2024年高考化学一轮复习　第23讲　硫及其化合物的相互转化 学案（含答案）

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1．同价态硫的化合物之间的转化关系
(1)＋4价硫的化合物之间的转化
写出①的离子方程式：_________________________________________________________；
写出②的离子方程式：__________________________________________________________；
写出③的化学方程式：__________________________________________________________；
写出④的化学方程式：__________________________________________________________。
(2)－2价硫的化合物之间的转化
氢硫酸(H2S)是二元酸，与酸式盐(NaHS)、正盐(Na2S)之间的转化关系，跟H2SO3、亚硫酸氢盐、亚硫酸盐之间的转化关系相似。
①写出硫氢化钠(NaHS)与NaOH反应的离子方程式：________________________________。
②写出NaHS与HCl反应的离子方程式：__________________________________________
______________________________________________________________________________。
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______的价态，即台阶式升降，可用下图表示：
如：H2Seq \(,\s\up7(①O2不足),\s\d5(④H2、△))Seq \(,\s\up7(②O2),\s\d5(⑤H2S))SO2eq \(――→,\s\up7(③O2))SO3
写出③④⑤反应的化学方程式：
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________；
⑤________________________________________________________________________。
注意 (1)同种元素相邻价态的粒子间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。
(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。
一、硫的循环转化
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)的说法正确的是( )
A．含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环
B．硫循环中含硫化合物均为无机物
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
2．天然气是一种重要的化工原料和燃料。常含有少量H2S。一种在酸性介质中进行天然气脱硫的原理示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A．整个脱硫过程中Fe2(SO4)3溶液并未参与反应
B．整个脱硫过程中参加反应的n(H2S)∶n(O2)＝2∶1
C．脱硫过程需不断补充FeSO4
D．CH4是天然气脱硫过程的催化剂
3．如图所示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为4∶5，化合物D是重要的工业原料。
(1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式：________________________________。
(2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式：______________________________。
(3)写出一个由D生成B的化学方程式：_________________________________________
____________________________________________________________________________。
(4)将5 mL 0.10 ml·L－1 E溶液与10 mL 0.10 ml·L－1 NaOH溶液混合。
①写出反应的离子方程式：_____________________________________________________
_____________________________________________________________________________；
②反应后溶液的pH________7(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是______________________________________________________________________________；
③加热反应后的溶液，其pH________(填“增大”“不变”或“减小”)，理由是______________________________________________________________________________。
二、实验室中硫及其化合物的转化
4．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选择的试剂是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_____________________________________________________________。
5．(2022·徐州市高三模拟)实验室通过如图所示装置制备Na2S2O3，反应原理：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。下列有关说法错误的是( )
A．导管a的作用是有利于硫酸滴入
B．装置A中的反应体现硫酸的酸性
C．装置B、D作用完全相同
D．装置C中先有淡黄色浑浊产生，后又变澄清，说明过程中有硫单质生成
三、化工生产中陌生含硫化合物的制备
6．[2018·全国卷Ⅰ,27(1)(2)]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____________(写化学式)溶液。
②工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是______________________________。
1．(2021·辽宁，8)含S元素的某钠盐a能发生如图转化。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中还可能生成淡黄色沉淀
2．(2017·北京，10)根据SO2通入不同溶液中实验现象，所得结论不正确的是( )
3．[2018·全国卷Ⅲ，26(1)]硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O，M＝248 g·ml－1)可用作定影剂、还原剂。
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
第23讲 硫及其化合物的相互转化
归纳整合
1．(1)HSOeq \\al(－,3)＋H＋===SO2↑＋H2O HSOeq \\al(－,3)＋OH－===SOeq \\al(2－,3)＋H2O 2NaHSO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2SO3＋SO2↑＋H2O Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3 (2)①HS－＋OH－===H2O＋S2－ ②HS－＋
H＋===H2S↑
2．相邻 ③2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3 ④S＋H2eq \(=====,\s\up7(△))H2S
⑤SO2＋2H2S===3S＋2H2O
专项突破
1．A 2.B
3．(1)H2＋Seq \(=====,\s\up7(△))H2S (2)H2SO3＋2H2S===3S↓＋3H2O
(3)C＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O[或Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O]
(4)①H2SO3＋2OH－===SOeq \\al(2－,3)＋ 2H2O ②大于 Na2SO3溶液中SOeq \\al(2－,3)发生水解使溶液显碱性 ③增大 升高温度促进Na2SO3溶液的水解
4．(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
5．C [导管a可以平衡分液漏斗和烧瓶内的气压，有利于硫酸顺利滴入，A正确；装置A中发生反应的化学方程式为H2SO4＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O＋SO2↑，利用复分解反应强制弱原理制备SO2，该反应体现了硫酸的酸性，B正确；实验过程中可以通过B中产生气泡的速率调节滴加硫酸的速率，同时二氧化硫与C中物质反应易引起倒吸，B还可以起到平衡气压、防倒吸的作用，D的作用仅仅是作安全瓶，起防倒吸的作用，C错误；C中出现黄色浑浊，说明C中产生了硫单质，最终又变澄清，说明硫单质又反应了，D正确。]
6．(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
(2)①NaHSO3 ②得到NaHSO3过饱和溶液
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。
真题演练 明确考向
1．C 2.C
3．③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
解析 Na2S2O3·5H2O晶体样品中含有SOeq \\al(2－,4)，在SOeq \\al(2－,4)的检验过程中应防止加入氧化剂，如H2O2会把S2Oeq \\al(2－,3)氧化为SOeq \\al(2－,4)，也要防止加入稀H2SO4而引入SOeq \\al(2－,4)，所以样品加水溶解后应加入过量稀盐酸，发生反应：S2Oeq \\al(2－,3)＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。取上层清液滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀：Ba2＋＋SOeq \\al(2－,4)===BaSO4↓，证明溶液中存在SOeq \\al(2－,4)。
实验序号
预期转化
选择试剂(填序号)
证明实现转化的现象
ⅰ
eq \(S,\s\up6(＋4)) ―→eq \(S,\s\up6(＋6))
ⅱ
①③④
淡黄色沉淀
ⅲ
eq \(S,\s\up6(＋6)) ―→eq \(S,\s\up6(＋4))
②⑥⑦
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
紫色溶液退色
SO2有漂白性
D
Na2SiO3溶液
产生胶状沉淀
酸性：H2SO3>H2SiO3
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__________________