4与H2S、HI、FeSO4反应的化学方程式：______________________ _______________、____________________________________、____________________________________________。
H2S＋H2SO4(浓)=== S↓
2FeSO4＋2H2SO4(浓)
===Fe2(SO4)3＋SO2↑＋2H2O
先加稀盐酸的目的是 ，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：____________________________、_________________________、____________________、______________________。
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
1.浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸不可用于干燥H2和CO(　　)2.用硫酸清洗锅炉中的水垢(　　)3.用BaCl2溶液鉴别 (　　)4.向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有 (　　)5.50 mL 18.4 ml·L－1的浓硫酸与足量的铜反应，可产生SO2物质的量为0.46 ml(　　)6.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(　　)7.浓H2SO4与Cu、C的反应中，都体现了浓H2SO4的酸性和强氧化性(　　)8.在实验室中，可用浓H2SO4分别与NaCl、NaBr、NaI反应制取HCl、HBr、HI气体(　　)
一、浓H2SO4特性的实验探究1.中学教材显示“浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性，能使铁钝化”，但是并没有指出浓硫酸的浓度，因此，某学习小组对“具有4个特性的浓硫酸的浓度范围是多少？”进行了以下实验探究。(1)浓硫酸的吸水性、脱水性、使铁钝化与浓度的关系①浓硫酸的吸水性：各取0.5 g胆矾于试管中，分别加入3 mL不同浓度的硫酸溶液。②浓硫酸的脱水性：各取一根火柴梗于试管中，分别加入3 mL不同浓度的硫酸溶液。③浓硫酸使铁钝化：各取长度约1 cm经过砂纸打磨过的铁丝于试管中，分别加入3 mL不同浓度的硫酸溶液。
用化学方程式表示胆矾由“蓝→白”的原因：_________________________________；当硫酸溶液的浓度______ ml·L－1时具有脱水性。
(2)浓硫酸的强氧化性与浓度的关系在试管a中分别加入1小块铜片，再向试管a中分别加入2 mL不同浓度的硫酸溶液，用如图所示的装置进行实验(夹持仪器已略去)。
①b装置的作用是________。
②本实验中证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为________________________、________________。
③经过实验得出结论：c(H2SO4)≥6 ml·L－1时，浓硫酸表现强氧化性。有同学预测，铜片与5 ml·L－1的硫酸溶液在长时间持续加热时，仍然可能发生反应，该同学预测的理由是__________________________________________________。
长时间加热时，部分水分蒸发，使硫酸溶液浓度增大
(3)综合以上实验结果，中学教材中同时具有吸水性、脱水性、强氧化性、能使铁钝化的浓硫酸的浓度为________ ml·L－1。
二、用“变化”思想理解金属与浓H2SO4的反应2.某化学兴趣小组的同学将一定量的铁与浓硫酸加热，发现铁完全溶解，并产生大量的气体X。该兴趣小组同学欲通过实验探究气体X的成分。Ⅰ.提出假设(1)甲同学认为气体X为SO2。(2)乙同学认为气体X为H2。(3)丙同学认为气体X为____________________。
H2和SO2的混合气体
兴趣小组的同学设计了如图所示实验装置对气体成分进行验证，请按要求填写表格。
根据上述实验现象，可知X的成分为_____________________。
Ⅲ.思考与讨论(1)若混合气体中含有H2，则生成H2的理论依据是________________________________________________________。(2)如果去掉装置D，还能否根据F中的现象判断得出结论？______(填“能”或“不能”)，原因是____________________________________________。
随着反应的进行，硫酸的浓度变小，
铁与稀硫酸反应生成氢气
因为混合气体中可能含水蒸气，会干扰H2的检验
浓H2SO4与金属反应时的“量变”引起的“质变”规律
(1)较活泼金属(如Zn)，开始产生SO2，浓度变小后产生H2。(2)不活泼金属(如Cu)，开始产生SO2(加热)，浓度变小后，稀H2SO4不再与Cu反应。
3.有一瓶Na2SO3溶液，试设计实验探究Na2SO3的氧化程度。
答案　取样品溶液于试管中，加入过量BaCl2溶液，过滤，然后向沉淀中滴入过量稀盐酸，若沉淀全部溶解，则Na2SO3未被氧化；若部分溶解，则部分被氧化；若一点也不溶解，则全部被氧化。
4.下列过程中，最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是
(二)常考的4种含硫化合物1.硫代硫酸钠(Na2S2O3)(1)与酸反应生成单质硫，放出SO2气体，离子方程式：_______________________________。(2)Na2S2O3是中等强度的还原剂，能被I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化，反应的化学方程式分别为：①_____________________________，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。
2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI
2.过二硫酸钠(Na2S2O8)过二硫酸钠中S为 价，其阴离子 结构中含有1个过氧键(—O—O—)，性质与过氧化氢相似，具有氧化性。过二硫酸钠不稳定，受热分解生成 、 和 。3.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)在空气分析中常用来吸收空气中的氧气：2Na2S2O4＋O2＋2H2O===4NaHSO3或Na2S2O4＋O2＋H2O===NaHSO3＋NaHSO4。4.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)成品为白色或微黄结晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置在空气中易被氧化成硫酸钠，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过饱和溶液结晶脱水制得，其化学方程式为___________________________。
一、常见硫酸盐1.下列物质及名称正确的是A.BaCO3∶重晶石B.NH4HCO3∶碳铵C.KAl(SO4)2·6H2O：明矾D.CaSO4·2H2O：熟石膏
2.《本草图经》记载：“绿矾石五两，形色似朴硝而绿色，取此一物，置于铁板上，聚炭封之，囊袋吹令火炽，其矾即沸，流出色赤如融金汁者是真也。”其中“朴硝”的主要成分为Na2SO4·10H2O。下列有关叙述正确的是A.绿矾的化学式为CuSO4·5H2OB.绿矾需密封保存C.朴硝的水溶液显酸性D.“吹令火炽”发生了非氧化还原反应
二、多硫含氧酸盐的制备3.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______(写化学式)。
硫化钠和碳酸钠的混合溶液
(3)d中的试剂为_____________________。
NaOH溶液(合理即可)
(4)实验中要控制SO2生成速率，可以采取的措施有_____________________________________________________(写出两条)。
控制反应温度、调节酸的滴加速
率(或调节酸的浓度等)
(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______________________________________。
基于价类二维图理解硫及其化合物的转化
(2022·镇江市质检)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。下图所示是硫及其部分化合物的“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，该反应的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＋SB.Na2SO3＋SC.Na2SO3＋Na2SO4D.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H2SO4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，则发生反应的离子方程式为_____________________________________________。
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
1.(2021·广东1月适应性测试，14)推理是一种重要的能力。打开分液漏斗活塞，进行如图所示的探究实验，对实验现象的预测及分析错误的是A.试管内CCl4层溶液褪色，说明Br2具有氧化性B.试管中的红色花瓣褪色，说明SO2具有漂白性C.试管中产生大量气泡，说明Na2SO3被氧化产生SO3
2.(2019·海南，2)我国古代典籍中有“石胆……浅碧色，烧之变白色者真”的记载，其中石胆是指A.CuSO4·5H2OB.FeSO4·7H2OC.ZnSO4·7H2OD.KAl(SO4)2·12H2O
3.(2020·浙江7月选考，28－Ⅱ)某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验，如图。实验中观察到的现象有：烧瓶内有白雾，烧杯中出现白色沉淀。请回答：(1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生HCl气体的原因是________________________________。
浓硫酸吸水且放热，导致HCl挥发
(2)烧杯中出现白色沉淀的原因是__________________________________________________。
HCl气体会将H2SO4
带出，与Ba(NO3)2作用生成BaSO4
4.(2017·浙江11月选考，27)已知固体Na2SO3受热易分解。实验流程和结果如下：
气体Y是一种纯净物，在标准状况下的密度为1.518 g·L－1。请回答：(1)气体Y分子的电子式为___________，白色沉淀的化学式为__________。(2)该流程中Na2SO3受热分解的化学方程式：______________________________。
(3)另取固体X试样和Na2SO3混合，加水溶解后与稀盐酸反应，有淡黄色沉淀产生，写出产生淡黄色沉淀的离子方程式：_________________________________(不考虑空气的影响)。
1.硫是生物必需的营养元素之一，下列关于自然界中硫循环(如图所示)说法正确的是A.含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环B.硫循环中硫的化合物均为无机物C.上述硫循环中硫元素均被氧化D.烧煤时加石灰石，可减少酸雨及温室气 体的排放
硫酸盐和亚硫酸盐等在含硫杆菌及好氧/厌氧菌作用下缓慢转化成植物R1—S—R2，含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环，故A正确；硫循环中硫的化合物有含硫的有机物，不全是无机物，故B错误；
含硫杆菌及好氧/厌氧菌将硫酸盐、亚硫酸盐中硫还原成R1—S—R2，硫循环中硫元素有时被氧化，有时被还原，故C错误；烧煤时加石灰石，可减少酸雨，但生成二氧化碳，会增加温室气体的排放，故D错误。
2.下列说法正确的是A.蘸有浓硫酸的玻璃棒接近浓氨水瓶口有白烟产生B.钠、铝、铁、铜在空气中都会氧化变质生成相应的金属氧化物C.可直接向铜与浓硫酸反应后溶液中加入水来证明该反应有硫酸铜生成D.实验室用乙醇和浓硫酸制乙烯、蔗糖遇浓硫酸炭化，两过程中浓硫酸都表现出脱 水性
3.某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到目的的是
B项中滤纸沾上浓硫酸后，很快会因脱水而变黑；C项中浓硫酸滴到小试管内的水中，放出的热量会使锥形瓶内压强增大，U形管内液面出现左低右高的现象；D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应，无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性。
A.用装置甲进行铜和浓硫酸的反应B.用装置乙收集二氧化硫并吸收尾气C.用装置丙稀释反应后的混合液D.用装置丁测定余酸的浓度
4.探究浓硫酸和铜的反应，下列装置或操作正确的是
5.一定量的Cu粉与浓H2SO4 共热产生SO2气体的体积为2.24 L(标准状况下)，则下列情况不可能的是A.加入Cu的质量为6.4 gB.加入的浓H2SO4中含溶质0.2 mlC.加入Cu的质量大于6.4 gD.加入浓H2SO4中含溶质多于0.2 ml
铜可能恰好反应完全也可能有剩余，A、C项正确。
6.同学们探究不同金属和浓硫酸的反应，向三等份浓硫酸中分别加入大小相同的不同金属片，加热，用生成的气体进行下表实验操作并记录实验现象。
已知：H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4(CuS为黑色固体)；H2S可燃。
下列说法不正确的是A.加入铜片的实验中，使酸性KMnO4溶液褪色的气体是SO2B.加入铝片的实验中，燃烧现象能证明生成气体中一定含H2SC.加入锌片的实验中，生成的气体一定是混合气体D.金属与浓硫酸反应的还原产物与金属活动性强弱有关
7.(2022·青岛市高三模拟)硫元素的价类二维图如图所示。下列说法错误的是A.a与c、d、e都有可能反应生成bB.d溶液久置于空气中会生成e，溶液的pH减小C.g与f之间也可能发生反应D.铜与e的浓溶液共热产生的气体通入BaCl2溶 液中，无明显现象
C.取少量久置的Na2SO3样品于试管中加水溶解，再加足量盐酸酸化，然后加BaCl2 溶液，若加盐酸时有气体产生，加BaCl2溶液时有白色沉淀产生，说明Na2SO3样品 已部分被氧化D.将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，该气体一定是SO2
氧化性气体如氯气等都能使品红溶液褪色，D错误。
9.某小组为验证SO2的性质设计如图所示的实验装置，下列说法错误的是A.一段时间后石蕊溶液和品红溶液均褪色，说 明SO2有漂白性B.一段时间后酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色， 说明SO2有还原性C.一段时间后氢硫酸溶液中有淡黄色沉淀生 成，说明SO2有氧化性D.该装置能体现实验的微型化和绿色化
11.已知Na2S2O4(连二亚硫酸钠)是一种重要的化学用品，不溶于乙醇，溶于氢氧化钠溶液，遇少量水发生强烈反应，甚至会引发燃烧，下列与其相关性质的说法不正确的是A.Na2S2O4具有还原性，可用作抗氧化剂B.Na2S2O4应干燥密封保存在低温处C.能在空气中反应生成两种新盐：Na2S2O4＋O2＋H2O===NaHSO3＋NaHSO4，生成1 ml NaHSO4转移2 ml电子D.锌粉法是制备Na2S2O4的常用方法，原料为锌粉悬浊液、二氧化硫和氢氧化钠溶液， 反应中二氧化硫被还原
12.《环境科学》曾刊发我国科研部门采用零价铁活化过硫酸钠(Na2S2O8，其中S为＋6价)去除废水中的正五价砷的研究成果，其反应机理模型如图，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
13.某研究小组同学为探究锌与硫酸反应生成SO2、H2 的临界浓度(浓硫酸能与锌反应生成 SO2 的最低浓度)设计了如图实验 (加热和夹持装置已省略)。已知：锌与浓硫酸开始时反应缓慢，可以适当加热以加速其反应，当有大量气泡生成时，该反应速率会明显加快并伴有大量的热放出。
Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑
(1)请写出锌与硫酸反应产生 SO2 的化学方程式：_________________________________________。
(2)在组装仪器之后，加入试剂之前必须进行的操作是__________________。
(3)装置中干燥管C的作用是__________。
(4)移动塑料棒，使锌浸没到硫酸中充分反应，反应结束后向D 装置中加入足量的 H2O2 溶液，再加入足量的BaCl2溶液，充分反应后将所得沉淀过滤、洗涤、干燥、称量得到固体质量为a g。①加入 H2O2 溶液发生反应的离子方程式是___________________________。
②浓硫酸与锌反应的临界浓度为___________ ml·L－1(用含a的计算式表示，忽略溶液体积变化)。
(5)导管A竖直部分较长，其作用是__________________。
反应过程中产生大量热会使水分蒸发，造成硫酸的浓度变大。长直导管可以冷却水蒸气，使水回流，减小误差。
(6)甲同学提出测定方案：将D中的溶液酸化后，利用标准酸性KMnO4 溶液测定原溶液中的 ，从而计算临界浓度。乙同学认为相对于(4)中的测定方法，此方案会使测定结果偏高，你认为乙同学的理由是_________________________________________________________________________________________。
实验过程中不能保证得到的 Na2SO3 溶液是否会被空气中的氧气氧化变质，造成滴定结果不准确
实验过程中不能保证Na2SO3不被空气中的O2氧化，造成消耗的高锰酸钾偏少，测量的SO2的量偏小，导致最终得到的硫酸的临界浓度偏高。
14.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如图装置(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。
Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
(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______(填字母)。