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文档简介

考向11硫及其化合物

[2022江苏卷】实验室制取少量SO?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

甲乙丙

A.用装置甲制取SO?气体B.用装置乙制取SO2水溶液

C.用装置丙吸收尾气中的S()2D.用干燥pH试纸检验SO?水溶液的酸性

【答案】C

【详解】

A.60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应:H2SO4+2NaHSO3=Na2SO4+2SO2t+2H2O,因此装置甲可以制取SO?气

体,A正确;

B.气体通入液体时“长进短处”,装置乙可以制取S0?水溶液,B正确;

C.SO?不会与饱和NaHSCh溶液发生反应,因此装置丙不能吸收尾气中的SO?,C错误;

D.S0?水溶液显酸性,可用干燥的pH试纸检验其酸性,D正确;

答案选C。

体系构建

知识点一硫及其氧化物

1.硫单质

(1)硫元素存在形态

①游离态:硫单质俗称硫黄,主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。

②化合态:主要以硫化物和硫酸盐的形式存在,有关化学式如下:

硫铁矿黄铜矿石膏芒硝

FeSgCuFeS?CaSO4・2H?ONa2so410H2。

(2)物理性质

颜色状态溶解性

黄色晶体丕溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2

(3)化学性质

氧化性<,还原性■।

H,S---------S----------S(),

Cu:2Cu+S^^Cu2s

①能与金属反应<(■表现氧化性

、Fe:Fe+S-^^-FeS

O2:S+02^^S0?,表现还原性

②能与非金属反应,

、H2:S+FhA^HzS,表现氧化性

③能与强氧化剂反应(如浓硫酸):S+2H2SC)4(浓)3SCM+2H2O,表现还原性。

④能与NaOH溶液反应:3s+6NaOH=^=2Na?S+Na2so3+3H2O,表现氧化性和还原性。

[名师点拨](1)硫与变价金属反应时,生成低价态金属硫化物(如CU2S、FeS)。

(2)汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理。

2.二氧化硫(S02)

(1)物理性质

颜色气味毒性密度溶解性

无色有刺激性气味治毒比空气大_易溶于水

(2)化学性质

能与达。反序

SOj+I^O^^II2SO3

酸性氧化

能与NaOH

物通性NaOH过量:SC)2+2OH-:=zSOt+凡0

r:-

I(离子方程式5NaOH<!>ftSO2+OH^^=HSO3

|能与CaO反应

SO2+CaOCaSO3

氧化性能与H?S溶液反应

----------------------------►SO2+2H2S^=3S4+2II2O

so2-能与。2反感催化刑

A/JU2十(J2、----丁\----2-SO3

还原性能与氯水反走

(禹子方程式)”SO2+C12+2H2O:^=4H++SOf+2Cr

能与FeCl反应

2Fe3++SOz+2HzO^=2Fe2,+SO;+4H’

可使品红溶液等部分有色物质褪色,但不能使指

示剂褪色(如SO?能使紫色石蕊试液变红),加热

被SO?漂白后的品红溶液,现象;恢复原来的红色

[名师点拨]三类漂白剂的区别

类型原理举例特点备注

HC1O、NaClO、

将有机色质内部“生不可逆、无选

氧化型

Ca(ClO)2>

色团”破坏掉持久择性

NazCh、H2O2、O3等

与有机色质内部“生

可逆、有选

加合型色团”“化合”成无色

SO2

不持久择性

物质

将有色物质吸附而褪物理吸附

吸附型活性炭

色变化色素

(3)实验室制备与探究流程

发生装置(原理)性质探究尾气处理

rVa2SO3

珪茎溶液蓬岂溶液使苜雷―W溶液

与体的建装置还原性氧化性漂白性尾气

探究装置探究装置探究装置吸收装置

①酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2

具有还原性,反应的离子方程式为

Na2s。3固体2+

2MnOi+5SO2+2H2O=2Mn+

与左右的

70%5SO1-+4H+;用NaOH

浓硫酸反应:

②Na2s溶液中有淡黄色浑浊生成,证溶液吸收

Na2SO3+H2SO4

明so2具有氧化性,化学方程式为尾气

^=Na2sO4+3SC)2+2Na2s=2Na2so3+3SL

SO2t+H2O

③品红溶液褪色,证明SO2具有漂

白性,但褪色后的液体加热后又会

恢复红色

[名师点拨]用70%左右的浓硫酸而不用98.3%的浓硫酸或稀硫酸的原因:若用98.3%的浓硫酸,因其

含水少,硫酸主要以分子形式存在,H卡浓度很小,难以反应。若用稀硫酸,则含水量多,因SO2易溶于水,

不利于SO2的逸出。

3.硫的氧化物的污染与治理

(1)硫的氧化物的来源、危害及治理

来源^—化石燃料的燃烧及含硫矿石的冶炼等

危害—危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)

燃煤脱硫、改进燃烧技术、废气中二氧化硫

治理

的回收处理等

(2)硫酸型酸雨的形成过程:

()•)H.O

f():—H2s()4

S()

2H.O

—*■11?S()3-----2s(L

知识点二硫酸硫酸根离子的检验

1.硫酸的物理性质

(1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高,难挥发。

(2)溶解性:浓H2s04与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热。

(3)浓硫酸的稀释方法:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。

2.稀H2s04具有酸的通性

硫酸是强电解质,在水溶液中的电离方程式为H2so4=2才+50干,能与指示剂、金属、碱性氧化物、

碱、盐等物质发生反应。

f使石,蕊试液变互色

与金属反应(Zn)_.

----►Zn+H2s()]===ZnS()j+t

与金属氧化物

硫Cu()+H2s()]-=CuS()j+H()

被反应(Cu())2

与碱反应

—>CU(()H)?+H9SO4CuSO4+2H2()

[CU(()H)2]---------------------------

与盐反应

一CuC(%+ILSQiCuSO|+H()+a)>t

(CuC()s)------------L2

3.浓H2s04的特性

L吸水性:常用作干燥剂.但不能干燥\H;s、H?S、HI等

浓-脱水性:将有机物中的H、()以原子数2:1的比例

酸脱去.如使蔗糖变黑

二常温下.遇浓H2s(h锂化

L强氧化性一▲.十2H?S()〃浓)——

CuSO,+S()2f+2H2O

,,;△

(,C+2H?S()|(浓)

C()2£+2S()21+2H2()

[名师点拨]⑴H2s。4是高沸点、难挥发性的强酸,利用这一性质可以制取HC1和HF:H2SOM浓)+

NaCl=^=NaHSO4+HClt.CaF?+H2so4-CaSO4+2HFf。

(2)由“量变”引起的“质变”:金属(如Cu、Zn等)与浓H2sO4反应时,开始阶段产生S02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。

4.硫酸的工业制备

(1)工艺流程

硫铁矿或单质硫

(制SO?)

so3

贮存室

[名师点拨]工业上用98%的硫酸吸收S03,可以避免用水吸收S03产生的酸雾腐蚀设备,并且可以提

高吸收率。

(2)反应原理

①燃烧硫铁矿(FeS?)或硫制备S02:

4FeS2+112Fe?C)3+8sO2或S+0,=^=S02»

催化剂

②S02转化为S03:2so2+02a2sO3。

③SO3被吸收生成H2SO4:SO3+H2O=H2SO4»

5.SO,的检验

4

(1)检验方法

2-

检验SO,的正确操作方法:被检液加足量盐酸酸化,取清液滴加BaC12溶液有无白色沉淀产生(判断

2-

有无so")

4

(2)检验误区

2~2~2~

只加可溶性领盐、而不导致将C0,、so,等干扰离子判断成so,。因上述

误区1334

先加盐酸酸化离子会产生BaCCh、BaSO3白色沉淀

如向待测液中滴加BaCL溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便

2~2-2-

误区2

误将Ag+判断成S04断定含so,。其错误是未注意溶液中不含so,,而含

Ag+时也会产生同样的现象:Ag++Cl=AgCl](白色)

如先用稀硝酸酸化,再加入BaCb溶液或向待测液中滴加

2-

用稀盐酸酸化的Ba(NCh)2溶液生成白色沉淀,便误以为

误将S03

2--

误区32-

有SO,。该错误是未注意NO,在酸性环境中具有强氧

判断成so,43

42-2~

化性,将so,氧化成so,而产生干扰

34

6.重要的硫酸盐

化学式俗名颜色主要性质用途

2CaSO4H2O+

塑像、模型、粉

2CaSO4H2O熟石膏白色3H2O=2(CaSO4-2H2O

笔、医疗绷带等

)

2(CaSO4-2H2O)=^=

CaSO4-2H2O生石膏白色水泥添加剂

3H2O+2CaSO4H2。

暴露在空气中被氧化用于配制蓝黑

FeSO4-7H2O绿矶浅绿色

为三价铁盐墨水,补血剂

配制波尔多液,

胆矶、蓝研蓝色

CUSO4-5H2OCUSO4-5H2O=^=

镀铜液

5H2O+CUSOM白)

造纸,制缓泻

Na2SO4-10H2O芒硝白色—

齐IJ、合成洗涤剂

KA1(SO4)212H2O明帆白色—净水剂

知识点三硫及其化合物的相互转化及应用

1.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系

价态

H2s。4一so3Na2s。4

只有氧化性一+6率1L

既有氧化性H2s。3*—so2Na2s。3

又有还原性11.

只有还原性-2

酸单质或氧化物盐物质类别

2.掌握硫及其化合物之间的转化规律

(1)相同价态硫的转化是通过与酸、碱反应实现的

如:

NAQH

SQ2WLH2SO3®>Na2SO3®g^NaHSO3

'③H2sO4

②、③、④反应的化学方程式分别为

②H2SO3+2NaOH=Na2SO3+2H2O;

③Na2sO3+H2s04=Na2so4+H20+SO2T;

©S02+Na2sO3+H2O=2NaHSO3。

(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的

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,可用下图表示

①。2(不足)

如:H2s④出、△

③、④、⑤反应的化学方程式分别为

催化剂

③2SO2+O2△2so3;

@S+H2=^=H2S;

⑤SO?+2H2s=3S1+2H2O,

[名师点拨](1)同种元素相邻价态的微粒间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和Sth、SO2和浓硫

酸之间不发生氧化还原反应。

⑵当硫元素的高价态微粒与低价态微粒反应时,一般生成中间价态,如2Na?S+Na2sCh+

3H2so4=3Na2so4+3SJ.+3H2O。

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)的说法正确的是()

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,可减少酸雨和温室气体

2.下列能够确定溶液中一定含有SO4的事实是()

A.取少量试液,加入用盐酸酸化的氯化馍溶液,有白色沉淀生成

B.取少量试液,加入氯化钢溶液,有白色沉淀生成,再加稀硝酸沉淀不消失

C.取少量试液,加入硝酸钢溶液,有白色沉淀生成

D.取少量试液,加入盐酸无明显现象产生,再加入氯化钢溶液,有白色沉淀生成

3.天然气因含有少量H2s等气体开采应用受限。T.F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫,其原理如

图所示。下列说法不正确的是()

A.该脱硫过程需要不断添加Fe2(SO4)3溶液

B.脱硫过程02间接氧化H2s

C.亚铁是血红蛋白的重要组成成分,FeSC>4可用于治疗缺铁性贫血

D.《华阳国志》记载“取井火煮之,一斛水得五斗盐”,说明我国古代已利用天然气煮盐

4.已知2FeSO4奥辿

)

A.用装置甲高温分解FeSCU,点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N?

B.用装置乙可检验分解产生的S02,现象是石蕊溶液先变红后褪色

C.用装置丙可检验分解产生的SO3,现象是产生白色沉淀

D.用装置丁可吸收尾气,避免污染环境

5.下列实验操作、现象与结论均正确的是()

编号实验操作实验现象实验结论

向酸性KMnCU溶液中通入

A紫红色褪去S02具有漂白性

SO2

酸性:H2S>

B向C11SO4溶液中通入H2s出现黑色沉淀

H2SO4

向碘水溶液中加入CCI4,振碘在CC14中的溶解度大于

C上层褪色,下层变紫

荡它在水中的溶解度

向装有蔗糖的烧杯中加入浓

D出现"黑面包''现象浓H2s04具有吸水性

H2so4

1.(江西省九江市2022届第二次高考模拟统一考试)实验室制取下列气体方法可行的是

选项气体方法

A氢气向铁粉中滴加稀硝酸

B二氧化硫向亚硫酸钠固体中滴加70%硫酸

C硫化氢向硫化铜中滴加稀硫酸

D二氧化碳向块状碳酸钙固体中滴加稀硫酸

2.(浙江省绍兴市2022届高三选考科目适应性考试)下列推理合理的是

A.NaCl固体与浓H2s04加热可制HC1,则Nai固体与浓H2s加热制HI

B.Na2O2与CO2反应生成Na2co3和02,则Na2O2与SO2反应生成Na2so3和。2

C.实验室可利用A1CL与足量氨水反应来制备A1(OH)3,则也可利用CuCb与足量氨水反应生成CU(OH)2

D.Fe与S反应生成FeS,则Cu与S反应生成Cu2s

3.(重庆市天星桥中学2021-2022学年高三下学期学业质量调研)实验室中为研究不同物质之间的反应进

行如下实验。下列说法正确的是

0.1molNa2SO3(s)稀硫酸RMnO/H,)溶液

JJ,J

隔绝空气加热|f固体甲f隐石气体乙~>砺1<~气体丙一丽

JJ个

Na2SO4(s)固体丁双氧水

A.丙为还原产物,丁为氧化产物

B.上述有4个氧化还原反应

C.每生成标准状况下5.6L气体丙,消耗0.2molKMnO,

D.若O.lmolNa2s0、完全反应,转移0159个电子(以为阿伏加德罗常数的值)

4.下图是一种综合处理S02废气的工艺流程。下列说法正确的是()

含SO2的尾气空气

A.向溶液B中滴加KSCN溶液,溶液可能变为红色

+2+3+

B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H+2Fe+O2=2Fe+2H2O

C.溶液酸性:A>B>C

D.加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A

5.已知2FeSO4望生FezCh+SChT+SChT。下列有关操作、装置、原理及对现象的表述正确的是()

A.用装置甲高温分解FeSO_»,点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N?

B.用装置乙可检验分解产生的SO2,现象是石蕊溶液先变红后褪色

C.用装置丙可检验分解产生的S03,现象是产生白色沉淀

D.用装置丁可吸收尾气,避免污染环境

j真题练

1.(2022•全国乙卷)某白色粉末样品,可能含有Na2s0八Na2so,、NazSQ?和Na2co,。取少量样品进

行如下实验:

①溶于水,得到无色透明溶液

②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出。离心分离。

③取②的上层清液,向其中滴加BaCl?溶液有沉淀生成。

该样品中确定存在的是

A.Na2so4、Na2S2O3B.Na2SO3xNa2s必

C.Na2so4、Na,CO,D.Na2SOvNa2cO3

2.(2022•广东卷)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

品红浓NaOH

bd

紫色酸性安全

石蕊KMnO4气球

A.Cu与浓硫酸反应,只体现H4O4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H?O生成

3.【2018浙江高考真题】下列反应中能产生二氧化硫的是

A.氧化铜和稀硫酸反应B.亚硫酸钠和氧气反应

C.三氧化硫和水反应D.铜和热的浓硫酸反应

4.【2020天津高考真题】检验下列物所选用的试剂正确的是

待检验物质所用试剂

A海水中的碘元素淀粉溶液

BSO2气体澄清石灰水

C溶液中的CM+氨水

D溶液中的NH;NaOH溶液,湿润的蓝色石蕊试纸

5.12020浙江高考真题】100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式为H2s[O,或H2so「SOQ。下列说

法不正确的是()

A.焦硫酸具有强氧化性

B.Na2s2。7水溶液呈中性

C.Na2s2。7可与碱性氧化物反应生成新盐

D.100%硫酸吸收S。,生成焦硫酸的变化是化学变化

J参考

基础练

1.【答案】A

【解析】由题图可知,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为植物中的R)-S-R2,

促进了硫的循环,故A说法正确;硫循环中硫的化合物存在含硫有机物,故B说法错误;硫循环中硫元素

既存在被氧化的过程,也存在被还原的过程,如含硫杆菌及好氧/厌氧菌将硫酸盐还原为R1-S-R2,故C说法

错误;烧煤时加石灰石,分解产生的CaO可以吸收S02,但分解的同时会产生温室气体CO2,故D说法错

误。

2.【答案】D

2-2~

【解析】SO4的检验,先用稀盐酸酸化,直到没有现象为止,排除Ag+、C03等的干扰,再加入氯化银

溶液,看是否生成白色沉淀。直接加入稀盐酸酸化的氯化铁溶液,不能排除Ag+的干扰,A错误;先加氯

化徵不能排除Ag+的干扰,B错误;加入硝酸钢,不能排除碳酸根、亚硫酸根等的干扰,C错误;加入盐酸

无明显现象,排除Ag+等的干扰,再加入氯化钢有白色沉淀,说明有S04,D正确。

3.【答案】A

【解析】T.F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫,Fe2(SO4)3氧化硫化氢,自身被还原成硫酸亚铁,

硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁,Fe2(SC>4)3可视为催化剂,该脱硫过程不需要不断添加Fe2(SOa)3溶液,A错

误;脱硫过程:FQ(SO4)3氧化硫化氢,自身被还原成硫酸亚铁,硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁,脱硫过程

间接氧化H2S,B正确;亚铁是血红蛋白的重要组成成分,起着向人体组织传送02的作用,若缺铁就可

能出现缺铁性贫血,需补充一定量的亚铁离子,C正确;天然气的主要成分为甲烷,甲烷燃烧放出热量,井

火为天然气燃烧出现的火焰,故说明我国古代已利用天然气煮盐,D正确。

4.【答案】A

【解析】A项,点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N2,排除装置中的空气,避免空气中氧气的干扰,

正确;B项,装置乙不能检验分解产生的SO?,产物中有S03会对SCh的检验造成干扰,并口.SO2只能使石

蕊溶液变红,错误;C项,SO3易溶于水,当混合气体经过乙时,S03会被吸收,所以要想检验S03,应该

把乙和丙的位置互换,借误;D项,装置丁中应该用饱和Na2s0a溶液,错误。

5.【答案】C

【解析】向酸性KMnCh溶液中通入SO2,紫红色褪去,体现S02的还原性,故A错误;酸性:H?S<H2s0」,

故B错误;碘在CCL,中的溶解度大于它在水中的溶解度,可用CCL萃取碘水中的碘单质,故C正确;向

装有蔗糖的烧杯中加入浓H2s0」,出现“黑面包”现象,体现浓H2s04的脱水性、强氧化性,故D错误。

提升绿

1.【答案】B

【详解】

A.硝酸具有强氧化性,与铁反应生成一氧化氮,无法生成氢气,故A错误;

B.亚硫酸钠固体与70%硫酸反应有利于较快的制备二氧化氯,且有利于二氧化硫逸出,故B正确:

C.硫化铜不能与稀硫酸反应,无法制备硫化氢气体,故C错误;

D.碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙附着在碳酸钙表面阻碍反应的继续进行,不能制得二氧化碳气体,故

D错误;

故选Bo

2.【答案】D

【详解】

A.浓硫酸具有强氧化性,能够将Nai氧化为12,不能用Nai固体与浓H2s0」加热制HI,故A错误;

B.Na2O2与SO2反应生成Na2s故B错误;

C.Cu(OH”溶于过量氨水,因此不能利用CuCb与足量氨水反应生成CU(0H)2,故C错误;

D.硫的氧化性较弱,只能将金属氧化到较低价态,因此Fe与S反应生成FeS,Cu与S反应生成Cu?S,故

D正确;

答案选D。

3.【答案】D

【分析】

该过程发生下列四个反应:"NazSOs与NazSO’+NazS、N%S+H2s0,=Na2s0,+H2sT、

占燃

+2+

6H+2MnO4+5H2O2=2Mn+5O2T+8H2O、2H,S+0,2S+2H,O;

【详解】

A.6H++2MnO;+5H2O2=2Mn2++5Oj+8H2O高钵酸钾与双氧水反应生成氧气,H2O2中-1价的0原子

失去电子发生氧化反应生成氧气,氧气为氧化产物,故A错误;

B.根据分析可知四个反应中N/S+凡5。4=Na2so,+不是氧化还原反应,故B错误;

C.n=-——=0.25/w/,由反应6H*+2MnO4+5H,O,=2Mn"+5O2T+8H,O可知

22.4L/mol

n(MnO;)=^x2=0.1mol.故C错误;

D.有反应可知4Na2sO3~6e「,若O.lmolNa2so?完全反应,转移n=?x6=0.15mol,即转移0.159个电

子,故D正确;

故答案为D

4.【答案】A

【解析】SO2与Fe3‘发生

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