新教材2022届新高考化学人教版一轮学案：微专题·大素养 8 含硫化合物的转化与应用

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含硫化合物的转化与应用
【知识基础】
1．硫及其化合物的转化关系图解
2．上图隐含的两个转化主线
（1）利用含硫物质的酸碱反应转化主线
SO2 eq \(,\s\up10(H2O),\s\d10(△)) H2SO3 eq \(,\s\up10(NaOH溶液),\s\d10(稀H2SO4)) NaHSO3 eq \(,\s\up10(NaOH溶液),\s\d10(稀H2SO4)) Na2SO3
（2）利用含硫物质的连续氧化反应转化主线
硫元素 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(H2S\(――→,\s\up7(足量O2))SO2\(――→,\s\up7(O2))SO3\(――→,\s\up7(H2O))H2SO4,S\(――→,\s\up7(O2))SO2\(――→,\s\up7(O2))SO3\(――→,\s\up7(H2O))H2SO4))
3．硫元素价态的邻位和跳位转化
（1）邻位价态转化规律
① eq \(S,\s\up6(－2)) 是硫元素的最低价态，只有还原性。它与氧化剂反应，其价态一般会升至相邻的价态（ eq \(S,\s\up6(0)) ）。如：H2 eq \(S,\s\up6(－2)) ＋2FeCl3===2HCl＋2FeCl2＋ eq \(S,\s\up6(0)) ↓
②S能发生自身氧化还原反应，在反应时分别升至和降至与其相邻的价态。如：
3 eq \(S,\s\up6(0)) ＋6KOH===2K2 eq \(S,\s\up6(－2)) ＋K2 eq \(S,\s\up6(＋4)) O3＋3H2O
③ eq \(S,\s\up6(0)) 和 eq \(S,\s\up6(＋4)) 处于中间价态，既有氧化性又有还原性。与弱氧化剂作用时，被氧化成相邻的高价态；与弱还原剂作用时，被还原成相邻的低价态。如：
H2 eq \(S,\s\up6(－2)) eq \(,\s\up10(O2（不足）),\s\d10(H2（△）)) eq \(S,\s\up6(0)) eq \(,\s\up10(O2),\s\d10(H2S)) eq \(S,\s\up6(＋4)) O2 eq \(――――→,\s\up11(O2或NO2)) eq \(S,\s\up6(＋6)) O3
2 eq \(S,\s\up6(＋4)) O2＋O2 eq \(,\s\up10(V2O5),\s\d10(△)) 2 eq \(S,\s\up6(＋6)) O3
eq \(S,\s\up6(＋4)) O2＋2H2 eq \(S,\s\up6(－2)) ===3 eq \(S,\s\up6(0)) ↓＋2H2O
④ eq \(S,\s\up6(＋6)) 是硫元素的最高价态，只有氧化性。遇到还原剂时，其价态一般降至相邻的价态（ eq \(S,\s\up6(＋4)) ）。如：Cu＋2H2 eq \(S,\s\up6(＋6)) O4（浓） eq \(=====,\s\up7(△)) CuSO4＋ eq \(S,\s\up6(＋4)) O2↑＋2H2O。
（2）跳位转化规律
eq \(S,\s\up6(－2)) 和 eq \(S,\s\up6(0)) 遇到强氧化剂时，价态会发生跳位转化。
如： eq \(S,\s\up6(0)) eq \(―――→,\s\up10(浓硝酸)) eq \(S,\s\up6(＋6)) ， eq \(S,\s\up6(－2)) eq \(―――→,\s\up10(浓硝酸)) eq \(S,\s\up6(＋6)) 。
【素养专练】
eq \a\vs4\al(一、转化关系的读图推断)
[例1] 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视角。硫及其化合物与价态变化为坐标的二维转化关系如图所示。
完成下列填空：
（1）图中X的电子式为 ；其水溶液在空气中放置易变浑浊，写出反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
该变化说明S的非金属性比O （填“强”或“弱”）。
（2）下列物质用于Na2S2O3制备，从氧化还原反应的角度，理论上有可能的是 （填字母）。
a．Na2S＋S b．Z＋S
c．Na2SO3＋Y d．NaHS＋NaHSO3
（3）治理含CO、SO2的烟道气，以Fe2O3作催化剂，将CO、SO2在380 ℃时转化为S和一种无毒气体，写出该治理烟道气反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[练1] 某硫酸厂废气中SO2的回收利用方案如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A.X中可能含有两种盐
B．a是SO3
C．Y主要含有（NH4）2SO4
D．（NH4）2S2O8中S元素的化合价不可能为＋7
[练2] CuSO4是一种重要的化工原料，有关制备途径及性质如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3∶2
B．与途径①③相比，途径②更好地体现了绿色化学思想
C．生成等量的硫酸铜，三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②＜③
D．利用途径②制备16 g硫酸铜，被还原的硫酸的物质的量为0.1 ml
[练3] 亚硫酸盐是一种常见的食品添加剂，用如图实验可检验某食品中亚硫酸盐含量（含量通常以1 kg样品中含SO2的质量计；所加试剂均足量）。下列说法不正确的是（ ）
eq \x(样品) eq \(――――――――――――→,\s\up10(稀H2SO4边通N2边煮沸),\s\d10(①)) eq \x(气体A) eq \(―――――→,\s\up10(H2O2溶液),\s\d10(②)) eq \x(含H2SO4的溶液) eq \(――――――→,\s\up10(NaOH溶液),\s\d10(③)) eq \x(中和液)
A．葡萄酒酿造时通入SO2起到了杀菌和增酸的作用
B．反应①中若不通入N2则测得的SO2含量偏低
C．反应①中煮沸的目的是加快亚硫酸的分解，降低SO2的溶解度
D．若仅将②中的氧化剂“H2O2溶液”替换为“溴水”，对测定结果无影响
[练4] 几种常见物质的转化关系如图（部分产物未列出）。A是一种金属单质，D是一种非金属固体单质。
请回答下列问题：
（1）A、C、E的化学式分别为A ，C ，E 。
（2）F的浓溶液与A反应的过程中，F体现的性质与下列反应中H2SO4体现的性质完全相同的是 （填字母）。
A．C＋2H2SO4（浓）≜CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
B．Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
C．Cu＋2H2SO4（浓）≜CuSO4＋SO2↑＋2H2O
D．FeO＋H2SO4===FeSO4＋H2O
（3）写出反应E＋H2O2―→F的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）若反应F＋D―→E转移的电子数为3.01×1023，则消耗D的质量为 。
二、化工生产中含硫化合物的综合分析
[例2] 烟气脱硫是控制二氧化硫污染的主要技术手段。
（1）利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如图所示：
某研究小组为探究提高含硫烟气中SO2的吸收率的措施，进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验，实验结果如图所示。
①根据图示实验结果，为了提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收率，下列措施正确的是 （填字母编号）。
A.降低通入含硫烟气的温度
B．减小通入含硫烟气的流速
C．减少天然海水的进入量
D．在天然海水中加入生石灰
②天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3，使用空气中的氧气将其氧化，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③该小组采用如图装置在实验室测定烟气中SO2的体积分数（假设实验在标准状况下进行）。
上述装置连接的顺序是原料气→ （填导管接口序号）。下列试剂中（浓度、体积一定），可以用来代替试管中的碘­淀粉溶液的是 （填字母编号）。
A．酸性KMnO4溶液 B．NaOH溶液
C．溴水 D．氨水
（2）石灰石­石膏湿法烟气脱硫工艺技术的工作原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙及鼓入的空气反应生成石膏（CaSO4·2H2O）。写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
某电厂用煤300 t（煤中含硫质量分数为2.5%），若燃烧时煤中的硫全部转化成二氧化硫，用该方法脱硫时有96%的硫转化为石膏，则可生产石膏 t。
[练5] 如图所示是一种综合处理SO2废气的工艺流程，若每步都完全反应。下列说法正确的是（ ）
A．溶液B中发生的反应为2SO2＋O2===2SO3
B．可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3＋
C．由以上流程可推知氧化性：Fe3＋>O2>SO42-
D．此工艺的优点之一是物质能循环利用
[练6] SO2的大量排放是会引发酸雨的重要前提，含有SO2的烟气需处理后才能排放。
（1）高温条件下，芒硝（Na2SO4·10H2O）与CO反应生成Na2CO3和SO2的化学方程式为 。
（2）氧化镁（MgO）可用于去除烟气（主要含N2、O2、SO2、CO2等）中的SO2。
①MgO加水并加热进行熟化反应生成Mg（OH）2，将制成的Mg（OH）2浆液打入烟气吸收塔。下列措施中，能提高烟气中SO2去除率的有 （填字母）。
A.适当减缓通入烟气的速率
B．采用气－液逆流的方式吸收烟气
C．加水使Mg（OH）2完全溶解
②Mg（OH）2浆液循环吸收烟气中SO2的主要反应为：
Mg（OH）2（s）＋SO2（g）＋5H2O（l）===MgSO3·6H2O（s）
MgSO3·6H2O（s）＋SO2（g）===Mg（HSO3）2（s）＋5H2O（l）
除有微溶于水的MgSO3·6H2O（s）和Mg（HSO3）2（s）生成外，还能生成的含镁化合物为 （填化学式）；随着循环吸收反应的进行，烟气中SO2去除率降低的主要原因是 。
（3）软锰矿浆（主要成分为MnO2）也可以去除烟气中的SO2，生成MnSO4。
①Mn2＋对SO2的氧化有催化作用，反应机理（如图1所示）可用离子方程式表示为：2Mn2＋＋SO2＋O2===2Mn3＋＋SO42-， 。
②将一定量的烟气匀速通入一定量的软锰矿浆中，反应相同时间，SO2的去除率随温度变化曲线如图2所示，在30～50℃范围内，随着温度升高，SO2的去除率几乎不变，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
本讲真题研练
1．[2020·浙江1月，24]100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸（分子式为H2S2O7或H2SO4·SO3）。下列说法不正确的是（ ）
A.焦硫酸具有强氧化性
B.Na2S2O7水溶液呈中性
C.Na2S2O7可与碱性氧化物反应生成新盐
D.100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的变化是化学变化
2．[2017·北京卷，10]根据SO2通入不同溶液中的实验现象，所得结论不正确的是（ ）
3.[2017·江苏卷，4]下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是（ ）
4．[2020·江苏卷，16]吸收工厂烟气中的SO2，能有效减少SO2对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化，可得到硫酸盐。
已知：室温下，ZnSO3微溶于水，Zn（HSO3）2易溶于水；溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-的物质的量分数随pH的分布如图1所示。
（1）氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2，主要反应的离子方程式为 ；当通入SO2至溶液pH＝6时，溶液中浓度最大的阴离子是 （填化学式）。
（2）ZnO水悬浊液吸收SO2。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2，在开始吸收的40 min内，SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化（见图2）。溶液pH几乎不变阶段，主要产物是 （填化学式）；SO2吸收率迅速降低阶段，主要反应的离子方程式为 。
（3）O2催化氧化。其他条件相同时，调节吸收SO2得到溶液的pH在4.5～6.5范围内，pH越低， SO42-生成速率越大，其主要原因是 ；随着氧化的进行，溶液的pH将 （填“增大”“减小”或“不变”）。
5．[2017·天津卷，10]H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列各方法中的问题。
Ⅰ.H2S的除去
方法1：生物脱H2S的原理为：
H2S＋Fe2（SO4）3===S↓＋2FeSO4＋H2SO4
4FeSO4＋O2＋2H2SO4 eq \(=====,\s\up10(硫杆菌)) 2Fe2（SO4）3＋2H2O
（1）硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用是 。
（2）由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为 。若反应温度过高，反应速率下降，其原因是________________________________________________________________________。
方法2：在一定条件下，用H2O2氧化H2S
（3）随着参加反应的n（H2O2）/n（H2S）变化，氧化产物不同。当n（H2O2）/n（H2S）＝4时，氧化产物的分子式为 。
Ⅱ.SO2的除去
方法1（双碱法）：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生NaOH溶液Na2SO3溶液
（4）写出过程①的离子方程式： ；CaO在水中存在如下转化：CaO（s）＋H2O（l）===Ca（OH）2（s）⇌Ca2＋（aq）＋2OH－（aq）从平衡移动的角度，简述过程②NaOH再生的原理 。
方法2：用氨水除去SO2
（5）已知25 ℃，NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5，H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.2×10－8。若氨水的浓度为2.0 ml·L－1，溶液中的c（OH－）＝ ml·L－1。将SO2通入该氨水中，当c（OH－）降至1.0×10－7 ml·L－1时，溶液中的c（SO32-）/c（HSO3-）＝ 。
微专题·大素养8
【素养专练】
[例1] 解析：（1）X为H2S，S最外层6个电子，能够与2个H原子形成共价键，其电子式为H∶ eq \(S,\s\up12(··),\s\d12(··)) ∶H；H2S在空气中变浑浊是因为被氧气氧化为S，反应的化学方程式为2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，所以S非金属性比O弱。
（2）Na2S2O3中S为＋2价，从氧化还原的角度分析，反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2，a中S化合价都小于2，c中S的化合价都大于2，b、d符合题意。
答案：（1）H∶ eq \(S,\s\up12(··),\s\d12(··)) ∶H 2H2S＋O2===2S↓＋2H2O 弱
（2）b、d （3）2CO＋SO2 eq \(======,\s\up10(Fe2O3),\s\d10(380 ℃)) S＋2CO2
[练1] 解析：SO2与氨水作用可生成（NH4）2SO3和NH4HSO3，A正确；a是SO2，B错误；（NH4）2SO3、NH4HSO3与足量硫酸反应生成（NH4）2SO4，C正确；S元素的最高化合价为＋6，（NH4）2S2O8中有两个O显－1价，存在过氧键，D正确。
答案：B
[练2] 解析：A项，3Cu＋8H＋＋2NO3- ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，当恰好完全反应时，H＋和NO3-的物质的量之比为8∶2，所以混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比为3∶2，正确；B项，途径①中产生有毒的气体NO，途径③中产生有毒的气体SO2，而途径②中的反应为2Cu＋O2＋2H2SO4≜2CuSO4＋2H2O，反应中不产生有毒气体，正确；C项，根据途径①②中的反应，生成1 ml CuSO4，要消耗1 ml H2SO4，途径③的反应为Cu＋2H2SO4（浓）≜CuSO4＋SO2↑＋2H2O，生成1 ml CuSO4，要消耗2 ml H2SO4，即三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②＜③，正确；D项，n（CuSO4）＝16 g160 g·ml－1＝0.1 ml，根据反应②中的反应方程式，Cu为还原剂，O2为氧化剂，硫酸没有被还原，错误。
答案：D
[练3] 解析：葡萄酒酿造时通入SO2起到了杀菌和增酸的作用，A项正确；反应①中通入N2的目的是将产生的SO2气体完全吹出后用吸收液吸收，从而提高实验的准确率，若不通入N2，则测得的SO2含量偏低，B项正确；反应①中煮沸的目的是加快亚硫酸的分解，降低SO2的溶解度，C项正确；若将H2O2溶液替换为溴水，如果溴过量，溴会与氢氧化钠反应，所以无法根据氢氧化钠的物质的量确定生成的硫酸的物质的量，D项错误。
答案：D
[练4] 解析：根据题中转化关系A eq \(―――→,\s\up10(稀H2SO4)) B eq \(――――――→,\s\up10(稀H2SO4、H2O2)) C，可推断A为变价金属单质，A为Fe，则B为FeSO4，C为Fe2（SO4）3，由F→C知F为H2SO4，进而推出D为硫，E为SO2。（4）F＋D→E代表反应2H2SO4（浓）＋S===3SO2↑＋2H2O。由化学方程式知每转移4 ml电子消耗硫的质量为32 g，当转移电子数为3.01×1023（0.5 ml）时，消耗硫的质量为4 g。
答案：（1）Fe Fe2（SO4）3 SO2 （2）C
（3）SO2＋H2O2===H2SO4
（4）4 g
[例2] 解析：（1）①A项，由图像可知，随着温度的升高，二氧化硫的吸收率下降，故正确；B项，比较图中曲线①②可知，烟气流速减小，则SO2的吸收率升高，故正确；C项，减少天然海水的进入量，则吸收二氧化硫的量减少，不正确。D项，生石灰与海水反应生成Ca（OH）2，可以吸收SO2。②使用空气将亚硫酸氧化，离子方程式为2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO42-。③原料气先通过一定浓度和一定体积的碘­淀粉溶液，其中SO2与I2反应，当I2恰好反应完时，溶液由蓝色变成无色，此时再通过量气方式读出量筒中水的体积，即为烟气中其他气体的体积，可以进行计算，故装置的连接顺序是原料气→c→d→b→a→e；若用其他试剂代替碘­淀粉溶液，则该试剂能与SO2反应，且恰好反应完时有明显的颜色变化，酸性高锰酸钾溶液和溴水都可以。
（2）根据题意，反应的化学方程式为2CaCO3＋2SO2＋O2＋4H2O===2（CaSO4·2H2O）＋2CO2。300 t煤中硫的物质的量为300×106 g×2.5%32 g·ml－1＝234 375 ml，则由SO2～CaSO4·2H2O，可生产石膏的质量为234 375 ml×172 g·ml－1×96%＝3.87×107 g＝38.7 t。
答案：（1）①ABD ②2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ③c→d→b→a→e AC
（2）2CaCO3＋2SO2＋O2＋4H2O===2（CaSO4·2H2O）＋2CO2 38.7
[练5] 解析：结合题中流程可以分析得出其中涉及2个反应，依次为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO42-＋4H＋、4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，故A错，同时由以上两个氧化还原反应方程式可知C错；用酸性高锰酸钾溶液只能检验溶液C中是否含有Fe2＋，而不能检验Fe3＋，B错。
答案：D
[练6] 解析：（1）反应物有Na2SO4·10H2O与CO，生成物有Na2CO3、SO2及H2O，根据电子守恒及原子守恒配平。（2）①A项，减缓通入烟气速率，延长吸收时间，提高SO2吸收率，正确；B项，增大吸收面积，提高SO2吸收率，正确；C项，加水，使Mg（OH）2稀释，SO2吸收率降低，错误。②亚硫酸盐具有较强的还原性，易被氧化生成MgSO4，烟气中还含有CO2，Mg（OH）2浆液吸收CO2生成MgCO3、Mg（HCO3）2。（3）①由图示可知，Mn3＋将SO2氧化为SO42-，自身被还原为Mn2＋。
答案：（1）Na2SO4·10H2O＋CO eq \(=====,\s\up10(高温)) Na2CO3＋SO2＋10H2O
（2）①AB ②MgSO4[MgCO3、Mg（HCO3）2]
Mg（OH）2的量不断减少，生成的MgSO3·6H2O（s）、Mg（HSO3）2（s）覆盖在Mg（OH）2表面，阻止反应进一步进行
（3）①2Mn3＋＋SO2＋2H2O===2Mn2＋＋SO42-＋4H＋
②随着温度升高，化学反应速率加快，SO2去除率升高；同时SO2的溶解度降低，导致SO2去除率降低，两种因素影响相当，导致SO2去除率几乎不变
本讲真题研练
1．解析：本题考查焦硫酸的化学性质。焦硫酸钠溶于水生成硫酸氢钠，其水溶液呈酸性，B错误；焦硫酸中硫元素为＋6价，处于最高价，它与浓硫酸相似，具有强氧化性，A正确；焦硫酸具有酸的通性，能与碱性氧化物反应生成盐，C正确；100%硫酸吸收SO3有焦硫酸生成，发生了化学变化，D正确。
答案：B
2．解析：A.溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO42-，再与BaCl2反应产生白色沉淀，体现了SO2的还原性；B.SO2与H2S溶液发生反应SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，体现了SO2的氧化性；C.SO2使酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性；D.SO2与Na2SiO3溶液反应产生胶状沉淀，根据强酸制弱酸，可得结论酸性：H2SO3>H2SiO3。
答案：C
3．解析：A项，稀H2SO4与铜片不反应，错误；B项，SO2能使品红溶液褪色，体现其漂白性，正确；C项，SO2密度比空气大，应“长进短出”，错误；D项，SO2不与NaHSO3反应，无法吸收SO2，错误。
答案：B
4．解析：本题以工厂烟气中SO2的吸收为载体，考查离子方程式的书写等，考查的化学学科核心素养是科学态度与社会责任、变化观念与平衡思想。（1）向氨水中通入少量SO2，反应的离子方程式为2NH3＋H2O＋SO2===2NH4+＋SO32-或2NH3·H2O＋SO2===2NH4+＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O。当通入SO2至溶液pH＝6时，溶液呈酸性，根据含硫微粒的物质的量分数与pH的分布图可知，溶液中浓度最大的阴离子为HSO3-。（2）根据图2，溶液pH几乎不变阶段的pH约为7，根据图1，此时溶液中HSO3-和SO32-浓度基本相同，又因室温下ZnSO3微溶于水，Zn（HSO3）2易溶于水，因此主要产物为ZnSO3；SO2吸收率迅速降低阶段，pH约在4～6范围内，根据图1，此时溶液中含硫微粒主要以HSO3-形式存在，说明生成酸式盐，则主要反应的离子方程式为ZnSO3＋SO2＋H2O===Zn2＋＋2HSO3-或ZnO＋2SO2＋H2O===Zn2＋＋2HSO3-。（3）根据图1，pH在4.5～6.5范围内，pH越低，HSO3-的浓度越大，因此生成SO42-的速率越大，随着氧化的进行，根据催化氧化反应2HSO3-＋O2===2SO42-＋2H＋可知，溶液的pH将减小。
答案：（1）2NH3＋H2O＋SO2===2NH4+＋SO32-或2NH3·H2O＋SO2===2NH4+＋SO32-＋H2O HSO3-
（2）ZnSO3'ZnSO3＋SO2＋H2O===Zn2＋＋2HSO3-或ZnO＋2SO2＋H2O===Zn2＋＋2HSO3-
（3）随着pH降低，HSO3-浓度增大 减小
5．解析：（1）由硫杆菌存在时的反应速率增大5×105倍可知，硫杆菌为该反应的催化剂，该反应中硫杆菌改变了反应路径，降低了反应的活化能。
（2）由图1可知，温度在30 ℃左右时，速率最快；由图2可知，反应混合液的pH＝2.0左右时，速率最快。由此可推断使用硫杆菌的最佳条件为温度为30 ℃、混合液的pH＝2.0。若反应温度过高，硫杆菌蛋白质受热变性失活，导致反应速率下降。
（3）用H2O2氧化H2S时，H2O2被还原为H2O。当n（H2O2）/n（H2S）＝4时，n（H2O2）＝4 ml，则n（H2S）＝1 ml，并设氧化产物中S的化合价为x，由氧化还原反应的电子守恒规律，可得：4×2×[（－1）－（－2）]＝1×[x－（－2）]，解得x＝＋6。所以氧化产物的分子式为H2SO4。
（4）过程①是NaOH与SO2的反应，反应的离子方程式为2OH－＋SO2===SO32-＋H2O；由CaO在水中的转化平衡：CaO（s）＋H2O（l）===Ca（OH）2（s）⇌Ca2＋（aq）＋2OH－（aq），可推断过程②Na2SO3溶液中加入CaO后，生成CaSO3沉淀，c（Ca2＋）减小，使上述平衡正向移动，c（OH－）增大，所以有NaOH生成。
（5）由NH3·H2O的电离方程式及其电离平衡常数Kb＝1.8×10－5可知，Kb＝[c（NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ）·c（OH－）]/c（NH3·H2O）＝1.8×10－5，当氨水的浓度为2.0 ml·L－1时，溶液中的c（NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ）＝c（OH－）＝6.0×10－3 ml·L－1。由H2SO3的第二步电离方程式HSO3- ⇌SO32-＋H＋及其电离平衡常数Ka2＝6.2×10－8可知，Ka2＝[c（SO32-）c（H＋）]/c（HSO3-）＝6.2×10－8，将SO2通入该氨水中，当c（OH－）降至1.0×10－7 ml·L－1时，溶液的c（H＋）＝1.0×10－7 ml·L－1，则c（SO32-）/c（HSO3-）＝ eq \f(6.2×10－8,1.0×10－7) ＝0.62。
答案：（1）降低反应活化能（或作催化剂）
（2）30 ℃、pH＝2.0 蛋白质变性（或硫杆菌失去活性）
（3）H2SO4
（4）2OH－＋SO2===SO32-＋H2O SO32-与Ca2＋生成CaSO3沉淀，平衡正向移动，有NaOH生成
（5）6.0×10－3 0.62
溶液
现象
结论
A
含HCl、BaCl2的
FeCl3溶液
产生白色沉淀
SO2有还原性
B
H2S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
Na2SiO3溶液
产生胶状沉淀
酸性：H2SO3>H2SiO3