4-2硫及其化合物的相互转化（解析版）（苏教版2019必修第一册）

4.2硫及其化合物的相互转化【学习目标】1.根据硫元素化合价会分析含硫物质的性质，并能设计实验实现不同价态硫元素的相互转化。2.利用不同类型化学反应的知识，研究物质之间相互转化的规律，能设计物质转化的方案。3.掌握氧化还原反应方程式的配平。【知识梳理】一、含硫物质之间的转化1．硫及其化合物转化原理(1)不同价态的硫元素形成的物质及性质预测根据氧化还原反应规律，不同价态的同一元素，如果处于最低价态，只表现还原性；如果处于最高价态，只表现氧化性；如果处于中间价态，则既表现氧化性，又表现还原性。而硫元素的化合价有－2价、0价、＋4价和＋6价，因此它们之间可以相互转化。价态－20＋4＋6物质硫化物硫单质二氧化硫、亚硫酸、亚硫酸盐三氧化硫、硫酸、硫酸盐性质预测处于最低价态，只有还原性处于中间价态，既有氧化性，又有还原性处于中间价态，既有氧化性，又有还原性处于最高价态，只有氧化性2.硫及其化合物典型的氧化还原转化①2H2S＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2S＋2H2O②H2＋S△H2S③O2＋Seq\o(=,\s\up7(点燃))SO2④2H2S＋SO2=3S＋2H2O⑤⑥2SO2＋O22SO3⑦Fe＋S△FeS⑧2H2SO3＋O2=2H2SO4(1)不同价态转化规律eq\o(S,\s\up6(－2))——eq\o(S,\s\up6(0))——eq\o(S,\s\up6(＋4))——eq\o(S,\s\up6(＋6))①处于高价态含S物质具有氧化性，低价态含S物质具有还原性，处于中间价态具有氧化性、还原性。②邻位变价规律：发生氧化还原反应时，相邻价态之间转化，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，如即eq\o(S,\s\up6(－2))→eq\o(S,\s\up6(0))→eq\o(S,\s\up6(＋4))→eq\o(S,\s\up6(＋6))。相邻价态的粒子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。③归中规律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2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O，2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4=3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。④含硫物质的连续氧化规律硫元素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(H2S\o(→,\s\up7(足量O2))SO2\o(→,\s\up7(O2))SO3\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4,S\o(→,\s\up7(O2))SO2\o(→,\s\up7(O2))SO3\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4))(2)相同价态物质转化规律发生复分解反应，一般利用物质类别的通性，如酸性氧化物(SO2、SO3)、酸(H2S、H2SO3、H2SO4)、盐(Na2S、Na2SO3、Na2SO4)，利用其类别本身通性，相互转化。3．含硫化合物典型的非氧化还原转化(1)二氧化硫、亚硫酸及其盐之间的转化①②SO2＋H2O⇌H2SO3③H2SO3＋NaOH=NaHSO3＋H2O④2NaHSO3＋H2SO4=Na2SO4＋2H2SO3⑤NaHSO3＋NaOH=Na2SO3＋H2O⑥Na2SO3＋H2O＋SO2=2NaHSO3(或2Na2SO3＋H2SO4=2NaHSO3＋Na2SO4)⑦Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O⑧SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O⑨2NaHSO3＋H2SO4=Na2SO4＋2SO2↑＋2H2O⑩SO2＋NaOH=NaHSO3(2)三氧化硫、硫酸及其盐之间的转化①SO3＋H2O=H2SO4②H2SO4＋NaOH(少量)=NaHSO4＋H2O③NaHSO4＋NaOH=Na2SO4＋H2O④SO3＋2NaOH=Na2SO4＋H2O(或SO3＋Na2O=Na2SO4)[辨析]1．含硫物质间的氧化还原转化关系可以概括为“一架硫梯”，图示如下：2．含有相同价态的硫元素的不同物质之间的非氧化还原转化关系可以概括为“三条硫链”，图示如下：3．研究含有同一元素的不同物质之间的转化，通常将这些物质按该元素的化合价高低进行排序和分类。如：【能力达成】1．下列化合物不能用相应元素的单质直接化合而成的是()①CuS②FeS③Al2S3④Fe2S3⑤Cu2S⑥FeCl2⑦CS2⑧H2SA．②⑤⑧B．①④⑥C．③④⑦D．④⑥⑦答案：B解析：2．有关下列三个反应的叙述，正确的是()①2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O②S＋2H2SO4(浓)△3SO2↑＋2H2O③3S＋6KOH△2K2S＋K2SO3＋3H2OA．反应①说明SO2能与酸反应，具有碱性氧化物的性质B．反应②改用稀硫酸，则能放出氢气C．反应②和③说明S具有两性元素的性质D．反应③说明S既具有氧化性又具有还原性答案：D解析：反应①SO2作氧化剂，说明二氧化硫具有氧化性，不能从氧化还原方面判断是酸性还是碱性氧化物；反应②说明S具有还原性，若改用稀硫酸不会放出H2；反应③硫的化合价既有升高，又有降低，因此既体现了还原性又体现了氧化性。3．A是中学化学中常见的单质，B、C为化合物。它们有如图所示的转化关系(部分产物及反应条件省略)。下列判断正确的是()A．A、B、C含有一种相同的元素B．A可能是金属，也可能是非金属C．B、C都属于含氧酸盐D．反应①②不一定都是氧化还原反应答案：A解析：满足题目要求的转化关系如图所示：4．硫黄在空气中燃烧生成气体甲，甲溶于水得乙溶液，向乙溶液中滴加双氧水，乙溶液变成丙溶液。向丙溶液里加入Na2S生成气体丁，把丁通入乙溶液中得到沉淀戊。甲、乙、丙、丁、戊均含有硫元素，则它们分别为()A．SO3、H2SO4、H2SO3、H2S、SB．SO2、H2SO3、H2SO4、S、H2SC．SO3、H2SO4、H2SO3、S、H2SD．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S答案：D解析：题目中各物质涉及的转化关系为eq\x(S)eq\o(→,\s\up7(O2))eq\x(SO2)eq\o(→,\s\up7(H2O))eq\x(H2SO3)eq\o(→,\s\up7(H2O2))eq\x(H2SO4)eq\o(→,\s\up7(Na2S))eq\x(H2S)eq\o(→,\s\up7(H2SO3))eq\x(S)5．下列变化，需要加入还原剂才能实现的是()A．H2SO4→SO2 B．H2S→SO2C．S→SO2 D．SOeq\o\al(2－,3)→SO2答案：A6．下列化合物能由两种单质直接化合生成的是()A．Fe2S3B．CuSC．SO3D．SO2答案：D解析：硫的氧化性较弱，与变价金属铁、铜化合时，只能生成低价态的金属硫化物FeS和Cu2S。7．硫的氧化性不如氧气强，在下列叙述中不能说明这一事实的是()A．S＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))SO2，O2是氧化剂、S是还原剂B．S是淡黄色固体，O2是无色气体C．氢硫酸放置在空气中易变浑浊(2H2S＋O2=2S↓＋2H2O)D．S和Cu反应只能生成Cu2S(硫化亚铜)，而O2与Cu反应生成CuO答案：B解析：A项，S与O2化合时，O2作氧化剂，硫作还原剂，说明氧气的氧化性比硫强；B项，不同单质的氧化性强弱与单质的存在状态无必然联系；C项，氢硫酸放置在空气中易变浑浊，是氧气将硫置换出来，说明氧气的氧化性比硫强；D项，S可以将Cu氧化生成Cu2S(Cu的化合价为＋1)，而O2可以将Cu氧化为CuO(Cu的化合价为＋2)，说明氧气的氧化性比硫强。8．下列有关硫及其化合物的说法正确的是()A．SO2、H2SO3均具有还原性，故浓硫酸能氧化SO2和H2SO3B．H2S与浓硫酸在不同的条件下反应的氧化产物只能是SO2C．单质eq\o(→,\s\up7(＋O2))氧化物eq\o(→,\s\up7(＋H2O))酸eq\o(→,\s\up7(＋NaOH))盐，能按照上述转化关系直接转化的可以是硫元素D．硫黄矿制备硫酸经历两步：Seq\o(→,\s\up7(O2/点燃))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4答案：C解析：A项，硫元素的＋4价与＋6价之间无中间价态，所以SO2、H2SO3与浓H2SO4不能发生氧化还原反应；B项，H2S被浓硫酸氧化的产物可以是硫单质；D项，S在O2中燃烧，只能得到SO2，故A、B、D均错误，答案选C。9.在通常状况下，A为固态单质。根据下图的转化关系，回答问题：(1)写出A～E的化学式：A：__________，B：__________，C：________，D：________，E：________。(2)写出下列反应的化学方程式：①E→C：_________________________；②C→D：_________________________。答案：(1)SH2SSO2SO3H2SO4(2)①Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O②2SO2＋O22SO3解析：因A为固态单质，则B为氢化物，C为其氧化物，由Aeq\o(→,\s\up7(O2))Ceq\o(→,\s\up7(O2))Deq\o(→,\s\up7(H2O))E知，E为能与Cu反应的酸，由A为固态单质，推断A为S，B为H2S，C为SO2，D为SO3，E为浓H2SO4。10.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。请根据下图所示，回答下列问题：(1)X的化学式为，Y的化学式为。(2)W的浓溶液与碳单质在加热条件下发生反应的化学方程式为。(3)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，下列选项中合理的是(填序号)。A．Na2S与SB．Na2SO3与SC．Na2SO3与Na2SO4D．SO2与Na2SO4(4)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。答案：(1)H2S，SO2(2)C＋2H2SO4(浓)△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(3)B(4)2∶1解析：(1)X中S元素化合价是－2且X为气态氢化物，所以X的化学式为H2S；Y中S元素化合价是＋4且为氧化物，则Y的化学式为SO2。(2)W的浓溶液是浓硫酸，与碳单质在加热条件下发生反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(3)Na2S2O3中S元素化合价是＋2，从氧化还原的角度分析，结合题给选项，反应物中S元素化合价必须一个高于＋2、一个低于＋2。A项中两物质中S元素化合价都低于＋2，C、D项中两物质中S元素的化合价都高于＋2，只有B项符合题意。(4)X为H2S，与SO2混合可生成淡黄色固体，具体反应为2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O，该反应中氧化剂(SO2)与还原剂(H2S)的物质的量之比为1∶2，氧化产物(S)与还原产物(S)的物质的量之比为2∶1，它们的质量之比也为2∶1。【知识梳理】二、氧化还原反应方程式的配平1．氧化还原反应方程式配平的基本原则2．氧化还原反应方程式配平的一般步骤3．配平化学方程式第三步：求总数(利用最小公倍数)，从而确定氧化剂(或还原产物)和还原剂(或氧化产物)的化学计量数。故H2S的化学计量数为3，HNO3的化学计量数为2。第四步：配系数，先配平变价元素，再利用原子守恒配平其他元素。3H2S＋2HNO3=3S↓＋2NO↑＋4H2O[辨析]1、氧化还原反应方程式的书写与配平技巧(1)逆向配平法配平时，先配平氧化产物与还原产物系数，再配平各反应物的系数。该方法适用于歧化反应。例如：由于S的化合价既升又降，而且升降总数要相等，所以K2S的化学计量数为2，K2SO3的化学计量数为1，然后再确定S的化学计量数为3。(2)缺项型氧化还原反应方程式的配平①配平流程缺项方程式是指某些反应物或生成物在方程式中没有写出来，它们一般为水、酸(H＋)或碱(OH－)，其配平流程为②补项原则条件补项原则酸性条件缺H或多O补H＋，少O补H2O碱性条件缺H或多O补H2O，少O补OH－③组合方式反应物生成物使用条件组合一H＋H2O酸性溶液组合二H2OH＋酸性溶液或酸碱性未知组合三OH－H2O碱性溶液组合四H2OOH－碱性溶液或酸碱性未知2、氧化还原反应计算Ⅰ、典型的氧化还原反应计算类型(1)求氧化剂与还原剂化学计量数之比或质量比。(2)计算参加反应的氧化剂或还原剂的质量。(3)确定某一元素的价态变化。(4)已知参加反应的氧化剂与还原剂的质量比，计算确定产物。Ⅱ、计算的关键(1)电子守恒：一般是依据氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数，列出守恒关系式求解。(2)若是通过计算确定产物，解答的思路是首先根据氧化剂与还原剂的化学计量数之比，然后再由得失电子数守恒，求出化合价的变化，即可写出产物的化学式。【能力达成】1．已知aM2＋＋bO2＋4H＋=cM3＋＋dH2O，则化学计量数c的值为()A.1B．2C．3D．4答案：D解析：根据质量守恒可得a＝c；根据电荷守恒可得2a＋4＝3c，解得c＝4。2．高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应，化学方程式为：KMnO4＋FeSO4＋H2SO4→K2SO4＋MnSO4＋Fe2(SO4)3＋H2O(未配平)。下列说法正确的是()A．Mn2＋的还原性强于Fe2＋B．MnOeq\o\al(－,4)是氧化剂，Fe3＋是还原产物C．氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5D．生成1mol水时，转移2.5mol电子答案：C解析：Fe元素化合价升高，Fe2＋是还原剂，Mn2＋是还原产物，还原性：还原剂>还原产物，故A项错误；MnOeq\o\al(－,4)中Mn元素化合价降低，是氧化剂，Fe3＋是氧化产物，故B项错误；锰元素由＋7价降至＋2价，铁元素由＋2价升至＋3价，将题中化学方程式改写为离子方程式，根据得失电子守恒，MnOeq\o\al(－,4)、Mn2＋的系数为1，Fe2＋、Fe3＋的系数为5，根据电荷守恒，H＋的系数为8，根据质量守恒，H2O的系数为4，所以离子方程式为MnOeq\o\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，由此可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5，故C项正确；根据离子方程式MnOeq\o\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，生成4mol水时转移5mol电子，所以生成1mol水时，转移1.25mol电子，故D项错误。3．对于反应O3＋I－＋H＋→I2＋O2＋H2O(未配平)，下列说法正确的是()A．O2和H2O是还原产物B．该反应能说明O2的氧化性大于I2C．氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶1D．配平后的化学方程式为2O3＋2I－＋4H＋=I2＋2O2＋H2O答案：C解析：此反应中氧化剂是O3，还原剂是I－，氧化产物是I2，还原产物是H2O；由题意可知氧化性O3>I2，不能说明氧化性O2>I2；D中电荷不守恒、原子不守恒，应为O3＋2I－＋2H＋=I2＋O2＋H2O。4．3个SOeq\o\al(2－,3)恰好将2个XOeq\o\al(－,4)还原，则X元素在还原产物中的化合价是()A．＋1B．＋2C．＋3D．＋4答案：D解析：SOeq\o\al(2－,3)具有还原性，其氧化产物是SOeq\o\al(2－,4)，因此3个SOeq\o\al(2－,3)失去6个电子，根据得失电子守恒可知，2个XOeq\o\al(－,4)也应该得到6个电子，即1个XOeq\o\al(－,4)得到3个电子，在XOeq\o\al(－,4)中X的化合价是＋7，得到3个电子后降低到＋4。5．用水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为3Fe2＋＋2S2Oeq\o\al(2－,3)＋O2＋aOH－=Y＋S4Oeq\o\al(2－,6)＋2H2O，下列有关说法不正确的是()A．a＝4B．Y的化学式为Fe2O3C．S2Oeq\o\al(2－,3)是还原剂D．每32gO2参加反应，转移电子的物质的量为4mol答案：B解析：Y为化合物，根据电荷守恒可知，6－4－a＝－2，故a＝4，A项正确；Y为化合物，根据质量守恒可知，Y为Fe3O4，B项错误；S2Oeq\o\al(2－,3)中S元素的化合价升高，故S2Oeq\o\al(2－,3)是还原剂，C项正确；32gO2的物质的量为1mol，每有1molO2参加反应，转移的电子总数为1mol×2×[0－(－2)]＝4mol，D项正确。6．做实验时不小心使皮肤上沾了一些高锰酸钾，形成的黑斑很久才能消除，如果用草酸(H2C2O4乙二酸)的稀溶液洗涤，黑斑可以迅速褪去，其离子反应方程式为MnOeq\o\al(－,4)＋H2C2O4＋H＋→CO2↑＋Mn2＋＋eq\x()(未配平)，下列有关叙述不正确的是()A．该反应的氧化剂为KMnO4B．发生还原反应的是H2C2O4C．该离子方程式右侧方框内的产物是H2OD．6molH＋参加反应时，电子转移10mol答案：B解析：锰元素的化合价降低，碳元素的化合价升高，则KMnO4为氧化剂，H2C2O4发生氧化反应，A正确，B错误；由电子、电荷及原子守恒可知，离子方程式为2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O，C正确；6molH＋参加反应时，2molMnOeq\o\al(－,4)得电子，则电子转移10mol，D正确。7．亚硝酸钠(NaNO2)具有致癌作用，许多腌制食品中含NaNO2。酸性KMnO4溶液与亚硝酸钠反应的离子方程式为MnOeq\o\al(－,4)＋NOeq\o\al(－,2)＋H＋→Mn2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋H2O(未配平)，下列叙述错误的是()A．生成1molMn2＋，转移5NA个电子B．该反应中氮元素被氧化C．配平后，水的化学计量数为3D．反应中氧化产物与还原产物的粒子个数之比为2∶5答案：D解析：反应中锰元素的化合价由＋7降至＋2，生成1个Mn2＋转移5个电子，A项正确；反应中氮元素的化合价由＋3升至＋5，氮元素被氧化，B项正确；配平后的离子方程式为2MnOeq\o\al(－,4)＋5NOeq\o\al(－,2)＋6H＋=2Mn2＋＋5NOeq\o\al(－,3)＋3H2O，水的化学计量数为3，C项正确；根据上述分析，Mn2＋为还原产物，NOeq\o\al(－,3)为氧化产物，氧化产物与还原产物的粒子个数之比为5∶2，D项错误。8．高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应，化学方程式如下(未配平)：KMnO4＋FeSO4＋H2SO4→K2SO4＋MnSO4＋Fe2(SO4)3＋H2O。下列说法正确的是()A．MnOeq\o\al(－,4)是氧化剂，Fe3＋是还原产物B．Fe2＋的还原性强于Mn2＋C．取反应后的溶液加NaOH溶液，可观察到有白色沉淀生成D．生成4个水分子时，转移10个电子答案：B解析：Fe2＋被氧化生成Fe3＋，Fe3＋为氧化产物，A项错误；Fe2＋在该反应中是还原剂，Mn2＋为还原产物，B项正确；Fe3＋与OH－反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀，C项错误；配平该反应的化学方程式为2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋8H2O，故生成4个水分子时，转移5个电子，D项错误。9．有一未完成的离子方程式为eq\x()＋5X－＋6H＋=3X2＋3H2O，据此判断，元素X在缺项物质中的化合价为()A．＋7B．＋5C．＋4D．＋1答案：B解析：由原子守恒可知，缺项物质含有1个X原子，设缺项物质中X的化合价为a，由电子守恒知，1×(a－0)＝5×[0－(－1)]，则a＝＋5。10．已知氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应的化学方程式为NaClO3＋6HCl=NaCl＋3Cl2↑＋3H2O，则氧化产物和还原产物的质量比为()A．6∶1B．5∶1C．3∶1D．2∶1答案：B解析：NaClO3＋6HCl=NaCl＋3Cl2↑＋3H2O中，氯酸钠中Cl元素的化合价由＋5降低为0，盐酸中Cl元素的化合价由－1升高为0，所以氧化剂为NaClO3，还原剂为HCl，HCl被氧化，根据电子得失守恒可知，氧化产物和还原产物的质量比为5∶1。11.将0.195g锌粉加入20.0mL0.100mol·L－1MOeq\o\al(＋,2)溶液中，恰好反应，则还原产物可能是()MB．M2＋C．M3＋D．MO2＋答案：B解析：n(Zn)＝eq\f(0.195g,65g·mol－1)＝0.003mol，n(MOeq\o\al(＋,2))＝0.100mol·L－1×0.020L＝0.002mol，依据氧化还原反应中得失电子守恒，设M的化合价由＋5降为x，则(5－x)×0.002mol＝0.003mol×(2－0)，可得x＝＋2。12.在一定条件下，ROeq\o\al(n－,3)和F2可发生如下反应：ROeq\o\al(n－,3)＋F2＋2OH－=ROeq\o\al(－,4)＋2F－＋H2O，从而可知在ROeq\o\al(n－,3)中，元素R的化合价是()A．＋4B．＋5C．＋6D．＋7答案：B解析：从离子方程式的电荷守恒的角度可知，－n＋2×(－1)＝－1＋2×(－1)，得n＝1，则在ROeq\o\al(－,3)中，O为－2价，得R为＋5价。13.实验室可用KClO3固体与浓盐酸混合加热制备氯气。发生的离子反应如下：下列有关叙述不正确的是()A．以上各物质对应的化学计量数依次为1、5、6、3、3B．ClOeq\o\al(－,3)发生了还原反应C.eq\x()处对应的物质是H2OD．生成3molCl2时，有6mol电子发生转移答案：D解析：Cl元素的化合价由＋5→0，共降低5价，HCl中Cl元素的化合价由－1→0，共升高1价，化合价变化值的最小公倍数是5，H＋转变成H2O，然后根据电荷守恒、原子守恒，配平可得反应：ClOeq\o\al(－,3)＋5Cl－＋6H＋=3Cl2↑＋3H2O，故A正确；根据上述分析可知，ClOeq\o\al(－,3)中Cl元素的化合价降低，因此ClOeq\o\al(－,3)作氧化剂，发生了还原反应，故B正确；根据选项A的分析，eq\x()处是H2O，故C正确；根据离子方程式可知，生成3molCl2时，有5mol电子发生转移，故D错误。14.某厂废水中含KCN，其浓度为0.01mol·L－1，现用氯氧化法处理，发生如下反应(化合物中N元素化合价均为－3)：KCN＋2KOH＋Cl2=KOCN＋2KCl＋H2O(1)上述反应中被氧化的元素是________(用元素符号表示)。(2)加入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气，请配平下列化学方程式：(3)若将10L含KCN浓度为0.01mol·L－1的废水中的KCN氧化为无污染物质，最少需要氯气________mol。答案：(1)C(2)238KOH2164H2O(3)0.25解析：(1)反应KCN＋2KOH＋Cl2=KOCN＋2KCl＋H2O中氯元素化合价降低，被还原；碳元素化合价从＋2升高到＋4，失去电子，因此被氧化的元素是C。(2)氯元素的化合价从0降低到－1，氮元素化合价从－3价升高到0，因此根据得失电子守恒可知，氧化剂和还原剂的物质的量之比是3∶2，根据原子守恒可知，有KOH参加反应，因此反应的化学方程式为2KOCN＋3Cl2＋8KOH=2K2CO3＋N2＋6KCl＋4H2O。(3)根据以上分析可知，1molKCN最终被氧化为碳酸钾和氮气时，失去5mol电子，1mol氯气反应得到2mol电子，根据得失电子守恒可知，将10L含KCN浓度为0.01mol·L－1的废水中的KCN氧化为K2CO3和N2，最少需要氯气的物质的量为eq\f(10L×0.01mol·L－1×5,2)＝0.25mol。15．配平下列化学方程式：(1)____HCl(浓)＋____MnO2eq\o(=,\s\up9(△))____Cl2↑＋____MnCl2＋____H2O；(2)____Cu＋____HNO3(稀)=____Cu(NO3)2＋____NO↑＋____H2O；(3)____S＋____KOHeq\o(=,\s\up9(△))____K2S＋____K2SO3＋____H2O；(4)____ClO－＋____Fe(OH)3＋____=____Cl－＋____FeOeq\o\al(2－,4)＋________H2O。答案：(1)41112(2)38324(3)36213(4)324OH－325解析：首先标出化合价的变化情况，然后利用得失电子守恒规律配化学计量数，最后利用原子守恒配平化学方程式。16.（1）工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式：。(2)＋6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)还原成Cr3＋，反应的离子方程式为。(3)在稀硫酸中，K2Cr2O7氧化H2O2，K2Cr2O7被还原为Cr3＋，反应的化学方程式为。(4)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质。写出该反应的化学方程式：。(5)Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化为SOeq\o\al(2－,4)，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为。答案：（1）2As2S3＋5O2＋6H2O=4H3AsO4＋6S(2)Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋3HSOeq\o\al(－,3)＋5H＋=2Cr3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋4H2O(3)K2Cr2O7＋3H2O2＋4H2SO4=K2SO4＋Cr2(SO4)3＋3O2↑＋7H2O(4)2KClO3＋H2C2O4＋2H2SO4=2ClO2↑＋2CO2↑＋2KHSO4＋2H2O(5)S2Oeq\o\al(2－,3)＋4Cl2＋5H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋8Cl－＋10H＋【学习效果】1．下列物质能与SO2在一定条件下发生反应的是()①NaOH②氯气③空气④氢硫酸⑤Na2SO3⑥Na2CO3A．①②④⑤ B．②③⑤⑥C．② D．①②③④⑤⑥答案：D解析：SO2与NaOH、Cl2、O2、H2S、Na2SO3、Na2CO3发生的反应分别为①SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O，②SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl，③2SO2＋O2eq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))2SO3，④SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O，⑤SO2＋Na2SO3＋H2O=2NaHSO3，⑥SO2＋Na2CO3=Na2SO3＋CO2。2．以下物质间的每步转化不能通过一步反应实现的是()A．C→CO→CO2→Na2CO3B．S→SO3→H2SO4→Na2SO4C．Fe→FeCl2→FeCl3→Fe(OH)3D．Na→Na2O2→NaOH→NaCl答案：B解析：A项，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠；B项，硫单质不能一步转化为三氧化硫；C项，Feeq\o(→,\s\up7(HCl))FeCl2eq\o(→,\s\up7(Cl2))FeCl3eq\o(→,\s\up7(NaOH))Fe(OH)3；D项，钠在空气中加热生成Na2O2，Na2O2与水反应生成NaOH，NaOH与HCl反应生成NaCl。3．能说明Cl2的氧化性比S的氧化性强的事实是()A．通常情况下硫为淡黄色固体，而氯气为黄绿色气体B．硫不溶于水，而氯气能溶于水C．与金属反应时，硫被还原为－2价而氯被还原为－1价D．与同一种变价金属反应时，金属被硫氧化成低价态，被氯气氧化成高价态答案：D解析：物质的颜色、状态、溶解性为物理性质，与化学性质无关，不能作为依据用来比较氧化性强弱，A项错误，B项错误；与金属反应后，非金属元素的化合价取决于元素原子最外层电子的数目，与氧化性强弱无关，C项错误；与同一种变价金属反应时，金属被硫氧化成低价态，被氯气氧化成高价态，说明Cl得电子能力较强，即氯气的氧化性较强，D项正确。4．下列离子方程式书写正确的是()A．稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应：Ba2＋＋OH－＋H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋H2OB．过量的SO2通入NaOH溶液中：SO2＋2OH－=SOeq\o\al(2－,3)＋H2OC．铜片在加热条件下与浓硫酸反应：Cu＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋eq\o(=,\s\up7(△))Cu2＋＋SO2↑＋2H2OD．SO2使溴水褪色：SO2＋Br2＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Br－＋4H＋答案：D解析：A中离子配比不正确，OH－、H＋、H2O的系数都应为2；B中过量的SO2与NaOH反应，产物应为NaHSO3；C中浓硫酸应写化学式。5．现有Na2SO3、Na2SO4混合物样品ag，为了测定其中Na2SO3的质量分数，设计了如下方案，其中明显不合理的是()A．将样品配制成V1L溶液，取25.00mL与已知浓度的KMnO4溶液反应，消耗KMnO4溶液的体积是V2mLB．向样品中加足量H2O2，再加足量BaCl2溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥，称量其质量为bgC．将样品与足量稀盐酸充分反应，生成的气体通过盛有碱石灰的干燥管，测得干燥管增重cgD．将样品与足量稀盐酸充分反应后，再加入足量BaCl2溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥，称量其质量为dg答案：C解析：Na2SO3与高锰酸钾发生氧化还原反应，通过消耗高锰酸钾的量可求出亚硫酸钠的量，从而求得亚硫酸钠的质量分数，A项合理；H2O2可将亚硫酸钠氧化成硫酸钠，加入足量BaCl2溶液，将硫酸根离子全部转化成沉淀，通过测量BaSO4沉淀的质量得出硫酸钡的物质的量，硫酸钡的物质的量等于亚硫酸钠和硫酸钠的物质的量之和，根据亚硫酸钠和硫酸钠的总物质的量和总质量可求得亚硫酸钠的质量分数，B项合理；将样品与足量稀盐酸充分反应，生成的气体通过盛有碱石灰的干燥管，测得干燥管增重cg，但生成的气体中含氯化氢气体及水蒸气，所以测定的结果不准确，C项不合理；盐酸与亚硫酸钠反应除去亚硫酸钠，氯化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀，可求出硫酸钠的量，再求出亚硫酸钠的量，D项合理。6．由硫铁矿(主要成分：FeS2和SiO2)为主要原料得到绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如下：下列说法不正确的是()A．过程1，废气中含SO2B．过程2，试剂a为稀硫酸C．过程3，离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋D.过程4，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾答案：D解析：由制备绿矾的流程可知，硫铁矿(主要成分：FeS2和SiO2)高温煅烧后的烧渣(主要成分：Fe2O3和SiO2)溶于硫酸，溶液中含Fe3＋，过程2过滤除去二氧化硅，滤液中通入二氧化硫，将铁离子还原生成亚铁离子，过程4为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾。根据上述分析，过程1，废气中含SO2，A正确；因绿矾的酸根离子为硫酸根离子，则过程2用硫酸来溶解烧渣，B正确；过程3中二氧化硫将铁离子还原生成硫酸亚铁，离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，C正确；FeSO4易被氧化，加热过程中生成Fe2(SO4)3，混入杂质，D错误。7.一定条件下，硫的某种含氧酸H2SOx(x≤4)与H2S可发生反应：H2S＋H2SOx→S↓＋(x－3)SO2＋H2O(未配平)。下列推断中合理的是()A．该反应中，一定有SO2生成B．该反应中，H2S作还原剂，H2SOx作氧化剂C．若x＝3，则还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶1D．若x＝4，每生成1molS，转移的电子为6mol答案：B解析：若x＝3，反应为2H2S＋H2SO3=3S↓＋3H2O；若x＝4，反应为H2S＋H2SO4=S↓＋SO2＋2H2O。当x＝3时，不会生成SO2，A项错误；无论x＝3还是x＝4，在反应中H2S中－2价的硫元素都被氧化成0价的S，H2S作还原剂，x＝3时H2SOx作氧化剂被还原成S，x＝4时H2SOx作氧化剂被还原成SO2，B项正确；若x＝3，还原剂H2S与氧化剂H2SO3的物质的量之比为2∶1，C项错误；若x＝4，每生成1molS，转移2mol电子，D项错误。9．硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作脱氯剂，它和氯气反应，可将氯气完全转化为Cl－，从而消除氯气对环境的污染，则在该反应中S2Oeq\o\al(2－,3)不可能转化为()①S2－②SOeq\o\al(2－,4)③SO2④SA．①③B．①④C．②③D．③④答案：B解析：Na2S2O3中S元素的化合价为＋2价，Na2S2O3和Cl2反应，可将Cl2完全转化为Cl－，说明反应中Cl2被还原，则Na2S2O3被氧化，S元素的化合价应升高，S2Oeq\o\al(2－,3)不可能转化为S2－和S，B项正确。10．实验室常用热的NaOH溶液洗去试管壁上沾有的硫黄，其反应为6NaOH＋3S△2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，在此反应中硫表现的性质是()A．氧化性B．还原性C．既无氧化性又无还原性D．既有氧化性又有还原性答案：D解析：在该反应中，一部分S元素化合价降低生成了Na2S，表现氧化性，一部分S元素化合价升高生成了Na2SO3，表现还原性。11．为了降低硫的氧化物造成的空气污染，一种方法是在含硫燃料(如煤)中加入生石灰，这种方法称为“钙基固硫”。采用这种方法在燃烧过程中的“固硫”反应为()①2CaO＋2S=2CaS＋O2↑②S＋O2eq\o(=,\s\up8(点燃))SO2③CaO＋SO2=CaSO3④2CaSO3＋O2=2CaSO4A．①② B．②③C．①④ D．③④答案：D解析：含硫燃料中加入生石灰(CaO)，燃烧时产生的SO2发生反应：SO2＋CaO=CaSO3,2CaSO3＋O2=2CaSO4。CaSO3具有强还原性可被O2氧化。12．高温下硫酸亚铁发生反应：2FeSO4eq\o(=,\s\up8(高温))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑，若将生成的气体通入氯化钡溶液中，得到的沉淀物是()A．BaSO3和BaSO4 B．BaSC．BaSO3 D．BaSO4答案：D解析：SO2通入BaCl2溶液不会生成沉淀；而SO3通入BaCl2溶液中会有BaSO4沉淀产生。13．某单质与足量浓硫酸反应，若参加反应的单质与硫酸的物质的量之比为1∶2，则该元素在生成物中所显示的化合价可能是()①＋1②＋2③＋3④＋4A．①②B．②④C．②③D．①④答案：B解析：若为金属单质，设其在生成物中化合价为＋x，则H2SO4一部分作氧化剂，一部分转化为硫酸盐，设反应为2M＋4H2SO4→M2(SO4)x＋(4－x)SO2＋H2O(未配平)，依据得失电子数相等有：2x＝(4－x)×2，x＝2，则M的化合价为＋2价。若为非金属单质，则H2SO4全部作氧化剂，2molH2SO4得到4mol电子，则1mol单质M失去4mol电子，反应后元素显＋4价。14．储氢碳纳米管的成功研制体现了科技的进步。用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质——碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯。其反应中的反应物和生成物有C、CO2、H2SO4、K2Cr2O7、K2SO4、Cr2(SO4)3和H2O七种。(1)请用上述物质填空，并配平化学方程式：eq\x()C＋eq\x()________＋eq\x()H2SO4=eq\x()________＋eq\x()________＋eq\x()Cr2(SO4)3＋eq\x()H2O。(2)上述反应中氧化剂是________(填化学式)，被氧化的元素是________(填元素符号)。(3)H2SO4在上述反应中表现的性质是________(填字母)。A．氧化性 B．氧化性和酸性C．酸性 D．还原性和酸性答案：(1)32K2Cr2O783CO2↑2K2SO428(2)K2Cr2O7C(3)C解析：综合所给物质的化合价和反应的化学方程式可知，该反应中氧化剂为K2Cr2O7，还原产物为Cr2(SO4)3，还原剂为C，氧化产物为CO2。根据得失电子守恒，配平化学方程式：3C＋2K2Cr2O7＋8H2SO4=3CO2↑＋2K2SO4＋2Cr2(SO4)3＋8H2O。H2SO4在反应中只表现酸性。15．实验室用如图所示的装置验证硫与铜的反应。(1)将硫粉加热至沸腾后，然后把一束用砂纸擦亮的铜丝伸入硫蒸气中，可以观察到的现象是