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文档简介
第02讲硫及其重要化合物目录01TOC\o"1-3"\h\u考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03考点突破·考法探究 考点一硫及其氧化物 知识点1硫 知识点2二氧化硫 考向1硫的性质 考向2二氧化硫的性质与转化 考向3二氧化硫性质探究 考向4二氧化硫的检验 考点二浓硫酸的性质及SO42-的检验 知识点1硫酸的性质 知识点2硫酸的工业制备 知识点3SOeq\o\al(2-,4)的检验 考向1硫酸的性质 考向2硫酸的制备 考向3SO42-的检验 考点三硫及其化合物的相互转化 知识点1硫及其化合物间的转化 知识点2含硫物质的连续氧化 考向1不同价态含硫物质的转化 考向2以SO2制备为载体探究硫元素间的转化 04真题练习·命题洞见 考点要求考题统计考情分析硫及其氧化物的性质及其应用2023浙江1月4题,3分;2022江苏卷4题,3分;2021湖南卷2题,3分;2021河北卷4题,3分;2021山东卷8题,2分;2021北京卷6题,4分本讲单独命题的不多,大多结合其他元素化合物及氧化还原反应等知识,选择题:结合离子反应,阿伏加德罗常数,化学实验现象和分析,化学与生活、社会、生产,考查重要硫的单质和化合物的重要性质和用途。非选择题:结合重要物质的制备、分离提纯或工业生产的工艺流程、综合性实验等全面考查重要非金属元素化合物的性质,难度适中或稍难。硫元素具有多种价态且各化合物的相互转化关系丰富,也是氧化还原反应的重要素材,命题空间广阔,而且与生产、生活及社会联系紧密,预计本部分内容仍是以后高考的热点。硫酸性质及SO42-的检验2023全国新课标卷11题,6分;2022山东卷2题,2分;2022广东卷5题,2分;2021全国乙卷8题,6分不同价态含硫物质的转化2023湖南卷10题,4分;2023浙江1月5题,3分;2023全国乙卷11题,6分;2022全国甲卷13题,6分;2022浙江6月10题,2分;2022湖北卷8题,3分;2021全国乙卷9题,6分;2021天津卷4题,4分;2021辽宁卷8题;3分复习目标:1.掌握硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解硫及其重要化合物的制备方法。3.了解硫及其化合物的相互转化及应用。4.了解硫的氧化物对环境的影响。考点一硫及其氧化物知识点1硫1.硫元素的存在形态黄铁矿黄铜矿石膏芒硝FeS2CuFeS2CaSO4·2H2ONa2SO4·10H2O2.硫单质的物理性质俗称颜色状态溶解性水酒精CS2硫黄黄色晶体不溶微溶易溶3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质eq\o(S,\s\up6(-2))eq\o(,\s\up7(氧化性))eq\x(\o(S,\s\up6(0)))eq\o(→,\s\up7(还原性))eq\o(S,\s\up6(+4))知识点2二氧化硫1.物理性质色、态、味密度溶解性无色、有刺激性气味的气体比空气大易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约40体积SO22.化学性质3.SO2的实验室制法(1)固体Na2SO3与较浓H2SO4反应:Na2SO3(固)+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;(2)固体Cu与浓H2SO4混合加热:Cu+2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O。【名师提醒】1.SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色,表现SO2酸性氧化物的性质;使品红溶液褪色,表现SO2的漂白性;能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,表现SO2的还原性;SO2和Cl2等体积混合通入溶液中,漂白性不但不增强,反而消失。2.把SO2气体通入BaCl2溶液中,没有沉淀生成,但若通入NH3或加入NaOH溶液,或把BaCl2改成Ba(NO3)2均有白色沉淀生成,前两者生成BaSO3沉淀,后者生成BaSO4沉淀。考向1硫的性质【例1】在下列反应中硫元素只表现氧化性的是()A.2Al+3Seq\o(=,\s\up7(△))Al2S3B.S+2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))2H2O+3SO2↑C.H2Seq\o(=,\s\up7(△))H2+SD.3S+6NaOHeq\o(=,\s\up7(△))2Na2S+Na2SO3+3H2O【答案】A【解析】A项,该反应中S的化合价由0价变为-2价,所以只体现氧化性,正确;B项,该反应中S的化合价由0价、+6价变为+4价,所以S体现还原性和氧化性,错误;C项,该反应中S的化合价由-2价变为0价,所以S只体现还原性,错误;D项,该反应中S的化合价由0价变为-2价、+4价,所以S体现氧化性和还原性,错误。【变式训练】硫元素最常见和最稳定的一种同素异形体是黄色的正交α型,1912年E.Beckmann由硫在碘中的冰点降低去测得它含有S8分子。1891年M.R.Engel用浓盐酸和硫代硫酸盐的饱和溶液在0℃下作用首次制得了一种菱形的ε硫,后来证明含有S6分子。下列说法正确的是()A.S6和S8分子都是由S原子组成,所以它们是一种物质B.S6和S8分子分别与铁粉反应,所得产物不同C.S6和S8分子分别与过量的氧气反应可以得到SO3D.等质量的S6和S8分子分别与足量的KOH反应,消耗KOH的物质的量相同【答案】D【解析】S6和S8都是由S原子构成的不同物质,故A错误;硫单质具有弱氧化性,与铁反应生成低价化合物,S6和S8分子分别与铁粉反应,所得产物相同,为FeS,故B错误;S6和S8分子分别与过量的氧气反应可以得到SO2,不能直接生成三氧化硫,故C错误;等质量的S6和S8分子,硫原子的物质的量相同,分别与足量的KOH反应,生成的盐相同,则消耗KOH的物质的量相同,故D正确。考向2二氧化硫的性质与转化【例2】(2024·山东省枣庄市二模)实验室中利用洁净的铜片和浓硫酸按图示流程实验,经检测所得固体中含有Cu2S和白色物质W,下列说法错误的是()A.该实验能体现浓硫酸的吸水性和强氧化性B.当Cu完全反应时共转移电子0.050molC.溶解步骤中生成固体Y的质量为0.192gD.将W溶液蒸发结晶并灼烧可再次得到固体W【答案】B【解析】由图知,铜与足量浓硫酸反应生成Cu2S和白色物质W,无气体生成,生成Cu2S时铜元素从0价升高到+1价、硫元素从+6价降低到-2价,则按得失电子数守恒、必定存在其他产物(所含元素化合价升高)、按元素质量守恒只能为CuSO4,则白色物质W为CuSO4,配平得到该反应方程式为:5Cu+4H2SO4(浓)3CuSO4+Cu2S+4H2O,Cu2S和白色物质CuSO4加稀硫酸和稀硝酸时溶解,存在反应:3Cu2S+16H++4NO3-=6Cu2++3S↓+4NO↑+8H2O,Y为S单质,则NO为还原产物、Y为氧化产物;n(Cu)==0.03mol,Cu与浓硫酸发生反应生成CuSO4、Cu2S,设Cu2S的物质的量为x,则CuSO4的物质的量为(0.03-2x),依据得失电子守恒的原则可得:2x+2(0.03-2x)=8x,从而求出x=0.006mol,0.03-2x=0.018mol,即Cu2S为0.006mol,CuSO4为0.018mol。A项,由5Cu+4H2SO4(浓)3CuSO4+Cu2S+4H2O可知,硫元素从+6价降低到-2价时表现强氧化性,所得固体中含有白色物质W为硫酸铜,表现出吸水性,A正确;B项,微热5min待Cu反应结束后,按Cu计算,转移电子的物质的量为0.006mol×2+0.018mol×2=0.048mol,B错误;C项,5n(Cu)~n(Cu2S)~n(S),n(S)==0.006mol,m(S)=32g/mol0.006mol=0.192g,C正确;D项,W为CuSO4,将硫酸铜溶液蒸发结晶并灼烧可再次得到固体CuSO4,D正确;故选B。【名师点睛】1.SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色石蕊溶液变红,但不能使之褪色。2.SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性,而不是漂白性。3.SO2不仅具有漂白性和还原性,还具有弱氧化性,具体体现为2H2S+SO2=3S↓+2H2O。4.SO2、CO2通入BaCl2溶液中都不会产生沉淀。5.SO2与碱溶液反应时,碱过量得正盐(SO32-)、SO2过量得酸式盐(HSO3-)。【变式训练】二氧化硫是一种在空间地理、环境科学等领域受到广泛研究的气体。某研究小组设计了一套制备及检验SO2部分性质的装置,装置如图所示。下列分析不正确的是()A.装置甲中发生的反应是非氧化还原反应B.装置乙中的溶液变红色C.装置丙发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1D.装置丁用于吸收剩余的SO2【答案】C【解析】装置甲中发生的反应方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O,无元素化合价发生变化,是非氧化还原反应,A项正确;二氧化硫溶于水生成亚硫酸,溶液呈酸性,装置乙中溶液变红,B项正确;二氧化硫通入硫化钠溶液中发生氧化还原反应,反应的离子方程式为SO2+2S2-+2H2O=3S↓+4OH-,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,C项错误;二氧化硫有毒,是酸性氧化物,能与强碱溶液反应,装置丁中NaOH溶液可吸收二氧化硫,D项正确。考向3二氧化硫性质探究【例3】(2024·广东省一模)为研究二氧化硫的性质,某兴趣小组设计如图所示装置进行实验。将少量H2SO4溶液缓慢推入Na2SO3粉末处,发生反应。下列说法不正确的是()A.气球先变大后变小,体现了SO2的水溶性B.石蕊试纸变红,说明SO2溶于水显酸性C.品红溶液褪色,体现了SO2的还原性D.加热褪色后的溶液又变红,说明SO2与品红生成不稳定的无色物质\【答案】C【解析】注射器中硫酸注入盛有亚硫酸钠的导管中反应生成二氧化硫,二氧化硫是酸性氧化物可使湿润紫色石蕊试纸变红,具有漂白性可使品红溶液褪色,同时易溶于水。A项,反应产生SO2使气球变大,后来SO2溶于水,气球变小,故气球先变大后变小,体现了SO2的水溶性,A正确;B项,SO2和水反应生成H2SO3,H2SO3电离出H+而使其溶液呈酸性使石蕊试纸变红,B正确;C项,二氧化硫具有漂白性可以使品红溶液褪色,所以品红溶液中通入SO2气体,品红溶液褪色,说明SO2具有漂白性,但无法说明二氧化硫的还原性,C错误;D项,加热褪色后的溶液又变红,说明SO2与品红生成不稳定的无色物质使品红褪色,加热后无色物质分解,溶液又变红,D正确;故选C。【变式训练】如图所示的是验证二氧化硫性质的微型实验,a、b、c、d是浸有相关溶液的棉球。将浓硫酸滴入装有亚硫酸钠固体的培养皿中。关于此实验的“现象”“解释或结论”以及对应关系均正确的是 ()选项现象解释或结论Aa处黄色褪去非金属性:Br>SBb处变为红色二氧化硫与水反应生成酸性物质Cc处变为蓝色二氧化硫具有一定的氧化性Dd处红色先褪去后恢复二氧化硫具有漂白性且漂白性不稳定【答案】B【解析】根据图示可知,浓硫酸与Na2SO3反应产生SO2气体,SO2与Br2反应:SO2+2H2O+Br2=H2SO4+2HBr,说明氧化性Br2>SO2,无法比较Br、S的非金属性强弱,A项错误;SO2不能氧化I-,C项错误;SO2使品红溶液褪色,加热后才恢复原色,D项错误。考向4二氧化硫的检验【例4】为确定某纯净的气体Q的成分,进行了如下几种实验,其中不正确的是()选项操作及现象(现象在括号内)结论A闻Q气味(有刺激性)eq\o(→,\s\up7(通入))酸性KMnO4溶液(褪色)Q一定是SO2B闻Q气味(有刺激性)eq\o(→,\s\up7(通入))澄清石灰水(变浑浊)Q可能是SO2CQeq\o(→,\s\up7(通入))品红溶液(褪色)eq\o(→,\s\up7(△))变红色Q一定是SO2DQeq\o(→,\s\up7(通入))紫色石蕊溶液(先变红色后褪色)Q一定不是SO2【答案】A【解析】硫化氢、二氧化硫等均能被高锰酸钾氧化,由现象可知Q不一定是SO2,故A错误。【思维建模】检验SO2和CO2同时存在的一般流程SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程如下: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溶液品红溶液澄清的石灰水预期现象褪色褪色不褪色变浑浊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。C与浓硫酸反应产物的确定应按以下流程进行:无水CuSO4确定水→品红溶液确定SO2→酸性KMnO4溶液除去SO2→品红溶液检验SO2是否除净→澄清石灰水检验CO2。【变式训练】检验木炭与浓硫酸反应产生的气体的装置和所用药品如图所示,下列叙述不正确的是()A.a中品红溶液褪色,说明混合气体中有SO2B.b中KMnO4溶液的作用是除去SO2C.b中发生反应的离子方程式为5SO2+4H++2MnO4-5SO42-D.c中品红溶液不褪色,d中Ca(OH)2溶液变浑浊,说明原混合气体中存在CO2【答案】C【解析】SO2能使品红溶液褪色而CO2不能,当a中品红溶液褪色时,说明混合气体中有SO2,A项正确;b中的KMnO4溶液的作用是除去SO2,防止对后续二氧化碳的检验产生干扰,B项正确;题中所给离子方程式不符合质量守恒、电荷守恒,b中发生反应的离子方程式为5SO2+2H2O+2MnO4-5SO42-+4H++2Mn2+,C项错误;c中品红溶液不褪色,证明二氧化硫已被除尽,d中Ca(OH)考点二浓硫酸的性质及SO42-的检验知识点1硫酸的性质1.硫酸的物理性质H2SO4是无色液体,能与水以任意比互溶,稀释时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。2.硫酸是强电解质,电离方程式为H2SO4=2H++SO42-。3.浓H2SO4的特性实验实验现象浓硫酸的特性装有浓硫酸的试剂瓶敞口放于室内,并事先称量浓硫酸和试剂瓶的总质量浓硫酸和试剂瓶的总质量增加吸水性用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上沾有浓H2SO4的滤纸变黑脱水性将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热铜片逐渐溶解,产生无色、刺激性气味的气体强氧化性、酸性【名师提醒】由“量变”引起的“质变”:金属(如Cu、Zn等)与浓H2SO4反应时,要注意H2SO4浓度对反应产物的影响。开始阶段产生SO2气体,随着反应的进行,H2SO4的浓度变小,最后变为稀H2SO4,Cu与稀H2SO4不反应,Zn与稀H2SO4反应生成H2而不是SO2。知识点2硫酸的工业制备1.工艺流程2.应原理(1)燃烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2。
(2)SO2转化为SO3:2SO2+O22SO3。
(3)吸收SO3生成H2SO4:SO3+H2O=H2SO4。
【名师点晴】工业上一般以硫黄或其他含硫矿物(如黄铁矿)为原料制备硫酸,用98.3%的浓硫酸吸收SO3,可以避免用水吸收SO3产生的酸雾腐蚀设备,并且可以提高吸收率。知识点3SOeq\o\al(2-,4)的检验检验SOeq\o\al(2-,4)的正确操作方法:被检液eq\o(→,\s\up7(加足量盐酸酸化))取清液eq\o(→,\s\up7(滴加BaCl2溶液))有无白色沉淀产生(判断有无SOeq\o\al(2-,4))。先加稀盐酸的目的是防止COeq\o\al(2-,3)、SOeq\o\al(2-,3)、Ag+干扰,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生。整个过程中可能发生反应的离子方程式:COeq\o\al(2-,3)+2H+=CO2↑+H2O、SOeq\o\al(2-,3)+2H+=SO2↑+H2O、Ag++Cl-=AgCl↓、Ba2++SOeq\o\al(2-,4)=BaSO4↓。考向1硫酸的性质【例1】用如图所示的装置探究浓硫酸的性质及反应产物,下列有关说法正确的是()A.该实验能证明浓硫酸有脱水性和强氧化性B.A中固体变蓝,证明木炭与浓硫酸反应有水生成C.向B中同时通入少量Cl2,品红溶液褪色更快D.去掉C装置也能探究所有反应产物【答案】B【解析】木炭粉和浓硫酸在加热条件下发生的反应为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,可以证明浓硫酸具有强氧化性,不能证明有脱水性,A项错误;无水硫酸铜遇到水变蓝,A中固体变蓝,证明木炭粉与浓硫酸反应有水生成,B项正确;向B中同时通入少量Cl2,SO2和Cl2发生反应Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl,品红溶液褪色减慢甚至不褪色,C项错误;SO2也可以使澄清石灰水变浑浊,故C不能去掉,否则不能检验CO2,D项错误。【名师点睛】浓硫酸与金属的反应规律1.钝化:常温下浓硫酸使Fe、Al钝化,如加热或将浓硫酸稀释,则可以继续反应。2.与活泼金属(如Zn)反应:开始时产生SO2,硫酸浓度变小后,产生H2。3.与不活泼金属(如Cu)反应:开始时产生SO2(加热),浓度变小后,不再与Cu反应。如1molCu与含2molH2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2小于1mol。4.浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性;浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。【变式训练】研究铜和铁与浓硫酸的反应,实验如下:①②铜丝表面无明显现象铁丝表面迅速变黑,之后无明显现象铜丝或铁丝逐渐溶解,产生大量气体,品红溶液褪色下列说法正确的是()A.常温下不能用铁制容器盛放浓硫酸,可用铜制容器盛放浓硫酸B.②中铜丝或铁丝均有剩余时,产生气体的物质的量相等C.依据②,可推断出铜和铁与浓硫酸反应可生成SO2D.①②中现象的差异仅是由于温度改变了化学反应速率【答案】C【解析】A项,常温下铁遇冷浓硫酸发生钝化,则可以用铁制容器盛放浓硫酸,故A错误;B项,随着反应的进行浓硫酸的浓度逐渐降低,Cu与稀硫酸不反应,而Fe能与稀硫酸反应生成氢气,则②中铜丝或铁丝均有剩余时,产生气体的物质的量不可能相等,故B错误;C项,②中在加热条件下,铜丝或铁丝逐渐溶解,产生大量气体,品红溶液褪色,说明反应中生成SO2,故C正确;D项,温度升高可加快化学反应速率,同时浓硫酸的氧化性随温度升高而升高,故D错误;故选C。考向2硫酸的制备【例1】(2024·安徽省合肥市一模)工业上以硫黄或黄铁矿为原料制备硫酸的原理示意图如下。下列叙述错误的是()A.通过量的空气可将硫黄直接转化为SO3B.控制温度400-500℃可增大催化剂活性C.吸收剂b可选用98.3%的浓硫酸D.工业上可用氨水处理尾气中的SO2【答案】A【解析】制硫酸涉及到下列反应:硫黄或黄铁矿在空气中燃烧生成二氧化硫,反应的化学方程式:S+O2SO2或4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,二氧化硫在催化剂作用和加热条件下反应生成三氧化硫,反应的化学方程式:2SO2+O22SO3;生产中用浓硫酸代替水吸收SO3制得发烟硫酸,SO3+H2O=H2SO4,将发烟硫酸稀释后可制得稀硫酸。A项,硫黄和氧气反应只会生成SO2,A错误;B项,选择400-500℃是因为V2O5作催化剂时催化活性较好,B正确;C项,工业制硫酸用98.3%的浓硫酸吸收SO3,不能用水吸收,是因为用水会生成酸雾,C正确;D项,氨水作为一种碱性溶液可以和酸性氧化物SO2反应,工业上可用氨水处理尾气中的SO2,D正确;故选A。【名师点睛】三步骤三原料三设备三反应原理造气S或FeS2沸腾炉4FeS2+11O2eq\o(=,\s\up7(高温))8SO2+2Fe2O3接触氧化O2接触室2SO2+O22SO3SO3吸收98.3%浓H2SO4吸收塔SO3+H2O=H2SO4【变式训练】(2024·浙江省金华外国语学校三模)以黄铁矿(主要成分为FeS2,其中S的化合价为﹣1价)生产硫酸的工艺流程如图。下列说法不正确的是()A.将黄铁矿粉碎,可加快其在沸腾炉中的化学反应速率B.沸腾炉中每生成1molSO2,有11mole-发生转移C.接触室中排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率D.吸收塔排放的尾气可通过氨吸收转化成氮肥【答案】B【解析】A项,将黄铁矿粉碎,可增大接触面积,加快其在沸腾炉中的化学反应速率,正确;B项,反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2中,转移的电子为44,则沸腾炉中每生成1molSO2,转移的电子物质的量为EQ\f(44mol,8mol)×1mol=5.5mol,错误;C项,SO2、O2可在接触室反应生成三氧化硫,为可逆反应,不能完全反应,则接触室中排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率,正确;D项,尾气含有二氧化硫、氧气,用氨气吸收,可转化成氮肥,正确。考向3SO42-的检验【例2】下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是()A.Fe(NO3)2溶液eq\o(→,\s\up7(+过量盐酸,+过量SO2,+BaCl2溶液))白色沉淀B.Ba(NO3)2溶液eq\o(→,\s\up7(+过量盐酸,+少量Na2SO3溶液))白色沉淀C.无色溶液eq\o(→,\s\up7(+稀HNO3,+BaCl2溶液))白色沉淀D.无色溶液eq\o(→,\s\up7(+过量盐酸))无色溶液eq\o(→,\s\up7(+BaCl2溶液))白色沉淀【答案】C【解析】A项,二氧化硫被硝酸氧化为硫酸,加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀;B项,亚硫酸根被硝酸氧化为硫酸根,沉淀也是硫酸钡;C项,所得沉淀可能是氯化银;D项,先加过量盐酸无沉淀,再加氯化钡产生的白色沉淀一定是硫酸钡。【易错警示】1.只加入可溶性钡盐,不酸化,误将CO32-、PO43-P、SO32-等干扰离子判断成SO42-。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。2.误将Ag+判断成SO42-。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SO42-。其错误之处是若溶液中含Ag+也会产生同样的现象:Ag++Cl-=AgCl↓(白色)。3.误将SO32-判断成SO42-。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SO42-。未注意NO3-具有强氧化性,在酸性环境中可将SO32-氧化成SO42-,从而生成BaSO4白色沉淀。【变式训练】3.向盛有某盐溶液的试管中滴入几滴Ba(NO3)2溶液得到白色沉淀(X),再向试管中加入足量盐酸并充分振荡,静置后仍存在白色沉淀(Y)。下列有关说法正确的是()A.X可能是BaSO3B.X是BaCO3C.Y与X的成分不可能相同D.该盐溶液中一定含有SO42-【答案】A【解析】若X是BaSO3,加入足量盐酸,发生反应3BaSO3+2NO3-+2H+=3BaSO4+2NO↑+H2O,溶液中仍有沉淀,A项正确;若X是BaCO3,加入足量盐酸,发生反应BaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑,溶液中没有沉淀,B项错误;若X是BaSO4,加入足量盐酸,沉淀不溶解,沉淀Y还是BaSO4,C项错误;该盐溶液中若含有SO32-,沉淀X是BaSO3,沉淀Y是BaSO4,该盐溶液中不一定含有SO42-,D项错误。考点三硫及其化合物的相互转化知识点1硫及其化合物间的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:H2S-2O2(不足)H2、△S0O2H2SS+4O2S+6O32.相邻价态的微粒不发生氧化还原反应如S和H2S、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。知识点2含硫物质的连续氧化考向1不同价态含硫物质的转化【例1】(2024·广东省汕头市二模)物质类别和元素价态是认识物质两个重要维度。下图列为硫及其化合物的价类二维图,下列说法错误的是()A.附着有a的试管,可用CS2清洗 B.b和d反应生成a时,d发生还原反应C.b、c两种氧化物的VSEPR模型相同 D.g的钠盐可与f的稀溶液反应生成a和b【答案】B【解析】根据价态及物质类别可知d为H2S、a为S、b为SO2、c为SO3、e为亚硫酸、f为硫酸、g为含有硫代硫酸根的盐。A项,a为S,硫微溶于酒精,易溶于二硫化碳,故附着有a的试管,常用二硫化碳洗涤,A正确;B项,a为S、b为SO2、d为H2S,反应的方程式为2H2S+SO2=3S↓+2H2O,H2S中硫元素的化合价升高,发生氧化反应,B错误;C项,b为SO2,价层电子对数为,VSEPR模型为平面三角形,c为SO3,价层电子对数为,VSEPR模型为平面三角形,C正确;D项,g为含有硫代硫酸根的盐,g的钠盐为Na2S2O3,f为硫酸,Na2S2O3与稀硫酸发生歧化反应,生成S和SO2,D正确;故选B。【变式训练】已知含硫元素的几种物质间具有如图所示的转化关系。设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()SSO2SO3A.反应①中3.2gS充分燃烧后生成2.24LSO2B.NA个SO2分子与足量氧气经反应③可以生成NA个SO3分子C.反应②中若转移2NA个电子,生成1.5molSD.只要氧气过量,硫可以一步转化为SO3【答案】C【解析】温度和压强未知,无法计算反应①中3.2gS充分燃烧后生成SO2的体积,A项错误;③为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,所以NA个SO2分子与足量氧气反应不能生成NA个SO3分子,B项错误;反应②的化学方程式为2H2S+SO2=3S↓+2H2O,生成3molS转移电子的物质的量为4mol,转移2NA个电子时,生成的S的物质的量为1.5mol,C项正确;硫与氧气反应只能生成二氧化硫,不能一步转化为三氧化硫,D项错误。考向2以SO2制备为载体探究硫元素间的转化【例2】(2024·海南省直辖县级单位高三模拟)亚硫酸氢钠(NaHSO3)是一种还原剂,主要用作漂白剂、抗氧化剂等。某小组在实验室中采用下列装置制备少量NaHSO3。请回答下列问题:(1)下列图标中,该实验不需要的是_______(填字母)。A.B. C. D.(2)装置甲中浓硫酸与铜片的反应中浓硫酸体现的性质为。(3)装置乙用作安全瓶,防止装置丙中溶液倒吸入装置甲中,该装置存在弊端,你的改进措施是。(4)装置丙中发生反应的离子方程式为。(5)装置丁的作用是。【答案】(1)B(2)氧化性和酸性(3)装置乙中左侧导管短一点(4)SO2+OH-=HSO3-(5)吸收尾气SO2【解析】甲装置中浓硫酸与铜反应放出SO2气体,装置乙用作安全瓶,防止装置丙中溶液倒吸入装置甲中,二氧化硫通入氢氧化钠溶液中制备NaHSO3,丁中的NaOH溶液吸收二氧化硫,防止污染。【解析】(1)该实验需要加热,生成有毒气体需要通风,使用的试剂浓硫酸具有腐蚀性,需要、,该实验没有用锐器,故不需要B项图标。(2)加热条件下,Cu与浓硫酸反应生成SO2:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,S的化合价部分下降,由此可知,体现了浓硫酸的氧化性和酸性。(3)若溶液倒吸入装置甲中,则会引起浓硫酸的飞溅,出现危险,作为安全瓶的装置乙,两根玻璃管都应短一些,即装置乙中左侧导管短一点。(4)装置丙中足量的SO2与NaOH溶液反应生成NaHSO3,离子方程式为:SO2+OH-=HSO3-。(5)装置丁中的NaOH溶液的作用是吸收尾气SO2。【变式训练】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\o(=,\s\up7(FeCl3))BaSO3↓+2HClD.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B中长导管口有明显气泡现象,冷却后液体倒吸,就能判断装置A、B气密性良好【答案】D【解析】氯水中存在的次氯酸具有漂白作用,也可以使品红溶液褪色,故品红褪色不能说明二氧化硫具有漂白性,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。1.(2024·江苏卷,4,3分)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是()A.半径: B.电负性:C.沸点:H2S D.碱性:Al(OH)3【答案】B【解析】A项,Al3+有2个电子层,而K+有3个电子层,因此,K+的半径较大,A错误;B项,同一主族的元素,其电负性从上到下依次减小,O和S都是ⅥA的元素,O元素的电负性较大,B正确;C项,虽然H2S的相对分子质量较大,但是H2O分子间可形成氢键,因此H2O的沸点较高,C错误;D项,元素的金属性越强,其最高价的氧化物的水化物的碱性越强,K的金属性强于Al,因此KOH的碱性较强,D错误;故选B。2.(2024·山东卷,5,2分)物质性质决定用途,下列两者对应关系错误的是()A.石灰乳除去废气中二氧化硫,体现了Ca(OH)2的碱性B.氯化铁溶液腐蚀铜电路板,体现了的氧化性C.制作豆腐时添加石膏,体现了CaSO4的难溶性D.用氨水配制银氨溶液,体现了NH3的配位性【答案】C【解析】A项,SO2是酸性氧化物,石灰乳为Ca(OH)2,呈碱性,吸收SO2体现了Ca(OH)2的碱性,A正确;B项,氯化铁溶液腐蚀铜电路板,发生的反应为2,体现了Fe3+的氧化性,B正确;C项,制作豆腐时添加石膏,利用的是在胶体中加入电解质发生聚沉这一性质,与CaSO4难溶性无关,C错误;D项,银氨溶液的配制是在硝酸银中逐滴加入氨水,先生成白色沉淀AgOH,最后生成易溶于水的Ag(NH3)2OH,Ag(NH3)2OH中Ag+和NH3之间以配位键结合,体现了NH3的配位性,D正确;故选C。3.(2023•山东卷,2)实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时,对应关系错误的是()A.稀盐酸:配制AlCl3溶液B.稀硫酸:蔗糖和淀粉的水解C.稀硝酸:清洗附有银镜的试管D.浓硫酸和浓硝酸的混合溶液:苯的磺化【答案】D【解析】A项,实验室配制AlCl3溶液时向其中加入少量的稀盐酸以抑制Al3+水解,A不合题意;B项,蔗糖和淀粉的水解时常采用稀硫酸作催化剂,B不合题意;C项,清洗附有银镜的试管用稀硝酸,反应原理为:Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O,C不合题意;D项,苯的磺化是苯和浓硫酸共热,反应生成苯磺酸的反应,故不需要用到浓硫酸和浓硝酸的混合溶液,D符合题意;故选D。4.(2023•浙江省1月选考,4)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是()A.能使某些色素褪色,可用作漂白剂 B.金属钠导热性好,可用作传热介质C.溶液呈碱性,可用作消毒剂 D.Fe2O3呈红色,可用作颜料【答案】C【解析】A项,SO2具有漂白性,能使某些色素褪色,A正确;B项,钠导热性好,液态钠可用作核反应堆的传热介质,B正确;C项,NaClO溶液可用于杀菌消毒,并不是由于其具有碱性,而是因为其具有强氧化性,C不正确;D项,Fe2O3的颜色是红色,可用作红色颜料,D正确;故选C。 5.(2022•江苏卷,4)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是()A.用装置甲制取SO2气体 B.用装置乙制取SO2水溶液C.用装置丙吸收尾气中的SO2 D.用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性【答案】C【解析】A项,60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应:H2SO4+2NaHSO3=Na2SO4+2SO2↑+2H2O,因此装置甲可以制取SO2气体,A正确;B项,气体通入液体时“长进短处”,装置乙可以制取SO2水溶液,B正确;C项,SO2不会与饱和NaHSO3溶液发生反应,因此装置丙不能吸收尾气中的SO2,C错误;D项,SO2水溶液显酸性,可用干燥的pH试纸检验其酸性,D正确;故选C。6.(2022•广东选择性考试,5)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.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【答案】B【解析】A项,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,故A错误;B项,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,故B正确;C项,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KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,故C错误;D项,实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,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,故D错误;故选B。7.(2021•河北选择性考试,4)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法正确的是()A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除【答案】D【解析】A项,NO2是红棕色且有刺激性气味的气体,而SO2是无色有刺激性气味的气体,A错误;B项,汽车尾气的主要大气污染物为C与N的氧化物,如NOx和CO等,B错误;C项,氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态,且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料,不能直接吸收空气中的氮氧化物,C错误;D项,工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除,如加入石灰石或石灰乳均可进行脱硫处理,D正确;故选D。8.(2021•辽宁选择性考试,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【答案】C【解析】由题干信息可知,盐a与足量的稀盐酸产生刺激性气味气体d,d能使KMnO4溶液褪色,故d为SO2,则盐a为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,盐a与足量Cl2反应后将生成SO42-,与BaCl2溶液反应得到沉淀c,故c为BaSO4。A项,由分析可知,盐a为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,故a可能为正盐,也可能为酸式盐,A正确;B项,由分析可知,c为BaSO4,故c为不溶于盐酸的白色沉淀,B正确;C项,由分析可知,d为SO2,由SO2易溶于水并根据“相似相溶”原理可知,d是含有极性键的极性分子,C错误;D项,由分析可知,盐a为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,当Na2S2O3+2HCl=2NaCl+S↓+SO2↑+H2O,反应②中还可能生成淡黄色沉淀,D正确;故选C。9.(2020·浙江7月选考,30)硫代硫酸钠在纺织业等领域有广泛应用。某兴趣小组用下图装置制备Na2S2O3·5H2O。合成反应:SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO22Na2S+3SO2=2Na2SO3+3SNa2SO3+Seq\o(=,\s\up7(△))N
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