高考化学一轮复习考点过关练习考点20 硫及其重要化合物(含解析)

这是一份高考化学一轮复习考点过关练习考点20 硫及其重要化合物(含解析)，共24页。试卷主要包含了硫单质，硫及其化合物的转化关系等内容，欢迎下载使用。

考点20 硫及其重要化合物

一、硫单质
1．自然界中硫的存在
（1）游离态：硫单质俗称硫黄，主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。
（2）化合态：主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。
常见的含硫化合物
硫铁矿
黄铜矿
石膏
芒硝
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
2．硫的物理性质
颜色状态
溶解性
水
酒精
CS2
淡黄色固体
不溶
微溶
易溶
3．硫的化学性质

过 关 秘 籍
（1）汞蒸气有毒，实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理。
（2）硫在过量、纯净的O2中燃烧的产物是SO2而不是SO3。
（3）硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在纯氧中燃烧发出蓝紫色火焰。
（4）硫与变价金属反应时，生成低价态金属硫化物，和变价金属与Cl2的反应情况不同，可对比记忆。
（5）黑火药的成分为“一硫二硝三木炭”：S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑。
二、硫的氧化物——二氧化硫和三氧化硫
1．二氧化硫
（1）物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
无色
气体
刺激性
比空气大
易溶于水(常温常压下1体积水可溶解40体积)
（2）化学性质
①酸性氧化物的通性
a．与水反应：SO2+H2OH2SO3
b．使指示剂变色：SO2能使紫色石蕊溶液变红
c．与碱反应：NaOH足量：SO2+2NaOHNa2SO3+H2O
NaOH不足量：SO2+NaOHNaHSO3
d．与碱性氧化物反应：SO2+CaOCaSO3
②氧化性：2H2S+SO23S↓+2H2O（产生淡黄色沉淀）
③还原性
a．与O2反应：2SO2+O22SO3
b．与X2（Cl2、Br2、I2）的水溶液反应：SO2+X2+2H2O2HX+H2SO4
c．可被酸性KMnO4溶液、K2Cr2O7溶液、H2O2、Fe3+等氧化。
④漂白性：

（3）检验
将气体通入品红溶液后，溶液褪色，加热后溶液又恢复到红色则可验证该气体是SO2。注意“加热”是必不可少的步骤，因为氯气也能使品红溶液褪色，但加热后溶液不会重新变红色。
2．三氧化硫
（1）物理性质
常温常压下为无色、易挥发的液体，熔点为16.8 ℃，沸点为44.8 ℃。
（2）化学性质：酸性氧化物的通性
表现性质
方程式
与水反应，生成强酸
(工业生产硫酸)
与碱(如)反应生成盐和水

与碱性氧化物(如)反应生成盐

与某些盐(如)反应生成硫酸盐

三、硫酸的性质和、的检验
1．硫酸的性质
物理性质
纯净的硫酸是无色油状液体，沸点高，难挥发，密度大于水(98%的浓H2SO4，密度为1.84 g·cm−3)，溶于水放出大量的热
化
学
性
质
吸水性
常用作
干燥剂
能干燥
H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等
不能干燥
碱性气体，如 NH3等
还原性气体，如 H2S、HBr、HI 等
脱水性
将有机物中的氢、氧元素按原子个数 2∶1的比例脱去，如蔗糖脱水炭化
强氧化性
与活泼金属反应
2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O，
常温下浓硫酸使Fe、Al钝化
与不活泼金属反应
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
与非金属反应
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
不挥发性
用于制挥发性酸，如H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HCl↑
注意：（1）浓硫酸的稀释方法：将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。（2）常温下铁、铝遇冷的浓硫酸发生“钝化”，但加热时剧烈反应。
2．、的检验方法
（1）的检验方法
①原理：(白色)。
②方法：取试样少许，先滴加稀盐酸无气泡、沉淀产生(排除、、等离子的干扰)，再滴加溶液，若产生白色沉淀，则含有。
说明：的检验试剂为组合型试剂，通常可分为4组：
a．与，b．与，c．与，d．与。
选用时视具体情况而定。例如：当溶液中存在、时，只能选用d组试剂；当溶液中存在时，只能选用a组试剂，因为b、c、d组试剂混合后均有存在，而能将氧化成，进而生成沉淀。
（2）的检验方法
①原理：；，。
②方法：取试样少许，加入稀盐酸，将产生的气体通入品红溶液，红色褪去；或加入溶液生成白色沉淀，再加入稀盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体，则含有。
四、硫及其化合物的转化关系

1．基本转化规律
（1）同种价态之间的转化
硫元素的化合价相同的物质之间的转化，属于非氧化还原反应，主要试剂是酸、碱、盐、氧化物等。
（2）不同价态之间的转化
硫元素的化合价不同的物质之间的转化，属于氧化还原反应，主要试剂是氧化剂和还原剂。
2．价态变化规律
（1）是硫元素的最低价态，只有还原性；、处于中间价态，既有氧化性，又有还原性；是硫元素的最高价态，只有氧化性。
（2）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。

例如：
（3）有时硫的化合价发生跳位转化。如、遇到强氧化剂时可被氧化为+6价：、。
（4）硫元素相邻价态的微粒之间不发生氧化还原反应。如S和、S和、和之间不发生氧化还原反应。
3．重要转化关系
（1）含−2价硫元素的化合物之间的转化

（2）含+4价硫元素的化合物之间的转化

（3）含+6价硫元素的化合物之间的转化

（4）氧化还原反应转化关系

4．陌生的含硫化合物
近几年高考对硫及其化合物的考查，除了常见的二氧化硫、硫酸、亚硫酸盐等物质外，还涉及硫代硫酸钠(Na2S2O3)、焦亚硫酸钠(Na2S2O5)、陌生的含硫化合物等。下面介绍几种含硫化合物的性质，理解这些物质的性质主要从S元素的化合价入手。
（1）硫代硫酸钠(Na2S2O3)
其结晶水合物俗称海波或大苏打，S元素的化合价为＋2价，具有还原性。
①遇酸不稳定：Na2S2O3＋2HCl===2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O；
②还原性：2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI，这是分析化学中“碘量法”定量测定碘的一个重要反应。
（2）焦亚硫酸钠(Na2S2O5)
S元素的化合价为＋4价，与亚硫酸盐一样具有还原性。
①制备：2NaHSO3Na2S2O5＋H2O。
②还原性：S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋。
（3）连二亚硫酸钠(Na2S2O4)
Na2S2O4俗称保险粉，S元素的化合价为＋3价，具有还原性，在空气分析中常用来吸收氧气。
（4）过二硫酸钠(Na2S2O8)
Na2S2O8中S元素的表观化合价为＋7价，实质上S的化合价依然是＋6价，其阴离子S2O结构中含有过氧链，其中2个O原子为－1价，其余6个O原子为－2价。因为有过氧链的结构，所以Na2S2O8是一种强氧化剂，在Ag＋催化下，能将Mn2＋氧化为MnO，反应的离子方程式为2Mn2＋＋5S2O＋8H2O2MnO＋10SO＋16H＋。

考向一 SO2的特性

典例1 下列关于二氧化硫性质的说法正确的是
A．氯水中通入一定量二氧化硫气体可增强氯水的漂白性
B．含有酚酞的氢氧化钠溶液中通入二氧化硫气体，溶液变无色，说明二氧化硫具有漂白性
C．二氧化硫既可被氧化也可被还原
D．紫色石蕊溶液中通入二氧化硫，溶液先变红后褪色
【解析】二氧化硫具有还原性，氯水中通入二氧化硫气体时，发生反应SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，减弱了氯水的漂白性，故A错误；将二氧化硫通入到含酚酞的氢氧化钠溶液中，溶液褪色，氢氧化钠具有碱性，能和酸反应生成盐和水，无色酚酞在中性或酸性溶液中呈现无色，所以二氧化硫表现的是其酸性氧化物的性质，与漂白性无关，故B错误；二氧化硫中硫是＋4价，是中间价态，所以既有氧化性又有还原性，如SO2＋2H2O＋Cl2===H2SO4＋2HCl中，S元素的化合价由＋4价升高到＋6价，二氧化硫被氧化具有还原性，SO2＋2H2S===2H2O＋3S↓中，二氧化硫中的S元素的化合价由＋4价降低为0价，二氧化硫被还原具有氧化性，故C正确；二氧化硫和水反应生成亚硫酸，溶液显酸性，因此可使紫色石蕊溶液变红色，但不能使之褪色，故D错误。
【答案】C

1．如图，利用培养皿探究SO2的性质。实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸，立即用另一表面皿扣在上面。

下表中对实验现象的描述或所做的解释不正确的是
选项
实验现象
解释
A
BaCl2溶液变浑浊
SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀
B
Na2S溶液变浑浊
SO2与Na2S溶液反应产生了S单质
C
酸性KMnO4溶液褪色
SO2具有还原性
D
品红溶液褪色
SO2具有漂白性

SO2的“漂白性”
SO2能使许多有色物质“褪色”，但其“褪色”原理不同：
（1）还原性“褪色”：SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，利用SO2的还原性。
（2）漂白性“褪色”：SO2能使品红溶液褪色，利用SO2的漂白性。
（3）酸性“褪色”：SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，利用SO2的酸性氧化物的性质。
考向二 SO2与CO2的性质比较

典例1 下列溶液中能够区别SO2和CO2的是
①石灰水　 ②H2S溶液　 ③KMnO4溶液　 ④氯水 ⑤品红溶液
A．①②③ B．②③④
C．除①以外 D．全部
【解析】SO2和CO2都属于酸性氧化物，都能与石灰水反应出现白色沉淀，气体过量时沉淀都会溶解，所以不能用石灰水来区别；SO2能与H2S反应生成S单质，能看到黄色沉淀生成，而CO2不能；SO2能被KMnO4溶液和氯水氧化，从而使溶液褪色，且SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，而CO2没有这些性质。所以可用②③④⑤来区别SO2和CO2。
【点拨】SO2有还原性，与强氧化剂氯水、溴水、Fe3＋、酸性KMnO4等反应，并且出现颜色的变化，但注意不是SO2的漂白性。
【答案】C

2．下列实验中能证明某气体为SO2的是
①使湿润的蓝色石蕊试纸变红　②通入足量NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸　③通入溴水中，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生　④通入H2S溶液中有沉淀产生
A．都能证明 B．都不能证明
C．③④均能证明 D．只有③能证明

鉴别SO2和CO2的方法
SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。通常可用以下方法：（1）根据物理性质。CO2无色无味；SO2无色、具有刺激性气味。（2）品红溶液。使品红溶液褪色的是SO2；不能使品红溶液褪色的是CO2。（3）酸性KMnO4溶液。使酸性KMnO4溶液褪色的是SO2；无明显现象的是CO2。（4）溴水。使溴水褪色的是SO2；无明显现象的是CO2。（5）硝酸酸化的硝酸钡溶液。产生白色沉淀的是SO2；无明显现象的是CO2。（6）FeCl3溶液。溶液颜色变浅的是SO2；无明显现象的是CO2。

考向三 的检验

典例1 为检验溶液中是否含有，四位同学分别设计了如下实验，且都认为如果观察到的现象与自己的设计方案一致，即可确认溶液中含有。其中正确的是
A.加入足量稀硝酸，无明显现象，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
B.加入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加稀盐酸酸化，沉淀不溶解
C.加入足量稀盐酸，有气泡产生，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
D.加入足量稀盐酸，无明显现象，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
【解析】若溶液中含有，则加入稀硝酸时，被氧化为，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，A错误；若溶液中含有，加入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀BaSO3，再加稀盐酸酸化时，在酸性环境中，将BaSO3氧化为BaSO4，沉淀不溶解，B错误；若溶液中同时含有和，加入足量稀盐酸时，在酸性环境中，将氧化为，同时本身被还原为NO，现象为有气泡产生，再加入BaCl2溶液，产生BaSO4白色沉淀，C错误；加入足量稀盐酸，无明显现象，说明不存在干扰离子，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，证明含有，D正确。
【答案】D

3．对某酸性溶液(可能含有Br−、、H2SO3、)分别进行如下实验：
①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色；
②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝；
③加入氯水时，溶液略显黄色，再加入BaCl2溶液，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。
根据实验不能确认原溶液中是否存在的是
A．Br− B． C．H2SO3 D．
的检验误区
（1）只加可溶性钡盐，不酸化。误将、、等干扰离子判断成。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。
（2）误将Ag+判断成。如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸，有白色沉淀，便断定含。其错误是未注意当溶液中不含，而含Ag+时也会产生同样的现象：Ag++Cl−AgCl↓(白色)。
（3）误将判断成。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有。该错误是未注意在酸性环境中具有强氧化性，能将氧化成而产生干扰。

考向四 硫及其化合物的转化关系与实验的融合

典例1 将燃煤排放的含有SO2的烟气通入海水(主要含Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、、Br-、、等离子)进行脱硫的工艺流程如图所示，下列说法中正确的是

A.天然海水显酸性
B.氧化过程中可能发生的离子反应为2SO2+2H2O+O24H++2
C.排入大海的溶液与天然海水相比，只有数量发生了变化
D.若将氧化后的液体进行蒸发结晶，得到的晶体中CaSO4含量最高
【解析】因海水中含有能水解的、，故海水显弱碱性，A错误；SO2能被氧气氧化为H2SO4，B正确；由于在吸收塔中SO2能与、反应导致这些离子数量减小，C错误；海水中NaCl的含量远大于其他成分，故晶体中含量最高的是NaCl，D错误。。
【答案】B

4．硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)的实验装置如图所示(省略夹持装置)：

主要实验步骤为：①检查装置气密性，按图示加入试剂；②先向C中烧瓶中加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶中滴加浓硫酸；③待Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应，过滤C中混合物，滤液经一系列实验操作后得到产品。
已知：ⅰ.Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体，易溶于水；ⅱ.向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。
回答下列问题：
（1）仪器a的名称是________；B、D装置的作用是____________________________________。
（2）上述实验步骤③中的一系列实验操作主要有______、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；E中的试剂是________。
（3）为减少装置C中生成Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤②进行改进，具体操作是________________________；写出制备Na2S2O3的总反应的化学方程式：________________________。
（4）称取样品29.10 g，配成500 mL溶液，取出250 mL向其中加入足量稀硫酸，充分反应，静置、过滤、洗涤、干燥、称量得沉淀1.60 g，则样品中硫代硫酸钠晶体的百分含量为________。



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
2．含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是

A．该过程中可得到化工产品H2SO4
B．该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C．该过程中化合价发生改变的元素为Fe和S
D．图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4
3．下列实验报告记录的实验现象正确的是

4．由一种阳离子和两种酸根离子组成的盐称为混盐。下列关于混盐Na4S2O3的有关判断，不正确的是
A．该混盐水溶液呈碱性
B．该混盐与H2SO4反应有气体生成
C．该混盐溶液中加入BaCl2可以生成白色沉淀
D．该混盐在酸性条件下可生成S，每产生32 g S转移2NA个电子
5．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是

A．X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性
B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应
C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水，一定可以观察到白色沉淀产生
D．工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂
6．将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液中氢离子浓度为0.1 mol·L-1，则下列叙述错误的是
A.气体A为SO2和H2的混合物
B.气体A中SO2与H2的体积比为5∶1
C.反应中共消耗Zn 97.5 g
D.反应中共转移电子3 mol
7．已知CuSO4CuO+SO2↑+SO3↑+ O2↑。某班化学学习小组称取10.0 g CuSO4粉末，用如图所示装置进行加热至质量不再变化为止。甲、乙、丙、丁四个装置的质量变化数据如表所示。

装置
甲(耐高温试管+CuSO4)
乙
丙
丁
反应前
42.0 g
75.0 g
260.0 g
140.0 g
反应后
37.0 g
79.5 g
260.0 g
140.0 g
下列有关判断正确的是
A.装置丁的作用只是吸收S的氧化物尾气
B.生成的氧气在标准状况下的体积为350 mL
C.生成的CuO为6.0 g
D.甲中发生反应的化学方程式为6CuSO46CuO+4SO3↑+2SO2↑+O2↑
8．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__________________________________。
9．工业上常用铁质容器盛装冷的浓硫酸。为研究铁质材料与热的浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
探究一
（1）将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷的浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是　 。
（2）另称取铁钉(碳素钢)6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X，并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+，应选用　　　　　　　(填字母)。
a.KSCN溶液和氯水            b.铁粉和KSCN溶液
c.浓氨水        d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中，发生反应：SO2+Br2+2H2O 2HBr+H2SO4。然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体2.33 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为　　　　　　　　　　　。
探究二
分析上述实验中SO2体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H2和气体Q。为此设计下列实验探究装置(图中加热和夹持仪器已略去)。

（3）装置B中试剂的作用是　　　　　　　。
（4）认为气体Y中还含有气体Q的理由是　　　　　　　(用化学方程式表示)。
（5）为确认气体Q的存在，需在装置中添加M，M应该位于　　　　　(填字母)。
a.A之前 b.A、B之间 c.B、C之间  d.C、D之间
（6）如果气体Y中含有H2，预计实验现象应是　　　　　　　。
（7）若要测定此336 mL气体中H2的含量(标准状况下约有28 mL H2)，能不能用托盘天平称量装置D或装置E反应前后的质量，根据质量差来计算?判断后说明原因：　　　　　　　　　　　　　　。

1．[2019海南]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． B．
C． D．
2．[2017北京]根据SO2通入不同溶液中实验现象，所得结论不正确的是

溶液
现象
结论
A
含HCl、BaCl2的溶液
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
紫色溶液褪色
SO2有漂白性
D
Na2SiO3溶液
产生胶状沉淀
酸性：H2SO3>H2SiO3
3．［2016上海］在硫酸工业生产中，为了有利于SO2的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室（见图）。下列说法错误的是

A．a、b两处的混合气体成分含量相同，温度不同
B．c、d两处的混合气体成分含量相同，温度不同
C．热交换器的作用是预热待反应的气体，冷却反应后的气体
D．c处气体经热交换后再次催化氧化的目的是提高SO2的转化率
4．[2019海南]连二亚硫酸钠，俗称保险粉，易溶于水，常用于印染、纸张漂白等。回答下列问题：
（1）中S的化合价为______。
（2）向锌粉的悬浮液中通入，制备，生成，反应中转移的电子数为____mol；向溶液中加入适量，生成并有沉淀产生，该反应的化学方程式为_________
（3）电池具有高输出功率的优点。其正极为可吸附的多孔碳电极，负极为金属锂，电解液为溶解有的碳酸丙烯酯-乙腈溶液。电池放电时，正极上发生的电极反应为，电池总反应式为____________。该电池不可用水替代混合有机溶剂，其原因是_______________。
5．[2017天津]H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列方法中的问题。
Ⅰ．H2S的除去
方法1：生物脱H2S的原理为：
H2S+Fe2(SO4)3 S↓+2FeSO4+H2SO4
4FeSO4+ O2+2H2SO42Fe2(SO4)3 +2H2O
（1）硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用是______________。
（2）由图3和图4判断使用硫杆菌的最佳条件为______________。若反应温度过高，反应速率下降，其原因是______________。

方法2：在一定条件下，用H2O2氧化H2S
（3）随着参加反应的n(H2O2)/n(H2S)变化，氧化产物不同。当n(H2O2)/n(H2S)=4时，氧化产物的分子式为__________。
Ⅱ．SO2的除去
方法1（双减法）：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生
NaOH溶液Na2SO3溶液
（4）写出过程①的离子方程式：____________________________；CaO在水中存在如下转化：
CaO(s)+ H2O (l) Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH−(aq)
从平衡移动的角度，简述过程②NaOH再生的原理____________________________________。
方法2：用氨水除去SO2
（5）已知25℃，NH3·H2O的Kb=1.8×10−5，H2SO3的Ka1=1.3×10−2，Ka2=6.2×10−8。若氨水的浓度为2.0 mol·L−1，溶液中的c(OH−)=_________________ mol·L−1。将SO2通入该氨水中，当c(OH−)降至1.0×10−7 mol·L−1时，溶液中的c()/c()=___________________。

变式拓展

1．【答案】A
【解析】SO2与水反应生成H2SO3，H2SO3为中强酸，不与BaCl2溶液反应。
2．【答案】D
【解析】酸性气体一般都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；CO2也能产生②中现象；实验③说明气体有还原性，结合后续实验现象说明该气体是SO2；通入H2S溶液中产生沉淀，也可能是具有氧化性的Cl2。
3．【答案】B
【解析】由①知溶液中一定含有H2SO3，其加热分解产生的SO2可使品红溶液褪色；由②知溶液中一定含有。由③知原溶液中含有Br−，再加BaCl2有白色不溶于HNO3的沉淀生成，说明此时溶液中含，但可能是原溶液含有的，也可能是氯水氧化H2SO3产生的，故不能确定原溶液中是否存在的是。
4．【答案】（1）分液漏斗　防倒吸
（2）蒸发浓缩　氢氧化钠溶液
（3）先向A中加入浓硫酸，再向C中加入硫化钠和碳酸钠混合溶液　2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2
（4）85.2%
【解析】（1）仪器a为分液漏斗。SO2易溶于水，B、D装置为安全瓶，作用是防止倒吸。 （2）步骤③由滤液得到Na2S2O3·5H2O的一系列实验操作有：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。E的作用为吸收SO2尾气，E中试剂可为NaOH溶液。（3）Na2SO3易被氧化，装置中的氧气能将Na2SO3氧化，为了减少Na2SO4的生成量，应先将装置中的空气排尽，可用A装置中生成的SO2将装置中的空气排尽。制备Na2S2O3是向Na2S、Na2CO3混合溶液中通入SO2，反应的化学方程式为2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。（4）所得沉淀为S，根据Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，可得关系式：Na2S2O3·5H2O～S，则样品中硫代硫酸钠晶体的质量为×248 g·mol－1×＝24.80 g，硫代硫酸钠晶体的百分含量为×100%≈85.2%。
考点冲关

1．【答案】B
【解析】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．【答案】C
【解析】根据工艺流程图可知，该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，该工艺不仅吸收了二氧化硫，还得到了化工产品硫酸，A、D两项正确；根据A中分析可知该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，B项正确；该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫，C项错误。
3．【答案】B
【解析】SO2的水溶液呈酸性，能使石蕊试液变红色，但不能漂白石蕊试液；SO2能漂白品红溶液，使品红溶液褪色；SO2的饱和溶液加入BaCl2溶液中，SO2与BaCl2不反应，最终还是无色溶液；d试管中发生反应:SO2+2NaOHNa2SO3+H2O，Na2SO3与BaCl2反应生成BaSO3沉淀。本题选B。
4．【答案】D
【解析】根据混盐的定义可判断出Na4S2O3中的阳离子是Na＋，阴离子是SO和S2－，两种阴离子均能发生水解而使溶液呈碱性，A项正确；加入H2SO4发生的反应为：2S2O＋8H＋===3S失4e－得4e－↓＋SO2↑＋4H2O，生成32 g S转移电子NA，故B项正确、D项错误；加入BaCl2可以生成BaSO3白色沉淀，C正确。
5．【答案】D
【解析】由题意知X为浓硫酸。A项，浓硫酸使蔗糖变黑主要体现了脱水性；B项，浓硫酸在室温下使Fe钝化；C项，CO2通入少量澄清石灰水中生成可溶性Ca(HCO3)2；D项，SO2与O2反应的条件为高温、催化剂。
6．【答案】B
【解析】本题易错之处是忽视H2SO4的氧化性会随着浓度减小而发生变化，还原产物会由二氧化硫变为氢气。根据题中信息可知，硫酸过量。反应消耗的H2SO4为(18.5×0.1-) mol=1.8 mol，若生成的气体A仅为SO2，SO2的体积应为 ×22.4 L=20.16 L≠33.6 L，故不可能全是SO2气体，随着H2SO4浓度变小，锌与稀硫酸反应会生成H2，A项正确。设生成的SO2为x mol，H2为y mol，则x+y==1.5。设参加反应的Zn为a mol，根据得失电子守恒有2x+2y=2a，解得a=1.5，故消耗Zn的质量为1.5 mol×65 g·mol-1=97.5 g，C项正确。反应中转移电子为2a mol=3 mol，D项正确。生成x mol SO2所消耗的H2SO4为2x mol，生成y mol H2所消耗的H2SO4为y mol，故2x+y=1.8，x+y=1.5，解得x=0.3，y=1.2，所以SO2与H2的体积比为1∶4，故B项错误。本题选B。
7．【答案】B
【解析】装置丁中的NaOH溶液既吸收尾气，又防止大气中的酸性气体逆向进入装置乙，对实验结果造成影响，A项错误；干燥管乙中吸收的是SO2、SO3，其质量之和为 4.5 g，O2质量为42.0 g-37.0 g-4.5 g=0.5 g，即标准状况下的O2体积为350 mL，B项正确；CuO的质量为10.0 g-4.5 g-0.5 g=5.0 g，C项错误；由上述数据可推知反应物与部分生成物的物质的量之比的关系，即n(CuSO4)∶n(CuO)∶n(O2)=∶∶=4∶4∶1，D项错误。
8．【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
【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。
9．【答案】（1）铁钉表面被氧化
（2）①d　②66.7%
（3）检验SO2是否除净
（4）C+2H2SO4(浓)CO2↑+ 2SO2↑+2H2O
（5）c
（6）装置D中固体由黑色变为红色和装置E中固体由白色变为蓝色
（7）不能，混合气体中n(H2)= =0.001 25 mol，装置D中反应前后的质量差为CuO中O的质量，即为0.001 25 mol×16 g·mol-1=0.02 g，或装置E中反应前后的质量差为H2O的质量，即为0.001 25 mol×18 g·mol-1=0.022 5 g，而以g为单位时，托盘天平只能估读到小数点后一位数
【解析】（1）铁钉在冷的浓硫酸中钝化，其表面被氧化，氧化膜隔绝了Fe与Cu2+接触。
（2）①Fe2+具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色。②n(SO2)=n(BaSO4)= = 0.01 mol，故V(SO2)=0.01 mol×22.4 L·mol-1=0.224 L=224 mL，则气体Y中SO2的体积分数为×100%≈66.7%。
（3）为了防止SO2对后续实验的影响，需要装置A中的酸性KMnO4溶液将SO2吸收完全，故装置B中的品红溶液是用来检验SO2是否除净。
（4）因为所用铁钉为碳素钢，其成分中含有C，C与浓硫酸反应生成CO2，故气体Y中还可能含有CO2。
（5）可用澄清石灰水检验CO2，因CO2为酸性气体，与碱石灰反应，故应该将装置M置入装置B、C之间。
（6）H2在加热条件下可还原CuO，使之由黑色变为红色；生成的水蒸气被无水硫酸铜吸收，无水硫酸铜变为蓝色。
（7）该混合气体中氢气的质量m(H2)=×2 g·mol-1=2.5×10-3 g，而以g为单位时，托盘天平只能估读到小数点后一位数，故该差值不能读取。
直通高考

1．【答案】A
【解析】在选项给出的四种物质中只有、晶体有色，而和均为无色晶体，加热分解生成CuSO4和H2O，CuSO4呈白色；而加热发生分解反应，生成的Fe2O3呈红棕色，所以符合题意的物质是，故合理选项是A。
2．【答案】C
【解析】A、混合溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO42−，再与BaCl2反应产生白色沉淀，体现了SO2的还原性，A正确；B、SO2与H2S在溶液发生反应SO2+2H2S=3S↓+2H2O，体现了SO2的氧化性，B正确；C、SO2使酸性KMnO4溶液褪色，这是SO2在酸性溶液中还原KMnO4生成Mn2+，体现了SO2的还原性，C错误；D、SO2与Na2SiO3溶液产生胶状沉淀，根据较强酸制较弱酸，可得结论酸性：H2SO3>H2SiO3，D正确。答案选C。
【名师点睛】掌握SO2的性质特点是解答的关键，选项C是易错点，要明确并不是遇到褪色就是漂白，要搞清楚反应的原理以及常见的漂白剂。SO2通入下列溶液中的现象与其体现的性质归纳如下：
溶液
石蕊试液
加有酚酞的
NaOH溶液
酸性KMnO4
溶液
溴水
品红
溶液
氢硫酸
(H2S溶液)
现象
变红
褪色
褪色
褪色
褪色
生成浅黄色沉淀
性质
酸性氧化物
酸性氧化物
还原性
还原性
漂白性
氧化性
3．【答案】B
【解析】A．根据装置图可知，从a进入的气体是含有SO2、O2、N2等的冷气，经过热交换器后从b处出来的是热的气体，成分与a处相同，正确；B．在c处出来的气体SO2、O2在催化剂表面发生反应产生的含有SO3及未反应的SO2、O2等气体，该反应是放热反应，当经过热交换器后被冷的气体降温，SO3变为液态，故二者含有的气体的成分不相同，错误；C．热交换器的作用是预热待反应的冷的气体，同时冷却反应产生的气体，为SO3的吸收创造条件，正确；D．处气体经过热交换器后再次被催化氧化，目的就是使未反应的SO2进一步反应产生SO3，从而可以提高SO2的转化率，正确。故选B。
4．【答案】（1）+3
（2）2
（3） 与水反应
【解析】（1）在中Na为+1价，O为-2价，由于化合物中所有元素正负化合价的代数和等于0，所以S元素化合价为+3价；
（2）向锌粉的悬浮液中通入SO2，制备ZnS2O4，反应前Zn为单质中的0价，反应后变为ZnS2O4中的+2价，所以每生成 ZnS2O4，反应中转移的电子数为2mol；向ZnS2O4溶液中加入适量Na2CO3，生成Na2S2O4并有沉淀产生，生成的沉淀为ZnCO3，则该反应的化学方程式为Na2CO3+ ZnS2O4=Na2S2O4+ZnCO3↓；
（3）电池具有高输出功率的优点，负极是Li失去电子，电极反应式为Li-e-=Li+，电池放电时，正极上发生的电极反应为，根据闭合回路中电子转移数目相等，将两个电极反应式叠加，可得电池总反应式为。锂是碱金属，比较活泼，可以与水发生反应生成LiOH和H2，所以该电池不可用水替代。
5．【答案】（1）降低反应活化能（或作催化剂）
（2）30 ℃、pH=2.0 蛋白质变性（或硫杆菌失去活性）
（3）H2SO4
（4）2OH−+SO2+H2O
与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成
（5）6.0×10−3 0.62
【解析】（1）根据硫杆菌存在时的反应速率是无菌时的5×105倍可知，反应速率显著增大，则硫杆菌的作用是作催化剂，降低了反应的活化能。
（2）根据图3可知，温度30℃左右时，氧化速率最大，根据图4可知，pH=2.0时氧化速率最大，所以使用硫杆菌的最佳条件为30℃、pH=2.0；若反应温度过高，硫杆菌蛋白质变性失去活性造成反应速率下降。
（3）根据化合价升降，当n(H2O2)/n(H2S)=4时，4 mol H2O2转移8 mol电子，则1 mol H2S也转移8 mol电子，化合价从−2价升高到+6价，所以氧化产物为H2SO4。
（4）过程①是NaOH与SO2的反应，反应的离子方程式为2OH−+SO2+H2O；根据CaO在水中的转化：CaO(s)+H2O(l) Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH−(aq)，过程②中Na2SO3加入CaO后，与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成。
（5）根据NH3·H2O的Kb=1.8×10−5可知， =1.8×10−5，当氨水的浓度为2.0 mol·L−1时，溶液中的c(OH−)= c()==6.0×10−3 mol·L−1。
根据H2SO3的Ka2=6.2×10−8可知，=6.2×10−8，当c(OH−)降至1.0×10−7 mol·L−1，则c(H+)=1.0×10−7 mol·L−1，溶液中的c()/c()=0.62。
【名师点睛】本题以真实化学问题为载体，考查应用实践能力。从化学科学特点出发，牢牢把握化学的应用性，广泛联系实际创设化学应用情境，引领考生正确认识化学对社会发展和人类进步的巨大贡献，认识化学学科的价值。要求考生将基础化学、基本化学原理和方法运用到实际生产生活中，解释生活中相关的现象，解决工业生产的问题。题目中化学反应速率的影响因素，条件的选择，各种平衡常数的计算等为高频考点，掌握平衡的定量定性分析为解题的关键，注意平衡常数的应用。

舍利子形成之谜
舍利子是指佛祖释迦牟尼圆寂火化后留下的遗骨和珠状宝石样生成物。遗体火化不仅是个燃烧的过程，也是个熔炼的过程。有人分析，佛教界的一些修行之士之所以能够生成舍利子，与他们长期食素和饮山泉水有关。蔬菜和山泉中富含各种矿物质，经几十年积累，人体各部分含量很多，圆寂火化后便“炼制”出了舍利子。但此说法是否正确，有待进一步研究。