2023年新高考化学大一轮复习讲义-第21讲　硫酸　含硫物质的转化

第21讲硫酸含硫物质的转化复习目标1.掌握硫酸的性质及硫酸根离子的检验。2.了解常见的硫酸盐及多硫含氧酸盐及它们在实验探究及化工流程题中的应用。3.掌握硫及其化合物在价类二维图中的应用。考点一硫酸、硫酸根离子的检验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，写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式：(1)铁：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；(2)MgO：MgO＋2H＋=Mg2＋＋H2O；(3)Ba(OH)2：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋2H2O；(4)Na2SO3：SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋SO2↑；(5)BaCl2：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓。3．浓H2SO4的特性(1)填写下表：实验实验现象浓硫酸的特性少量胆矾加入浓硫酸中蓝色晶体变白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、有刺激性气味的气体强氧化性、酸性(2)分别写出浓H2SO4与Cu、C反应的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O、C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(3)常温下，Fe、Al遇浓H2SO4钝化，可用铝槽车装运浓H2SO4。(4)分别写出浓H2SO4与H2S、HI、FeSO4反应的化学方程式：H2S＋H2SO4(浓)=S↓＋SO2↑＋2H2O、2HI＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))I2↓＋SO2↑＋2H2O、2FeSO4＋2H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3＋SO2↑＋2H2O。4．SOeq\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(加足量稀盐酸酸化))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＋的干扰，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↓。1．浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸不可用于干燥H2和CO()2．用硫酸清洗锅炉中的水垢()3．用BaCl2溶液鉴别SOeq\o\al(2－,4)和SOeq\o\al(2－,3)()4．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SOeq\o\al(2－,4)()5．50mL18.4mol·L－1的浓硫酸与足量的铜反应，可产生SO2物质的量为0.46mol()6．H2SO4是难挥发性强酸，H2S是挥发性弱酸，所以可用浓硫酸与FeS反应制取H2S气体()7．浓H2SO4与Cu、C的反应中，都体现了浓H2SO4的酸性和强氧化性()8．在实验室中，可用浓H2SO4分别与NaCl、NaBr、NaI反应制取HCl、HBr、HI气体()答案1.×2.×3.×4.×5.×6.×7.×8.×一、浓H2SO4特性的实验探究1．中学教材显示“浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性，能使铁钝化”，但是并没有指出浓硫酸的浓度，因此，某学习小组对“具有4个特性的浓硫酸的浓度范围是多少？”进行了以下实验探究。(1)浓硫酸的吸水性、脱水性、使铁钝化与浓度的关系①浓硫酸的吸水性：各取0.5g胆矾于试管中，分别加入3mL不同浓度的硫酸溶液。②浓硫酸的脱水性：各取一根火柴梗于试管中，分别加入3mL不同浓度的硫酸溶液。③浓硫酸使铁钝化：各取长度约1cm经过砂纸打磨过的铁丝于试管中，分别加入3mL不同浓度的硫酸溶液。实验结果如表所示：c(H2SO4)/(mol·L－1)实验现象18.412111098761～5①胆矾颜色变化蓝→白蓝→白蓝→白蓝蓝蓝蓝蓝蓝②火柴梗颜色变化变黑变黑变黑变黑变黑变黑变黑变黑不变③铁丝表面气泡无无有有有有有有有用化学方程式表示胆矾由“蓝→白”的原因：_______；当硫酸溶液的浓度____mol·L－1时具有脱水性。(2)浓硫酸的强氧化性与浓度的关系在试管a中分别加入1小块铜片，再向试管a中分别加入2mL不同浓度的硫酸溶液，用如图所示的装置进行实验(夹持仪器已略去)。①b装置的作用是________。②本实验中证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为__________________________、________________________。③经过实验得出结论：c(H2SO4)≥6mol·L－1时，浓硫酸表现强氧化性。有同学预测，铜片与5mol·L－1的硫酸溶液在长时间持续加热时，仍然可能发生反应，该同学预测的理由是____________________。(3)综合以上实验结果，中学教材中同时具有吸水性、脱水性、强氧化性、能使铁钝化的浓硫酸的浓度为________mol·L－1。答案(1)CuSO4·5H2Oeq\o(=,\s\up7(浓硫酸))CuSO4＋5H2O≥6(2)①防倒吸②铜片溶解、有气泡产生品红溶液褪色③长时间加热时，部分水分蒸发，使硫酸溶液浓度增大(3)≥12解析(2)①因为SO2在水中溶解度较大，b装置的作用为防止品红溶液倒吸入发生装置中。②浓硫酸具有强氧化性，可氧化铜且生成SO2，现象是铜片溶解、有气泡产生和品红溶液褪色。③当5mol·L－1的硫酸溶液长时间加热时，部分水分蒸发，硫酸溶液浓度增大，也可能与铜发生氧化还原反应。二、用“变化”思想理解金属与浓H2SO4的反应2．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。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的检验解析浓硫酸和铁在加热条件下反应的过程中，随着反应的进行，硫酸浓度变小，稀硫酸与铁反应生成了H2，所以X为H2和SO2的混合气体。验证SO2需要用酸性高锰酸钾溶液或品红溶液；验证H2一般利用它与CuO反应生成水。浓H2SO4与金属反应时的“量变”引起的“质变”规律(1)较活泼金属(如Zn)，开始产生SO2，浓度变小后产生H2。(2)不活泼金属(如Cu)，开始产生SO2(加热)，浓度变小后，稀H2SO4不再与Cu反应。三、SOeq\o\al(2－,4)的检验3．有一瓶Na2SO3溶液，试设计实验探究Na2SO3的氧化程度。答案取样品溶液于试管中，加入过量BaCl2溶液，过滤，然后向沉淀中滴入过量稀盐酸，若沉淀全部溶解，则Na2SO3未被氧化；若部分溶解，则部分被氧化；若一点也不溶解，则全部被氧化。4．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，亚硫酸根离子被硝酸氧化为硫酸根离子，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。SOeq\o\al(2－,4)检验的易错点(1)误将Ag＋、Pb2＋判断成SOeq\o\al(2－,4)。如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断＋Cl－=AgCl↓(白色)，Pb2＋＋2Cl－=PbCl2↓(白色)。(2)误将SOeq\o\al(2－,3)判断成SOeq\o\al(2－,4)。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SOeq\o\al(2－,4)。该错误是未注意NOeq\o\al(－,3)在酸性环境中具有强氧化性，发生反应：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,3)=BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3BaSO4(白色)＋2NO↑＋H2O。考点二硫酸盐多硫含氧酸盐(一)重要的硫酸盐化学式俗名颜色用途2CaSO4·H2O熟石膏白色塑像、模型、粉笔、医疗绷带等CaSO4·2H2O生石膏白色水泥添加剂FeSO4·7H2O绿矾浅绿色用于配制蓝黑墨水，补血剂CuSO4·5H2O胆矾、蓝矾蓝色配制波尔多液、镀铜液Na2SO4·10H2O芒硝白色造纸，制缓泻剂、合成洗涤剂KAl(SO4)2·12H2O明矾白色净水剂(二)常考的4种含硫化合物1．硫代硫酸钠(Na2S2O3)(1)与酸反应生成单质硫，放出SO2气体，离子方程式：S2Oeq\o\al(2－,3)＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O。(2)Na2S2O3是中等强度的还原剂，能被I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化，反应的化学方程式分别为：①2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI，此反应用于定量测定碘。②Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O=Na2SO4＋H2SO4＋8HCl，此反应在纺织和造纸工业上作脱氯剂。③5Na2S2O3＋8KMnO4＋7H2SO4=8MnSO4＋5Na2SO4＋4K2SO4＋7H2O。2．过二硫酸钠(Na2S2O8)过二硫酸钠中S为＋6价，其阴离子S2Oeq\o\al(2－,8)结构中含有1个过氧键(—O—O—)，性质与过氧化氢相似，具有氧化性。过二硫酸钠不稳定，受热分解生成Na2SO4、SO3和O2。3．连二亚硫酸钠(Na2S2O4)在空气分析中常用来吸收空气中的氧气：2Na2S2O4＋O2＋2H2O=4NaHSO3或Na2S2O4＋O2＋H2O=NaHSO3＋NaHSO4。4．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)成品为白色或微黄结晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置在空气中易被氧化成硫酸钠，与强酸接触放出二氧化硫而生成相应的盐类，加热到150℃分解，通常用NaHSO3过饱和溶液结晶脱水制得，其化学方程式为2NaHSO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2S2O5＋H2O。一、常见硫酸盐1．下列物质及名称正确的是()A．BaCO3∶重晶石B．NH4HCO3∶碳铵C．KAl(SO4)2·6H2O：明矾D．CaSO4·2H2O：熟石膏答案B解析重晶石的化学式为BaSO4，A不正确；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，C不正确；CaSO4·2H2O为生石膏，熟石膏的化学式为2CaSO4·H2O，D不正确。2．《本草图经》记载：“绿矾石五两，形色似朴硝而绿色，取此一物，置于铁板上，聚炭封之，囊袋吹令火炽，其矾即沸，流出色赤如融金汁者是真也。”其中“朴硝”的主要成分为Na2SO4·10H2O。下列有关叙述正确的是()A．绿矾的化学式为CuSO4·5H2OB．绿矾需密封保存C．朴硝的水溶液显酸性D．“吹令火炽”发生了非氧化还原反应答案B解析绿矾的化学式为FeSO4·7H2O，A错误；绿矾为FeSO4·7H2O，其还原性较强，易被氧气氧化，故其需密封保存，B正确；朴硝为Na2SO4·10H2O，其为强酸强碱盐，不能水解，故其水溶液显中性，C不正确；“吹令火炽，其矾即沸，流出色赤如融金汁者是真也”，说明在高温下绿矾中的亚铁离子被氧化为Fe3＋，故发生了氧化还原反应，D不正确。二、多硫含氧酸盐的制备3．硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及鞣革还原剂。它受热、遇酸易分解。工业上可用反应2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。回答下列问题：(1)b中反应的离子方程式为_______________________________________________，c中试剂为__________________。(2)反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变澄清。此浑浊物是________(写化学式)。(3)d中的试剂为________。(4)实验中要控制SO2生成速率，可以采取的措施有____________________________(写出两条)。(5)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是_____________________________________________________________________________________________。答案(1)SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=SO2↑＋H2O(或HSOeq\o\al(－,3)＋H＋=SO2↑＋H2O)硫化钠和碳酸钠的混合溶液(2)S(3)NaOH溶液(合理即可)(4)控制反应温度、调节酸的滴加速率(或调节酸的浓度等)(5)若SO2过量，溶液显酸性，产物分解解析(3)d装置的作用是吸收反应中产生的CO2及逸出的SO2，故d中的试剂可以为NaOH溶液。(4)溶液中的反应速率受温度、浓度的影响，故可通过控制反应温度及滴入酸溶液的速率等的方式达到目的。考点三基于价类二维图理解硫及其化合物的转化(2022·镇江市质检)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。下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，可生成淡黄色固体，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＋SB．Na2SO3＋SC．Na2SO3＋Na2SO4D．SO2＋Na2SO3(4)工业制硫酸中，转化②是在______________(填设备名称)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)H2S2∶1(2)SO2和H22H2SO4(浓)＋Seq\o(=,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O(3)B(4)接触室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\o\al(2－,4)＋Ba2＋＋2OH－=BaSO4↓＋2H2O解析(1)通过硫元素的“价类二维图”可知，X为硫元素的氢化物，且硫元素的化合价为－2价，故X的化学式为H2S。将X与SO2混合，生成淡黄色固体硫，其反应的化学方程式是2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O，通过化学方程式中硫元素的化合价变化可知，S既是氧化产物又是还原产物，且二者物质的量之比为2∶1，故二者的质量之比也为2∶1。(2)根据硫元素的“价类二维图”可知，W是硫酸，则过量的Fe粉与一定量浓硫酸溶液混合加热反应首先生成的气体是SO2，随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，所以后期又有H2生成。1．(2021·广东1月适应性测试，14)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SO3D．一段时间后试管内有白色沉淀，说明有SOeq\o\al(2－,4)生成答案C解析锥形瓶内发生反应Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O，产生的SO2进入到试管中，CCl4层溶液褪色，发生反应SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，证明Br2具有氧化性，A项正确；试管中花瓣褪色，说明SO2可以漂白花瓣中的有色物质，证明SO2具有漂白性，B项正确；试管中产生大量气泡是锥形瓶中产生的SO2进入到试管中引起的，Na2SO3与H2SO4发生复分解反应，C项错误；试管中Br2可将SO2氧化，生成H2SO4和HBr，SOeq\o\al(2－,4)可以和Ba2＋结合成不溶于酸的白色沉淀，D项正确。2．(2019·海南，2)我国古代典籍中有“石胆……浅碧色，烧之变白色者真”的记载，其中石胆是指()A．CuSO4·5H2OB．FeSO4·7H2OC．ZnSO4·7H2OD．KAl(SO4)2·12H2O答案A解析在题给选项的四种物质中只有CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O晶体有色，而ZnSO4·7H2O和KAl(SO4)2·12H2O均为无色晶体。CuSO4·5H2O加热分解生成CuSO4和H2O，CuSO4呈白色，而FeSO4·7H2O加热发生分解反应，生成的Fe2O3呈红棕色，A正确。3．(2020·浙江7月选考，28－Ⅱ)某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验，如图。实验中观察到的现象有：烧瓶内有白雾，烧杯中出现白色沉淀。请回答：(1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生HCl气体的原因是__________________________________________________________________________________________________。(2)烧杯中出现白色沉淀的原因是___________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)浓硫酸吸水且放热，导致HCl挥发(2)HCl气体会将H2SO4带出，与Ba(NO3)2作用生成BaSO4解析(1)因为浓硫酸具有吸水性，同时放出大量的热，促使HCl气体挥发。(2)与硝酸钡反应产生沉淀，则沉淀一定是硫酸钡，说明HCl挥发时带出了H2SO4。4．(2017·浙江11月选考，27)已知固体Na2SO3受热易分解。实验流程和结果如下：气体Y是一种纯净物，在标准状况下的密度为1.518g·L－1。请回答：(1)气体Y分子的电子式为______________，白色沉淀的化学式为______________。(2)该流程中Na2SO3受热分解的化学方程式：________________________________________。(3)另取固体X试样和Na2SO3混合，加水溶解后与稀盐酸反应，有淡黄色沉淀产生，写出产生淡黄色沉淀的离子方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________(不考虑空气的影响)。答案(1)BaSO4(2)4Na2SO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2S＋3Na2SO4(3)2S2－＋SOeq\o\al(2－,3)＋6H＋=3S↓＋3H2O解析亚硫酸钠隔绝空气加热分解质量并没有改变，说明并没有生成气体，应该是分解生成了几种固体，加入盐酸后产生气体Y，根据密度算出气体Y的摩尔质量为34g·mol－1，结合题目以及元素守恒，推断气体Y为H2S。那么Na2SO3的分解生成物中一定有S2－(Na2S)，同时这是一个氧化还原反应，＋4价的S有降价必然还有升价，只能生成＋6价，所以另一分解产物应该是含有硫酸根离子的Na2SO4。(3)X与亚硫酸钠混合，在酸性环境下产生了淡黄色沉淀，根据题目环境以及我们学过的淡黄色沉淀推知生成S单质，显然这是一个S2－与SOeq\o\al(2－,3)的归中反应，反应物还有H＋。课时精练一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。1．硫是生物必需的营养元素之一，下列关于自然界中硫循环(如图所示)说法正确的是()A．含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环B．硫循环中硫的化合物均为无机物C．上述硫循环中硫元素均被氧化D．烧煤时加石灰石，可减少酸雨及温室气体的排放答案A解析硫酸盐和亚硫酸盐等在含硫杆菌及好氧/厌氧菌作用下缓慢转化成植物R1—S—R2，含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环，故A正确；硫循环中硫的化合物有含硫的有机物，不全是无机物，故B错误；含硫杆菌及好氧/厌氧菌将硫酸盐、亚硫酸盐中硫还原成R1—S—R2，硫循环中硫元素有时被氧化，有时被还原，故C错误；烧煤时加石灰石，可减少酸雨，但生成二氧化碳，会增加温室气体的排放，故D错误。2．下列说法正确的是()A．蘸有浓硫酸的玻璃棒接近浓氨水瓶口有白烟产生B．钠、铝、铁、铜在空气中都会氧化变质生成相应的金属氧化物C．可直接向铜与浓硫酸反应后溶液中加入水来证明该反应有硫酸铜生成D．实验室用乙醇和浓硫酸制乙烯、蔗糖遇浓硫酸炭化，两过程中浓硫酸都表现出脱水性答案D解析浓硫酸难挥发，蘸有浓硫酸的玻璃棒接近浓氨水瓶口不会有白烟产生，故A错误；铜在潮湿的空气中氧化变质生成碱式碳酸铜，不是相应的金属氧化物，故B错误；浓硫酸溶于水放出大量的热，铜与浓硫酸反应后可能有浓硫酸剩余，根据浓硫酸稀释规律，应将反应液缓慢倒入水中，故C错误。3．某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到目的的是()ABCD实验目的吸水性脱水性溶解放热强氧化性实验装置答案D解析B项中滤纸沾上浓硫酸后，很快会因脱水而变黑；C项中浓硫酸滴到小试管内的水中，放出的热量会使锥形瓶内压强增大，U形管内液面出现左低右高的现象；D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应，无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性。4．探究浓硫酸和铜的反应，下列装置或操作正确的是()A．用装置甲进行铜和浓硫酸的反应B．用装置乙收集二氧化硫并吸收尾气C．用装置丙稀释反应后的混合液D．用装置丁测定余酸的浓度答案C解析铜与浓硫酸需要在加热条件下才能反应，A错误；二氧化硫的密度比空气的大，应使用向上排空气法收集，即气体应“长进短出”，B错误；反应后的混合液中含有过量的浓硫酸，稀释时，应将其沿烧杯内壁慢慢倒入水中，且用玻璃棒不断搅拌，C正确；应使用碱式滴定管盛装氢氧化钠溶液，D错误。5．一定量的Cu粉与浓H2SO4共热产生SO2气体的体积为2.24L(标准状况下)，则下列情况不可能的是()A．加入Cu的质量为6.4gB．加入的浓H2SO4中含溶质0.2molC．加入Cu的质量大于6.4gD．加入浓H2SO4中含溶质多于0.2mol答案B解析由Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O知，生成2.24L(标况下)SO2需要消耗6.4gCu、0.2molH2SO4，但随反应的进行，浓H2SO4会变为稀H2SO4，故硫酸中含溶质的物质的量应大于0.2mol，D项正确、B项错误；铜可能恰好反应完全也可能有剩余，A、C项正确。6．同学们探究不同金属和浓硫酸的反应，向三等份浓硫酸中分别加入大小相同的不同金属片，加热，用生成的气体进行下表实验操作并记录实验现象。实验操作实验现象金属为铜金属为锌金属为铝点燃不燃烧燃烧燃烧通入酸性KMnO4溶液褪色褪色褪色通入CuSO4溶液无明显变化无明显变化出现黑色沉淀通入品红溶液褪色褪色不褪色已知：H2S＋CuSO4=CuS↓＋H2SO4(CuS为黑色固体)；H2S可燃。下列说法不正确的是()A．加入铜片的实验中，使酸性KMnO4溶液褪色的气体是SO2B．加入铝片的实验中，燃烧现象能证明生成气体中一定含H2SC．加入锌片的实验中，生成的气体一定是混合气体D．金属与浓硫酸反应的还原产物与金属活动性强弱有关答案B解析加入铜片的实验中，气体能使酸性KMnO4溶液褪色、使品红溶液褪色、不可燃，则气体具有还原性、漂白性，则气体是SO2，A正确；加入铝片的实验中，气体能使酸性KMnO4溶液褪色、能与CuSO4溶液产生黑色沉淀，则气体是H2S，硫化氢具有可燃性，但具有可燃性的气体不一定是硫化氢，B不正确；加入锌片的实验中，气体能使酸性KMnO4溶液褪色，使品红溶液褪色、则气体含SO2，但SO2不可燃，而锌片与浓硫酸反应的气体具有可燃性，则含有另一种气体，C正确。7．(2022·青岛市高三模拟)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bB．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，无明显现象答案C解析根据化合价以及物质的类别可知a为H2S、b为S、c为SO2、d为H2SO3、e为H2SO4、f含有SOeq\o\al(2－,3)或HSOeq\o\al(－,3)、g含有SOeq\o\al(2－,4)或HSOeq\o\al(－,4)。a为H2S，可以和SO2、H2SO3、H2SO4发生归中反应生成硫单质，A正确；H2SO3具有较强的还原性，在空气中久置会被氧气氧化成硫酸，硫酸酸性更强，pH更小，B正确；g为硫酸盐，f为亚硫酸盐，硫元素化合价相邻，不反应，C错误；铜与浓硫酸共热产生气体SO2，SO2通入BaCl2溶液中，不能发生反应，所以无明显现象，D正确。8．硫代硫酸钠(Na2S2O3)可作为脱氯剂，已知1molNa2S2O3溶液恰好把4molCl2完全转化为Cl－，则S2Oeq\o\al(2－,3)将转化成()A．SOeq\o\al(2－,4) B．SC．SOeq\o\al(2－,3) D．S2－答案A解析设硫元素的氧化产物中硫的化合价为＋n，由Cl2＋2e－=2Cl－可知，4molCl2完全转化为Cl－时，得到了8mole－，则1molNa2S2O3中的硫元素失去电子数为8＝(n－2)×2，n＝6。二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题目要求。9．某小组为验证SO2的性质设计如图所示的实验装置，下列说法错误的是()A．一段时间后石蕊溶液和品红溶液均褪色，说明SO2有漂白性B．一段时间后酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色，说明SO2有漂白性C．一段时间后氢硫酸溶液中有淡黄色沉淀生成，说明SO2有氧化性D．该装置能体现实验的微型化和绿色化答案AB解析SO2具有酸性氧化物的性质，可以使石蕊溶液变红但不会褪色，SO2使品红溶液褪色说明SO2有漂白性，A错误；SO2具有还原性，与酸性高锰酸钾溶液、溴水发生氧化还原反应而使溶液褪色，B错误；SO2与氢硫酸发生反应：SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O，生成的硫单质为难溶于水的淡黄色沉淀，体现SO2的氧化性，C正确；该装置使用注射器和药穴板，药品用量少，用浸有氢氧化钠溶液的棉花团吸收尾气，对环境的污染也小，操作方便，体现实验的微型化和绿色化，D正确。10．下列物质的检验中，其结论一定正确的是()A．向某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入稀HNO3后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明原溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)B．向某溶液中加入盐酸产生无色气体，该气体能使澄清的石灰水变浑浊，说明该溶液中一定含有COeq\o\al(2－,3)或SOeq\o\al(2－,3)C．取少量久置的Na2SO3样品于试管中加水溶解，再加足量盐酸酸化，然后加BaCl2溶液，若加盐酸时有气体产生，加BaCl2溶液时有白色沉淀产生，说明Na2SO3样品已部分被氧化D．将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，该气体一定是SO2答案C解析该溶液中还可能含有Ag＋或SOeq\o\al(2－,3)等，A错误；使澄清石灰水变浑浊的气体可能为CO2、SO2，溶液中可能存在COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)或HSOeq\o\al(－,3)，B错误；加入足量盐酸有气体产生，气体为SO2，排除SOeq\o\al(2－,3)的干扰，再加入BaCl2溶液有白色沉淀产生，沉淀为BaSO4，说明一定含有SOeq\o\al(2－,4)，所以说明Na2SO3样品已部分被氧化，C正确；氧化性气体如氯气等都能使品红溶液褪色，D错误。11．已知Na2S2O4(连二亚硫酸钠)是一种重要的化学用品，不溶于乙醇，溶于氢氧化钠溶液，遇少量水发生强烈反应，甚至会引发燃烧，下列与其相关性质的说法不正确的是()A．Na2S2O4具有还原性，可用作抗氧化剂B．Na2S2O4应干燥密封保存在低温处C．能在空气中反应生成两种新盐：Na2S2O4＋O2＋H2O=NaHSO3＋NaHSO4，生成1molNaHSO4转移2mol电子D．锌粉法是制备Na2S2O4的常用方法，原料为锌粉悬浊液、二氧化硫和氢氧化钠溶液，反应中二氧化硫被还原答案C解析A项，Na2S2O4中S元素的化合价为＋3价，处于中间价态，具有还原性，可用作抗氧化剂，正确；B项，根据题意，Na2S2O4遇少量水发生强烈反应，甚至会引发燃烧，所以应干燥密封保存在低温处，正确；D项，二氧化硫中硫元素的化合价为＋4价，而制备Na2S2O4中的硫元素化合价为＋3价，故反应过程中二氧化硫被还原，D正确。12．《环境科学》曾刊发我国科研部门采用零价铁活化过硫酸钠(Na2S2O8，其中S为＋6价)去除废水中的正五价砷的研究成果，其反应机理模型如图，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A．1molSOeq\o\al(－,4)·(自由基)中含49NA个电子B．pH越大，越不利于去除废水中的正五价砷C．1mol过硫酸钠中含NA个过氧键D．转化过程中，若共有1molS2Oeq\o\al(2－,8)被还原，则参加反应的Fe为56g答案AC解析1molSOeq\o\al(－,4)·(自由基)中含49NA个电子，故A正确；室温下，pH越大，亚铁离子和铁离子变为氢氧化亚铁和氢氧化铁，越有利于去除废水中的＋5价砷，故B错误；过硫酸钠(Na2S2O8)中S为＋6价，Na为＋1价，假设含有x个O2－，含有y个Oeq\o\al(2－,2)，则x＋2y＝8，(＋1)×2＋(＋6)×2＋(－2)×x＋(－2)×y＝0，则x＝6，y＝1，因此1mol过硫酸钠(Na2S2O8)中含NA个过氧键，故C正确；根据图示可知，1molFe和1molS2Oeq\o\al(2－,8)反应生成2molSOeq\o\al(2－,4)和1molFe2＋，该过程转移2mol电子，但是1molFe2＋还要与0.5molS2Oeq\o\al(2－,8)反应变成Fe3＋，因此1mol铁参加反应要消耗1.5molS2Oeq\o\al(2－,8)，所以共有1molS2Oeq\o\al(2－,8)被还原时，参加反应的Fe为eq\f(1mol×1mol,1.5mol)×56g·mol－1≈37.3g，故D错误。三、非选择题13．某研究小组同学为探究锌与硫酸反应生成SO2、H2的临界浓度(浓硫酸能与锌反应生成SO2的最低浓度)设计了如图实验(加热和夹持装置已省略)。已知：锌与浓硫酸开始时反应缓慢，可以适当加热以加速其反应，当有大量气泡生成时，该反应速率会明显加快并伴有大量的热放出。(1)请写出锌与硫酸反应产生SO2的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在组装仪器之后，加入试剂之前必须进行的操作是____________________________。(3)装置中干燥管C的作用是______________________________________________。(4)移动塑料棒，使锌浸没到硫酸中充分反应，反应结束后向D装置中加入足量的H2O2溶液，再加入足量的BaCl2溶液，充分反应后将所得沉淀过滤、洗涤、干燥、称量得到固体质量为ag。①加入H2O2溶液发生反应的离子方程式是__________________________________________________________________________________________