2025年高考化学第一轮总复习：18硫酸含硫物质之间的转化

/2025年高考化学第一轮总复习：18硫酸含硫物质之间的转化1．(2025·湖南长沙检测)某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到实验目的的是()选项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]A项中水的量会减少，浓硫酸的量会增加；B项中滤纸片沾上浓硫酸后，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。2．(2025·江苏南通海门中学模拟)下列由废铁屑(除Fe外还含少量C、FeS等杂质)制取FeSO4·7H2O的原理与装置不能达到实验目的的是()A．用装置甲制取FeSO4B．用装置乙吸收尾气中的H2SC．用装置丙过滤得到FeSO4溶液D．用装置丁蒸发结晶获得FeSO4·7H2O[答案]D[解析]由图可知，装置甲为废铁屑与稀硫酸在80℃水浴中共热反应制备硫酸亚铁的装置，水浴加热的目的是增大反应速率，A不符合题意；由图可知，装置乙中盛有的硫酸铜溶液用于吸收硫化亚铁与稀硫酸反应生成的有毒的硫化氢，防止污染空气，B不符合题意；由图可知，装置丙为用抽滤的方法得到硫酸亚铁溶液，抽滤的目的是加快过滤的速率，C不符合题意；蒸发结晶获得绿矾应选用蒸发皿，不能选用坩埚，D符合题意。3．(2025·山东潍坊检测)实验小组设计了如图所示装置(部分夹持装置略去)制取SO2并验证其性质，下列分析正确的是()A．c试纸会先变红后褪色B．浓硫酸与Cu的反应只体现了浓硫酸的强氧化性C．d试纸变黄和e试纸褪色均体现了SO2的氧化性D．若X溶液为含有KSCN的FeCl3溶液，可检验SO2的还原性[答案]D[解析]二氧化硫为酸性氧化物，经过b中饱和亚硫酸氢钠溶液湿润后遇到蓝色石蕊试纸，蓝色石蕊试纸变红但是蓝色石蕊试纸变红后不会褪色，A错误；浓硫酸与Cu的反应中部分H2SO4得电子生成SO2体现强氧化性，部分硫酸中元素化合价不变，体现酸性，B错误；蘸有H2S溶液的试纸变黄体现SO2的氧化性，蘸有酸性KMnO4溶液的试纸褪色体现SO2的还原性，C错误；若X溶液为含有KSCN的FeCl3溶液，通入二氧化硫后，铁离子与二氧化硫反应生成硫酸根离子和亚铁离子，溶液红色褪去，说明SO2具有还原性，D正确。4．某实验小组利用下图装置探究浓硫酸与蔗糖反应生成的气体成分。下列说法不正确的是()A．使浓硫酸与蔗糖反应发生的操作是将a中的Y形管向左倾斜B．装置b中若出现白色沉淀，不可能是BaCO3或BaSO3C．装置d中出现浑浊，证明产生的气体中含有CO2D．装置e中可以盛放KMnO4溶液，f的作用为防倒吸[答案]C[解析]蔗糖为固体，浓硫酸和蔗糖混合，将Y形管向左倾斜，浓硫酸倒入含少量水的蔗糖中，A正确；CO2、SO2和氯化钡溶液均不反应，若装置b中出现白色沉淀，是SO2、O2和氯化钡反应生成的BaSO4，B正确；c中的品红溶液不能完全吸收SO2，SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊，C错误；污染性尾气为SO2，可以用NaOH溶液或酸性KMnO4溶液吸收，球形干燥管的作用为防倒吸，D正确。5．某研究性学习小组做铜与浓硫酸反应实验时，发现试管底部有白色固体并夹杂有少量黑色物质。倒去试管中的浓硫酸，将剩余固体(含少量浓硫酸)倒入盛有少量水的烧杯中，发现所得溶液为蓝色，黑色固体未溶解。过滤、洗涤后，向黑色固体中加入过量浓硝酸，黑色固体溶解，溶液呈蓝色，向所得溶液中加BaCl2溶液后有白色沉淀生成。下列所得结论不正确的是()A．铜与浓硫酸反应所得白色固体是CuSO4B．加BaCl2溶液后所得白色沉淀是BaSO4C．白色固体中夹杂的少量黑色固体可能是CuOD．白色固体中夹杂的少量黑色固体中含元素Cu、S[答案]C[解析]Cu与浓硫酸发生的主要反应为Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，由于浓硫酸过量且浓硫酸具有吸水性，故所得白色固体为CuSO4，A项正确；加BaCl2溶液后有白色沉淀生成，已知硝酸过量，说明该钡盐的沉淀不溶于硝酸，应为BaSO4，B项正确；由于浓硫酸过量，黑色固体不可能为CuO，C项不正确；黑色固体溶于浓硝酸，溶液呈蓝色，说明含Cu元素，再加入BaCl2溶液产生了不溶于硝酸的白色沉淀，说明原黑色固体中含S元素，该黑色固体中含Cu、S两种元素，可能为CuS，也可能为Cu2S，D项正确。6．(2025·江苏南通三模)硫循环在生态系统的诸多领域具有重要意义。在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是()A．工业制酸：FeS2eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(煅烧))SO3B．火山喷发：H2Seq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(高温))SO2C．尾气吸收：SO2eq\o(→,\s\up7(Na2CO3))Na2SO4D．酸雨侵蚀：H2SO4eq\o(→,\s\up7(Fe))H2S[答案]B[解析]A．FeS2只能转化为SO2，SO2与O2在催化剂、高温条件下转化为SO3，不能直接转化；B.H2S经燃烧转化为SO2，可实现转化；C.Na2CO3＋SO2=Na2SO3＋CO2，不能转化；D.H2SO4与Fe反应产生FeSO4和H2，不能转化。7．酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光学化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如图，下列有关说法错误的是()A．光照能引发酸雨的形成B．所涉及的变化均为氧化还原反应C．污染空气能加快酸雨的形成D．优化能源结构能有效遏制酸雨污染[答案]B[解析]由题图可知，酸雨形成的两个途径中都涉及了光照，故A正确；SO2变为SOeq\o\al(*,2)，没有元素化合价变化，不属于氧化还原反应，故B错误；由题图可知，途径Ⅱ的速率大于途径Ⅰ的，故C正确；优化能源结构能减少化石燃料的使用，能有效减少二氧化硫的排放量，故能有效遏制酸雨污染，故D正确。8．为从粗食盐中除去Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等离子，以制得精盐。某同学设计如下方案：以下说法正确的是()A．A中只有Mg(OH)2和BaSO4，②中加入过量Na2CO3溶液的主要目的是除去Mg2＋、Ca2＋B．D中只有COeq\o\al(2－,3)、Cl－、Na＋这3种离子，③中发生的反应只有2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=H2O＋CO2↑C．将精盐水倒入蒸发皿中，用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断搅拌，直至将滤液蒸干D．蒸发结晶后，用预热过的坩埚钳将蒸发皿夹持到陶土网上冷却得到精盐[答案]D[解析]向粗食盐水中加入过量氢氧化钡溶液可以除去SOeq\o\al(2－,4)、Mg2＋和部分Ca2＋，过滤后得到滤液，加入过量碳酸钠溶液，可以除去Ba2＋、Ca2＋，过滤后，向滤液中加入适量盐酸除去COeq\o\al(2－,3)、OH－，A错误；D中含有的离子有COeq\o\al(2－,3)、Cl－、Na＋、OH－，③中发生的反应有H＋＋OH－=H2O、2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=H2O＋CO2↑，B错误；将精盐水倒入蒸发皿中，用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断搅拌，当蒸发皿中出现较多固体时，应停止加热，利用余热将滤液蒸干，C错误；蒸发结晶后，蒸发皿温度较高，应用预热过的坩埚钳将蒸发皿夹持到陶土网上冷却，从而得到精盐，D正确。9．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。硫元素的各种价态与物质类别的对应关系如图所示，下列说法不正确的是()A．Y为SO2，具有漂白性，可以使品红溶液褪色B．W的浓溶液与铜单质在加热条件下可发生化学反应C．将X与SO2混合，可生成淡黄色固体D．Z在空气中较稳定，不易被氧化[答案]D[解析]X是S的－2价气态氢化物，则X是H2S；Y是S的＋4价氧化物，Y是SO2；W是S的＋6价最高价含氧酸，W是H2SO4；Z是S的＋4价含氧酸盐，Z是Na2SO3。Y为SO2，SO2具有漂白性，可以使品红溶液褪色，A正确；浓硫酸与铜单质在加热条件下可发生化学反应生成硫酸铜、二氧化硫、水，B正确；H2S与SO2反应生成淡黄色固体(S)和水，C正确；Z是Na2SO3，在空气中易被氧化为Na2SO4，D错误。10．不同价态含硫物质的转化如图所示，某些反应条件及产物已经省略，下列说法正确的是()A．图中B能一步转化成D，A也能一步转化成DB．图中A、C反应能生成B，反应中C表现还原性C．工业上制备E，常用H2O吸收D，D转化为E的反应不是氧化还原反应D．图中A在一定条件下与E的浓溶液反应，可能生成B，也可能生成C[答案]D[解析]由题图可知，含硫物质A与氧气反应可以生成B或C，且B能与氧气反应生成C、C能与氧气反应生成D，则A为硫化氢、B为硫、C为二氧化硫、D为三氧化硫，由D可以与水反应生成E、E可以转化为C可知，E为硫酸。B为硫、D为三氧化硫，硫与氧化剂在一定条件下反应只能转化为二氧化硫，不能转化为三氧化硫，A错误；硫化氢与二氧化硫反应生成硫和水，反应中二氧化硫的硫元素化合价降低被还原，二氧化硫表现氧化性，B错误；工业上制备硫酸时，用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫，不能用水吸收三氧化硫，否则会因为形成酸雾导致吸收效率降低，C错误；硫化氢与一定浓度的硫酸反应时，可以生成硫、二氧化硫和水，也可能生成二氧化硫和水，D正确。11．一定量的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．加入的浓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(标准状况下)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。12．(2025·江西宜春模拟)某同学在实验室选用下列实验装置，验证浓硫酸与碳单质反应的生成物。下列说法正确的是()A．浓硫酸与碳单质反应中，浓硫酸表现出酸性和强氧化性B．验证产物的正确连接顺序为Ⅰ→Ⅳ→Ⅲ→ⅡC．装置Ⅱ中两侧品红溶液在实验设计中的作用不相同D．若连接顺序为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ，无法检验产物中有无CO2[答案]C[解析]碳单质与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，检验产物时，先用无水硫酸铜检验水，然后用品红溶液检验二氧化硫，再用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫，再用品红溶液检验二氧化硫是否除尽，最后用澄清石灰水检验二氧化碳。浓硫酸与碳单质反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，浓硫酸只表现出强氧化性，选项A错误；验证产物的正确连接顺序为Ⅰ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅳ，选项B错误；装置Ⅱ中两侧品红溶液的作用不相同，左边是验证二氧化硫的存在，右边是验证二氧化硫是否已经除尽，选项C正确；若连接顺序为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ，无法检验产物中有无水，选项D错误。13．(2025·山东青岛模拟)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。14．硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。Ⅰ.[查阅资料]①Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。②向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。③Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀盐酸。Ⅱ.[制备产品]实验装置如图所示(夹持装置省略)：实验步骤：(1)检查装置气密性，按图示加入试剂。仪器a的名称是________；E中的试剂是________(填字母)。A．稀硫酸B．NaOH溶液C．饱和NaHSO3溶液(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓硫酸。待Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应。过滤C中混合物，滤液经________(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。Ⅲ.[探究与反思](3)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整。(所需试剂从稀硝酸、稀硫酸、稀盐酸、蒸馏水中选择)取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，_________________________________________________________________________________________________________________________________________，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。(4)为减少装置C中生成Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对Ⅱ中实验步骤(2)进行了改进，改进后的操作是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过________方法提纯。[答案](1)分液漏斗B(2)蒸发(3)过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸(4)先向A中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液(5)重结晶[解析](1)仪器a有活塞，故a为分液漏斗；在A装置中产生污染环境的气体SO2，故E装置用于处理未反应的SO2，在给定的三种溶液中，只有NaOH溶液能吸收SO2。(2)从溶液中得到晶体的操作包括蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥这五步。(3)根据Ⅰ中③可知BaSO3可溶于盐酸，而BaSO4难溶于盐酸，则在配制的稀溶液中加入BaCl2溶液后，将生成的沉淀过滤、洗涤后，向沉淀中加入盐酸，沉淀未完全溶解，说明溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)，沉淀溶解的部分生成的刺激性气味的气体为SO2，则沉淀中含有BaSO3，故原溶液中含有SOeq\o\al(2－,3)。(4)Na2SO3易被氧化，故装置中的氧气能将Na2SO3氧化，为了减少Na2SO4的生成量，应先将装置中的空气排尽，可先用A装置中生成的SO2将装置中的空气排尽。(5)因为硫代硫酸钠的溶解度随温度升高而显著增大，故可采用重结晶法将其提纯。15．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___________________________________