重难点01 硫及其化合物之间的转化-2019-2020学年高一化学重难点探究（人教版2019必修第二册） 试卷

2019-2020学年高一化学重难点探究（人教版2019必修第二册）重难点01  硫及其化合物之间的转化方法探究一、硫的转化关系1.自然界中不同意价态硫元素间的转化2.常见含硫的物质的转化3.硫的化合价与性质的关系二、不同价态硫的化合物的转化(1)价态与性质①- 2价硫处于最低价态，只有还原性，可被O、Cl2等氧化剂氧化为S;②0价、+4价硫处于中间价态，既有氧化性又有还原性;③+6价硫处于最高价态，只有氧化性。(2)价态变化规律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，如:(3)含硫物质的连续氧化注：请完成下列关系图中序号对应的化学方程式（注明反应条件）典例剖析（2020·安徽省明光中学高一月考）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。请根据如图所示，回答下列问题：(1)Y的化学式为__________________(2)气体X和气体Y混合产生淡黄色的烟，写出该反应的化学方程式________。(3)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，合理的是______(填序号)。a.Na2S +S     b.Na2SO3+S     c.Na2SO3+Na2SO4     d.SO2+Na2SO4(4)如图为铜丝与W的浓溶液反应并验证其产物性质的实验装置。①反应①中体现的浓硫酸的化学性质是________。想要立即终止①的反应，最恰当的方法是__________。a.上移铜丝，使其脱离溶液     b.撤去酒精灯   c.拔去橡胶塞倒出溶液  ②装置④中品红溶液的作用是________，棉花团的作用__________。③反应停止后，待装置冷却，把③取下后向其中加入氯水，观察到白色沉淀生成，写出相关反应的离子方程式__________。【答案】(1)SO2    (2)SO2+2H2S=3S+2H2O    (3)b    (4)强氧化性、酸性    a    验证SO2具有漂白性    吸收SO2尾气    SO2+Cl2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-、Ba2++SO42-=BaSO4↓    【解析】【分析】根据图示中硫元素的化合价和物质类别，可判断出X为H2S，Y为SO2，W为H2SO4，Z为Na2SO3。（4）铜丝和浓硫酸反应，生成的二氧化硫进入饱和亚硫酸氢钠溶液中，除去可能挥发的硫酸蒸气，然后进入BaCl2溶液，SO2和BaCl2溶液不发生反应，但SO2易溶于水，所以在BaCl2溶液中会有一定量的SO2以及SO2和水反应生成的H2SO3。SO2进入品红溶液，可以使品红褪色。SO2有毒，不能随意排放，所以最后用浸有NaOH溶液的棉花团吸收多余的SO2。【详解】(1)Y是硫的氧化物，其中硫是+4价，所以Y是SO2。(2)气体X是H2S，和气体Y（SO2）混合产生淡黄色的烟，两者发生反应生成了淡黄色的单质硫，该反应的化学方程式为SO2+2H2S=3S+2H2O。(3)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，Na2S2O3中硫是+3价。a．Na2S中硫是-2价，S单质中硫是0价，都低于+3价，所以不能生成Na2S2O3；b．Na2SO3中硫是+4价，S单质中硫是0价，可以归中生成Na2S2O3；c．Na2SO3中硫是+4价，Na2SO4中硫是+6价，都高于+3价，所以不能生成Na2S2O3；d．SO2中硫是+4价，Na2SO4中硫是+6价，都高于+3价，所以不能生成Na2S2O3；故选b。(4) ①反应①是铜和浓硫酸的反应：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，在反应中浓硫酸里的+6价的硫部分变成了+4价，体现了强氧化性，另一部分化合价没有改变，仍为+6价，生成了硫酸盐，体现了酸性，所以反应①中浓硫酸既体现了强氧化性，又体现了酸性。想要立即终止①的反应，最恰当的方法是上移铜丝，使其脱离溶液，故选a。②SO2有漂白性，可以使品红褪色，所以装置④中品红溶液的作用是验证SO2具有漂白性。SO2有毒，不能随意排放，SO2是酸性氧化物，可以跟NaOH溶液反应，所以浸有NaOH溶液的棉花团的作用吸收SO2尾气。③反应停止后，待装置冷却，把③取下后向其中加入氯水，氯水能氧化溶液中的SO2以及SO2和水反应生成的H2SO3，生成SO42-，SO42-和Ba2+生成BaSO4白色沉淀，相关反应的离子方程式为：SO2+Cl2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-、Ba2++SO42-=BaSO4↓。精选习题1．（2020·大庆外国语学校高一月考）下列气体不能用浓硫酸干燥的是（    ）A．H2 B．H2S C．SO2 D．Cl2【答案】B【解析】A. H2是中性气体，可以用浓硫酸干燥，故A不符合题意；B. H2S是还原性气体，与浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥，故B符合题意；C. SO2是酸性气体，可以用浓硫酸干燥，故C不符合题意；D. Cl2不与浓硫酸反应，可以用浓硫酸干燥，故D不符合题意。综上所述，答案为B。【点睛】不能用浓硫酸干燥的气体主要是碱性气体NH3，还原性气体H2S、HBr、HI。2．（2020·山东省微山县第二中学高一月考）下列说法正确的是(　 　)A．单质氧化物酸或碱盐，铁单质可以按上述关系进行转化B．若a、b、c分别为S、SO3、H2SO4，则可以通过一步反应实现如图所示的转化C．太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属与非金属的交界位置D．单质硅常用于制造光导纤维【答案】C【解析】A.Fe与氧气反应生成氧化铁或四氧化三铁，但氧化铁或四氧化三铁与水不反应，所以氧化物−→水酸或碱不能实现，故A错误；B. 若a、b、c分别为S、SO3、H2SO4，b→c不能一步实现，故B错误；C.硅元素位于第三周期第ⅣA族元素，位于金属元素与非金属元素的交界处，故C正确；D.二氧化硅常用来制造光导纤维，故D错误；故答案选：C。3．（2020·安徽省屯溪一中高一开学考试）如图所示是一系列含硫化合物的转化关系（反应中生成的水已略去），其中说法正确的是A．反应①说明SO2具有漂白性，反应②说明SO2具有酸性B．反应②中生成物n（Na2SO3）：n（NaHSO3）＝1：1时，则反应物n（SO2）：n（NaOH）＝1：2C．反应③④⑤均属于氧化还原反应D．工业上可利用反应②和反应④回收SO2【答案】D【解析】A．反应①中先变蓝后褪色显然是因为KIO3的还原产物先是I2后是I－，体现了SO2具有还原性，反应②属于酸性氧化物和碱的反应，体现了SO2具有酸性，故A错误；B．根据元素守恒，当n（Na2SO3）：n（NaHSO3）＝1：1时，n（SO2）：n（NaOH）＝2：3，故B错误；C．反应④是非氧化还原反应，故C错误；D．反应②吸收了二氧化硫，反应④放出了SO2，可以通过2个反应回收二氧化硫，故D正确；故选D。4．（2020·甘肃省张掖市第二中学高一开学考试）A、B、C是中学化学常见的三种物质，它们之间的相互转化关系如图(部分反应条件及产物略去)。(1)若A是一种黄色单质固体，则B→C的化学方程式为____。(2)若A是一种活泼金属，C是淡黄色固体，则C的名称为____，试用化学方程式表示该物质与水的反应____。将C长期露置于空气中，最后将变成物质D，D的化学式为____。(3)若C是红棕色气体，A是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。请结合所学知识，写出实验室制取A的化学方程式____。【答案】(1)2SO2+O2 2SO3    (2)过氧化钠    2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2    Na2CO3    (3)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O    【解析】【分析】 (1)若A是一种黄色单质固体，为S，硫被氧气氧化变为二氧化硫，二氧化硫被氧气氧化生成三氧化硫，则B→C的化学方程式为2SO2+O22SO3；(2)若A是一种活泼金属，C是淡黄色固体，则C为过氧化钠，A为金属钠，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，其化学方程式表示该物质与水的反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2，将过氧化钠长期露置于空气中，过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，则D的化学式为Na2CO3；(3)若C是红棕色气体，A是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则A为氨气，B为一氧化氮，C为二氧化氮，实验室制取氨气用氯化铵和氢氧化钙加热反应，其化学方程式2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。5．（2020·威远县连界一中高一月考）燃煤的烟气中含有 SO2，为了治理雾霾天气，工厂采用多种方法实现烟气脱硫。Ⅰ.(1)“湿式吸收法”利用吸收剂与 SO2 发生反应从而脱硫。下列试剂中适合用作该法吸收剂的是_____(填字母序号)。a. 石灰乳        b.CaCl2溶液(2)某工厂利用含 SO2 的烟气处理含Cr2O72-的酸性废水，吸收塔中反应后的铬元素以Cr3+形式存在，具体流程如下：①用 SO2 处理含铬废水时，利用了 SO2 的_____性。②吸收塔中发生反应的离子方程式为_____。Ⅱ.石灰-石膏法和烧碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收反应为Ca(OH)2+SO2= CaSO3↓+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化，反应为2CaSO3+O2+4H2O =2CaSO4·2H2O。其流程如图：烧碱法的吸收反应为2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O。该法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如图：已知：试剂Ca(OH)2NaOH价格(元/kg)0.362.9吸收 SO2 的成本(元/mol)0.0270.232(3)石灰-石膏法和烧碱法相比，石灰-石膏法的优点是_______，缺点是_______。(4)某学习小组在石灰-石膏法和烧碱法的基础上，设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案，流程图中的甲、乙、丙各是_____、_____、_____(填化学式)【答案】(1)a    (2)还原    3SO2+Cr2O72-+2H+=2Cr3++3SO42-+H2O    (3)原料便宜，成本低    吸收慢，效率低    (4)NaOH    Ca(OH)2    Na2SO3    【解析】Ⅰ（1）二氧化硫与氯化钙不能发生反应，而与氢氧化钙可以反应生成亚硫酸钙，因为氢氧化钙溶解度不大，所以用石灰乳来吸收二氧化硫，故答案为：a；（2）①重铬酸根具有强氧化性，二氧化硫具有还原性，则可以用 SO2 处理含铬废水，故答案为：还原；②吸收塔中为二氧化硫与重铬酸根发生氧化还原反应，其发生反应的离子方程式为3SO2+Cr2O72-+2H+=2Cr3++3SO42-+H2O，故答案为：3SO2+Cr2O72-+2H+=2Cr3++3SO42-+H2O；Ⅱ（3）对比两个流程可知，基本反应原理都为二氧化硫与碱发生反应，氢氧化钙原料廉价易得，成本低，但氢氧化钙溶解度不大，吸收慢，效率低，故答案为：原料便宜，成本低；吸收慢，效率低；（4）分析流程并对比前两个流程可知，该流程的目的是改进前两个流程的缺点，即氢氧化钙吸收效率低，应用吸收效率较高的氢氧化钠，则甲为氢氧化钠，又氢氧化钠成本高，需要循环利用，则可用氢氧化钙制备氢氧化钠，则乙为氢氧化钙，由此可推知丙为亚硫酸钠，亚硫酸钠与氢氧化钙可以发生复分解反应生成氢氧化钠和亚硫酸钙，实现氢氧化钠的再生，降低成本，故答案为：NaOH；Ca(OH)2；Na2SO3。链接高考1．（2018·上海）下列转化不能通过一步反应实现的是（       ）A．H2S+O2→SO2B．SO2+H2O→H2SO3C．S+O2→SO3D．SO3+H2O→H2SO4【答案】C【解析】A．H2S和O2发生氧化还原反应生成SO2和H2O，能够一步反应实现转化，A选项不满足题意；B．常温下，SO2与H2O直接反应生成H2SO3，能够一步反应实现转化，B选项不满足题意；C．S在氧气中燃烧生成SO2，SO2在催化剂存在的条件下进一步氧化生成SO3，所以不能通过一步反应实现转化，C选项满足题意；D．SO3可与H2O反应直接生成H2SO4，能够一步反应实现转化，D选项不满足题意；答案选C。2．（2017·海南）分别将足量下列气体通入稀Na2S溶液中，可以使溶液变浑浊的是A．CO    B．SO2    C．HCl    D．CO2【答案】B【解析】A、CO不与Na2S发生反应，因此没有沉淀产生，故A错误；B、SO2具有弱氧化性，与Na2S发生氧化还原反应，即SO2＋2S2－＋4H＋=3S↓＋2H2O，故B正确；C、利用酸性强的制取酸性弱的，即发生2H＋＋S2－=H2S，没有沉淀产生，故C错误；D、不产生沉淀，故D错误。3．（2018·浙江）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【答案】D【解析】A项，生成物为硫酸铜和水，不产生二氧化硫，故不选A；B项，亚硫酸钠和氧气反应生成硫酸钠，该反应不产生二氧化硫，故不选B；C项，三氧化硫和水反应生成硫酸，反应中无法产生二氧化硫，故不选C；D项，Cu与浓硫酸反应生成二氧化硫、水和硫酸铜，故选D。综上所述，本题正确选项为D。4．（2017·北京）根据SO2通入不同溶液中实验现象，所得结论不正确的是 实验现象结论A含HCl、BaCl2的FeCl3溶液产生白色沉淀SO2 有还原性BH2S 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DNa2SiO3溶液产生胶状沉淀酸性:H2SO3＞ H2SiO3【答案】C【解析】A、混合溶液中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，A正确；B、SO2与H2S在溶液发生反应SO2+2H2S=3S↓+2H2O，体现了SO2的氧化性，B正确；C、SO2使酸性KMnO4溶液褪色，这是SO2在酸性溶液中还原KMnO4生成Mn2+，体现了SO2的还原性，C错误；D、SO2与Na2SiO3溶液产生胶状沉淀，根据较强酸制较弱酸，可得结论酸性：H2SO3>H2SiO3，D正确。答案选C。5．（2019·海南）能正确表示下列反应的离子方程式为(    )A．向FeBr2溶液中通入过量Cl2：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-B．向碳酸钠溶液中通入少量CO2：CO32-+CO2+H2O=2HCO3-C．向碘化钾溶液中加入少量双氧水：3H2O2+I-=IO3-+3H2OD．向硫化钠溶液中通入过量SO2：2S2-+5SO2+2H2O=3S↓+4HSO3-【答案】BD【解析】A.FeBr2电离产生的Fe2+、Br-都具有还原性，向该溶液中通入过量Cl2，Fe2+、Br-都会被氧化，离子方程式为：2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-，A错误；B.向碳酸钠溶液中通入少量CO2，Na2CO3、CO2、H2O发生反应生成NaHCO3，反应的离子方程式为：CO32-+CO2+H2O=2HCO3-，B正确；C.H2O2具有氧化性，在酸性条件下，会将I-氧化为I2，反应的离子方程式为：H2O2+2H++2I-=I2+2H2O，C错误；D.向硫化钠溶液中通入过量SO2，由于酸性H2SO3>H2S，由于SO2过量，发生的反应有：S2-+2SO2+2H2O=H2S+2HSO3-，SO2+ 2H2S=3S↓+2H2O，总反应方程式为2S2-+5SO2+2H2O=3S↓+4HSO3-，D正确；故合理选项是BD。6．（2017·浙江）已知固体Na2SO3受热易分解，实验流程和结果如下：已知：气体Y是一种纯净物，在标准状况下的密度为1.518g·L－1。请回答：（1）气体Y分子的电子式_________________，白色沉淀的化学式___________________。（2）该流程中的Na2SO3受热分解的化学方程式_____________________________。（3）另取固体X试样和Na2SO3混合，加水溶解后与稀盐酸反应，有淡黄色沉淀产生。写出产生淡黄色沉淀的离子方程式________________________（不考虑空气的影响）。【答案】（1）    BaSO4    （2）4Na2SO3Na2S＋3Na2SO4    （3）SO32-＋2S2－＋6H＋＝3S↓＋3H2O    【解析】【分析】气体Y是一种纯净物，在标准状况下的密度为1.518g·L-1，Y的摩尔质量为1.518g/L×22.4L/mol=34g/mol，结合Na2SO3中的元素可知，Y为H2S，固体X与盐酸反应生成硫化氢和溶液，溶液中加入氯化钡反应生成白色沉淀，说明固体X中含有Na2S和硫酸钠，据此分析作答。【详解】根据上述分析可知， (1)气体Y为硫化氢，电子式为，白色沉淀为硫酸钡，故答案为；BaSO4；(2)隔绝上述分析，流程中的Na2SO3受热分解的化学方程式为4Na2SO3Na2S+3Na2SO4，故答案为4Na2SO3Na2S+3Na2SO4；(3)固体X和Na2SO3混合，加水溶解后与稀盐酸反应，有淡黄色硫沉淀产生，产生淡黄色沉淀的离子方程式为SO32-+2S2-+6H+=3H2O+3S↓，故答案为SO32-+2S2-+6H+=3H2O+3S↓。【点睛】隔绝气体的密度确定Y的化学式是解答本题的关键。本题的易错点为硫化氢的电子式的书写，硫化氢属于共价化合物，不存在离子键。