鲁科版高考化学一轮复习第4章第18讲硫的转化教学课时学案

这是一份鲁科版高考化学一轮复习第4章第18讲硫的转化教学课时学案，共29页。

硫及其氧化物的性质及其应用
1．硫的存在和性质
(1)自然界中硫的存在
①游离态：火山口附近或地壳的岩层中。
②化合态：ⅰ.火山口附近的大气中含有SO2和SO3；
ⅱ.地表附近的石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等；
ⅲ.岩层深处和海底的黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)、雄黄(As4S4)、雌黄(As2S3)、辰砂(HgS)等；
ⅳ.蛋白质中。
(2)硫单质的物理性质
硫(俗称硫黄)是一种黄色晶体，质脆，易研成粉末。硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。硫元素有多种同素异形体，如正交硫、单斜硫等。
(3)从化合价的角度认识硫单质的化学性质
①S在空气中燃烧只能生成SO2，不能生成SO3。
②附着S的试管可以用CS2或热的烧碱溶液清洗。
2．二氧化硫(SO2)
(1)物理性质：SO2是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，易溶于水。在通常情况下，1体积的水可以溶解约40体积的SO2。
(2)化学性质(写化学方程式或离子方程式)
①酸性氧化物
②还原性
③氧化性
与H2S反应：SO2＋2H2S===3S＋2H2O。
④漂白性
①鉴别SO2和CO2的试剂有溴水、酸性KMnO4、氢硫酸、品红溶液、Ba(NO3)2[或Ca(NO3)2]溶液等。
②Cl2、SO2通入品红溶液，均褪色，但当二者按体积比1∶1混合通入品红溶液时不褪色。
③SO2是一种食品添加剂，要注意使用范围、限量和残留量。
3．三氧化硫(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。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)硫在空气中燃烧生成SO2而在纯氧中燃烧生成SO3。( )
(2)常温下硫单质主要以S8形式存在，加热时S8转化为S6、S4、S2属于物理变化。( )
(3)SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中，漂白效果更好。( )
(4)在标准状况下，8.0 g SO3中含有原子总数目为0.4NA。( )
(5)因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液褪色。( )
(6)SO2气体通入BaCl2溶液中产生白色沉淀BaSO3。 ( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
2．写出下列反应的离子方程式。
(1)用热的NaOH溶液洗涤粘有硫的试管_____________________________；
(2)SO2使澄清石灰水变浑浊_________________________________；
(3)SO2使酸性KMnO4溶液褪色____________________________________；
(4)SO2通入氢硫酸溶液变浑浊______________________________________。
[答案] (1)3S＋6OH－eq \(=====,\s\up7(△))2S2－＋SOeq \\al(2－,3)＋3H2O
(2)SO2＋Ca2＋＋2OH－===CaSO3↓＋H2O
(3)5SO2＋2MnOeq \\al(－,4)＋2H2O===5SOeq \\al(2－,4)＋2Mn2＋＋4H＋
(4)SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
硫及其氧化物的性质
1．已知0.1 ml某单质与足量的硫在一定条件下充分反应后质量增加了1.6 g，则该单质可能是( )
A．钙 B．铜
C．铁 D．铝
B [该反应产物中的原子个数比为0.1∶eq \f(1.6,32)＝2∶1，B项正确。]
2．根据SO2通入不同溶液中的实验现象，所得结论不正确的是( )
C [SO2使酸性KMnO4溶液褪色是SO2还原MnOeq \\al(－,4)，SO2表现出还原性，C项错误。]
SO2与CO2的检验与鉴别
3．如图是检验某无色气体A是否含SO2和CO2的装置图，按要求回答下列问题。
(1)B中加入的试剂是________，作用是_____________________________。
(2)C中加入的试剂是________，作用是________________________。
(3)D中加入的试剂是________，作用是_____________________________。
(4)实验时，C中应观察到的现象是______________________。
(5)为了更充分说明含有CO2，上述装置改进措施为________________________，目的是______________________。
[解析] 一定要理解题意是检验气体成分，检验二氧化硫用品红溶液，吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液，检验二氧化碳用澄清石灰水；在检验二氧化碳之前，必须除尽二氧化硫，因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽，所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，但不能褪成无色，若褪成无色不能证明二氧化硫已除尽。
[答案] (1)品红溶液 检验SO2
(2)酸性KMnO4溶液 除去SO2并检验SO2是否除尽
(3)澄清石灰水 检验CO2
(4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅
(5)在C、D间加装盛有品红溶液的洗气瓶 检验SO2是否除尽
检验SO2和CO2同时存在的一般流程
注意：有时为简化装置，可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置，用较浓的酸性KMnO4溶液，现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅，但不褪成无色。
SO2的实验室制备及性质探究
4．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种常用的食品抗氧化剂(易被氧化)。实验室利用如图所示装置制取少量焦亚硫酸钠并探究SO2的性质(夹持装置已略去)。
请回答下列问题：(实验前已除去装置中的空气)
(1)A中反应方程式为_________________________________。
(2)关闭K2、K3，打开K1，装置B中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________。
观察到装置C中发生的现象是_____________________________。
(3)装置D和F的作用是_____________________________________。
(4)实验前，装置E中所用蒸馏水需经煮沸后迅速冷却，目的是_________________________________________________________________，
关闭K1、K3，打开K2，一段时间后装置E中有Na2S2O5晶体析出，装置E中发生反应的化学方程式为_________________________________。
[解析] (2)装置A中产生的SO2进入装置B中，SO2与FeCl3溶液反应生成FeSO4、FeCl2和HCl，离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋；装置C中SO2与Na2S溶液反应生成S单质，现象为有黄色沉淀(S)生成。(3)SO2有毒，不能直接排放到空气中，可用NaOH溶液吸收。 因此装置D和F的作用是吸收SO2，防止污染空气。(4)装置E用于制备焦亚硫酸钠(Na2S2O5)，但水中存在溶解的氧气，具有氧化性，影响焦亚硫酸钠(Na2S2O5)的制备，因此装置E中所用蒸馏水需经煮沸后迅速冷却，目的是去除水中溶解的氧气，制备焦亚硫酸钠的化学方程式为SO2＋Na2SO3===Na2S2O5↓。
[答案] (1)Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O (2)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋ 有黄色沉淀生成 (3)吸收SO2，防止污染空气；并防倒吸 (4)去除水中溶解的氧气 SO2＋Na2SO3===Na2S2O5↓
SO2的实验室制法
(1)反应原理
①Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
②Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
③Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O
(2)除去SO2中的HCl、H2O(g)的常用试剂依次为饱和NaHSO3溶液、浓硫酸或P2O5。
(3)用向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液法收集SO2。
(4)可用NaOH溶液或氨水吸收SO2尾气，但不能用石灰水吸收SO2。
硫酸的工业制备与性质
1．硫酸的工业制备
(1)燃烧黄铁矿(FeS2)或硫黄制备SO2：4FeS2＋11O2eq \(=====,\s\up12(高温))8SO2＋2Fe2O3或S＋O2eq \(=====,\s\up10(点燃))SO2。
(2)SO2转化为SO3：2SO2＋O2eq \(,\s\up10(催化剂),\s\d10(△))2SO3。
SO3不能用稀硫酸或H2O吸收，否则易形成酸雾，不易完全吸收。
2．硫酸的性质
(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：浓硫酸与水以任意比互溶，溶解时放出大量的热，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)稀硫酸的酸性：H2SO4的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SOeq \\al(2－,4)，是二元强酸，具有酸的通性，可与指示剂、活泼金属、碱性氧化物、碱、盐等发生反应。
(3)浓硫酸的三特性
①吸水性
干燥剂：干燥一些不与浓硫酸反应的气体，通常用作洗气装置，如可用浓硫酸干燥O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H2等气体。
②脱水性
指浓硫酸将有机物中的氢和氧按水的组成比脱去，生成水的性质。
如CH3CH2OHeq \(――→,\s\up10(浓硫酸),\s\d8(170 ℃))CH2===CH2↑＋H2O，蔗糖的脱水C12H22O11eq \(――→,\s\up10(浓硫酸))12C＋11H2O，
HCOOHeq \(――→,\s\up10(浓硫酸))CO↑＋H2O。
③强氧化性
a．常温下，Fe、Al遇浓硫酸钝化，但加热可以持续反应。
b．加热可以氧化不活泼金属(如Cu)
Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O(写化学方程式，下同)。
c．加热可以氧化非金属单质(如C、S)
C＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，
S＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O。
d．可以氧化具有还原性的化合物，如H2S、HI等。
活泼金属(如Zn)与少量浓硫酸反应时，开始生成SO2，后期生成H2。不活泼金属(如Cu)与少量浓硫酸共热时，最后浓硫酸变为稀硫酸时反应停止。如含1 ml H2SO4的浓硫酸与足量Cu共热产生SO2的物质的量小于0.5 ml。
3．常见硫酸盐
(1)硫酸钙：自然界中以石膏(CaSO4·2H2O)的形式存在。加热到150 ℃时会变成熟石膏(2CaSO4·H2O)。熟石膏与水混合凝固变成石膏。利用此性质，石膏可被用来制作各种模型和医疗用的石膏绷带。在工业上，还被用来调节水泥的硬化速率。
(2)硫酸钡：俗名重晶石，医疗上用作“钡餐”。
(3)硫酸铜：白色粉末，遇水变成蓝色晶体(CuSO4·5H2O)。可以用来检验H2O的存在。农业上，胆矾可以与石灰乳混合制成波尔多液农药。
(4)其他：皓矾(ZnSO4·7H2O)，绿矾(FeSO4·7H2O)，明矾[KAl(SO4)2·12H2O]等。
说明：含结晶水的硫酸盐一般称为“矾”。
下列事实体现了浓硫酸的什么性质？
(1)CuSO4·5H2O遇浓硫酸变白_______________________________。
(2)浓硫酸与Cu共热__________________________________。
(3)浓硫酸使Fe、Al钝化____________________________。
(4)用浓硫酸在纸上写的字变黑___________________________________。
(5)浓硫酸不能干燥NH3_______________________________________。
(6)浓硫酸与C共热反应________________________________________。
(7)浓硫酸与NaCl共热可以制HCl________________________________。
(8)浓硫酸制备磷酸___________________________________。
[答案] (1)吸水性 (2)酸性和强氧化性 (3)强氧化性 (4)脱水性 (5)酸性 (6)强氧化性 (7)酸性和难挥发性 (8)强酸性
1．蔗糖与浓硫酸反应的探究实验改进装置如图所示，该实验设计体现了“绿色”“微型”的特点，下列说法正确的是( )
A．该实验体现了浓硫酸的脱水性、酸性和强氧化性
B．反应中，品红溶液褪色，加热后又恢复红色
C．紫色石蕊溶液先变红后褪色
D．该装置可以证明二氧化硫具有氧化性
BD [A项，该实验没有体现浓硫酸的酸性，错误；C项，SO2能使紫色石蕊溶液变红，但不会褪色，错误。]
2．有一瓶Na2SO3溶液，可能部分被氧化，某同学进行如下实验：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，白色沉淀不溶解。对此实验的下列叙述正确的是( )
A．实验证实Na2SO3已部分被氧化
B．实验中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4
C．实验中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D．此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
D [取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液产生的沉淀也可能是BaSO3，再加稀硝酸，BaSO3又被氧化为BaSO4，故此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化，D正确。]
3．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__________________________________。
Ⅱ.设计实验
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_____________________________。
[答案] Ⅰ.(3)H2和SO2的混合气体
Ⅱ.(1)变浅 SO2 (2)由黑色变成红色 由白色变成蓝色 H2和SO2的混合气体
Ⅲ.(1)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
(2)不能 因为混合气体中可能含水蒸气，会干扰H2的检验
硫及其化合物的相互转化
1．硫元素的“价—类”二维图
2．掌握硫及其化合物之间的转化规律
(1)H2S的二次或三次氧化转化
(2)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的
如：
写出②、③、④反应的化学方程式：
②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；
③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；
④SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3。
(3)相邻价态的同种元素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。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。
硫及其化合物的相互转化
1．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。题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＋S
B．Na2SO3＋S
C．Na2SO3＋Na2SO4
D．SO2＋Na2SO3
(4)工业制硫酸中，转化②化学方程式为__________________________________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_________________________。
[答案] (1)H2S 2∶1 (2)SO2和H2 2H2SO4(浓)＋Seq \(=====,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O (3)B (4)2SO2＋O2eq \(,\s\up10(催化剂),\s\d8(△))2SO3 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 (5)2H＋＋SOeq \\al(2－,4)＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O
硫及其化合物相互转化的实验探究
2．已知SO2通入BaCl2溶液无明显现象。某同学利用如图装置探究SO2与BaCl2溶液反应生成白色沉淀的条件。下列判断正确的是( )
A．e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体
B．乙中产生的一定为氧化性气体，将BaSO3氧化为BaSO4沉淀
C．玻璃管的作用是连通大气，使空气中的氧气进入广口瓶，参与反应
D．c、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中，保证气体与Ba2＋充分接触
A [乙中产生的气体可以为碱性气体NH3也可以是氧化性气体，B错误；玻璃管的作用与空气相通保持恒压，C错误；当乙中产生的是NH3时，d导管不能插入溶液，避免倒吸，D错误。]
3．某小组同学设计如下实验实现几种价态硫元素间的转化。
任务Ⅰ.从以下试剂中选择合适的试剂实现S(＋6)→S(＋4)的转化。
试剂：①浓H2SO4 ②稀H2SO4 ③酸性KMnO4溶液 ④Na2SO3溶液 ⑤Cu ⑥品红溶液
(1)写出实现转化的化学方程式：_________________________。
(2)设计实验，证明实现了该转化(写出操作和现象)：___________________。
任务Ⅱ.实现硫元素化合价在0、＋2、＋4价之间的转化。
查阅资料：＋2价硫元素在酸性条件下不稳定，自身易发生氧化还原反应。
SO2eq \(――→,\s\up7( ),\s\d5(①))Na2SO3溶液eq \(――→,\s\up7(X),\s\d5(②))Na2S2O3eq \(――→,\s\up7(H＋),\s\d5(③))X
(3)①中加入的物质是________，该转化利用的是SO2________的性质。
(4)写出③的离子方程式：________________________。
[解析] (4)根据题干信息，＋2价硫元素在酸性条件下不稳定，自身易发生氧化还原反应，即发生歧化反应，＋2价的硫元素化合价既升高又降低，结合步骤②中亚硫酸钠和X反应生成硫代硫酸钠分析，可得X中硫元素的化合价应低于＋2价，则X为硫单质，③的离子方程式为2H＋＋S2Oeq \\al(2－,3)===S↓＋SO2↑＋H2O。
[答案] (1)Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O (2)将产生的气体通入品红溶液中，溶液褪色 (3)NaOH溶液 酸性氧化物 (4)2H＋＋S2Oeq \\al(2－,3)===S↓＋SO2↑＋H2O
常见的漂白剂及其漂白原理
三类漂白剂的比较
①有色物质被还原而褪色不称“漂白”，如SO2使溴水、酸性KMnO4溶液等褪色。
②SO2分别通入a.滴有酚酞的NaOH溶液 b．品红溶液 c．酸性KMnO4溶液 d．溴水均褪色，只有b体现漂白性。
1．向SO2和Cl2的混合气体中注入品红溶液，振荡，溶液褪色，将此无色溶液分成三份，依次进行如图实验：
下列实验分析中，正确的是( )
A．①中现象说明混合气体中一定有n(Cl2)＝n(SO2)
B．①、②中溶液加热不变红，说明品红溶液不是被SO2漂白的
C．③中产生的白色沉淀为BaSO3
D．“混合气体中注入品红溶液”只发生了1个氧化还原反应
B [本题通过实验探究SO2和Cl2在水溶液中的反应及产物性质。①中湿润的淀粉-KI试纸不变蓝说明反应后没有氯气剩余，②中试纸褪色说明反应后有SO2剩余，加热后品红溶液不恢复红色，说明品红溶液是被氯气溶于水后生成的次氯酸漂白的，故得不出原气体中n(Cl2)＝n(SO2)的结论，A错误；SO2漂白品红溶液生成的无色物质不稳定，加热品红溶液恢复原色，①、②中溶液加热不变红，说明品红溶液不是被SO2漂白的，B正确；SO2和Cl2反应生成了SOeq \\al(2－,4)，SOeq \\al(2－,4)与Ba2＋反应生成了BaSO4，C错误；混合气体注入品红溶液时，发生了氯气与水的反应，生成的HClO漂白品红溶液，氯气与二氧化硫的反应也是氧化还原反应，D错误。]
2．为了探究对比O3、H2O2和Cl2的漂白能力大小，将等体积等浓度的品红溶液与三种漂白剂呈喷雾状分别反应，至完全褪色时，发现消耗三种漂白剂的物质的量相同，但褪色时间O3最短，H2O2次之，Cl2最长。
(1)消耗三种漂白剂的物质的量相同的原因是每摩尔物质________相等。
(2)O3漂白速度较H2O2快的主要原因是__________________________。
Cl2漂白速度最慢的主要原因可能是_____________________________。
[答案] (1)得电子数 (2)氧化性：O3>H2O2 Cl2和水反应生成的HClO浓度较小
3．科学酿酒加SO2等辅料。我国国家标准规定葡萄酒中SO2的残留量≤0.25 g·L－1。
(1)葡萄酒中添加SO2的作用可能是________(填字母)。
A．氧化细菌B．抗氧化
C．漂白D．增酸作用
(2)利用SO2的漂白性检测干白葡萄酒(液体为无色)中的SO2或H2SO3。设计如图的实验：
得出实验结论：干白葡萄酒中不含SO2或H2SO3。这个结论是否合理？说明理由_________________________________________________________________。
[答案] (1)BD (2)不合理，实验对比说明浓度低的亚硫酸溶液不能使品红溶液褪色，而干白葡萄酒中的SO2或H2SO3含量很低，故不能使品红溶液褪色
1．(2022·广东选择性考试，T5)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a～d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列分析正确的是( )
A．Cu与浓硫酸反应，只体现H2SO4的酸性
B．a处变红，说明SO2是酸性氧化物
C．b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性
D．试管底部出现白色固体，说明反应中无H2O生成
B [A.铜和浓硫酸反应过程中，生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性，生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性，错误；B.a处的紫色石蕊溶液变红，其原因是SO2溶于水生成了酸，可说明SO2是酸性氧化物，正确；C.b处品红溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c处酸性高锰酸钾溶液褪色，其原因是SO2和酸性KMnO4发生氧化还原反应，SO2体现出还原性，错误；D.实验过程中试管底部出现白色固体，根据元素质量守恒可知，其成分为无水CuSO4，而非蓝色的CuSO4·5H2O，其原因是浓硫酸体现出吸水性，将反应生成的H2O吸收，错误。]
2．(2021·山东等级考，T8)工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图，下列说法错误的是( )
A．吸收过程中有气体生成
B．结晶后母液中含有NaHCO3
C．气流干燥湿料时温度不宜过高
D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
B [根据工艺流程图逆向分析可知，以二氧化硫和纯碱为原料，得到的结晶成分为NaHSO3，则母液为饱和NaHSO3溶液和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，溶液呈酸性，所以加入纯碱进行中和，涉及的反应为H2SO3＋2Na2CO3===Na2SO3＋2NaHCO3，NaHSO3＋Na2CO3===Na2SO3＋NaHCO3，所以调节pH为8进行中和后得到Na2SO3和NaHCO3，通入二氧化硫气体进行混合吸收，此时吸收过程中发生反应为Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3↓，SO2＋NaHCO3===CO2＋NaHSO3↓，此时会析出大量NaHSO3晶体，经过离心分离，将得到的湿料再进行气流干燥，最终得到NaHSO3产品。根据上述分析可知，吸收过程中有二氧化碳生成，A正确；结晶后母液中含饱和NaHSO3溶液和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，没有NaHCO3，假设产物中存在NaHCO3，则其会与生成的NaHSO3发生反应，B错误；NaHSO3高温时易分解变质，所以气流干燥过程中温度不宜过高，C正确；结合分析可知，中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3，D正确。]
3．(2021·高考题组合)下列说法正确的是_____________________(填字母)。
A．(河北选择性考试)浓H2SO4具有强吸水性，能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化
B．(湖南选择性考试)SO2可漂白纸浆，不可用于杀菌、消毒
C．(广东选择性考试)铜丝插入热的浓硫酸中的化学方程式：Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑
D．(广东选择性考试)SO2通入酸性KMnO4溶液中：5SO2＋2H2O＋2MnOeq \\al(－,4)===5SOeq \\al(2－,4)＋4H＋＋2Mn2＋
E．(山东等级考)向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸，产生淡黄色沉淀，证明HSOeq \\al(－,3)具有氧化性
[答案] DE
某化学课题小组将二氧化硫的制备与多个性质实验进行了一体化设计，实验装置如图所示。
请回答下列问题：
(1)下列说法不正确的是________(填字母)。
A．a、b、c中依次盛装70%浓硫酸、Na2SO3固体、NaOH溶液
B．实验时，鲜花、品红溶液、KMnO4溶液均褪色，Na2S溶液中出现黄色沉淀
C．此设计可证明SO2水溶液的酸性，SO2的氧化性、还原性、漂白性
D．点燃酒精灯加热，可证明SO2使品红溶液以及KMnO4溶液褪色具有可逆性
(2)通入足量SO2，Na2S溶液中发生反应的离子方程式为____________________。
(3)c中干燥管的作用是____________________________。
(4)若a、b中分别为浓硫酸和Na2SO3，b中反应的化学方程式为______________________________________________________________。
[答案] (1)D (2)5SO2＋2S2－＋2H2O===3S↓＋4HSOeq \\al(－,3) (3)防止倒吸 (4)Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
课时分层作业(十八) 硫的转化
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1．有关硫及其化合物的说法合理的是( )
A．可用酒精洗刷做过硫黄性质实验的试管
B．SO2具有很强的还原性，在化学反应中只能作还原剂
C．浓硫酸具有强氧化性，常温下与铜反应可制取SO2
D．1 ml硫与其他物质完全反应，转移的电子数不一定是2 ml
D [硫微溶于酒精，应该用二硫化碳洗刷做过硫黄性质实验的试管，故A错误；SO2中硫元素为＋4价，处于中间价态，在化学反应中能作还原剂，也可以作氧化剂，例如SO2与H2S反应生成单质S和H2O，故B错误；浓硫酸在常温下与铜不反应，故C错误；1 ml硫与其他物质完全反应，转移的电子数不一定是2 ml，例如1 ml 硫与氧气反应转移的电子数为4 ml，故D正确。]
2．下列关于实验室制取SO2的实验，其中叙述正确的是( )
A．甲图中可利用70%的浓硫酸和亚硫酸钠固体制取SO2
B．乙图中干燥SO2
C．可用丙图中装置和药品收集二氧化硫并吸收尾气
D．可用丁图中装置和药品检验铜和浓硫酸反应生成的CuSO4
A [碱石灰与SO2反应，碱石灰不能干燥SO2，B错误；SO2不能用澄清石灰水吸收尾气，C错误；不能把水倒入浓H2SO4中，D错误。]
3．(2022·青岛模拟)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b
B．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 [硫酸盐与亚硫酸盐中硫元素化合价相邻，无法反应，C错误。]
4．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
D．一段时间后试管内有白色沉淀，说明有SOeq \\al(2－,4)生成
C [Na2SO3与H2SO4反应生成H2SO3，H2SO3分解为大量SO2气体和H2O，Na2SO3未被氧化，C错误。]
二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求)
5．实验室探究SO2与Fe(NO3)3溶液反应的原理，装置如图，实验中Y装置产生白色沉淀。下列说法错误的是( )
A．滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开弹簧夹，通入一段时间N2
B．Y中产生的白色沉淀是BaSO4和BaSO3
C．在X装置中浓硫酸体现氧化性
D．若将Fe(NO3)3换成氨水，Y中也能产生白色沉淀
BC [Y中产生的白色沉淀为BaSO4，B错误；X中浓H2SO4只体现酸性，C错误。]
6．如图是实验室进行二氧化硫的制备与性质探究实验的组合装置，部分固定装置未画出。下列说法正确的是( )
A．关闭K1，打开K2，试剂X是酸性KMnO4或FeCl3溶液，均可证明SO2有还原性
B．关闭K2，打开K1，滴加H2SO4溶液，则装置B中每消耗1 ml Na2O2，转移电子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
C．为防止环境污染，装置C和E中的试剂均可取用饱和NaOH溶液
D．实验过程中体现了H2SO4的酸性、吸水性、难挥发性、强氧化性
AC [滴加H2SO4溶液，则装置B中发生反应SO2＋Na2O2===Na2SO4，每消耗1 ml Na2O2，转移电子数为2NA，B错误；实验过程中体现了H2SO4的酸性、难挥发性，没有体现强氧化性以及吸水性，D错误。]
7．某学习小组设计制取SO2并验证其部分性质的实验装置图如图(夹持装置省略)，下列叙述正确的是( )
A．取反应后D中溶液少许，滴加品红溶液，红色褪去，能说明SO2具有漂白性
B．A装置中比较理想的反应物质是Na2SO3固体和质量分数为10%的稀硫酸
C．B装置溶液变红色，说明SO2是酸性氧化物；C装置产生白色沉淀的原因为BaCl2＋SO2＋H2Oeq \(=====,\s\up7(FeCl3))BaSO3↓＋2HCl
D．关闭弹簧夹a，打开弹簧夹b，用酒精灯在三颈烧瓶下微热，若能观察到C中长导管口出现气泡，冷却后长导管中出现一段水柱，就能判断装置A、B部分气密性良好
D [氯水中存在次氯酸，次氯酸具有漂白作用，也可以使品红溶液褪色，不能确定一定是二氧化硫的漂白性，故A错误；二氧化硫易溶于水，比较理想的反应物质是亚硫酸钠固体和浓硫酸，故B错误；C装置中产生的白色沉淀为BaSO4，故C错误；检查装置中A、B两部分的气密性，进行的操作是关闭弹簧夹a，打开弹簧夹b，用酒精灯在三颈烧瓶下微热，观察到C中长导管口出现气泡，冷却后长导管中出现一段水柱，说明该装置A、B部分气密性良好，故D正确。]
三、非选择题
8．某化学兴趣小组在实验室用除去表面氧化物的铁钉(碳素钢)与浓硫酸共热制取SO2并完成相关性质探究(不考虑水蒸气)。
(1)有同学认为制得的SO2中可能混有杂质，其化学式为________和________，原因是_____________________________________。
(2)为验证气体成分，兴趣小组同学设计了下图所示装置进行实验探究。
①为验证并吸收SO2，装置B中加入的试剂为________，装置C中品红溶液的作用是____________________________________；
②装置D中加入的试剂为__________________________________；
③装置G中可能出现的现象为______________________________；
④装置H的作用为__________________________________。
[解析] (2)①装置B中加入酸性KMnO4溶液能检验并吸收SO2，若SO2被吸收完全，装置C中品红溶液不褪色。②装置D中加入澄清石灰水，可检验气体中是否含有CO2。③装置E中浓硫酸可干燥气体，装置F中CuO与H2反应生成H2O，G中无水硫酸铜吸收水蒸气后变蓝色。
[答案] (1)CO2 H2 铁钉中含有的C在加热条件下会和浓硫酸反应生成CO2；随着反应进行，浓硫酸变稀，铁与稀硫酸反应产生氢气 (2)①酸性KMnO4溶液(或其他合理答案也可) 检验SO2是否吸收完全 ②澄清石灰水 ③无水硫酸铜变蓝色 ④防止空气中的水蒸气进入球形干燥管而影响H2的检验
9．亚硫酸钠(Na2SO3)是一种重要的化工产品，常用作防腐剂、漂白剂、脱氯剂等。为探究Na2SO3的性质，进行了如下实验。
(1)Na2SO3中硫元素的化合价是________，属于S元素的中间价态，既具有氧化性，又具有还原性。
资料：酸性条件下，KMnO4为紫色，Mn2＋为无色。
(2)实验ⅰ中，能说明Na2SO3具有________(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)实验ⅱ中，能说明Na2S在酸性条件下被氧化的实验现象是_____________________________________________________________。
(4)甲同学认为实验ⅱ的现象不能直接得出“Na2SO3具有氧化性”。
①对黄色浑浊产生的原因作出如下假设：
假设a：酸性溶液中的SOeq \\al(2－,4)具有氧化性，可产生S；
假设b：空气中存在O2，在酸性条件下，由于________________________________
(用离子方程式表示)，可产生S；
假设c：酸性溶液中的SOeq \\al(2－,3)具有氧化性，可产生S。
②设计实验ⅲ证实了假设a和b不是产生S的主要原因。
实验ⅲ：向Na2S溶液中加入________(填试剂)，产生有臭鸡蛋气味的气体，溶液未变浑浊。
[解析] (3)Na2SO3溶液中加入Na2S溶液，无明显现象；再加入稀硫酸，产生黄色浑浊，生成S，说明Na2S在酸性条件下被氧化。(4)①空气中存在O2，在酸性条件下离子反应方程式为4H＋＋2S2－＋O2===2S↓＋2H2O。②实验ⅲ：向Na2S溶液中加入稀硫酸，产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S)，溶液未变浑浊，说明没有S生成，稀硫酸可以提供假设a中的SOeq \\al(2－,4)和H＋，提供假设b中的H＋。
[答案] (1)＋4价 (2)还原性 (3)加入Na2S溶液，无明显现象；再加入稀硫酸，产生黄色浑浊
(4)①4H＋＋2S2－＋O2===2S↓＋2H2O ②稀硫酸
选项
溶液
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
紫色溶液褪色
SO2有漂白性
D
溴水
橙色褪去
SO2有还原性
流程设计
检验SO2⇒除去SO2⇒ 检验SO2是否除尽⇒检验CO2
选用试剂
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
实验现象
实验结论
(1)
C中酸性高锰酸钾溶液颜色________
证明气体X中含有________
(2)
E中粉末________，
F中固体________
证明气体X中含有H2
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
化合型
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、Al(OH)3
胶体等
物理
变化
吸附
色素
序号
①
②
③
实验操作
实验现象
溶液不变红，试纸不变蓝
溶液不变红，试纸褪色
生成白色沉淀
实验序号
实验试剂X
实验现象
ⅰ
KMnO4溶液、
稀硫酸
紫色褪去，变为无色
ⅱ
Na2S
溶液、
稀硫酸
____________________________________________________________________________________________________________