第五章第一节 硫及其化合物-2023-2024学年高一化学同步举一反三系列（人教版2019必修第二册）（解析版）

第一节硫及其化合物【题型1硫的性质及用途】【题型2二氧化硫的性质与制备】【题型3浓硫酸的特性】【题型4硫酸根的检验硫酸盐】【题型5自然界中硫的存在与转化】【题型6硫酸盐的工业生产】【题型1硫的性质及用途】【例1】用NaOH溶液清洗试管壁上的硫，发生反应S+NaOH→Na2SO3+Na2S+H2O（未配平），下列说法错误的是A．该反应中硫单质既做氧化剂也做还原剂B．也可以用CS2清洗试管壁上的硫C．生成的Na2SO3和Na2S的物质的量之比为D．氧化产物是Na2SO3【答案】C【分析】用NaOH溶液清洗试管壁上的硫，发生反应S+NaOH→Na2SO3+Na2S+H2O，其中S既升高又降低，根据得失电子守恒配平方程式为3S+6NaOH＝Na2SO3+2Na2S+3H2O，据此分析解答。【详解】A．用NaOH溶液清洗试管壁上的硫，发生反应S+NaOH→Na2SO3+Na2S+H2O，其中S既升高又降低，故S在反应中既作氧化剂，又作还原剂，故A正确；B．S易溶于二硫化碳，所以也可以用CS2清洗试管壁上的硫，故B正确；C．根据配平的方程式得到生成的Na2SO3和Na2S的物质的量之比为1：2，故C错误；D．Na2SO3中S元素的化合价是+4，是0价S元素化合价升高的结果，所以Na2SO3是氧化产物，故D正确；故选C。【变式1】下列物质不能和发生反应的是A．Cu B．S C．NaHSO3 D．CO2【答案】A【详解】A．Cu是金属，不与NaOH反应，故A符合；B．S与氢氧化钠反应生成硫化钠和亚硫酸钠，故B不符；C．NaHSO3与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，故B不符；D．CO2与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，故D不符；故选A。【变式2】下列关于硫元素和硫单质的说法不正确的是A．自然界中存在单质硫 B．硫在过量纯氧中燃烧其产物是三氧化硫C．单质硫既有氧化性，又有还原性 D．试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去【答案】B【详解】A．自然界中的硫既有游离态，又有化合态，游离态的硫主要存在于火山喷口附近和地壳的岩层里，A正确；B．硫在过量的纯氧中燃烧产物仍然是二氧化硫，B错误；C．单质硫既可被氧化到+4价、+6价，也可被还原到-2价，因此单质硫既有氧化性，又有还原性，C正确；D．硫易溶于二硫化碳，因此可用二硫化碳溶解除去试管内壁附着的硫，D正确；故选B。【变式3】部分含硫物质的类别与相应化合价及部分物质间转化关系如图，下列说法错误的是

A．a溶液放置在空气中一段时间会出现浑浊现象B．空气中燃烧b可以得到大量的dC．b附着在试管壁上可以用二硫化碳或热的浓NaOH溶液洗涤D．e的浓溶液可以用铁槽车运输是利用其强氧化性【答案】B【分析】由图可知，a为硫化氢、b为S、c为二氧化硫、d为三氧化硫、e为硫酸、f为硫酸盐、g为金属硫化物。【详解】A．氢硫酸具有还原性，在空气中放置时会与空气中的氧气反应生成硫沉淀和水，溶液会变浑浊，故A正确；B．硫在空气中燃烧，只能与氧气反应生成二氧化硫，不能生成三氧化硫，故B错误；C．硫不溶于水，易溶于二硫化碳，则附着在试管壁上的硫可以用二硫化碳洗涤，硫能与热的氢氧化钠溶液反应生成硫化钠、亚硫酸钠和水，所以附着在试管壁上的硫也可以用热的氢氧化钠溶液洗涤，故C正确；D．硫酸具有强氧化性，常温下能使铁发生钝化，形成致密氧化膜阻碍反应的继续进行，所以可用铁槽车运输浓硫酸，故D正确；故选B。【变式4】将4g铁粉与2.5g硫粉在研钵中充分混合后装入试管中，在试管口塞上带长导管的橡皮塞，并在导管末端放入一小团蘸有NaOH溶液的棉花，加热试管。

（1）写出铁与硫反应的化学方程式。（2）已知硫的熔点为106.8℃、沸点为444.7℃，解释试管口为什么向上倾斜。（3）棉花中的NaOH用于吸收反应过程中产生的二氧化硫，写出该反应的离子方程式。（4）工业上通常用接触法制硫酸。在制硫酸的生产中，若有32吨硫黄最终全部转化为硫酸，则可以制得质量分数为98%的浓硫酸为吨。已知98%的硫酸密度为1.84g/cm3，计算此溶液的物质的量浓度为mol/L。【答案】（1）Fe+SFeS（2）加热反应过程中硫单质熔化，则试管口应向上倾斜（3）SO2+2OH-=+H2O（4）10018.4【详解】（1）铁与硫反应生成硫化亚铁，反应的化学方程式为：Fe+SFeS，故答案为：Fe+SFeS；（2）已知硫的熔点为106.8℃，沸点为444.7℃，加热反应过程中硫单质熔化，则试管口应向上倾斜，故答案为：加热反应过程中硫单质熔化，则试管口应向上倾斜；（3）NaOH溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水，该反应的离子方程式SO2+2OH-=+H2O；（4）在制硫酸的生产中，若有32吨硫黄最终全部转化为硫酸，硫元素守恒得到硫酸物质的量n==106mol,硫酸质量=106mol×98g/mol，则可以制得质量分数为98%的浓硫酸质量==108g=100t，98%的硫酸密度为1.84g/cm3，计算此溶液的物质的量浓度=mol/L=18.4mol/L，故答案为：100；18.4。【题型2二氧化硫的性质与制备】【例2】实验小组按如图装置进行实验，制备并探究的性质。下列说法错误的是A．试管内制备SO2的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2OB．②处观察到淡黄色固体生成，说明SO2具有还原性C．①、③处均可观察到颜色褪去，但褪色原理不相同D．④处NaOH溶液可吸收多余的SO2【答案】B【详解】A．硫酸与亚硫酸钠反应，生成硫酸钠、二氧化硫和水，化学方程式：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O，A正确；B．②处观察到淡黄色固体生成，说明二氧化硫与硫化钠反应生成硫单质，二氧化硫中S元素化合价降低，体现二氧化硫氧化性，B错误；C．①处品红溶液褪色，说明是因为二氧化硫的漂白性；③处蓝色褪去是应为二氧化硫具有还原性，C正确；D．多余的SO2可用NaOH溶液吸收，D正确；答案选B。【变式1】检验SO2气体中是否混有CO2气体，可采用的方法是A．通过品红溶液B．通过澄清石灰水C．先通过NaOH溶液，再通过澄清石灰水D．先通过酸性KMnO4溶液，再通过品红溶液，最后通过澄清石灰水【答案】D【详解】CO2的存在不影响SO2的鉴定，但SO2的存在会影响CO2的鉴定（SO2也能使澄清石灰水变浑浊），需先除去SO2（用溴水或酸性KMnO4溶液，而品红溶液可用于检验SO2的存在，一般不用于除SO2）。A项检验的是SO2而不是CO2。B项不管是否混有CO2，均有白色沉淀生成。C项不管气体中是否混有CO2，均无白色沉淀生成。D项在通过酸性KMnO4溶液时，仅SO2被吸收，再通过品红溶液，若品红溶液不褪色，说明SO2被除干净，最后通过澄清石灰水，若有白色沉淀生成，则说明混有CO2，若无白色沉淀生成，则说明没有CO2。【变式2】大约4000年前，埃及人会用硫燃烧产生的SO2来漂白布匹。利用下列装置验证SO2性质，有关说法不正确的是A．装置a中的反应体现了浓硫酸的强氧化性B．装置b中白色粉末变蓝C．品红和酸性KMnO4溶液褪色原理相同D．澄清石灰水变浑浊，气体产物中可能含SO2【答案】C【分析】装置a中，木炭粉和浓硫酸发生反应，反应生成的水能使b中无水硫酸铜变蓝，生成的SO2能使c中品红溶液褪色，d中酸性高锰酸钾溶液褪色，生成的SO2和CO2均能使e中澄清石灰水变浑浊，据此分析解答。【详解】A．木炭粉和浓硫酸发生反应，该反应中体现了浓硫酸的强氧化性，A正确；B．木炭粉和浓硫酸反应生成的水能使b中白色的无水硫酸铜变蓝，B正确；C．品红溶液褪色是因为SO2具有漂白性，与品红化合生成不稳定的无色物质，酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性，发生反应5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4，二者原理不相同，C错误；D．木炭粉和浓硫酸反应生成的CO2和SO2均能使澄清石灰水变浑浊，由澄清石灰水变浑浊的现象可推知，气体产物中可能含SO2，D正确；故选C。【变式3】将SO2气体与足量Fe2（SO4）3溶液完全反应后，再加入K2Cr2O7溶液，发生如下两个化学反应：SO2+2Fe3++2H2O=SO+2Fe2++4H⁺；Cr2O+6Fe2++14H⁺=2Cr3++6Fe3++7H2O，有关说法正确的是A．还原性Cr3+>Fe2+>SO2 B．氧化性Cr2O>SO>Fe3+C．两个反应中Fe2（SO4）3均作还原剂 D．Cr2O能将SO2氧化成SO【答案】D【分析】第一个反应中SO2失电子为还原剂生成的为氧化产物，Fe3+得电子为氧化剂生成的Fe2+为还原产物，则氧化性Fe3+>，还原性SO2>Fe2+，同理可知的氧化性强于Fe3+，Fe2+的还原性强于Cr3+。【详解】A．还原性SO2>Fe2+>Cr3+，A错误；B．氧化性>Fe3+>，B错误；C．第一个反应中硫酸铁为氧化剂，第二个反应中硫酸铁为氧化产物，C错误；D．氧化性>Fe3+>，Fe3+能将SO2氧化成硫酸根离子，则也能将SO2氧化成硫酸根离子，D正确；故答案选D。【变式4】利用下列实验装置制取SO2并验证其性质。下列说法错误的是A．装置丙中反应的离子方程式：B．装置丁中溶液变浑浊，且酸性逐渐增强C．装置戊可吸收多余的SO2，并防止倒吸D．检查装置气密性时，需关闭分液漏斗活塞，将干燥管末端浸入水中并微热烧瓶【答案】B【分析】利用甲装置制备SO2，乙、丙、丁装置分别验证SO2的漂白性、还原性和氧化性，戊装置吸收多余的SO2，同时可防止倒吸，据此分析解题。【详解】A．将SO2通入溶液中验证其还原性，具有氧化性可将SO2氧化成，反应的离子方程式为，A项正确；B．将通入溶液中，发生反应：，溶液变浑浊，溶液的酸性减弱，反应完毕后，随着SO2的继续通入，溶液酸性又增强，B项错误；C．利用装置戊吸收SO2，可防止倒吸，C项正确；D．检查装置气密性时，需先形成密闭体系，关闭分液漏斗活塞，将干燥管末端浸入液面之下，然后用酒精灯微热烧瓶，观察干燥管末端是否有气泡冒出，撤去酒精灯，看是否形成稳定液柱，从而判断装置是否漏气，D项正确；故选B。【题型3浓硫酸的特性】【例3】铜与浓硫酸反应的实验装置如下图，部分实验现象是甲试管底部出现带有灰黑色物质的白色沉淀，有关该实验的操作、现象和分析，下列说法正确的是A．灰黑色物质的主要成分是Cu2OB．实验后，向甲试管加入少量水，可观察到溶液呈蓝色C．乙试管中出现白色沉淀，该沉淀是BaSO3D．丙试管中出现黄色沉淀，反应中氧化产物与还原产物的质量比为2：1【答案】D【详解】A．Cu2O是红色固体，A错误；B．不能直接向试管中加入适量水，浓硫酸剩余时加水放出大量的热可导致液滴飞溅，应将反应后的溶液倒入盛水的烧杯中，观察溶液的颜色，B错误；C．二氧化硫进入氯化钡溶液中生成BaSO3，部分S元素被氧化，沉淀还有BaSO4，C错误；D．出现黄色沉淀说明发生反应：，氧化产物与还原产物的质量比为2：1，D正确；答案选D。【变式1】下列关于浓硫酸性质的说法不正确的是A．浓硫酸可使蔗糖脱水，具有脱水性 B．常温下，铁在浓硫酸中发生钝化C．敞口放置一段时间后质量减轻 D．浓硫酸沸点高，难挥发，常温下比较稳定【答案】C【详解】A．浓硫酸可使蔗糖脱水，具有脱水性，A正确；B．常温下，铁在浓硫酸中发生钝化，铁表面形成致密的氧化物保护膜，B正确；C．浓硫酸具有吸水性，敞口放置一段时间后质量增重，C错误；D．浓硫酸沸点高，难挥发，常温下比较稳定，D正确；答案选C。【变式2】下列实验装置是探究铜丝与过量浓硫酸的反应，下列叙述正确的是A．上下移动①中铜丝可控制SO2的量B．②中可选用品红溶液验证SO2的生成C．③中若为Na2S溶液，可验证SO2的还原性D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察溶液颜色【答案】AB【详解】A．上下移动①中铜丝可控制反应的发生与停止，所以可控制SO2的量，故A正确；B．SO2气体能使品红溶液褪色，常用于SO2气体的检验，所以②中可选用品红溶液验证SO2的生成，故B正确；C．Na2S和SO2反应生成S单质，SO2发生还原反应，Na2S发生氧化反应，则SO2表现出氧化性，故C错误；D．①中含有浓硫酸，所以为确认CuSO4生成，应将①中液体缓慢倒入盛水烧杯中，故D错误。答案选AB。【变式3】某化学兴趣小组拟探究碳与浓H2SO4反应，并检验气体产物。下列说法正确的是A．用装置甲进行碳与浓H2SO4反应B．将检验过CO2后的气体再通入装置丁中检验产物H2OC．将反应产生的气体通入装置丙，可直接检验产物SO2D．将反应产生的气体通入装置乙，可直接检验产物CO2【答案】C【详解】A．该反应会产生有毒气体二氧化硫，不能用长颈漏斗，应该使用分液漏斗，A项错误；B．由于气体要通入其他溶液，所以应最先检验水，B项错误；C．二氧化硫可以使品红褪色，可以用装置丙直接检验产物二氧化硫，C项正确；D．二氧化硫和二氧化碳均可使澄清石灰水变浑浊，应除去二氧化硫后再用装置乙检验二氧化碳，D项错误；故选C。【题型4硫酸根的检验硫酸盐】【例4】下列实验方案能达到目的的是A．用丁达尔效应鉴别FeCl3溶液和Fe（OH）3胶体 B．用澄清石灰水鉴别CO2和SO2C．用焰色试验鉴别KCl和KOH D．用Ba2+检验和【答案】A【详解】A．Fe（OH）3胶体能对光产生散射作用，而FeCl3溶液对光不产生影响，则可用丁达尔效应鉴别FeCl3溶液和Fe（OH）3胶体，A正确；B．CO2和SO2都能使澄清石灰水变浑浊，不能用澄清石灰水鉴别CO2和SO2，B不正确；C．KCl和KOH中都含有K+，不能用焰色试验鉴别KCl和KOH，C不正确；D．Ba2+能与和发生反应，且都生成白色沉淀，不能用Ba2+检验和，D不正确；故选A。【变式1】向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液后，再进行如下操作，结论正确的是选项操作现象结论A滴加硝酸无现象，再滴加溶液产生白色沉淀原溶液中有B滴加稀硫酸有无色无味的气体产生原溶液中有C滴加盐酸酸化的溶液产生白色沉淀原溶液中有D滴加硝酸酸化的溶液产生白色沉淀原溶液中有A．A B．B C．C D．D【答案】A【详解】A．滴加硝酸排除其它离子的干扰，再滴加溶液产生白色沉淀，原溶液中有，A正确；B．若原溶液中有，加入硫酸后也能产生无色无味气体CO2，B错误；C．向无色溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，此白色沉淀为氯化银或硫酸钡，则原溶液中有Ag+或，但二者不同时存在，C错误；D．向无色溶液中滴加硝酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，此白色沉淀为氯化银或硫酸钡，则原溶液中有Ag+或，但二者不同时存在，D错误；故答案为：A。【变式2】以黄铁矿（主要成分FeS2）为原料生产硫酸，应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用，减轻对环境的污染。其中一种流程如图所示。Na2S2O5：焦亚硫酸钠，白色粉末，水溶液显酸性，受潮易分解，遇强酸则放出一种刺激性气味的气体，是一种化工原料，常用作抗氧化剂。（1）煅烧前，黄铁矿需要研磨，目的是。（2）煅烧黄铁矿的化学方程式是。（3）由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为。（4）因为Na2S2O5具有性，导致商品Na2S2O5中不可避免地存在Na2SO4，检验其中含有的方法是。【答案】（1）增大反应物接触面积，加快化学反应速率（2）4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（4）还原性取少量样品于试管中，先加入足量盐酸，再加入氯化钡溶液，若生成白色沉淀，则证明样品中含有【分析】黄铁矿煅烧，FeS2与氧气反应生成Fe2O3和SO2，Fe2O3高温下被CO还原生成铁粉，SO2与氧气反应生成SO3，SO3与水反应生成硫酸，制酸尾气与烧碱反应生成NaHSO3，NaHSO3加热反应生成Na2S2O5。【详解】（1）煅烧前，黄铁矿需要研磨，可以增大反应物接触面积，加快化学反应速率。（2）黄铁矿的主要成分是FeS2，其中铁元素的化合价是+2价，硫元素的化合价为-1价，煅烧时铁元素被氧气氧化为+3价，硫元素被氧化为+4价，根据电子守恒和原子守恒得到该反应的化学方程式是：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。（3）炉渣的主要成分为Fe2O3，Fe2O3高温下被CO还原生成Fe，CO被氧化生成CO2，由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。（4）Na2S2O5转化为Na2SO4过程中S元素的化合价升高，被氧化，体现了Na2S2O5的还原性。检验其中含有的方法是首先用盐酸酸化，除去，再加入氯化钡溶液，看有无白色沉淀生成，若生成白色沉淀，证明含有，否则没有。【题型5自然界中硫的存在与转化】【例5】归纳总结是化学学习的重要方法。稀溶液的部分化学性质总结如下。下列说法错误的是A．性质①说明溶液显酸性B．性质②中发生反应的离子方程式为C．性质③中反应生成的气体是，该反应属于置换反应D．以上性质说明溶液具有酸的通性，在某些反应中可以代替稀【答案】B【详解】A．性质①紫色石蕊溶液遇酸性溶液变红，说明溶液显酸性，A正确；B．性质②中发生反应的离子方程式为，B错误；C．性质③中反应生成的气体是，该反应属于锌和硫酸氢钠电离出的氢离子的置换反应，C正确；D．以上性质说明溶液具有酸的通性，可以使酸碱指示剂变色、与金属反应、与碱反应，在某些反应中可以代替稀，D正确；故选B。【变式1】已知含硫元素的几种物质间具有如图的转化关系。表示阿伏加德罗常数值，下列说法正确的是SSO2SO3A．反应①中3.2gS充分燃烧后生成2.24LSO2B．反应②中若转移2NA个电子，生成1.5molSC．NA个SO2分子与足量氧气经反应③可以制得NA个SO3分子D．上述三个反应中，硫元素均只发生氧化反应【答案】B【详解】A．未指明温度和压强，不能根据标准状况下的气体摩尔体积计算3.2g硫充分燃烧后生成二氧化硫的体积，A错误；B．二氧化硫气体与硫化氢气体反应生成硫和水反应的化学方程式为，由方程式可知，每生成3mol硫，转移电子的物质的量为4mol，则反应转移2NA（即2mol）电子生成硫的物质的量为1.5mol，B正确；C．这是可逆反应，个分子与足量氧气经反应③可以制得SO3分子个数小于，C错误；D．上述三个反应中，是归中反应，硫元素既被氧化也被还原，D错误；故选B。【变式2】含硫煤的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，该工艺流程如下图所示．下列叙述错误的是A．该过程中可得到化工产品H2SO4B．该工艺流程的目的是除去煤燃烧时产生的SO2C．图中涉及的反应之一为D．该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和S【答案】D【详解】A．根据图示可知该过程中可得到化工产品H2SO4，A正确；

B．通过该工艺流程将SO2转化为H2SO4，B正确；C．根据图示可知图中涉及的反应之一为，C正确；

D．该过程中化合价发生改变的元素有Fe、S、O，D错误；故选D。【变式3】Y形管是一种特殊的仪器，与其他仪器组合可以进行某些实验探究。利用如图装置可以探究SO2与BaCl2反应生成BaSO3沉淀的条件。下列判断正确的是A．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B．c、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中接近洗气瓶底部的位置，保证气体与Ba2＋充分接触C．Y形管乙中产生的为氧化性气体，将BaSO3氧化为BaSO4沉淀D．e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体【答案】D【分析】该实验的目的是探究SO2与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀的条件，根据“强酸制弱酸”原理，若两种物质直接混合，不能得到BaSO3沉淀，若溶液显碱性，SO2转化为SO，则可得到BaSO3沉淀，据此分析解题。【详解】A．因为装置甲和乙都产生气体，会使试剂瓶内的压强增大，玻璃管的作用是使试剂瓶内的压强保持和外界压强相等，A错误；B．若装置乙产生NH3，NH3极易溶于水，直接插入溶液中易引起倒吸，B错误；C．若装置乙产生氧化性气体，可将氧化为，C错误；D．装置乙中装入浓氨水和氢氧化钠固体可产生NH3，可使SO2与BaCl2反应生成BaSO3，D正确；故答案为D。【题型6硫酸盐的工业生产】【例6】工业上，处理低品位黄铜矿[二硫化亚铁铜（CuFeS2）含量较低]常采用生物堆浸法。堆浸所得的溶液可用于制备绿矾（FeSO4·7H2O）和胆矾（CuSO4·5H2O）。相关流程如图。（1）对低品位黄铜矿“研磨”的目的是。（2）生物堆浸过程的反应在Tf细菌的作用下进行，主要包括两个阶段，第一阶段的反应为：CuFeS2+4H++O2Cu2++Fe2++2S+2H2O，第二阶段将Fe2+变为Fe3+的离子方程式为。（3）过程Ⅰ中，加入Na2S2O3固体会还原堆浸液中的Fe3+，得到溶液X。请设计一个简单实验方案判断该溶液中的Fe3+是否全部被还原。（4）过程Ⅱ用H2O2和稀硫酸处理后，CuS完全溶解生成了CuSO4溶液，写出过程Ⅱ的离子方程式；其中H2O2的作用为（填“氧化剂”或“还原剂”）（5）制备胆矾的“一系列操作”包含、、过滤、洗涤、干燥。（6）绿矾的纯度可通过其与KMnO4溶液反应来测定。取mg绿矾晶体，加适量稀硫酸溶解。用物质的量浓度为cmol/L的KMnO4溶液与之反应。至恰好完全反应时，消耗KMnO4溶液的体积为VmL。绿矾晶体质量分数的计算式为（已知：FeSO4·7H2O的摩尔质量为278g/mol）【答案】增大反应物的接触面积，加快生物堆浸的反应速率4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O取少量X溶液于一洁净试管中，加几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红，如果没有变红，则Fe3+全部被还原CuS+4H2O2=Cu2++SO+4H2O氧化剂蒸发浓缩冷却结晶×100%【分析】低品位黄铜矿[二硫化亚铁铜（CuFeS2）含量较低]经过研磨后生物堆浸，可增大接触面积，加快反应速率，生物堆浸过滤后得到含Fe3+、Cu2+的溶液，过程I中，加入Na2S2O3固体会还原堆浸液中的Fe3+，得到硫酸亚铁溶液以及CuS沉淀，硫酸亚铁溶液进一步蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾，过程Ⅱ中，用H2O2和稀硫酸处理后，CuS完全溶解，得到CuSO4溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到胆矾（CuSO4•5H2O），据此解答。【详解】（1）将矿石进行研磨，可增大矿石与生物堆浸液的接触面积，加快反应速率，故答案为：增大反应物的接触面积，加快生物堆浸的反应速率；（2）根据题意知Fe2+继续被O2氧化转变成Fe3+，结合电子转移、电荷守恒得离子方程式为4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，故答案为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；（3）为判断堆浸液中Fe3+是否被还原完全，即检验是否有剩余，可向其中加入KSCN试剂，若溶液变红，则Fe3+没有被还原完全，故答案为：K取少量X溶液于一洁净试管中，加几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红，如果没有变红，则Fe3+全部被还原；（4）过程Ⅱ中，CuS用H2O2和稀硫酸处理后，CuS完全溶解，生成CuSO4，H2O2表现氧化性，作氧化剂；离子方程式为CuS+4H2O2=Cu2++SO+4H2O，故答案为：CuS+4H2O2=Cu2++SO+4H2O；氧化剂；（5）由硫酸铜溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到胆矾晶体，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；（6）通过KMnO4滴定法测定绿矾的纯度，根据电子转移以及Fe元素守恒得关系式：～5Fe2+～FeSO4•7H2O，n（FeSO4•7H2O）=5n（KMnO4）=5×cmol/L×VmL×10-3L/mL，则绿矾晶体质量分数×100%。【变式1】“以废治废”是基于“绿色化学”观念治理污染的思路。用工业废碱渣（主要成分为）吸收烟气中的，得到亚硫酸钠（）粗品。其流程如下：（1）过程①进行的操作是。（2）上述流程中的SO2是酸性氧化物，原因是：。（用化学方程式表示）（3）加入NaOH后，发生反应的离子方程式为。（4）亚硫酸钠粗品中含有少量Na2SO4，原因是。（5）设计实验证明亚硫酸钠粗品含有少量Na2SO4的方案是：在一支试管中，加入少量亚硫酸钠粗品，用适量蒸馏水溶解，，出现白色沉淀，则证明含有Na2SO4。【答案】（1）过滤（2）SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O（3）OH－+HSO=SO+H2O（4）亚硫酸钠具有还原性，易被空气中的氧气氧化为硫酸钠（5）加入盐酸酸化的氯化钡溶液【分析】根据流程可知：将工业废碱渣溶于水，过滤可得碳酸钠溶液和废渣，将含有SO2的烟气通入碳酸钠溶液中，形成了亚硫酸氢钠溶液，加入烧碱，NaOH与NaHSO3发生反应产生Na2SO3，得到亚硫酸钠溶液，隔绝空气加热浓缩、降温结晶、过滤可得亚硫酸钠粗品进行分析。【详解】（1）过程①得到滤渣和溶液，进行的操作是过滤。（2）二氧化硫能和碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，反应的化学方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。（3）加入NaOH后，亚硫酸氢钠和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，发生反应的离子方程式为OH－+HSO=SO+H2O。（4）亚硫酸钠具有还原性，易被空气中的氧气氧化为硫酸钠，因此亚硫酸钠粗品中含有少量。（5）证明亚硫酸钠粗品含有少量Na2SO4的方案是：在一支试管中，加入少量亚硫酸钠粗品，用适量蒸馏水溶解，加入盐酸酸化的氯化钡溶液，出现白色沉淀，则证明含有Na2SO4；故答案为：加入盐酸酸化的氯化钡溶液。【变式2】二氧化硫对环境有一定的负面影响，对SO2的处理和利用是科学研究的重要课题之一。I.用石灰石、氨水等脱硫。以硫酸工业的二氧化硫尾气、氨水、石灰石、碳酸氢铵和氯化钾等为原料，可以制备有重要应用价值的硫酸钾、亚硫酸铵等物质，制备流程如下：（1）①反应I是脱去SO2的一种常用方法，其总反应的化学方程式为。②研究发现，pH和温度对石灰石浆液的脱硫效率有一定影响。当烟气通入速度一定时，石灰石浆液的脱硫率与浆液pH的关系如图所示（pH=-lgc（H+））。下列有关说法正确的是。a．烟气通入石灰石浆液时的温度越高，吸收越快，吸收率越高b．反应时需鼓入足量的空气以保证SO2被充分氧化生成CaSO4c．将脱硫后的气体通入KMnO4溶液，可粗略判断烟气脱硫效率d．石灰石浆液pH>5.7烟气脱硫效果降低，是因为石灰石的溶解程度增大（2）生产中，需要向反应Ⅱ的溶液中加入适量强还原剂，其目的是。（3）反应Ⅲ所得的滤液中所含阳离子为，检验该滤液中所含阴离子的方法是。（4）（NH4）2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮。将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氨肥。写出用（NH4）2SO3溶液吸收NO的离子方程式。Ⅱ.H2还原法也是处理硫酸厂废气的方法之一。400℃时，将H2和含SO2的尾气按一定比例混合，以一定流速通过装有Fe2O3/Al2O3的负载型催化剂（Fe2O3为催化剂，Al2O3为载体），发生反应。（5）该反应生成S单质和水，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为。（6）研究表明，该反应过程中实际起催化作用的是反应初期生成的FeS2，催化硫化过程中还检测到H2S气体。整个FeS2催化硫化的过程可分为三步，写出第三步的化学方程式：①H2+FeS2=FeS+H2S；②2H2S+SO2=3S↓+2H2O；③。【答案】（1）bc（2）防止亚硫酸根被氧化，可以得到较纯的亚硫酸铵晶体（3）铵根离子取少量滤液于试管中，加入足量稀盐酸，再加氯化钡溶液，产生白色沉淀，证明滤液中含有SO（4）2NO+2SO=2SO+N2（5）1∶2（6）S+FeS=FeS2【分析】根据流程可知，含有SO2的尾气通过反应Ⅰ，与碳酸钙和空气发生反应生成CO2和CaSO4，；反应Ⅱ产生亚硫酸铵晶体，加入氨水，得到晶体；反应Ⅲ向中加入碳酸氢铵和NH3，生成和，过滤得到溶液，加入KCl，生成K2SO4和NH4Cl。【详解】（1）根据流程图可知空气把SO2氧化为，反应方程式为；a．烟气通入石灰石浆液时的温度越高，二氧化硫气体的溶解度越小，部分二氧化硫不能被溶解，故吸收率降低，a错误；b．结合题意，可得脱硫总反应：，反应时需鼓入足量的空气以保证被充分氧化生成，b正确；c．脱硫后的气体中残留SO2的量，可以通过KMnO4溶液褪色的程度和快慢来判断，从而粗略判断烟气的脱硫效率，c正确；d．石灰石浆液pH>5.7时，石灰石的溶解度小，脱硫率下降，d错误；故答案为bc。（2）根据流程可知反应Ⅱ产生亚硫酸铵晶体，加入适量强还原剂，防止亚硫酸根被氧化，可以更好的得到亚硫酸铵晶体。（3）反应Ⅲ向中加入碳酸氢铵和NH3，生成和，过滤得到溶液，所得的滤液中阳离子主要为；检验阴离子硫酸根的操作方法是取少量滤液于试管中，加入足量稀盐酸酸化，再加入氯化钡溶液，产生白色沉淀则证明滤液中含有SO。（4）根据题意，可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氨肥，用溶液吸收NO，反应方程式为：。离子方程式为：。（5）时，将一定比例和H2的混合气体以一定流速通过装有Fe2O3/Al2O3的负载型催化剂，反应方程式为，氧化剂还原剂的物质的量之比为1∶2。（6）研究表明，该反应过程中实际起催化作用的是反应初期生成的FeS2，FeS2催化硫化过程中检测到有H2S气体，是H2与FeS2生成FeS和H2S，H2S与SO2反应生成S，S与FeS反应生成FeS2