2025届高考化学一轮总复习课时跟踪练21硫酸硫及其化合物的相互转化

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1．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．工业制硫酸：FeS2 eq \(――→,\s\up7(O2),\s\d5(煅烧)) SO3 eq \(――→,\s\up7(H2O)) H2SO4
B．火山喷发：H2S eq \(――→,\s\up7(O2),\s\d5(高温)) SO2
C．尾气吸收：SO2 eq \(――→,\s\up7(Na2CO3)) Na2SO4
D．酸雨侵蚀：H2SO4 eq \(――→,\s\up7(Fe)) H2S
解析：选B。A.FeS2煅烧生成SO2，SO2与O2在催化剂、加热条件下转化为SO3，A项转化不能实现；B.H2S经燃烧转化为SO2，B项转化能实现；C.Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，C项转化不能实现；D.H2SO4与Fe反应产生FeSO4和H2，D项转化不能实现。
2．下列各组分别是硫酸的性质和用途，其中不能建立对应关系的是( )
A．高沸点——制氯化氢
B．酸性——制氢气
C．脱水性——作为干燥剂
D．强氧化性——钝化某些金属
解析：选C。用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体，是高沸点酸制取低沸点酸，体现了浓硫酸的高沸点、难挥发性，故A不符合题意；稀硫酸可以与活泼金属反应生成氢气，说明稀硫酸具有酸性，故B不符合题意；浓硫酸可干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体，说明浓硫酸具有吸水性，故C符合题意；常温下可以用铁制或铝制容器贮存浓硫酸，是因为浓硫酸的强氧化性使它们发生钝化，故D不符合题意。
3．下列关于浓硫酸的叙述中，正确的是( )
A．浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化
B．浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C．把水加入浓硫酸中可稀释浓硫酸
D．浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属形成氧化膜而钝化
解析：选D。A.浓硫酸使蔗糖炭化，主要表现脱水性，A不正确；B.浓硫酸在常温下与铜片不反应，在加热条件下与铜片反应放出二氧化硫气体，B不正确；C.稀释浓硫酸时，必须把浓硫酸加入水中，且边加边搅拌，C不正确；D.浓硫酸具有强氧化性，在常温下能够使铁、铝等金属钝化，在其表面形成一层氧化膜，D正确。
4．(2024·广东高三调研)几百年前，SO2就被应用于葡萄酒的保鲜、灭菌和抗氧化。下列关于SO2的实验室制备、干燥、收集及尾气处理实验装置中，能达到实验目的的是( )
答案：C
5．(2024·揭阳普宁实验中学模拟)下列关于S的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是( )
A．酸转化为酸式盐：2H＋＋S2－＋OH－===HS－＋H2O
B．氧化物转化为酸：SO2＋Cl2＋H2O===2H＋＋2Cl－＋SO eq \\al(2－,4)
C．氧化物转化为盐：SO3＋2OH－===SO eq \\al(2－,4) ＋H2O
D．盐转化为另一种盐：SO eq \\al(2－,3) ＋3H2O2===SO eq \\al(2－,4) ＋3H2O＋O2↑
解析：选C。A.H2S为弱酸，不能拆成离子形式，正确的离子方程式为H2S＋OH－===HS－＋H2O，故A错误；B.氧元素不守恒，正确的离子方程式为SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO eq \\al(2－,4) ，故B错误；C.SO3与强碱反应可生成硫酸盐和水，离子方程式正确，故C正确；D.亚硫酸盐可被过氧化氢氧化为硫酸盐，过氧化氢被还原为H2O，正确的离子方程式为SO eq \\al(2－,3) ＋H2O2===SO eq \\al(2－,4) ＋H2O，故D错误。
6．(2024·广州第65中学开学考试)硫及其化合物的“价—类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是( )
A．硫在氧气中燃烧直接生成Y
B．X能使酸性KMnO4溶液褪色，体现其漂白性
C．硫化氢与X反应的氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1
D．N可由其相应单质直接化合生成
解析：选C。A.硫在氧气中燃烧直接生成SO2，A错误；B.SO2 使酸性KMnO4溶液褪色，体现SO2的还原性，B错误；C.H2S与SO2反应的化学方程式为2H2S＋SO2===2H2O＋3S，氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1，C正确；D.N是CuS，S的氧化性很弱，与变价金属反应生成的是低价硫化物，故不能由硫和铜直接反应生成CuS，D错误。
7．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源，海水利用的部分过程如下。下列有关说法正确的是( )
A．制取NaHCO3的反应是先往精盐溶液中通入CO2，再通入NH3
B．过程①②均为氧化还原反应
C．过程①中除去粗盐中的SO eq \\al(2－,4) 、Ca2＋、Mg2＋等杂质，加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加入盐酸
D．在步骤④中，SO2水溶液吸收Br2后，溶液的pH减小
解析：选D。A.二氧化碳在NaCl溶液中的溶解度不大，应先通入氨使溶液显碱性，使二氧化碳的溶解度增大，所以制取NaHCO3的反应是先往精盐溶液中通入NH3，再通入CO2，故A错误；B.过程①为加沉淀剂除去杂质离子，无氧化还原反应发生，故B错误；C.除去Mg2＋用NaOH溶液，除去SO eq \\al(2－,4) 用BaCl2溶液，除去Ca2＋用Na2CO3溶液，由于加入的BaCl2溶液过量，过量的BaCl2溶液需要用Na2CO3溶液除去，因此应先加入BaCl2溶液再加入Na2CO3溶液，故C错误；D.SO2水溶液吸收Br2后会发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸，从而使溶液中氢离子浓度增大，pH减小，故D正确。
8．(2024·惠州联考)亚硫酸钠(Na2SO3)是一种重要的化工产品，常用作防腐剂、漂白剂、脱氯剂等。为探究Na2SO3的性质，进行了如下实验。
(1)Na2SO3中硫元素的化合价是________，属于硫元素的中间价态，既具有氧化性，又具有还原性。
(2)实验ⅰ中，能说明Na2SO3具有________(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)实验ⅱ中，能说明Na2S在酸性条件下被氧化的实验现象是_____________________________________________________。
(4)甲同学认为实验ⅱ的现象不能直接得出“Na2SO3具有氧化性”。
①对淡黄色浑浊产生的原因作出如下假设。
假设a：酸性溶液中的SO eq \\al(2－,4) 具有氧化性，可产生S；
假设b：空气中存在O2，在酸性条件下，由于_____________________________________________________________
______________________________________________________
(用离子方程式表示)，可产生S；
假设c：酸性溶液中的SO eq \\al(2－,3) 具有氧化性，可产生S。
②设计实验ⅲ证实了假设a和b不是产生S的主要原因。
实验ⅲ：向Na2S溶液中加入________(填试剂)，产生有臭鸡蛋气味的气体，溶液未变浑浊。
答案：(1)＋4价 (2)还原性 (3)加入Na2S溶液，无明显现象；再加入稀硫酸，产生淡黄色浑浊 (4)①4H＋＋2S2－＋O2===2S↓＋2H2O ②稀硫酸
9．(2024·韶关阶段测试)Na2S2O4(保险粉)是一种强还原剂，锌粉法制备Na2S2O4涉及部分原理如下：2SO2＋Zn eq \(=====,\s\up7(28～35 ℃)) ZnS2O4。制备Na2S2O4的装置(夹持及加热装置已省略)如下，回答下列问题：
(1)仪器a中盛放的试剂是________(填名称)。
(2)实验开始前，需要使三口烧瓶中充满N2，目的是__________________________________________________________。
(3)制备ZnS2O4时， 三口烧瓶的加热方式是____________________________________________________。
(4)Zn粉消耗完全后，在搅拌下向三口烧瓶中加入NaOH溶液，充分反应后，过滤，向滤液中加入NaCl固体，冷却结晶、过滤、蒸馏水洗涤、酒精洗涤及干燥得产品。该步生成目标产品的化学方程式是_____________________________________________________________
_______________________________________________________。
(5)加入NaCl固体的作用是__________________________________________________________，酒精洗涤的目的是_____________________________________
________________________________________________。
解析：(1)二氧化硫属于有毒气体，可用碱石灰吸收。
(2)Na2S2O4是一种强还原剂，故应该排尽装置内的空气，防止其被氧化。
(3)该反应的温度为28～35 ℃，故应选择水浴加热。
(4)ZnS2O4和NaOH反应生成Na2S2O4和Zn(OH)2沉淀，化学方程式为ZnS2O4＋2NaOH===Na2S2O4＋Zn(OH)2↓。
(5)加入氯化钠固体，增大钠离子浓度，利用同离子效应，降低Na2S2O4的溶解度，经过酒精洗涤，可以减少目标产品的损失，并可以快速干燥。
答案：(1)碱石灰
(2)排尽装置内空气，防止产物被氧化
(3)水浴加热
(4)ZnS2O4＋2NaOH===Na2S2O4＋Zn(OH)2↓
(5)利用同离子效应，降低Na2S2O4的溶解度 减少目标产品的损失，快速干燥
[素养提升]
10．(2024·深圳福田区统考)实验室用如图所示装置研究不同价态硫元素之间的转化。下列说法正确的是( )
A.将①中生成的气体通入BaCl2溶液中会出现白色沉淀
B.②中棉花紫色褪去，体现SO2的漂白性
C.③中有黄色固体生成，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D.实验后向④小烧杯中加入足量稀盐酸，可能产生有刺激性气味的气体
解析：选D。A.SO2不与BaCl2反应，不会出现白色沉淀，选项A错误；B.SO2与酸性KMnO4发生氧化还原反应，使酸性KMnO4溶液紫色褪去，体现SO2的还原性，选项B错误；C.③中SO2与S2－反应有黄色固体硫生成，SO2为氧化剂，S2－为还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，选项C错误；D.④中含亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子，加入足量稀盐酸，可能会产生有刺激性气味的二氧化硫气体，选项D正确。
11．探究硫及其化合物的性质，根据下列方案设计和现象、结论不正确的是( )
答案：B
12．造纸、印刷等工业废水中含有大量的硫化物(主要成分为Na2S)，可用下图转化方式除去。下列说法错误的是( )
A．Na2S溶液中存在n(OH－)＝n(H＋)＋n(HS－)＋2n(H2S)
B．反应Ⅰ和反应Ⅱ转移电子数相等时，还原剂的物质的量之比为2∶1
C．在废水处理过程中，CPc为催化剂，O2为氧化剂
D．反应Ⅲ中Na2S与Na2SO3等物质的量反应，反应的化学方程式为Na2S＋Na2SO3＋(CPc)O＋H2O===2NaOH＋Na2S2O3＋CPc
解析：选B。A.Na2S溶液中存在质子守恒：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)，A正确；B.反应Ⅰ中还原剂Na2S被氧化成Na2SO3，S元素化合价从－2价升至＋4 价，而反应Ⅱ中还原剂Na2SO3被氧化成Na2SO4，S元素化合价从＋4价升至＋6价，当反应Ⅰ和反应Ⅱ转移电子数相等时，还原剂的物质的量之比为1∶3，B错误；C.在废水处理过程中，CPc参与反应且反应前后不变，为催化剂，O2参与反应且反应后化合价降低，为氧化剂，C正确；D.反应Ⅲ中Na2S与Na2SO3等物质的量反应，反应的化学方程式为Na2S＋Na2SO3＋(CPc)O＋H2O===2NaOH＋Na2S2O3＋CPc，D正确。
13．实验室中利用洁净的铜片和浓硫酸进行如下实验，其中所得固体中含有Cu2S和白色物质X。下列说法错误的是( )
A．白色物质X为CuSO4
B．Y为氧化产物，NO为还原产物
C．参加反应的浓硫酸中，表现氧化性的占25%
D．NO与Y的物质的量之和可能为2 ml
解析：选D。A.由题图可知，铜与足量浓硫酸反应生成Cu2S和白色物质X，无气体生成，生成Cu2S时铜元素从0价升高到＋1价、硫元素从＋6价降低到－2价，根据得失电子守恒，必定存在其他产物(所含元素化合价升高)，根据元素守恒，另一种产物只能为CuSO4，故白色物质X为CuSO4，配平该反应的化学方程式为5Cu＋4H2SO4(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) 3CuSO4＋Cu2S＋4H2O，A正确；B.Cu2S和CuSO4中加入稀硫酸、稀硝酸溶解时，存在反应：3Cu2S＋16H＋＋4NO eq \\al(－,3) ===6Cu2＋＋3S＋4NO↑＋8H2O，故Y为S单质，该反应中NO为还原产物、S为氧化产物，B正确；C.由5Cu＋4H2SO4(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) 3CuSO4＋Cu2S＋4H2O可知，硫元素从＋6价降低到－2价时表现氧化性，故参加反应的浓硫酸中，表现氧化性的占25%，C正确；D.由5Cu＋4H2SO4(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) 3CuSO4＋Cu2S＋4H2O可知，3 ml Cu参加反应生成0.6 ml Cu2S，由3Cu2S＋16H＋＋4NO eq \\al(－,3) ===6Cu2＋＋3S＋4NO↑＋8H2O可知，0.6 ml Cu2S参加反应得到0.8 ml NO与0.6 ml S，NO与S的物质的量之和为1.4 ml，D错误。
14．探究Na2SO3固体的热分解产物。隔绝空气条件下，加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A，过程中未检测到气体生成。黄色固体A加水得到浊液，放置得无色溶液B。
资料：①4Na2SO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2S＋3Na2SO4；
②Na2S能与S反应生成Na2Sx，Na2Sx与酸反应生成S和H2S;
③BaS易溶于水。
(1)检验分解产物Na2S：取少量溶液B，向其中滴加CuSO4溶液，产生黑色沉淀，证实有S2－。反应的离子方程式是________________________________________________。
(2)检验分解产物Na2SO4：取少量溶液B，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，沉淀增多(经检验该沉淀含S)，同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S)，由于沉淀增多对检验造成干扰；另取少量溶液B，加入足量盐酸，离心沉降(固液分离)后，____________________________________________________________
(填操作和现象)，可证实分解产物中含有SO eq \\al(2－,4) 。
(3)探究(2)中S的来源。
来源1：固体A中有未分解的Na2SO3，在酸性条件下与Na2S反应生成S。
来源2：溶液B中有Na2Sx，加酸反应生成S。
针对来源1进行如图实验：
①实验可证实来源1不成立。实验证据是_____________________________________________________________
______________________________________________________。
②不能用盐酸代替硫酸的原因是_______________________
_________________________________________________
____________________________________________________。
③写出来源2产生S的反应的离子方程式：_____________________________________________________________
______________________________________________________。
(4)实验证明Na2SO3固体热分解有Na2S、Na2SO4和S产生。运用氧化还原反应规律分析产物中S产生的合理性：_____________________________________________________________
_______________________________________________________。
解析：(1)Na2S和CuSO4溶液反应生成硫化铜和硫酸钠，反应的离子方程式是S2－＋Cu2＋===CuS↓。
(2)根据资料可知，Na2S能与S反应生成Na2Sx，Na2Sx与酸反应生成S和H2S。取少量溶液B，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，沉淀增多(经检验该沉淀含S)，同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S)，说明B溶液中含有Na2Sx，Na2Sx与酸反应生成S和H2S，由于沉淀增多对检验造成干扰；另取少量溶液B，加入足量盐酸，离心沉降(固液分离)后，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，可证实分解产物中含有SO eq \\al(2－,4) 。
(3)①若来源1成立，则溶液2为H2SO3溶液，向溶液2中加入少量KMnO4溶液，H2SO3具有还原性，酸性条件下KMnO4具有强氧化性，二者混合后发生氧化还原反应，KMnO4溶液应该褪色，但得到的溶液仍为紫色，说明溶液B中不含Na2SO3。②不能用盐酸代替硫酸的原因是盐酸中Cl元素的化合价为－1价，具有还原性，会与KMnO4溶液发生氧化还原反应，使KMnO4溶液褪色，干扰实验现象和实验结论。③来源2认为溶液B中有Na2Sx，加酸反应生成S，反应的离子方程式为S eq \\al(2－,x) ＋2H＋===H2S↑＋(x－1)S↓。
(4)根据资料可知，4Na2SO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2S＋3Na2SO4，亚硫酸钠中硫元素化合价为＋4价，硫酸钠中硫元素化合价为＋6价，硫化钠中硫元素化合价为－2价，根据反应可知，Na2SO3发生歧化反应，其中的S元素化合价既可升高也可降低，能从＋4价降为－2价，也可以降到0价生成硫单质。
答案：(1)S2－＋Cu2＋===CuS↓
(2)滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀
(3)①向溶液2中加入KMnO4溶液，溶液不褪色
②盐酸中Cl元素的化合价为－1价，具有还原性，会与KMnO4溶液发生氧化还原反应，使KMnO4溶液褪色，干扰实验现象和实验结论
③S eq \\al(2－,x) ＋2H＋===H2S↑＋(x－1)S↓
(4)根据反应4Na2SO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2S＋3Na2SO4可知，Na2SO3发生歧化反应，其中的S元素化合价既可升高也可降低，能从＋4价降为－2价，也可以降到0价生成硫单质实验操作
实验序号
实验试剂X
实验现象
ⅰ
KMnO4溶液、稀硫酸
紫色褪去，变为无色
ⅱ
Na2S溶液、稀硫酸
加入Na2S溶液，无明显现象；再加入稀硫酸，产生淡黄色浑浊
选项
方案设计
现象
结论
A
在过硫化钠(Na2S2)中加入稀盐酸
产生淡黄色沉淀和臭鸡蛋气味的气体
发生歧化反应：Na2S2＋2HCl===2NaCl＋H2S↑＋S↓
B
将某固体溶于水后，加入足量稀盐酸酸化的BaCl2溶液
产生白色沉淀
该固体中一定含有SO eq \\al(2－,4) 或 HSO eq \\al(－,4)
C
将燃着的镁条插入盛有SO2的集气瓶中，冷却后，向集气瓶中加入适量稀盐酸，静置，取少量上层清液于试管中，滴加少量CuSO4溶液
剧烈燃烧，集气瓶瓶口有淡黄色固体附着，集气瓶底部有白色固体生成，试管中没有产生黑色沉淀
镁能在SO2中燃烧：2Mg＋SO2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2MgO＋S
D
已知Fe(SO2) eq \\al(3＋,6) 呈红棕色，将SO2气体通入FeCl3溶液中
溶液先变为红棕色，过一段时间又变成浅绿色
Fe3＋与SO2络合反应速率比氧化还原反应速率大，但氧化还原反应的平衡常数更大