2025版高考化学一轮总复习提升训练第4章非金属及其化合物第12讲考点三不同价态含硫物质的转化微考点2实验探究不同价态含硫物质的转化

微考点2实验探究不同价态含硫物质的转化1．(2024·河北衡水高三检测)A、X、Y、Z是中学化学常见物质，它们之间在一定条件下可以发生如图所示的转化关系(部分反应中的H2O没有标注)，其中A、X、Y、Z均含有同一种元素。eq\x(A)eq\o(→,\s\up9(O2),\s\do8(①))eq\x(X)eq\o(→,\s\up9(O2),\s\do8(②))eq\x(Y)eq\o(→,\s\up9(H2O),\s\do8(③))eq\x(Z)下列有关叙述错误的是(D)A．若A为碳单质，则Z为碳酸B．若A为H2S，Z为硫酸，则X可与A反应生成单质SC．若A为非金属单质或非金属氢化物，则Z不一定能与金属铜反应生成YD．若反应①②③都是氧化还原反应，则A、X、Y、Z中含有的同一种元素一定呈现四种化合价[解析]若A为S，X为SO2，Y为SO3，Z为H2SO4，硫酸与铜不能生成SO3，若A为NH3，X为NO，Y为NO2，Z为HNO3，Cu与浓硝酸反应生成NO2，故Z不一定能与金属铜反应生成Y，C正确；若反应①②③都是氧化还原反应，如A为Na，X为Na2O，Y为Na2O2，Z为NaOH，A、X、Y、Z中含有的同一种元素Na只有0价和＋1价，D错误。2．(2024·湖南常德高三检测)实验室研究不同价态元素的转化，对于物质的制备和应用至关重要。实验室可以用如图所示装置研究S(＋6价)→S(＋4价)。(1)装置C的作用是防倒吸(或作安全瓶)。(2)装置B、D盛放的试剂应分别为e、d(填字母)。a．BaCl2溶液 b.KI-淀粉溶液c．FeSO4溶液 d.NaOH溶液e．品红溶液(3)实验结束后，发现装置A中溶液几乎为无色，且试管中有较多的白色固体。试管中溶液显无色，体现了浓硫酸的吸水性。(4)实验结束后，若要证明装置A中白色固体为无水CuSO4，需要采取的操作是将冷却后的A中混合物沿器壁缓缓加入适量水中，并用玻璃棒搅拌，观察溶液颜色变化。[解析]由题图可知，装置A中Cu与浓硫酸在加热条件下发生反应生成二氧化硫，装置B中可选用品红溶液来检验二氧化硫，装置C是安全瓶，用来防倒吸，装置D中可选用NaOH溶液来吸收尾气，防止污染空气。浓硫酸具有吸水性，使装置A中固体变为白色。归纳拓展：符合Aeq\o(→,\s\up9(O2))Beq\o(→,\s\up9(O2))Ceq\o(→,\s\up9(H2O))D转化关系的物质1硫元素：S(或H2S)eq\o(→,\s\up9(O2))SO2eq\o(→,\s\up9(O2))SO3eq\o(→,\s\up9(H2O))H2SO4。2氮元素：N2(或NH3)eq\o(→,\s\up9(O2))NOeq\o(→,\s\up9(O2))NO2eq\o(→,\s\up9(H2O))HNO3。3钠元素：Naeq\o(→,\s\up9(O2))Na2Oeq\o(→,\s\up9(O2))Na2O2eq\o(→,\s\up9(H2O))NaOH。4碳元素：Ceq\o(→,\s\up9(O2))COeq\o(→,\s\up9(O2))CO2eq\o(→,\s\up9(H2O))H2CO3。【对点训练】1．(2024·山东青岛高三检测)工业上可用克劳斯工艺处理含H2S的尾气获得硫黄，工艺流程如下。已知反应炉中部分H2S发生反应：2H2S＋3O2eq\o(=,\s\up9(高温))2SO2＋2H2O下列说法错误的是(B)A．可用品红溶液检验排放的气体中是否含有二氧化硫B．每回收32g单质硫，理论上消耗氧气的体积为33.6L(标准状况)C．催化转化器中发生的反应为SO2＋2H2Seq\o(=,\s\up9(高温))3S＋2H2OD．为提高H2S转化为S的比例，理论上应控制反应炉中H2S的转化率约为33.3%[思路点拨]解答本题思维流程如下：[解析]因为SO2有可使品红溶液褪色的特性，故可用品红溶液检验排放的气体中是否含有二氧化硫，A正确；回收32g单质硫的物质的量为eq\f(32g,32g·mol－1)＝1mol，根据题意可知，生成1molS需SO2的物质的量为eq\f(1,3)mol，生成eq\f(1,3)molSO2需要O2的物质的量为0.5mol，故理论上消耗氧气的体积(标准状况)为0.5mol×22.4L·mol－1＝11.2L，B错误；由分析可知，催化转化器中发生的反应为SO2＋2H2Seq\o(=,\s\up9(高温))3S＋2H2O，C正确；根据反应方程式2H2S＋3O2eq\o(=,\s\up9(高温))2SO2＋2H2O、SO2＋2H2Seq\o(=,\s\up9(高温))3S＋2H2O可知，理论上O2氧化1molH2S产生1molSO2,1molSO2继续氧化2molH2S，应控制反应炉中H2S的转化率为eq\f(1,1＋2)＝eq\f(1,3)约为33.3%，D正确。2．(2024·天津高三检测)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浓硫酸②稀硫酸③酸性KMnO4溶液④Na2SO3溶液⑤Cu⑥品红溶液(1)写出实现转化的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up9(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(2)设计实验，证明实现了该转化(写出操作和现象)：将产生的气体通入品红溶液中，溶液褪色。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\o(→,\s\up9(),\s\do8(①))Na2SO3溶液eq\o(→,\s\up9(X),\s\do8(②))Na2S2O3eq\o(→,\s\up9(H＋),\s\do8(③))X(3)①中加入的试剂是NaOH溶液，该转化利用的是SO2酸性氧化物的性质。(4)写出③的离子方程式：2H＋＋S2Oeq\o\al(2－,3)=S↓＋SO2↑＋H2O。[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\o\al(2－,3)=S↓＋SO2↑＋H2O。3．(2024·北京丰台区期末)实验室里探究不同价态硫元素之间的转化。(1)A中发生反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up9(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(2)B中的现象是品红溶液褪色。(3)C中的现象是有淡黄色沉淀生成，Na2S在反应中是还原剂。(4)D中氯水褪色，此反应中硫元素的化合价由＋4价转化为＋6价；甲认为可以补充一个实验进一步证明硫元素的价态转化，实验方案和现象为：取D中褪色后的溶液置于试管中，向其中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。(5)E的作用是吸收SO2尾气，防止污染环境，反应的离子方程式为SO2＋2OH－=SOeq\o\al(2－,3)＋H2O。(6)上述实验体现SO2的性质有漂白性、氧化性、还原性、酸性氧化物通性(任填写2项即可)。[解析]装置A中Cu与浓硫酸在加热条件下反应