练案[11]　第四章　第11讲　硫及其重要化合物、O3与H2O2

[练案11]

第11讲　硫及其重要化合物、O3与H2O2

A组　基础必做题

1．(2022·河北衡水高三检测)硫在自然界的循环过程如图所示。下列说法中不正确的是(　B　)

A．火山喷发、森林火灾会产生SO2

B．氢、氧两种元素没有参与硫的循环

C．工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放

D．硫在自然界的循环过程中，涉及了氧化还原反应

[解析]　由图分析可知火山喷发、森林火灾都会产生SO2，故A正确；动植物和微生物残体的腐败会产生H2S，H2S燃烧产生SO2，所以氢、氧两种元素参与硫的循环，故B错误；工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放，可以减少二氧化硫排放，减少酸雨的形成，故C正确；由图可知，H2S―→SO2过程中有元素化合价变化，属于氧化还原反应，所以硫在自然界的循环过程中，涉及了氧化还原反应，故D正确。

2．(2022·四川攀枝花期中)下列关于硫及其化合物的说法正确的是(　D　)

A．浓硫酸具有吸水性，可用于干燥氨气

B．加氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，一定有SO

C．木炭与浓硫酸的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2

D．如图装置中红色褪去，可以验证SO2的还原性

[解析]　浓硫酸具有酸性，不可用于干燥氨气，A项错误；加BaCl2溶液产生白色沉淀，且沉淀不溶于盐酸，该沉淀可能是BaSO4或AgCl，即溶液中不一定含SO，B项错误；木炭与浓硫酸的反应为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，其中浓H2SO4和C分别为氧化剂和还原剂，其物质的量之比为2∶1，C项错误；溶液中红色褪去，即SO2与Fe3＋发生反应：SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋，反应中SO2表现出还原性，D项正确。

3．(2021·广东新高考适应性考试)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(　C　)

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SO3

D．一段时间后试管内有白色沉淀，说明有SO生成

[解析]　某浓度H2SO4与Na2SO3固体反应生成SO2，试管内CCl4层溶液褪色，是因为Br2将SO2氧化，A正确；SO2具有漂白性，故试管中的红色花瓣褪色，B正确；试管中产生大量气泡是因为生成SO2的速率快，结合H2SO4和Na2SO3中硫元素的化合价相邻，两者不能发生氧化还原反应，C错误；SO2被Br2氧化生成H2SO4(SO)，与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀，故试管内有白色沉淀生成，D正确。

4．(2022·山东泰安第四中学期中)如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是(　A　)

A．向B溶液中滴加KSCN溶液，溶液可能变为红色

B．溶液B转化为溶液C发生变化的离子方程式为4H＋＋2Fe2＋＋O2===2Fe3＋＋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

[解析]　含二氧化硫的废气通入酸性硫酸铁溶液中发生反应2Fe3＋＋2H2O＋SO2===2Fe2＋＋SO＋4H＋，B溶液中含FeSO4和H2SO4，Fe2＋与KSCN溶液不反应，但若SO2不足，则溶液B中仍含Fe3＋，滴加KSCN溶液，溶液会变成红色，A正确；溶液B转化为溶液C时发生亚铁离子被氧气氧化为三价铁离子的反应，反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，B错误；反应过程中溶液的体积不变，溶液A为Fe2(SO4)3溶液，溶液中三价铁离子水解显酸性，溶液B中含H2SO4，显强酸性，溶液C为硫酸铁和硫酸的混合溶液，溶液C是溶液B发生反应4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O得到，虽然消耗氢离子但未完全消耗，溶液仍呈酸性，溶液的酸性：B＞C＞A，C错误；溶液C为硫酸铁和硫酸的混合溶液，加入氧化亚铁，氧化亚铁和硫酸反应生成硫酸亚铁、水，与溶液A的组成不同，D错误。

5．已知硫粉跟亚硫酸钠溶液共热可制得硫代硫酸钠(Na2S2O3)。现以硫化亚铁(FeS)为主要原料，按如图所示流程制取硫代硫酸钠。已知FeS能与O2反应生成Fe2O3和SO2。图中A、B、C、D是硫单质或硫的化合物，其他不含硫的反应产物已被略去，各步反应可以添加必要的试剂。

请回答下列问题：

(1)反应Ⅰ的离子方程式为__FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑__。

(2)物质B的化学式为__SO2__。

(3)物质D的化学式为__Na2SO3__。

[解析]　根据信息可知，要制备Na2S2O3，需要制备S和Na2SO3；而FeS能与酸反应生成H2S，也能与O2反应生成SO2，SO2能与NaOH溶液反应生成Na2SO3；H2S具有还原性，能与SO2发生归中反应生成S；故A为H2S，B为SO2，C为S，D为Na2SO3。

6．(2022·四川眉山期中)某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验：

(1)B是用来收集实验中产生的气体的装置，但未将导管画全，请在图上把导管补充完整。

____

(2)实验中他们取6.4 g铜片和12 mL 18 mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组同学根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。

①写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：__Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋2H2O＋SO2↑__；

②为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是__随着反应进行，硫酸被消耗，有水生成，所以浓硫酸变成稀硫酸，反应停止__；

③下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是__AD__(填字母)。

A．铁粉 B．BaCl2溶液

C．银粉 D．Na2CO3溶液

(3)装置C中试管D内盛装的是品红溶液，当B中气体收集满后，有可能观察到的现象是__品红溶液红色褪去__，待反应结束后，向C中烧杯内加入沸水，D中观察到的现象是__恢复红色__。

(4)实验装置C有可能造成环境污染，试用最简单的方法加以解决：__用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口__(实验用品自选)。

[解析]　(1)Cu和浓硫酸反应生成SO2气体，SO2的密度比空气大，可用向上排空气法收集，即装置中的导气管应长进短出。(2)①Cu和浓硫酸反应的化学方程式是Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋2H2O＋SO2↑；②6.4 g铜为0.1 mol，浓硫酸中含n(H2SO4)＝12×10－3 L×18 mol/L＝0.216 mol，反应后有铜片剩余，说明一定有H2SO4剩余，且为稀H2SO4，即随着不断反应，浓H2SO4逐渐变成稀H2SO4，导致反应停止。③要证明反应后的溶液中有余酸，即证明溶液中有H＋即可。铁粉与H＋反应产生气泡，A项正确；加入BaCl2溶液产生沉淀，能证明溶液中含SO，但无法证明有H＋，B项错误；银粉与H＋不反应，不能证明有H＋，C项错误；Na2CO3溶液与H＋反应产生气泡，可证明有H＋，D项正确。故选AD。(3)试管D内盛装品红溶液，当B中气体收集满后，SO2进入品红溶液，品红溶液红色褪去；待反应结束后，向C中烧杯内加入沸水，升高温度，无色物质不稳定，受热分解使SO2逸出，品红溶液又变为红色。(4)实验装置C有可能造成环境污染，由于SO2是酸性氧化物，可以与碱发生反应生成盐和水，因此可以用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口。

B组　能力提升题

7．(2022·陕西西安中学期中)将气体X通入BaCl2溶液，无明显现象，继续通入Y气体，有沉淀生成。则X、Y不可能是(　D　)

　　[解析]　二氧化硫和氯化钡不反应，二氧化硫和硫化氢反应生成硫单质和水，硫单质不溶于水，故A不符合题意；二氧化硫、氯气及水反应生成硫酸和盐酸，硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，故B不符合题意；氨气和二氧化碳反应生成碳酸铵，碳酸铵和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化铵，故C不符合题意；氯气和氯化钡不反应，通入二氧化碳也不反应，故D符合题意。

8．(2022·山东枣庄期末)天然气因含有少量H2S等气体导致开采应用受限，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(　B　)

A．该脱硫过程中Fe2(SO4)3可循环利用

B．由脱硫过程可知，氧化性强弱顺序为Fe2(SO4)3＜S＜O2

C．脱硫过程中O2间接氧化H2S

D．副产物硫单质可以用来制硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等

[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，该脱硫过程Fe2(SO4)3溶液可循环利用，故A正确；脱硫过程中O2直接氧化FeSO4生成Fe2(SO4)3，Fe2(SO4)3氧化硫化氢生成硫单质，氧化性强弱顺序为O2＞Fe2(SO4)3＞S，故B错误；脱硫过程中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，脱硫过程中O2间接氧化H2S，故C正确；副产物硫单质可以用来制备硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等，故D正确。

9．(2022·湖南邵阳创新实验学校月考)浓硫酸分别与三种钠盐反应，现象如图。下列分析正确的是(　D　)

A．对比①和②可以说明还原性：Br－＜Cl－

B．对比①和③可说明氧化性：Br2＞SO2

C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性：H2SO4＞HCl

D．③中的反应是非氧化还原反应

[解析]　根据实验①的现象可知生成了溴单质，根据实验②的现象可知生成了HCl，对比①和②可以说明还原性：Br－＞Cl－，故A错误；实验③生成二氧化硫气体，是非氧化还原反应，不能比较Br2、SO2的氧化性强弱，故B错误，D正确；②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明HCl易挥发，无法比较H2SO4与HCl的酸性，故C错误。

10．将3.2 g Cu投入100 mL稀硫酸中加热，没有明显变化，若边加热边缓缓加入一定量H2O2，金属Cu逐渐溶解，则下列说法正确的是(　C　)

A．反应过程中有刺激性气味的气体生成

B．H2O2对Cu和稀硫酸的反应起催化作用

C．若Cu和硫酸恰好完全反应，则稀硫酸的物质的量浓度为0.5 mol/L

D．反应中硫酸既表现出酸性又表现出氧化性

[解析]　双氧水具有氧化性，在酸性环境下能将金属铜氧化，化学方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O，由化学方程式可知，无气体生成，故A错误；过氧化氢中氧元素的化合价降低，作氧化剂，故B错误；3.2 g铜的物质的量为＝0.05 mol，恰好完全反应消耗0.05 mol硫酸，硫酸的浓度为＝0.5 mol/L，故C正确；由化学方程式可知，反应中硫酸的化合价没有变化，只表现出酸性，没有表现氧化性，故D错误。

11．(2022·江苏徐州模拟)某同学欲探究SO2的性质。

(1)将相关的含硫物质按一定的规律和方法分为如表所示3组，则第2组中物质X的化学式是__H2SO3__。

(2)利用下图所示的装置探究SO2的性质：

(熔点：SO2 －76.1 ℃，SO3 16.8 ℃，

沸点：SO2 －10 ℃，SO3 45 ℃)

①装置Ⅰ模拟工业生产中SO2催化氧化的反应，其化学方程式是__2SO2＋O22SO3__。

②甲同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序连接装置，装置Ⅱ的作用是__将SO3凝结成固体，与SO2分离__；装置Ⅲ中溶液逐渐褪色，生成Mn2＋，同时pH降低，则该反应的离子方程式是__5SO2＋2H2O＋2MnO===5SO＋2Mn2＋＋4H＋__。

③乙同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置，若装置Ⅳ中有40 mL 2.5 mol·L－1 NaOH溶液。反应后增重4.8 g，则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是__3SO2＋4NaOH===Na2SO3＋2NaHSO3＋H2O__。

[解析]　(1)对比第2、3组的物质可知，第2组中的X为H2SO3。(2)工业生产中SO2催化氧化的化学方程式为2SO2＋O22SO3，书写时注意该反应为可逆反应和反应条件。甲同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序连接装置，根据题目所给SO2和SO3的熔、沸点及冰水浴，可知装置Ⅱ的作用是使SO3凝结成固体与SO2分离，便于实验的进行，减少干扰。乙同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置，NaOH的物质的量为0.1 mol，反应后增重的质量为SO2，SO2的物质的量为0.075 mol，NaOH与SO2的物质的量之比为4∶3，所以产物既有Na2SO3又有NaHSO3，化学方程式为3SO2＋4NaOH===Na2SO3＋2NaHSO3＋H2O。

12．(2022·山东日照二模)SO2Cl2在药物和染料的制取中有重要作用，其沸点为69 ℃，100 ℃以上分解生成两种常见气体。实验室对其稳定性和分解产物的部分性质分别进行了如下探究。已知：反应开始后，乙瓶中始终无色，戊瓶中有黄绿色气体。

回答下列问题：

(1)装置A中的进水口为__m__，仪器B的名称为__圆底烧瓶__，加热B的方式最好选用__油浴加热__(填“水浴加热”或“油浴加热”)。

(2)装置C的作用为__通过观察气泡生成速率调节油浴温度，控制反应速率__，装置D的作用为__作安全瓶，防止倒吸__。

(3)试剂X、Y分别为下列试剂中的__d__、__c__(填字母)。

a．品红溶液   b．氢氧化钠溶液

c．高锰酸钾溶液   d．四氯化碳

(4)若进入丙中的气体过量，则丙中的现象为__溶液变浑浊__，发生反应的离子方程式为__5SO2＋2S2－＋2H2O===3S↓＋4HSO__。

[解析]　(1)冷凝管中冷凝水应下口进上口出，即应从m口进水；图示仪器B为圆底烧瓶；由于SO2Cl2在100 ℃以上分解，故可选择油浴加热法。(2)根据装置C浓硫酸中气泡生成速率可调节油浴温度，控制反应速率；装置D作安全瓶，可防止倒吸。(3)甲中试剂X用于除去SO2中的Cl2，故应选择CCl4；丁中试剂Y用于除去Cl2中的SO2，应选择KMnO4溶液。(4)过量SO2与Na2S反应生成单质S和NaHSO3，则丙中溶液变浑浊，其离子方程式为5SO2＋2S2－＋2H2O===3S↓＋4HSO。