第02讲 硫酸　硫酸盐 -2022-2023学年高一化学精讲精练（人教版2019必修第二册）（解析版）

硫酸硫酸盐考点精讲一、硫酸1．工业制硫酸的原理示意图（1）S＋O2eq\o(=,\s\up9(点燃))SO2或4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up9(燃烧))2Fe2O3＋8SO2；（2）2SO2＋O2eq\o(,\s\up9(V2O5),\s\do9(400～500℃))2SO3，（3）SO3＋H2O=H2SO4。2．硫酸的酸性（1）电离方程式：H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。（2）写出稀硫酸与Zn、CuO、NaOH溶液、NaHCO3溶液反应的离子方程式分别为Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑、CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O、H＋＋OH－=H2O、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋=CO2↑＋H2O。3．浓硫酸的特性（1）吸水性：浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分，可用于作干燥剂。（2）脱水性：浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。（3）强氧化性①与金属Cu反应的化学方程式为2H2SO4(浓)＋Cueq\o(=,\s\up9(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。反应中氧化剂是浓硫酸，还原剂是Cu，还原产物为SO2。②与非金属的反应浓硫酸与木炭反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up9(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。反应中氧化剂为浓硫酸，还原剂为C，还原产物为SO2。【注意】浓硫酸吸水性和脱水性的区别：吸水性：浓硫酸吸取物质中本身存在的水或结晶水的性质。脱水性：浓硫酸将组成有机物的H、O元素按原子个数比2∶1以“H2O”的形式脱去的性质。结论：二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。4．常见的硫酸盐（1）石膏(化学式为CaSO4·2H2O)，加热失水变为熟石膏(化学式为2CaSO4·H2O)，应用于制作各种模型和医疗用的石膏绷带，工业上还用于调节水泥的硬化速率。（2）硫酸钡又称“重晶石”或“钡餐”，用于生产其他钡盐的原料或消化系统X射线检查的内服药剂。（3）硫酸铜为白色粉末，CuSO4结合水后变为蓝色晶体胆矾(化学式为CuSO4·5H2O)，又称蓝矾。无水CuSO4可用于检验H2O的存在。胆矾和石灰乳混合制成一种常用的农药——波尔多液。5．探究1：蔗糖的脱水实验（1）蔗糖逐渐变黑。原因是浓硫酸具有脱水性：C12H22O11eq\o(→,\s\up9(浓硫酸))12C＋11H2O。（2）蔗糖体积膨胀，形成黑色疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体。原因是浓硫酸具有强氧化性，把C氧化成CO2，并有SO2气体放出。6．探究2：浓硫酸与Cu的反应（1）a中铜丝变黑，有气体逸出；b中品红溶液逐渐变为无色；c中溶液变为红色。（2）NaOH溶液棉团的作用是吸收尾气SO2，防止污染空气：SO2＋2OH－=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H2O。二、硫酸根离子的检验1．SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的检验（1）实验探究：①稀硫酸或Na2SO4溶液eq\o(→,\s\up9(BaCl2溶液))eq\o(→,\s\up9(稀盐酸))现象为有白色沉淀生成，加盐酸后白色沉淀不溶解。②Na2CO3溶液eq\o(→,\s\up9(BaCl2溶液))eq\o(→,\s\up9(稀盐酸))现象为有白色沉淀生成，加盐酸后白色沉淀溶解且放出气体。（2）SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的检验一般思路：待测液eq\o(→,\s\up9(先加稀盐酸),\s\do9(酸化))无沉淀无气体生成eq\o(→,\s\up9(BaCl2溶液))白色沉淀生成。2．粗盐中可溶性杂质的除去杂质加入的试剂化学方程式Na2SO4BaCl2溶液Na2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2NaClMgCl2NaOH溶液MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaClCaCl2Na2CO3溶液CaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaCl三、不同价态含硫物质的转化（一）自然界中硫的存在和转化1．硫的存在（1）在自然界中硫元素主要以化合态形式存在，通常以硫化物的形式存在，如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)。在地表附近，硫化物转化为硫酸盐，如石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等。（2）游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中。2．硫的转化火山口附近的硫单质会被大气中的氧气氧化成二氧化硫，二氧化硫可被进一步氧化成三氧化硫。（二）常见硫的价态及转化1．硫元素常见的化合价有－2、0、＋4和＋6，可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。利用氧化剂，可将硫元素从低价态转化到高价态；利用还原剂，可将硫元素从高价态转化到低价态。2．硫的不同价态所对应的常见化合物（1）含有－2价硫的物质有酸：H2S，盐：Na2S、NaHS等。（2）含有＋4价硫的物质有氧化物：SO2，酸：H2SO3，盐：Na2SO3、NaHSO3等。（3）含有＋6价硫的物质有氧化物：SO3，酸：H2SO4，盐：Na2SO4、NaHSO4等。3．不同价态硫元素之间的相互转化不同价态硫元素之间的相互转化主要通过氧化还原反应实现。上述转化中，从左到右，硫元素化合价升高，需加入氧化剂。从右到左，硫元素化合价降低，需加入还原剂。4．相同价态硫元素之间的转化以上两种转化关系均属于相同价态硫元素之间的转化，从左到右的转化，加入碱可以实现；从右到左的转化，加入酸可以实现。考点1：硫酸的性质及制备【例1】下列关于浓硫酸和稀硫酸的说法正确的是()A．浓硫酸、稀硫酸都难挥发B．浓硫酸、稀硫酸都能氧化金属锌，反应的化学方程式相同C．浓硫酸、稀硫酸在加热时都能与铜反应D．浓硫酸、稀硫酸在常温下都能用铁制容器贮存【答案】A【解析】选项B，浓硫酸与锌反应生成二氧化硫，稀硫酸与锌反应生成氢气；选项C，稀硫酸与铜在加热条件下不反应；选项D，常温下稀硫酸能与铁反应，所以不能用铁制容器贮存稀硫酸。【例2】下列反应中，浓硫酸既表现强氧化性，又表现酸性的是()①2NaCl(固)＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋2HCl↑②C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O③Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O④2FeO＋4H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2OA．①② B．③④C．①③ D．②④【答案】B【解析】金属、金属氧化物(具有变价的金属元素处于低价态)与浓H2SO4反应时，浓H2SO4既表现强氧化性又表现酸性；非金属与浓H2SO4反应时，浓H2SO4只表现强氧化性。【例3】下图所示的装置是仿照工业制备硫酸的工艺流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。试填写下列空白：（1）写出工业上用FeS2制取SO2的化学方程式_______________________。（2）写出上图中部分装置的作用：①甲_________________；②丙和丁：______________________。（3）若丁装置在反应过程中出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直没有明显变化，产生这种现象的可能原因是：①丙中插入浓硫酸溶液的导管插得太深，使两个吸收瓶内的压强差较大，导致SO3从丁的水中冒了出来，与水形成酸雾；②__________________________。（4）上图装置中的甲和乙部分、丙和丁部分分别与工业制取硫酸的装置相对应，甲和乙相当于_______________；丙和丁相当于_____________________。（5）在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是__（填下列各项的序号）。A．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率【答案】4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2干燥SO2和O2吸收SO3并做对照实验浓硫酸对SO3的吸收效果远好于水的吸收效果，SO3被浓硫酸充分吸收接触室吸收塔D【解析】（1）黄铁矿的主要成分为FeS2，被氧气氧化为Fe2O3和SO2，反应的方程式为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2。（2）甲中浓硫酸的作用是干燥SO2和氧气；用浓H2SO4吸收SO3，无酸雾；用水吸收SO3会产生酸雾，因此丙和丁装置的作用是吸收SO3并做对照实验。（3）根据题意可知另一个原因可能是浓硫酸对SO3的吸收效果远好于水的吸收效果，SO3被浓硫酸充分吸收。（4）黄铁矿的煅烧在接触室内进行，SO3的吸收在吸收塔内进行，因此甲和乙相当于接触室；丙和丁相当于吸收塔；（5）A、将硫铁矿粉碎可以增大反应物的接触面积，使燃烧速率更快，反应更充分，A错误；B、净化SO2的主要目的是防止杂质使催化剂中毒，B错误；C、催化剂只能提高反应速率，不能提高SO2的转化率，C错误；D、SO3用98%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收完全，D正确，答案选D。浓硫酸的酸性、强氧化性的判断方法（1）若反应产物中生成硫酸盐，则“浓硫酸→硫酸盐”变化过程中硫元素化合价未变化，体现了浓硫酸的酸性。（2）若反应产物中生成低价态硫的化合物或硫单质，则该变化过程中硫元素化合价降低，体现了浓硫酸的强氧化性。1．下列关于硫酸的叙述正确的是()A．稀硫酸具有强氧化性 B．浓硫酸可用铁罐贮存C．稀硫酸能使蔗糖脱水 D．SO2溶于水，可得到稀硫酸【答案】B【解析】A项，浓硫酸具有强氧化性，错误；B项，浓硫酸使铁发生钝化，故可用铁罐贮存；C项，稀硫酸没有脱水性，不能使蔗糖脱水，错误；D项，SO2溶于水，可得到亚硫酸，错误。2．小强同学为了区别稀硫酸与稀盐酸，设计了如下图所示的四组实验方案，其中能达到目的的是()【答案】C【解析】A中都会产生气泡不能区别；B中溶液都能变为红色不能区别；C中硫酸中会产生沉淀，而盐酸则不能产生沉淀；二氧化碳不能和酸反应，因此D中没有明显现象。3．下列实验事实说明浓硫酸具有脱水性的是()A．浓硫酸放置在空气中浓度变小B．浓硫酸可以干燥SO2、CO2、H2C．常温下可将浓硫酸盛放在密封的铝制容器中D．浓硫酸可以使蔗糖变黑【答案】D【解析】A、B项说明浓硫酸有吸水性；C项说明浓硫酸有强氧化性；D项中蔗糖是有机物，浓硫酸将其中的H、O元素按原子个数比2∶1脱出，剩下了黑色的炭，说明浓硫酸有脱水性。4．下列对浓硫酸的叙述正确的是()A．常温下，浓硫酸与铁、铝不反应，所以铁质、铝质容器能盛放浓硫酸B．浓硫酸具有强氧化性，SO2、H2、CO具有还原性，故浓硫酸不能干燥SO2、H2、COC．浓硫酸和锌片反应既表现出酸性，又表现出氧化性D．浓硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2时，浓硫酸表现出强氧化性【答案】C【解析】常温下，浓硫酸与Fe、Al发生“钝化”属于化学变化，A项不正确；浓H2SO4与SO2、H2、CO不反应，可以作干燥剂，B项不正确；锌与浓硫酸发生反应，部分H2SO4被还原生成SO2，起氧化剂的作用，还有一部分H2SO4生成ZnSO4，起酸的作用，C项正确；实验室中用浓硫酸与固体亚硫酸钠反应来制取二氧化硫，在两种反应物中硫元素处于相邻价态，根据氧化还原反应规律知，它们之间是不可能发生氧化还原反应的，应为复分解反应，其原理是用难挥发性酸制易挥发性酸，强酸制弱酸，因而在此反应中浓硫酸体现的是难挥发性和酸性，D项不正确。6．向50mL18mol/L的浓硫酸中加入足量的铜并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量（）A．大于0.9mol B．等于0.45molC．在0.45mol与0.9mol之间 D．小于0.45mol【答案】D【解析】Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O，被还原的硫酸的物质的量理论上应是参加反应的硫酸的一半，但随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐降低，而铜与稀硫酸并不反应，因此，被还原的硫酸的物质的量应小于一半，则50mL

18mol/LH2SO4溶液中加入足量的铜片并加热后被还原的硫酸的物质的量应为：小于0.45mol。故选：D。7．浓硫酸和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4(浓)+CCO2↑+2H2O+2SO2↑。用如图所示装置设计一个实验，验证浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的各种产物。（1）这些装置的连接顺序（按产物气流从左到右的方向）是____→___→____→____。（填装置的序号）（2）装置②中要检验产物中有水蒸气，则放入的药品是______；装置③中要检验产物中有二氧化碳气体，则放入的药品是___________；实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是_______，B瓶溶液的作用是_________，C瓶溶液的作用是______________。【答案】④②①③无水硫酸铜粉末澄清石灰水检验二氧化硫的存在除去气体中的SO2证明SO2气体已完全除尽【解析】（1）验证浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的各种产物时，先验证水，再验证SO2，最后验证CO2，据此分析；（2）该实验中用无水CuSO4检验H2O，品红溶液用于检验SO2，用澄清石灰水检验CO2；为防止SO2对CO2的检验造成干扰，在检验CO2前除尽SO2，据此分析；【详解】（1）验证浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的各种产物时，先验证水，再验证SO2，最后验证CO2，故答案为：④；②；①；③；（2）该实验中用无水CuSO4检验H2O，品红溶液用于检验SO2，用澄清石灰水检验CO2；实验时可观察到装置①的A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，是因为为防止SO2对CO2的检验造成干扰，在检验CO2前除尽SO2，故A瓶溶液用于检验二氧化硫的存在，B瓶溶液的用于除去气体中的SO2，C瓶中品红溶液用于检验SO2是否除尽。故答案为：无水硫酸铜粉末；澄清石灰水；检验二氧化硫的存在；除去气体中的SO2；证明SO2气体已完全除尽。考点2：硫酸根离子的检验【例4】下列实验，能证明溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)的是()A．某溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀B．某溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加盐酸沉淀不溶解C．某溶液加入硝酸酸化，再加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生D．某溶液加入盐酸酸化，再加入BaCl2溶液有白色沉淀产生【答案】D【解析】能和氯化钡溶液产生白色沉淀的离子有Ag＋、SOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)等，A项错误。能和氯化钡溶液产生不溶于稀盐酸白色沉淀的离子有Ag＋、SOeq\o\al(2－,4)等，B项错误。硝酸具有强氧化性，能将亚硫酸根离子氧化生成硫酸根离子，所以不能确定原溶液中是否含有硫酸根离子，C项错误。先加盐酸酸化，能排除Ag＋、SOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)的干扰，再加氯化钡溶液产生白色沉淀说明含有硫酸根离子，D项正确。【例5】为了除去粗盐中的CaCl2、MgCl2、Na2SO4及泥沙，得到纯净的NaCl，可将粗盐溶于水，然后在下列操作中选取必要的步骤和正确的操作顺序()①过滤②加过量NaOH溶液③加适量盐酸④加过量Na2CO3溶液⑤加过量BaCl2溶液A．④②⑤ B．④①②⑤③C．②⑤④①③ D．①④②⑤③【答案】C【解析】除去MgCl2选用NaOH溶液，加过量的BaCl2溶液除去Na2SO4以后，过量的BaCl2将和CaCl2一起用Na2CO3溶液除去，过量的NaOH和Na2CO3通过加适量的盐酸除去。因此，操作⑤必须在操作④之前，过滤操作在加入适量盐酸之前进行。1．SOeq\o\al(2－,4)的检验方法2．物质提纯的原则3．除去粗盐中可溶性杂质(Na2SO4、MgCl2、CaCl2)的流程及目的：①溶解已除去泥沙的粗盐—便于除杂操作②加入过量的BaCl2溶液—引入Ba2+，除去SOeq\o\al(2－,3)③加入过量的NaOH溶液—引入OH-，除去Ba2+、Ca2+④加入过量的Na2CO3溶液—引入COeq\o\al(2－,3)，除去Ba2+、Ca2+⑤过滤——除去沉淀BaSO4、Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3⑥向过滤中加过量稀盐酸—引入H+，除去COeq\o\al(2－,3)，OH-⑦蒸发——除去HCl，得到提纯物质4．硫酸根离子检验应注意的三个问题（1）只加可溶性钡盐，不酸化，误将COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)等干扰离子判断成SOeq\o\al(2－,4)。因为上述离子也会产生BaCO3、BaSO3白色沉淀。（2）用硝酸代替盐酸酸化待检测溶液，会将SOeq\o\al(2－,3)误判成SOeq\o\al(2－,4)，因为硝酸是强氧化剂，能将SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)。（3）误将Ag＋判断成SOeq\o\al(2－,4)。例如：向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SOeq\o\al(2－,4)。其错误是若溶液中只含Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－=AgCl↓(白色)。1．用可溶性钡盐检验SOeq\o\al(2－,4)的存在时，先在待测溶液中加入盐酸，其作用是()A．形成较多的白色沉淀B．使形成沉淀的纯度更高C．排除SOeq\o\al(2－,4)以外的其他阴离子及Ag＋的干扰D．排除Ba2＋以外的其他阳离子的干扰【答案】C【解析】BaSO4和BaCO3都不溶于水，但前者不溶于酸，后者可溶于稀盐酸，另外AgCl也不溶于盐酸。因此，在待测液中先加入盐酸，可以排除COeq\o\al(2－,3)等离子及Ag＋的干扰。2．要除去NaCl溶液中混有的MgCl2，应选用的试剂和操作方法是()A．加入适量Na2SO4溶液后过滤B．加入适量NaOH溶液后过滤C．加入过量NaOH溶液后蒸发D．加入过量Na2CO3溶液后过滤【答案】B【解析】NaOH溶液与MgCl2发生反应生成Mg(OH)2沉淀，再用过滤的方法除去不溶于水的Mg(OH)2，即可除去MgCl2杂质。3．用可溶性钡盐检验硫酸根离子的存在时，先在待测溶液中加入盐酸，其作用是()A．形成较多的白色沉淀B．形成的沉淀纯度更高C．排除硫酸根离子以外其他阴离子及银离子的干扰D．排除钡离子以外的其他阳离子干扰【答案】C【解析】硫酸钡是不溶于酸的沉淀，加入盐酸和沉淀的多少没关系；盐酸未参与沉淀反应，和沉淀的纯度也没关系；Ag＋、SOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)等离子也能与氯化钡溶液反应产生白色沉淀，应先加入盐酸酸化，排除上述离子的干扰。4．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)，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。5．为除去下列待提纯物质中的杂质(括号内为杂质)，选用的试剂及操作方法均正确的是()选项待提纯的物质选用的试剂操作方法ACaO(CaCO3)水溶解、过滤、结晶BCu(CuO)稀盐酸溶解、过滤、洗涤、干燥CCuSO4(H2SO4)氢氧化钠溶液过滤DCO(H2)氧气点燃【答案】B【解析】A项中CaO与水反应生成Ca(OH)2，CaCO3不溶于水；C项中CuSO4与NaOH反应生成Cu(OH)2和Na2SO4；D项中CO与O2反应生成CO2。故只有选项B正确。考点3：不同价态含硫物质的转化【例6】下列元素在自然界中能够以单质形式存在的是()A．Na B．SC．Al D．Cl【答案】B【解析】Na、Al、Cl以氧化物或盐的形式存在于自然界，S可以以单质形式存在于地壳深处。【例7】硫在空气中燃烧生成气体A，把A溶于水得溶液B，向B中滴加溴水，溴水褪色，B变成C，在C里加Na2S产生气体D，把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。下列按A、B、C、D、E顺序排序的是()A．SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、SB．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、SC．SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3D．SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3【答案】B【解析】硫在空气中燃烧生成SO2，SO2溶于水得H2SO3，向H2SO3中滴加溴水生成H2SO4和HBr，在H2SO4溶液中加Na2S产生气体H2S，H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S，B项正确。【例8】已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是()A．X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水，一定可以观察到白色沉淀产生D．工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂【答案】D【解析】由题意知X为浓H2SO4。A项，浓H2SO4使蔗糖变黑主要体现了脱水性；B项，浓H2SO4在室温下使Fe钝化；C项，CO2通入少量澄清石灰水中生成可溶性Ca(HCO3)2；D项，SO2与O2反应的条件为高温、常压、催化剂。【例9】人们认识和应用物质常从两方面入手，一是从物质的类别认识该物质可能跟哪些物质发生反应；二是从物质所含元素的化合价分析该物质是否具有氧化性或还原性。如图所示是硫元素的各个价态与物质类别的对应关系：（1）写出指定物质的化学式：A________，B________。（2）D转化为硫酸是酸雨形成的重要过程之一，写出其反应的化学方程式：____________________。（3）若C是铜盐，试写出任意一个由H2SO4→C的化学方程式：_______________________________。（4）为进一步减少SO2的污染并变废为宝，我国正在探索在一定条件下用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2。写出该反应的化学方程式：_____________________________________________________。【解析】A中的S的化合价为＋6价且可以转化为H2SO4，又可以和SO2互相转化，因此A为SO3；B中的硫的化合价为－2价且为气态氢化物，因此B为H2S；C为铜盐且由H2SO4得到，因此为CuSO4；由于D是由SO2转化得到，且D转化为H2SO4是形成酸雨的重要过程之一，因此D为H2SO3，E为亚硫酸盐。【答案】(1)SO3H2S(2)2H2SO3＋O2=2H2SO4(3)Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O(4)2CO＋SO2eq\o(=,\s\up7(一定条件))S＋2CO2巧用转化关系模型图进行物质之间连续转化的推断1．直线型转化关系S(固体)eq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4或H2Seq\o(→,\s\up7(O2))S(固体)eq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO42．交叉型转化关系图3．三角型转化关系4．硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系1．如图有关硫元素循环的说法不合理的是()A．煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2B．动物尸体腐败过程产生的H2S气体会进入大气C．循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应D．大气中的硫元素会全部转化成H2SO4随雨水降到土壤里【答案】D【解析】D项，大气中的硫元素部分转化成H2SO3随雨水降到土壤里，错误。2．用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径，某些反应条件和产物已省略。下列有关说法不正确的是()途径①：Seq\o(→,\s\up7(浓HNO3))H2SO4途径②：Seq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4途径③：FeS2eq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4A．途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性B．途径②、③的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来降低成本C．由途径①、②、③分别制取1molH2SO4，理论上各消耗1molS，各转移6mole－D．途径②、③比途径①污染相对小且原子利用率高，更能体现“绿色化学”的理论【答案】C【解析】途径①属于浓硝酸和非金属单质的反应，表现了浓硝酸的强氧化性，A项正确；途径②、③的第二步反应为可逆反应，通过增大O2的浓度来提高SO2的转化率，降低成本，B项正确；由途径①、②分别制取1molH2SO4，理论上各消耗1molS，各转移6mole－，而途径③转移7mole－，C项错误。3．如图W、X、Y、Z为四种物质，若箭头表示能一步转化的常见反应，其中常温下能实现图示转化关系的是()选项WXYZASSO2SO3H2SO4BNaNa2O2NaOHNaClCFeFeCl3Fe(OH)2FeCl2DAlAlCl3NaAlO2Al2(SO4)3【答案】D【解析】A项，S生成SO2需要点燃，不能一步生成SO3或H2SO4；B项，Na生成Na2O2需要加热；C项，Fe生成FeCl3需要点燃且不能一步生成Fe(OH)2。4．A为非金属单质，B是一种具有还原性的二元含氧弱酸，D为一种非金属氧化物的气体，E为白色沉淀。它们之间的转化关系如图。（1）写出下列物质的化学式：A：________，D：________；E：________。（2）写出B→E的离子方程式：____________________________________。【答案】(1)SSO2BaSO3(2)H2SO3＋Ba2＋＋2OH－=BaSO3↓＋2H2O1．区别浓硫酸和稀硫酸，既简单又可靠的方法是()A．与铜片反应B．与石蕊溶液反应C．用玻璃棒各蘸少许涂在纸上D．加入锌片看是否有气体生成【答案】C【解析】浓硫酸具有脱水性，涂在纸上，使其变黑色，稀硫酸涂在纸上无明显变化。2．下列现象和用途中，浓硫酸表现脱水性的是()A．实验室制取氯气时浓硫酸作干燥剂B．浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑C．浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变为白色粉末D．浓硫酸在常温下使Fe、Al钝化【答案】B【解析】区别浓硫酸的脱水性和吸水性，要看原物质中是否有水分子。一般来说，脱水性是对有机物而言，其中的氢、氧两种元素按原子个数比2∶1即以H2O的形式脱去，无机物失水一般为吸水性，如CuSO4·5H2O失去结晶水，C不正确；A中浓硫酸表现吸水性；D中浓硫酸表现强氧化性；只有B中浓硫酸表现脱水性。3．向盐酸中加入浓硫酸时产生白雾，下列叙述不属于产生该现象的原因是()A．浓硫酸具有脱水性B．浓硫酸具有吸水性C．盐酸具有挥发性D．气体的溶解度随温度升高而降低【答案】A【解析】向盐酸中加入浓H2SO4，浓H2SO4稀释放热，再者浓H2SO4具有吸水性，可使HCl挥发出来。4．浓硫酸和2mol·L－1的稀硫酸，在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图。分析a、b曲线变化的原因是()A．a升华、b冷凝 B．a挥发、b吸水C．a蒸发、b潮解 D．a冷凝、b吸水【答案】B【解析】在两种溶液中都存在吸水和水分挥发两个过程，只不过在浓硫酸中以吸收水分为主，溶液质量增加；而2mol·L－1稀硫酸中以水分挥发为主，质量减小。5．某同学进行了如图所示的实验，由实验现象得到的结论中正确的是()A．原溶液中一定只含有SOeq\o\al(2－,4)B．原溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)和Cl－C．原溶液中一定只含有Cl－D．原溶液中可能含有SOeq\o\al(2－,4)，也可能含有Cl－【答案】D【解析】能够与氯化钡反应生成不溶于稀盐酸的沉淀的离子有SOeq\o\al(2－,4)或Ag＋，由于步骤①中加入氯化钡溶液，引进了Cl－，步骤③也无法确定是否存在氯离子，所以无法确定原溶液中一定存在的离子。6．下列关于硫及其化合物的说法中不正确的是()A．硫粉在过量的纯氧中燃烧也不能生成三氧化硫B．SO2既可以是含硫物质的氧化产物，也可以是含硫物质的还原产物C．二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了其漂白性D．自然界中存在可溶于CS2的游离态的硫【答案】C【解析】硫粉燃烧生成二氧化硫，二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，故A正确；二氧化硫的生成可以是浓硫酸被还原生成，也可以是硫单质被氧化生成，故B正确；二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了酸性氧化物与碱反应的性质，与漂白性无关，故C错误；自然界中存在游离态的硫，如火山口存在游离态的硫，且S易溶于CS2，故D正确。7．根据SO2通入不同溶液中实验现象，所得结论不正确的是()实验现象结论A含HCl、BaCl2的FeCl3溶液产生白色沉淀SO2有还原性BH2S溶液产生黄色沉淀SO2有氧化性C酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色SO2有漂白性D品红红色褪去SO2有漂白性【答案】C【解析】A项，溶液中SO2被FeCl3氧化生成SOeq\o\al(2－,4)，再与BaCl2反应产生白色沉淀，体现了SO2的还原性，正确；B项，SO2与H2S溶液发生反应SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O，体现了SO2的氧化性，正确；C项，SO2使酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性，错误；D项，体现SO2的漂白性，正确。8．探究浓硫酸和铜的反应，下列装置或操作错误的是()A．上下移动装置甲中的铜丝可控制生成SO2的量B．装置乙可用于收集SO2气体C．为确认甲中有CuSO4生成，将试管中的液体倒入装置丙中稀释，观察颜色D．利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出CuSO4·5H2O【答案】B【解析】可控制铜丝与溶液接触面积来控制反应速率，故A不符合题意；二氧化硫的密度比空气的大，因此用装置乙收集二氧化硫时，应长进短出，故B符合题意；将试管中的液体倒入装置丙中，若变蓝，则有硫酸铜生成，故C不符合题意；利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出硫酸铜晶体，故D不符合题意。9．浓硫酸分别和三种钠盐反应，下列分析正确的是()A．对比①和②可以说明还原性Br－>Cl－B．①和③相比可说明氧化性Br2>SO2C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性H2SO4>HClD．③中浓H2SO4被还原成SO2【答案】A【解析】①中试管上部有红棕色气体，为溴蒸气，说明浓硫酸可以将Br－氧化，②中试管上部无明显现象，说明浓硫酸不能将Cl－氧化成Cl2，否则应有黄绿色气体出现，所以对比①和②可以说明还原性Br－>Cl－，A项正确。③中发生的反应是：H2SO4(浓)＋Na2SO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋SO2↑＋H2O，不是发生氧化还原反应，不能说明氧化性Br2>SO2，B、D项错误。②中试管口出现白雾，为HCl遇水蒸气形成盐酸小液滴，②中反应原理是高沸点难挥发性酸制易挥发性酸，复分解反应中生成挥发性物质，反应方程式：H2SO4(浓)＋NaCleq\o(=,\s\up7(△))NaHSO4＋HCl↑，不能说明酸性H2SO4>HCl，C项错误。10．一定量的锌与100mL18.0mol·L－1的浓H2SO4充分反应后，锌完全溶解，同时生成标准状况下的气体33.6L。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液中c(H＋)＝0.1mol·L－1。则下列说法中不正确的是()A．反应中消耗的硫酸的物质的量为1.75molB．生成的气体中SO2和H2的体积比为1∶4C．最终溶液中Zn2＋浓度为1.5mol·L－1D．反应中转移电子的物质的量为3mol【答案】B【解析】锌与浓硫酸发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，硫酸浓度降低，发生反应：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，生成气体为SO2和H2的混合物，物质的量为eq\f(33.6L,22.4L·mol－1)＝1.5mol。硫酸是二元酸，根据氢离子的浓度计算剩余硫酸的物质的量为n(H2SO4)＝eq\f(1,2)×1L×0.1mol·L－1＝0.05mol，所以消耗硫酸的物质的量为n(H2SO4)消耗＝0.1L×18.0mol·L－1－0.05mol＝1.75mol，A项正确；设混合气体中含有SO2的物质的量为x，H2的物质的量为y，根据气体总物质的量得：x＋y＝1.5mol；根据化学计量关系：2H2SO4(浓)～SO2，H2SO4～H2，可得：2x＋y＝1.75mol，解得x＝0.25mol，y＝1.25mol。生成的气体中有0.25molSO2,1.25molH2，SO2和H2的体积比为1∶5，B项错误；据化学计量关系：SO2～Zn，H2～Zn，溶解Zn的物质的量为(0.25＋1.25)mol＝1.5mol，最终溶液体积为1L，所以最终溶液中Zn2＋浓度为1.5mol·L－1，C项正确；由C项知参与反应的Zn的物质的量为1.5mol，所以反应中转移电子的物质的量为2×1.5mol＝3mol，D项正确。11．强热条件下，硫酸亚铁固体可发生如下反应：2FeSO4eq\o(=,\s\up7(高温))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑，若将此反应生成的气体通入BaCl2溶液中，则()①析出BaSO3沉淀②析出BaSO4沉淀③逸出SO3气体④逸出SO2气体A．①② B．②④C．①③ D．③④【答案】B【解析】SO2、SO3的混合气体溶于水，发生反应：SO3＋H2O=H2SO4，同时放出大量的热，使SO2的溶解度减小而逸出，又由H2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl知，析出的沉淀为BaSO4，在酸性溶液中不可能生成BaSO3沉淀。12．如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生成的水已略去)，其中说法正确的是()A．反应①说明SO2具有氧化性，反应②说明SO2具有酸性B．反应②中生成物n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)＝1∶1时，则反应物n(SO2)∶n(NaOH)＝1∶2C．反应③④⑤均属于氧化还原反应D．工业上可利用反应②和反应④回收SO2【答案】D【解析】A项，反应①中先变蓝后褪色，说明KIO3先转化为I2后转化为I－，SO2体现还原性，错误；B项，根据原子守恒，当n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)＝1∶1时，n(SO2)∶n(NaOH)＝2∶3，错误；C项，反应④不是氧化还原反应，错误；D项，利用反应②④，可以吸收SO2并回收利用，正确。13．如图是与浓硫酸反应的实验装置。已知：铜片足量，浓硫酸（浓度为）为。下列有关判断正确的是（）A．装置中盛装的是浓硫酸，作用是干燥B．装置为安全瓶，防止装置中的液体倒吸入装置中C．品红溶液可检验生成的，碱性棉球的作用是吸收空气中的酸性气体D．装置的作用是收集【答案】D【解析】装置A为浓硫酸和铜加热制备SO2，装备B中有长颈漏斗，与外界大气相连，为安全瓶，如果发生堵塞，可以看到长颈漏斗导管中的液面上升，C为集气瓶，SO2密度大于空气，所以长管进气，D验证SO2的漂白性，碱性棉球的作用是吸收SO2防止其污染环境。A．装置B为安全瓶，可观察反应过程中装置是否堵塞，A项错误；B．装置C为集气瓶，用来收集，B项错误；C．碱性棉球的作用是吸收，防止其逸出，污染环境，C项错误。D．装置C为集气瓶，用来收集SO2，D项正确。14．浓硫酸与下列物质作用时，既表现氧化性，又表现酸性的是()①红热的木炭②H2S气体③Cu④FeO⑤NH3⑥使木材炭化⑦CuSO4·5H2O⑧对铁、铝的钝化A．③④ B．①②⑤⑧ C．①②③④⑦ D．以上答案均不正确【答案】A【解析】硫酸中硫元素化合价降低，硫酸表现氧化性，有硫酸盐生成，硫酸表现酸性。①炽热的木炭与浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫；②H2S气体与浓硫酸反应生成硫和二氧化硫；③Cu和浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫；④FeO和浓硫酸反应生成硫酸铁和二氧化硫；⑤NH3与浓硫酸反应生成硫酸铵；⑥浓硫酸使木材炭化，浓硫酸表现脱水性；⑦CuSO4•5H2O与浓硫酸作用，浓硫酸表现吸水性；⑧铁、铝与浓硫酸发生钝化反应，浓硫酸表现强氧化性。15．下列各组气体在通常情况下既能用浓硫酸干燥又能用碱石灰干燥的是（）A．、、 B．、、C．、、 D．、、【答案】C【解析】能用浓硫酸干燥，又能用碱石灰干燥，说明不和酸反应，也不和碱反应；A．不能用碱石灰干燥，A不符合题意；B．所有气体都不能用碱石灰干燥，B不符合题意；C．所有气体不与浓硫酸，也不与碱石灰反应，可以用它们干燥，C符合题意；D．、不能用碱石灰干燥，D不符合题意。答案选C。16．（1）写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式___________________________________。（2）试用上图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气体从左至右的流向)是________→________→________→________(填装置的编号)。（3）实验室可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是________________________________________________________________________，B瓶溶液的作用是________________________________________________，C瓶溶液的作用是_____________________________________________。（3）装置②中所加的固体药品是________，可验证的产物是________，确定装置②在整套装置中的位置的理由是______________________________________________。（4）装置③中所盛溶液是____________，可验证的产物是________。【解析】C与浓硫酸发生反应：2H2SO4(浓)＋Ceq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。反应中的生成物有三种：SO2、CO2、H2O。在检验这三种产物时要避免相互干扰，如检验CO2时一般用澄清石灰水，而SO2也会使澄清石灰水变浑浊，所以在检验CO2之前必须先除去SO2；因在气体通过水溶液后，水蒸气会随之带出，所以必须在通过水溶液之前检验水的存在，由上述分析可知装置的连接顺序是④→②→①→③。【答案】（1）2H2SO4(浓)＋Ceq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O（2）④②①③（3）验证SO2的存在充分吸收SO2验证SO2是否已被吸收完全（4）无水硫酸铜水由于产物通过①③时会带出水蒸气，所以②必须放在①③之前（5）澄清石灰水CO217．向50mL浓硫酸(足量)中加入3.2gCu，在加热条件下充分反应：（1）反应消耗的H2SO4的物质的量是________mol，生成SO2的体积为________mL(标准状况下)。（2）若题干中浓硫酸的物质的量浓度为amol·L－1，投入足量的铜片加热，充分反应后，被还原的硫酸的物质的量n(H2SO4)________0.025amol(填“等于”“大于”或“小于”)。（3）将题干中反应后的溶液稀释到500mL，从中取出50mL，并向取出液中加入足量的BaCl2溶液，得到沉淀19.81g，则原浓硫酸的物质的量浓度为____________mol·L－1。【解析】(1)根据反应2H2SO4(浓)＋Cueq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，其中n(Cu)＝eq\f(3.2g,64g·mol－1)＝0.05mol，则反应消耗的H2SO4的物质的量n(H2SO4)＝2n(Cu)＝0.1mol，生成SO2的体积(标准状况下)V＝0.05mol×22.4L·mol－1＝1.12L＝1120mL。(2)n(H2SO4)＝0.05amol，由于Cu与浓硫酸的反应中，溶质H2SO4不可能全部参加反应，且被还原的H2SO4为参加反应的H2SO4的一半，故实际被还原的H2SO4的物质的量小于0.025amol。(3)因为n(BaSO4)＝eq\f(19.81g,233g·mol－1)≈0.085mol，则题干中反应后的溶液中n(SOeq\o\al(2－,4))＝0.085mol×eq\f(500mL,50mL)＝0.85mol，又n(SO2)＝0.05mol，所以原溶液中H2SO4的物质的量：n(H2SO4)＝n(SOeq\o\al(2－,4))＋n(SO2)＝0.9mol，c(H2SO4)＝eq\f(0.9mol,0.05L)＝18mol·L－1。【答案】(1)0.11120(2)小于(3)1818．形成酸雨的原理之一可简单表示如下：回答下列问题：（1）酸雨的pH________(填“＞”“＜”或“＝”)5.6。（2）D物质的化学式为____________________。（3）反应②的化学方程式为_______________________________________________。（4）现有某地含C的酸雨水样1m3，其中c(H＋)＝0.005mol·L－1，若用生石灰处理该水样至中性，理论上需生石灰________kg。【解析】由图可知，A为SO2，B为SO3，C为H2SO4，D为H2SO3。(4)CaO～H2SO4～2H＋0．056kg2molm(CaO)0.005mol·L－1×1×103L解得m(CaO)＝0.14kg。【答案】(1)＜(2)H2SO3(3)2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3(4)0.1419．如图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为4∶5，化合物D是重要的工业原料。（1）写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式：____________________________。（2）写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式：________________________________________________________________________。（3）写出一个由D生成B的化学方程式：_____________________________________________________________________________________________________________。（4）将5mL0.10mol·L－1的E溶液与10mL0.10mol·L－1的NaOH溶液混合。写出反应的离子方程式：____________________________________________________；【解析】常见的固态单质除了金属之外还有少数非金属，而能在空气中反应生成气体化合物的只有C、S。由A在加热条件下可与氢气反应，知A应为S，且B和C的相对分子质量之比为4∶5，即B为SO2、C为SO3；则化合物E为H2SO3。将5mL0.10mol·L－1的E(H2SO3)溶液与10mL0.10mol·L－1的NaOH溶液混合，两者恰好完全反应，得到Na2SO3溶液。【答案】(1)H2＋Seq\o(=,\s\up7(△))H2S(写成可逆反应也正确)(2)H2SO3＋2H2Seq\o(=,\s\up7(△))3S↓＋3H2O(3)C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O或Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O等(4)H2SO3＋2OH－=SOeq\o\al(2－,3)＋2H2O20．如图为铜丝与浓硫酸反应并验证其产物性质的实验装置。（1）①中反应的化学方程式是___。（2）②中饱和NaHSO3溶液的作用是除去①中挥发出的硫酸