2021新高考化学鲁科版一轮复习学案：第3章第3讲　硫及其化合物


第3讲　硫及其化合物
【2021·备考】
最新考纲
素养落地
1.掌握硫及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解硫的氧化物、硫酸在生产中的应用和对生态环境的影响。
多角度、多层次地认识硫及其化合物的性质及多样性；结合硫及其化合物的性质挖掘有探究价值的问题设计探究方案，联系实验现象加以分析、推理、验证；以硫的化合物对环境的影响为载体提高学生以社会为本的绿色环保意识。


『知识梳理』
1.自然界中硫元素的存在

2.硫
(1)物理性质
俗称
颜色状态
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
黄色固体
不溶
微溶
易溶
(2)化学性质
①氧化性：(S：0→－2价)：
②还原性：(S：0→＋4价)：S＋O2SO2
S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O
③歧化反应：与热的碱液发生反应(如NaOH溶液)：
3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。
3.二氧化硫
(1)物理性质
颜色
气味
毒性
密度
溶解性
无色
刺激性
有毒
比空气大
易溶于水(1∶40)
(2)化学性质
①酸性氧化物

② O2O3、SO
a.弱氧化性(如与H2S溶液反应)
SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
b.强还原性

③漂白性：

(3)实验室制法
①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应：
Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O；
②铜与浓H2SO4混合加热：
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
(4)SO2对大气的污染与防治
来源
化石燃料的燃烧及含硫矿石的冶炼
危害
污染大气，危害人体健康，形成酸雨
形成酸雨的过程
防治
开发新能源、燃煤除硫、处理工业废气

除去CO2中的SO2的方法
①CO2、SO2CO2、SO2＋HCO===CO2＋HSO
②CO2、SO2CO2
4.三氧化硫
(1)物理性质：熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃，在常温下为液态，在标准状况下为固态。
(2)化学性质

[链接新教材]
①(新教材LK第一册P1032习题精选练)
下列关于二氧化硫的说法中，不正确的是(　　)
A.能使某些有色物质褪色
B.无色，有刺激性气味，无毒
C.既有氧化性，又有还原性
D.既可溶于水，又可与水反应
答案　B
②(新教材RJ第二册P304习题变式练)
固体非金属单质A经下图所示的过程可转化为含氧酸D(D为强酸)。请回答下列问题。
ABCD
(1)D的化学式为________。
(2)若B是一种大气污染物，可形成酸雨，形成的酸雨在空气中pH变化过程为4.68～4.20，原因为(用化学方程式表示)___________________________________。
(3)为测定空气中B[成分同(2)]的含量，某课外小组将空气样品按a L/min通入200 mL 0.100 mol·L－1的酸性KMnO4溶液中，b min时恰好褪色，则样品空气中的含量________g/L。
答案　(1)H2SO4　(2)2H2SO3＋O2===2H2SO4(2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4)　(3)3.2/ab
『考向突破』
考向一　硫的性质及应用

[题目设计]
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫，在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫(×)
(2)将SO2通入紫色石蕊试纸中先变红后褪色(×)
(3)SO2可广泛应用于食品漂白(×)
(4)SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中，漂白效果更好(×)
(5)SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同(×)

[题目设计]
2.下列物质①CuS　②FeS　③SO3　④H2S　⑤FeCl2
(1)可通过化合反应生成的是______________________________________。
(2)可通过单质化合生成的是_______________________________________。
(3)洗涤涉硫实验中试管壁上沾有的硫可以选用的试剂为________。
提示　(1)②③④⑤　(2)②④　(3)CS2或热的NaOH溶液
考向二　二氧化硫的性质及应用

[题目设计]
3.在BaCl2溶液中通入SO2气体，未见沉淀生成，若再通入下列四种气体①Cl2、②NH3、③NO2、④H2S，均会产生沉淀。
回答下列问题：
a.通入四种气体时产生的沉淀分别是
①________________；②________________。
③________________；④________________。
b.用方程式表示①和④产生沉淀的原因
①_________________________________________________________________；
④_______________________________________________________________。
(2)将SO2分别通入下列四种溶液中

溶液都褪色。请回答下列问题：
①a、b、c、d四支试管中的现象体现SO2的性质分别为___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②加热又恢复颜色的试管为________(填试管代号)。
提示　(1)a.①BaSO4　②BaSO3　③BaSO4　④S
b.①Ba2＋＋SO2＋Cl2＋2H2O===BaSO4↓＋2Cl－＋4H＋　②SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
(2)①还原性、漂白性、酸性、还原性　②b

[命题素材]
SO2的检验
(1)SO2的检验(无干扰因素)
①漂白性：SO2褪色恢复红色
②还原性：SO2溶液颜色变浅或褪去
(2)SO2、CO2共存检验
SO2、CO2都能与澄清石灰水反应变浑浊。
故SO2对CO2的检验存在干扰、检验流程设计如下
流程设计
检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2
使用试剂
品红溶液
酸性KMnO4
溶液
品红溶液
澄清的
石灰水
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
如KMnO4/H＋用量较多，反应中溶液颜色变浅，可将除SO2与检验SO2是否完全除尽两个装置合二为一。
[题目设计]
4.(1)检验SO2的常选试剂为________，现象为___________________________。
(2)下列实验中能证明某气体为SO2的是________。
①使澄清石灰水变浑浊
②使品红溶液褪色
③通入溴水中，能使溴水褪色，再滴加BaCl2溶液有白色沉淀产生
(3)气体A是SO2与CO2的混合气体，用下图装置进行检验，按要求回答下列问题。

①B、C、D加入的试剂分别为______________________________________。
②实验时，C中应观察到的现象是___________________________________。
提示　(1)品红溶液　溶液褪色，加热又恢复红色
(2)③　(3)①品红溶液、酸性KMnO4溶液、澄清石灰水　②酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色(或不褪色，或不褪成无色)
考向三　二氧化硫与生活、生产
[命题素材]
工业上常见的SO2尾气处理方法
方法一：钙基固硫法
为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaO＋SO2CaSO3，2CaSO3＋O22CaSO4，总反应方程式为2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。
方法二：氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3，2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3，然后进一步氧化)
方法三：钠、碱脱硫法
钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。
[题目设计]
5.(1)SO2在一些饮料中可作为添加剂，但应严格控量。以下为两种测定SO2含量的方法，试分析是否合理，并说明理由。
①滴定法：用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO2的浓度。_____________________________________________________________________。
②沉淀法：向Ba(OH)2溶液中通入一定体积的硫酸与排放的工业尾气，然后将生成的沉淀过滤、洗涤、干燥、称量以测定尾气中SO2的含量。__________________________________________________________________。
(2)我国酸雨主要是硫酸型酸雨，其主要污染物SO2主要来源为工业尾气排放，化石燃料燃烧等。下面是燃煤烟气海水脱硫法。试做出相关分析。
海水中主要含有Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋、Cl－、Br－、SO、HCO、CO等离子。用海水对火力发电厂排放的烟气脱硫，流程如下：

海水吸收烟气中SO2的原因为_________________________________________，
排放的废水中含硫微粒主要为_______________________________________。
提示　(1)①不合理　葡萄酒中的乙醇等物质也可与酸性KMnO4反应，导致实验误差
②不合理　硫酸与工业尾气中除含SO2外，还含有SO3、CO2等也可被Ba(OH)2溶液吸收生成白色沉淀，导致实验误差。
(2)海水呈弱碱性　SO

『知识梳理』
1.硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高，难挥发。
(2)溶解性：浓硫酸与水以任意比混溶，溶解时可放出大量热。
(3)稀释方法：
①将浓硫酸沿器壁(或玻璃棒)慢慢注入水中并不断搅拌。
②规律：两种液体混合时，要把密度大的加到密度小的液体中，如浓硫酸、浓硝酸混合酸的配制方法是把浓硫酸沿器壁慢慢地注入浓硝酸中。
2.硫酸的化学性质
(1)稀硫酸具有酸的通性
硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO，具有酸的通性。
(2)浓硫酸的特性


(1)CuSO4·5H2O(蓝色)CuSO4(白色)，浓H2SO4体现吸水性。
(2)钝化：常温下浓硫酸使Fe、Al钝化，若加热或将浓硫酸稀释，则可以继续反应。
(3)金属(如Cu、Zn等)与浓H2SO4反应时，要注意H2SO4浓度的变化对反应产物的影响。开始阶段产生SO2气体，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，最后变为稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不反应，Zn与稀H2SO4反应生成H2而不是SO2。
(4)浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性(生成SO2)又表现酸性(生成硫酸盐)。浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性。
3.SO、SO的检验
(1)SO的检验
①向溶液中加入盐酸，将产生的气体通入品红溶液中，红色褪去，发生的离子反应为SO＋2H＋===H2O＋SO2↑。
②加入氯化钡溶液生成白色沉淀，然后向沉淀中加入盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体，发生反应的离子方程式为SO＋Ba2＋===BaSO3↓，BaSO3＋2H＋===Ba2＋＋SO2↑＋H2O。
(2)SO的检验
检验SO的正确操作方法：被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)
[链接新教材]
(新教材LK第一册P1039习题精选练)
有一瓶Na2SO3溶液，它可能部分被氧化。某同学取少量该溶液，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀；再加入足量稀硫酸，充分振荡后仍有白色沉淀。下述结论中，正确的是(　　)
A.亚硫酸钠已部分被空气中的氧气氧化
B.加入BaCl2溶液后，产生的沉淀中一定含有硫酸钡
C.加入稀硫酸后，不溶的沉淀一定是硫酸钡
D.此实验不能确定亚硫酸钠是否部分被氧化
答案　CD
『考向突破』
考向一　硫酸、硫酸盐的性质及应用

[题目设计]
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)浓H2SO4使胆矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末，体现了浓H2SO4的脱水性(×)
(2)浓硫酸与硫化亚铁混合制H2S(×)
(3)铜片溶于热的浓硫酸，体现了浓硫酸的酸性和强氧化性(√)
(4)某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加稀盐酸后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明该溶液中一定含有SO(×)
(5)向Na2SO3溶液中加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀出现，说明Na2SO3溶液已经变质(×)

[题目设计]
2.如图所示实验装置中，从实验开始过一段时间后根据浓硫酸的性质预测可能产生的现象

甲________________；乙________________；
丙________________；丁________________。
提示　苹果块变干瘪　胆矾晶体出现白斑　温度上升　pH试纸变黑
考向二　硫酸根离子的检验
[题目设计]
3.有一瓶Na2SO3溶液，可能已氧化变质，请根据要求设计实验验证以下情况：
(1)Na2SO3溶液未变质_________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)Na2SO3溶液已完全变质_____________________________________________
________________________________________________________________。
(3)Na2SO3部分变质___________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示　(1)取溶液少许置于试管中，加入盐酸酸化后再加BaCl2溶液，不生成白色沉淀，说明未变质
(2)取溶液少许置于试管中，加入盐酸酸化，不产生气泡，滴入品红溶液，不褪色，说明已完全变质
(3)取溶液少许置于试管中，加入盐酸酸化后，向所得溶液中滴入品红溶液，褪色，向所得溶液中滴入BaCl2溶液，生成白色沉淀，说明Na2SO3溶液部分变质
考向三　有关硫酸的计算
[题目设计]
4.(1)将28 g Fe粉和8 g硫隔绝空气混合加热，充分反应后冷却至室温，再加入足量的稀H2SO4，可产生标准状况下的气体的体积为________L。
(2)将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L－1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的pH＝1，则气体A的成分为________。
提示　(1)11.2
(2)SO2　6.72 L　H2　26.88 L



1.臭氧
(1)物理性质
常温常压下，臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。吸入少量臭氧对人体有益，吸入过量对人体健康有一定危害。
(2)化学性质
不稳定性
O3不稳定，容易分解，反应的化学方程式为2O3===3O2，在放电条件下空气中的O2可以转化为O3，反应的化学方程式为3O22O3
强氧化性
O3容易使淀粉－KI溶液变蓝色，反应的化学方程式为2KI＋O3＋H2O===I2＋2KOH＋O2
漂白性
O3因其强氧化性能使有色物质褪色，可用作杀菌消毒剂
(3)用途：①可用作脱色剂和消毒剂；②臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线，是人类和其他生物的保护伞。
2.过氧化氢(其水溶液俗称双氧水)
(1)结构
电子式：，结构式H—O—O—H。
分子空间结构为折线型，为极性分子。
(2)化学性质
不稳定性
加热、光照或加催化剂(如MnO2、Fe3＋、Cu2＋)都能加快其分解：
2H2O22H2O＋O2↑，因此H2O2应保存在棕色瓶中并放置在阴凉处
弱酸性
相当于二元弱酸
H2O2H＋＋HO，HOH＋＋O
强氧化性
①工业上用10%的H2O2作为漂白剂，在医疗上用3%的H2O2作为消毒杀菌剂；
②氧化Fe2＋、SO等还原性物质：
H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，
H2O2＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O；
③使湿润的淀粉－KI试纸变蓝：
H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O
弱还原性
H2O2中－1价的氧遇强氧化剂可失去电子转化成0价氧而被氧化。
2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O
(3)用途
作消毒剂、杀菌剂，作漂白剂、脱氯剂，纯H2O2还可作火箭燃料的氧化剂等。H2O2作氧化剂时，还原产物一般为水，故H2O2又称为绿色氧化剂。
(4)金属过氧化物
①金属过氧化物都是强氧化剂，过氧化钠、过氧化钾可以和水反应，生成相应的氢氧化物和氧气，另外还存在带结晶水的金属过氧化物。如：过氧化钡、过氧化钙。
②过氧化物和稀酸反应生成过氧化氢。
BaO2＋H2SO4===H2O2＋BaSO4。
过氧化钠与空气中的二氧化碳作用放出氧气：
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。

案例1　臭氧与环境
如图为大气平流层中臭氧层被破坏的一个流程图，下列说法不正确的是(　　)

A.O3转化为O2是物理变化
B.反应①中破坏的化学键为共价键
C.反应②可表示为O3＋Cl===ClO＋O2
D.少量的Cl能破坏大量的O3
解析　A项，O3转化为O2为化学变化，错误；B项，反应①为Cl—O＋O―→O—O＋Cl，破坏Cl—O键形成O—O键，正确；C项，由流程图知反应②为O3＋Cl===ClO＋O2，正确；D项，Cl在臭氧分解中为催化剂，少量的Cl能破坏臭氧层，正确。
答案　A
[对点训练1]　O3是重要的氧化剂和水处理剂，在平流层存在：2O33O2，O3O＋O2，粒子X能加速O3的分解：X＋O3===XO＋O2；XO＋O===X＋O2(X＝Cl、Br、NO等)。已知：2O3(g)3O2(g)　ΔH＝－144.8 kJ·mol－1，t ℃时K＝3×1076。

下列说法不正确的是(　　)
A.O3转变为O2的能量曲线可用上图所示
B.O3转变为O2为氧化还原反应
C.臭氧层中氟利昂释放出的氯原子是O3分解的催化剂
D.t ℃时，3O2(g)2O3(g)，K≈3.33×10－77
解析　根据吸热反应的ΔH＞0，放热反应的ΔH＜0，图像中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应是放热反应，A正确；O2可以转化成O3，但元素化合价未变，不是氧化还原反应，故B错误；X参与反应，加快了反应速率，本身的质量和化学性质在反应前后不变，属于催化剂，所以氟利昂在紫外线的照射下分解的氯原子在此转化过程中作为催化剂，故C正确；相同条件下，逆反应的K值是正反应K值的倒数，故D正确。
答案　B
案例2　过氧化物的性质及应用
过氧化钙(CaO2)是一种白色、无毒、难溶于水的固体，能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。工业生产过程如下：
①在NH4Cl溶液中加入Ca(OH)2；
②不断搅拌的同时加入30% H2O2，反应生成CaO2·8H2O沉淀；
③经过陈化、过滤，水洗得到CaO2·8H2O，再脱水干燥得到CaO2。
完成下列填空
(1)第①步反应的化学方程式为_______________________________________
________________________。
第②步反应的化学方程式为__________________________________________
________________________。
(2)可循环使用的物质是________。工业上常采用Ca(OH)2过量而不是H2O2过量的方式来生产，这是因为
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)检验CaO2·8H2O是否洗净的方法是____________________________________
___________________________________________________________________。
(4)CaO2·8H2O加热脱水的过程中，需不断通入不含二氧化碳的氧气，目的是____________________________________________________________________。
(5)已知CaO2在350 ℃迅速分解生成CaO和O2。下图是实验室测定产品中CaO2含量的装置(夹持装置省略)。

若所取产品质量是m g，测得气体体积为V mL(已换算成标准状况)，则产品中CaO2的质量分数为________(用字母表示)。
过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析　(5)已知CaO2在350 ℃迅速分解生成CaO和O2。反应的方程式是2CaO22CaO＋O2↑。根据方程式可知，每有2 mol CaO2发生反应，会产生1 mol O2，在标准状况下体积是22.4 L。现在产生标准状况下的氧气体积是V mL，则氧气的物质的量是n(O2)＝＝×10－3 mol；则反应的CaO2的物质的量是n(CaO2)＝2n(O2)＝×10－3 mol，则产品中CaO2的质量分数为φ＝[n(CaO2)M÷m]×100%＝[×10－3 mol×72 g/mol÷m]×100%＝%。过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有灼烧前过氧化钙的质量及固体质量不再发生改变时剩余固体的质量。
答案　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2===CaCl2＋2NH3＋2H2O　CaCl2＋H2O2＋8H2O＋2NH3===CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl
(2)NH4Cl　Ca(OH)2价格低，H2O2价格高且易分解，Ca(OH)2溶液显碱性，就可以抑制CaO2·8H2O的溶解，从而提高产品的产率。H2O2显弱酸性，会促进CaO2·8H2O的溶解，对物质的制取不利
(3)取最后一次洗涤溶液，向其中加入AgNO3溶液，再滴加几滴稀硝酸，若无白色沉淀产生，就证明洗涤干净，否则没有洗涤干净
(4)防止H2O与CaO2反应，抑制CaO2分解
(5)%　加热前过氧化钙及加热后固体质量不再发生改变时试管中固体的质量

素养说明：形式多样的多硫含氧酸盐是高考命题的热点。通过对多硫含氧酸盐用途的了解，发展学生的化学社会意识。以多硫含氧酸盐的性质为载体，从生活、生产实际出发发现并提出具有探究价值的问题，设计探究方案加以探究，培养学生的实验能力及创新意识。
硫代硫酸钠(Na2S2O3)
Na2S2O3·5H2O俗名大苏打，它是无色透明的晶体，易溶于水，溶于水后呈碱性。
1.Na2S2O3的化学性质
(1)与酸反应生成单质硫，放出SO2气体：
S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。
(2)Na2S2O3是中等强度的还原剂，能被I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化：
①2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI，此反应用于定量测定碘。
②Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===Na2SO4＋H2SO4＋8HCl，此反应在纺织和造纸工业上作脱氯剂。
2.Na2S2O3的制备方法
将Na2S和Na2CO3以2∶1的物质的量比配成溶液，然后通入SO2，反应大致可分三步进行：
(1)Na2CO3和SO2反应生成Na2SO3：
Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2。
(2)Na2S与SO2反应生成Na2SO3和H2S：
Na2S＋SO2＋H2O===Na2SO3＋H2S，
H2S是强还原剂，遇到SO2时析出硫：
2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O。
(3)Na2SO3和S作用生成Na2S2O3：
Na2SO3＋S===Na2S2O3。
将上面三个反应合并得到总反应：
2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。
溶液蒸发浓缩后，冷却至293～303 K时即析出Na2S2O3·5H2O，用上述方法制得的Na2S2O3中常含有Na2SO4和Na2SO3等杂质。
[提醒]　制取硫代硫酸钠的另一种方法是在沸腾的状况下，使Na2SO3溶液同硫粉反应：Na2SO3＋SNa2S2O3。
过二硫酸钠(Na2S2O8)
过二硫酸钠中S为＋6价，含有1个过氧键(—O—O—)，性质与过氧化氢相似，具有氧化性。作为氧化剂参与反应时，过氧键断裂，过氧键中的氧原子由－1价变为－2价，硫原子化合价不变，如S2O＋2I－2SO＋I2、5S2O＋2Mn2＋＋8H2O10SO＋2MnO＋16H＋。过二硫酸钠不稳定，受热分解生成Na2SO4、SO3和O2。
连二亚硫酸钠(Na2S2O4)
连二亚硫酸钠属于一级遇湿易燃物品，又名低亚硫酸钠。有含结晶水(Na2S2O4·2H2O)和不含结晶水(Na2S2O4)两种。前者为白色细粒结晶，后者为淡黄色粉末。相对密度2.3～2.4，赤热时分解，能溶于冷水，在热水中分解，不溶于乙醇。其水溶液性质不稳定，有极强的还原性，属于强还原剂，能将I2、Cu2＋、Ag＋还原。暴露于空气中易吸收氧气而氧化，同时也易吸潮发热而变质，并能夺取空气中的氧结块并发出刺激性酸味。在无氧条件下，用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠。
吸收空气中氧气的方程式：2Na2S2O4＋O2＋2H2O===4NaHSO3或Na2S2O4＋O2＋H2O===NaHSO3＋NaHSO4。
焦亚硫酸钠(Na2S2O5)
焦亚硫酸钠又称二硫五氧酸钠
1.性质
成品为白色或微黄结晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置空气中易氧化成硫酸钠，与强酸接触放出二氧化硫而生成相应的盐类，加热到150 ℃分解，通常用NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得，其方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。
2.用途
①医药工业用于生产氯仿、苯甲醛等；
②食品工业用作漂白剂、防腐剂、疏松剂、抗氧化剂、护色剂及保鲜剂；
③印染工业用作棉布漂白后的脱氯剂、棉布煮炼剂；
④制革工业用于皮革处理，能使皮革柔软、丰满、坚韧，具有防水、抗折、耐磨等性能。
题型一　工业制备
【典例1】　(2018·课标全国Ⅰ)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：
(1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式__________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：

①pH＝4.1时，Ⅰ中为________溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是________________________。
(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_________________________。
电解后，________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。

解析　(2)①向Na2CO3饱和溶液中通入SO2，可能生成Na2SO3、NaHSO3，因Na2SO3溶液呈碱性，Ⅰ中溶液呈弱酸性，所以生成的是NaHSO3。②审题时抓住“生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得”，则工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液。(3)阳极发生氧化反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑)，阳极室H＋向a室迁移，a室中的Na2SO3转化成NaHSO3。阴极发生还原反应，析出H2，OH－增多，Na＋由a室向b室迁移，则b室中Na2SO3浓度增大。
答案　(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
(2)①NaHSO3　②得到NaHSO3过饱和溶液
(3)2H2O－4e－===4H＋＋O2↑(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑)　a
题型二　实验室制备与性质探究
【典例2】　焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：
实验一　焦亚硫酸钠的制取
采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为Na2SO3＋SO2===Na2S2O5

(1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为____________________________________
______________________________________________________________。
(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是____________________________________________________________________。
(3)装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。

实验二　焦亚硫酸钠的性质
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
(4)证明NaHSO3溶液中HSO的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是________(填序号)。
a.测定溶液的pH b.加入Ba(OH)2溶液
c.加入盐酸 d.加入品红溶液
e.用蓝色石蕊试纸检测
(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
解析　(2)装置Ⅱ中已有晶体析出，可通过过滤操作得到Na2S2O5晶体。(3)食盐水和浓H2SO4不能吸收SO2，故b、c错误；a项，瓶口封闭易造成实验事故，错误；d项，既能吸收SO2，又能防止发生倒吸，正确。(4)HSO电离显酸性，水解显碱性，要证明HSO的电离程度大于水解程度，则证明NaHSO3溶液显酸性即可，故可通过测定溶液的pH，或用蓝色石蕊试纸检测等方法。(5)Na2S2O5晶体被空气氧化的产物为Na2SO4，故可通过检验SO离子来检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化。
答案　(1)Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O[或Na2SO3＋2H2SO4(浓)===2NaHSO4＋SO2↑＋H2O]
(2)过滤　(3)d　(4)a、e
(5)取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成，则证明Na2S2O5晶体已被氧化
【典例3】　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]
(1)Na2S2O3·5H2O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。
(3)Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀HCl。
Ⅱ.[制备产品]
实验装置如图所示(省略夹持装置)：

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H2SO4 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H2SO4。
(3)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]
(1)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HNO3、稀H2SO4、稀HCl、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。
(2)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______________________________________
___________________________________________________________________。
(3)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。
解析　Ⅱ.(1)仪器a有活塞，故a为分液漏斗。(3)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。
Ⅲ.(1)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，向沉淀中加入足量盐酸，沉淀未完全溶解，说明溶液中含有SO，沉淀溶解的部分生成了刺激性气味的气体为SO2，则沉淀中含有BaSO3，故原溶液中含有SO。(2)由I中(3)可知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。(3)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。
答案　Ⅱ.(1)分液漏斗　B　(3)蒸发
Ⅲ.(1)过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸
(2)先向A中烧瓶滴加浓H2SO4，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
(3)重结晶

基础知识巩固
1.(2017·海南卷)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
2.如图是硫在自然界的循环，相关说法不正确的是(　　)

A.大气中的硫可能以酸雨的形式进入土壤
B.煤和石油中的硫燃烧生成三氧化硫进入大气
C.化石燃料中的硫来自于形成化石燃料的生物体
D.煤和石油燃烧产生的颗粒物可能是导致雾霾的成因之一
解析　大气中硫主要是SO2，SO2溶于水生成H2SO3，H2SO3被氧气氧化为硫酸，或SO2被空气中氧气氧化为SO3，溶于水生成硫酸形成酸雨，进入土壤，A正确；煤和石油中的硫燃烧生成SO2，不能直接生成SO3，SO2需要催化剂加热反应生成SO3，B错误；化石燃料中的硫元素是生物体内硫元素形成化石燃料过程中形成，C正确；煤和石油、生物质燃料燃烧时，产生颗粒物，简称雾霾颗粒，可能是导致雾霾的成因之一，D正确。
答案　B
3.为确定某纯净的气体X的成分，进行了如下几种实验，其中不正确的是(　　)
选项
操作(现象)
结论
A
闻X气味(有刺激性)酸性KMnO4溶液(褪色)
X一定是SO2
B
闻X气味(有刺激性)澄清石灰水(变浑浊)
X一定是SO2
C
X品红溶液(褪色)变红色
X一定是SO2
D
X紫色石蕊溶液(先变红色后褪色)
X一定不是SO2
答案　A
4.探究浓硫酸和铜的反应，下列装置或操作正确的是(　　)

A.用装置甲进行铜和浓硫酸的反应
B.用装置乙收集二氧化硫并吸收尾气
C.用装置丙稀释反应后的混合液
D.用装置丁测定余酸的浓度
解析　A项，浓硫酸和铜反应Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，由原理知应选固＋液装置类型，错误；B项，SO2比空气重，收集时应从长管进气，错误；C项，由于甲中有剩余的浓硫酸，故稀释时应将残液缓缓加入水中，边加边搅拌，正确；D项，测定余酸浓度，标准液为NaOH溶液，故应选碱式滴定管，错误。
答案　C
考试能力过关
5.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(双选)(　　)

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元素的化合价为＋7
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错误。
答案　BD
6.含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是(　　)

A.该过程中可得到化工产品H2SO4
B.该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C.该过程中化合价发生改变的元素为Fe和S
D.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4
解析　根据工艺流程图可知，该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，该工艺不仅吸收了二氧化硫，还得到了化工产品硫酸，A、D两项正确；根据A中分析可知该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，B项正确；该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫，C项错误。
答案　C
7.[2020·金考卷山东高考预测卷(一)，12]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。如图为硫及其部分化合物的“价—类二维图”，下列说法错误的是(　　)

A.S与O2在点燃时经一步反应生成Y
B.Z作氧化剂时，理论上可被还原为S单质
C.X、Y、Z中只有Z属于电解质
D.X的水溶液在空气中放置，易被氧化
解析　A项，硫单质与氧气不能在点燃时经一步反应生成SO3，错误；B项，Z为Na2SO3，根据氧化还原反应价态变化规律，可知Na2SO3可被还原为S单质，正确；C项，H2S(X)、Na2SO3(Z)属于电解质，SO3(Y)属于非电解质，错误；D项，硫化氢水溶液中硫元素易被空气中的氧气氧化生成硫单质，正确。
答案　AC

[A级　全员必做题]
1.(2019·重庆九校联盟联考，8)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　)
选项
性质
用途
A
FeCl3溶液显弱酸性
FeCl3可用作H2S的脱除剂
B
二氧化硅熔点高
二氧化硅可用于制备光导纤维
C
氢氟酸呈酸性
氢氟酸可用在玻璃器皿上刻蚀标记
D
H2O2能使蛋白质变性
H2O2可用作医疗行业的消毒剂
答案　D
2.化学实验中常将溶液或试剂进行酸化，下列酸化处理的措施正确的是(　　)
A.检验溶液是否含有SO时，在无其他阳离子干扰的条件下，先用盐酸酸化，所得溶液再加BaCl2溶液
B.为提高高锰酸钾溶液的氧化能力，用盐酸将高锰酸钾溶液酸化
C.检验溶液中是否含有Fe3＋时，用硝酸酸化
D.定性检验SO，将BaCl2溶液用HNO3酸化
解析　在无其他阳离子干扰的条件下，用盐酸酸化可以排除CO、SO等阴离子的干扰，加BaCl2溶液若出现白色沉淀说明溶液中含SO，故A正确；高锰酸钾溶液能将盐酸氧化，不能用盐酸将高锰酸钾溶液酸化，故B错误；硝酸有强氧化性，若溶液中有Fe2＋，就会被氧化得到Fe3＋，故C错误；HNO3能将SO氧化为SO，造成错误的检验结果.故D错误。
答案　A
3.(2019·天门高三模拟)硫酸、亚硫酸和氢硫酸是含硫元素的三种酸。下列说法不正确的是(　　)
A.若向Na2S溶液中通入SO2，则产生淡黄色沉淀
B.这三种酸都是二元酸，都能与氢氧化钠反应生成酸式盐和正盐
C.这三种酸的水溶液久置在空气中都会氧化变质且原溶质的浓度减小
D.向氢硫酸、亚硫酸溶液中滴加氯水都会发生氧化还原反应
解析　A项，向Na2S溶液中通入SO2，生成H2S与SO2反应生成S，正确；B项，二元酸对应的盐有两种：正盐、酸式盐，正确；C项，硫酸在空气中稳定，不会被氧化，错误；D项，氢硫酸、亚硫酸均可被氯水氧化，正确。
答案　C
4.(2020·衡阳八中高三月考)实验室有一瓶固体M的标签右半部分已被腐蚀，剩余部分只看到“Na2SO”字样。已知固体M只可能是Na2SO3或Na2SO4。若取少量固体M配成溶液，下列试剂不能用于鉴定M的是(　　)
A.Ba(OH)2 B.稀盐酸
C.稀硫酸 D.浓硝酸
解析　A项，Ba(OH)2与Na2SO3、Na2SO4反应分别生成BaSO3、BaSO4，均为白色沉淀，不能鉴定。稀盐酸、稀硫酸、浓硝酸与Na2SO3反应均生成气体，而与Na2SO4均不反应，无现象，可以鉴定。
答案　A
5.(2017·江苏化学，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(　　)

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
6.某学生课外活动小组利用如图装置做如下实验：在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液颜色变为红色，冷却后恢复无色，则(　　)
A.溶有SO2的品红溶液
B.溶有NH3的酚酞溶液
C.溶有SO2的酚酞溶液
D.溶有Cl2的品红溶液
解析　二氧化硫和有色物质反应生成不稳定的无色物质，加热时溶液又恢复原来的颜色，所以溶有二氧化硫的品红溶液符合题意，A正确；氨气和水反应生成一水合氨，一水合氨电离出OH－而使溶液呈碱性，酚酞遇碱变红色，加热条件下，一水合氨易分解生成氨气而使溶液褪色，B错误；二氧化硫和水反应生成亚硫酸，酚酞在酸性溶液中为无色，加热后虽亚硫酸分解放出SO2，但溶液还是无色，C错误；氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性而使品红溶液褪色，且次氯酸的漂白性具有不可逆性，D错误。
答案　A
7.(2017·北京理综，10)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
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
解析　A.溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO，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
[B级　拔高选做题]
8.(2020·黄石模拟)X为一种常见气体(常温下)，a、b、c是中学化学常见物质，均由常见元素组成，转化关系如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A.若a、b、c焰色反应均呈黄色，水溶液均呈碱性，则a中可能既含有离子键又含有共价键
B.若X为O2，a为一种固态单质，则c可能为CO2和SO3
C.若b为固态非金属单质，b与X所含元素同主族，则a、b、c均能与X反应
D.若a为固态非金属单质，a与X所含元素同周期，常温常压下c为白色固体，则X与a所含元素原子的核电荷数相差2
解析　A项，a、b、c焰色反应均呈黄色，含Na元素，水溶液均呈碱性，可知a为氢氧化钠，b为碳酸钠，c为碳酸氢钠，X为二氧化碳，符合转化关系，正确；B项，若X为O2、c为SO3，则a为硫，b为二氧化硫，c为三氧化硫，S燃烧生成SO2，不符合转化关系，错误；C项，若b为固态非金属单质且b与X所含元素同主族，则a为硫化氢，b为硫，c为二氧化硫，X为O2，符合转化关系，正确；D项，若a为固态非金属单质，a与X所含元素同周期且常温常压下c为白色固体，则a为磷，b为三氯化磷，c为五氯化磷，X为氯气，符合转化关系，正确。
答案　B
9.SO2通入足量的Fe(NO3)3稀溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变成棕黄色，这时若滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀。针对上述一系列变化，下列说法不正确的是(　　)
A.上述过程中，最终被还原的是NO
B.从上述反应可以得出结论，氧化性：HNO3>Fe3＋>稀硫酸
C.上述过程中，会产生一种无色难溶于水的气体
D.假设通SO2完全反应，同温同压下，SO2和逸出气体的体积比为1∶1
解析　溶液由黄色变为浅绿色，但立即又变为黄色，Fe3＋变为Fe2＋，后又被氧化为Fe3＋，所以最终被还原的是NO，A正确；根据溶液由棕黄色变为浅绿色，说明Fe3＋的氧化性强于稀硫酸，但在硝酸存在的条件下溶液立即又变成棕黄色，说明Fe2＋迅速被氧化成Fe3＋，故硝酸的氧化性比Fe3＋强，综上所述氧化性：HNO3>Fe3＋>稀硫酸，B正确；SO2被氧化后产生的H＋和NO构成强氧化体系，氧化Fe2＋时生成无色难溶于水的NO气体，C正确；上述过程中，最终被还原的是NO，故相当于SO2与NO之间的氧化还原，有3SO2～2NO～2NO，则通入SO2与逸出气体的体积比为3∶2，故D不正确。
答案　D
10.下图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是(双选)(　　)

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发生反应的离子方程式为4H＋＋4Fe2＋＋O2===4Fe3＋＋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　SO2与Fe3＋发生氧化还原反应生成Fe2＋，若二氧化硫足量。则溶液中无Fe3＋，加入KSCN溶液，溶液不变红色；若二氧化硫不足，则溶液中有Fe3＋，加入KSCN溶液，溶液显红色，A正确；Fe2＋在酸性条件下被O2氧化生成Fe3＋，B正确；溶液A转化为溶液B后溶液酸性增强，C错误；FeO与H＋反应生成Fe2＋，故溶液C不能转化为溶液A，D错误。
答案　AB
11.(2020·青岛模拟)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(　　)

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
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
12.由一种阳离子和两种酸根离子组成的盐称为混盐。下列关于混盐Na4S2O3的有关判断，不正确的是(　　)
A.该混盐水溶液呈碱性
B.该混盐与H2SO4反应有气体生成
C.该混盐溶液中加入BaCl2可以生成白色沉淀
D.该混盐在酸性条件下可生成S，每产生32 g S转移2NA个电子
解析　根据混盐的定义可判断出Na4S2O3中的阳离子是Na＋，阴离子是SO和S2－，两种阴离子均能发生水解而使溶液呈碱性，A项正确；加入H2SO4发生的反应为：，生成32 g S转移电子NA，故B项正确、D项错误；加入BaCl2可以生成BaSO3白色沉淀，C正确。
答案　D
13.(2019·北京理综，28)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。
(1)实验一：用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2，将足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B。

①浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是__________________________________
___________________________________________________________________。
②试剂a是________。
(2)对体系中有关物质性质分析得出：沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。
(资料：Ag2SO4微溶于水；Ag2SO3难溶于水)
实验二：验证B的成分

①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式：______________________________
________________________________________________________________。
②加入盐酸后沉淀D大部分溶解，剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3，进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂，可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是________。
(3)根据沉淀F的存在，推测SO的产生有两个途径：
途径1：实验一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，随沉淀B进入D。
途径2：实验二中，SO被氧化为SO进入D。
实验三：探究SO的产生途径
①向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有________；取上层清液继续滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由：
___________________________________________________________________。
②实验三的结论：________。
(4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是
____________________________________________________________________。
(5)根据物质性质分析，SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间，有Ag和SO生成。
(6)根据上述实验所得结论：_______________________________________。
解析　(1)②试剂a为饱和NaHSO3溶液，用于吸收SO2中其他杂质气体，防止对后续实验产生干扰。(2)①难溶于水的Ag2SO3与NH3·H2O反应生成可溶性的[Ag(NH3)2]2 SO3、H2O，反应的离子方程式为Ag2SO3＋4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]＋＋SO＋4H2O。②加入盐酸后沉淀D大部分溶解，溶解的物质为BaSO3，没有溶解的物质为BaSO4，BaSO3与盐酸反应生成BaCl2、SO2，只要证明滤液E中含有Ba2＋和溶解的SO2即可证明B中含有Ag2SO3，所以选用的试剂为H2O2溶液。(3)①向溶液A中滴入过量盐酸，只有Ag＋能与Cl－反应生成白色沉淀AgCl，所以溶液A中含有Ag＋；取上层清液继续加入BaCl2溶液，没有白色沉淀出现，说明A中没有SO，因为Ag2SO4微溶于水，若B中含有Ag2SO4，溶液A中则含有少许SO，加入BaCl2溶液能生成更难溶的BaSO4沉淀。②SO具有还原性，在实验二中，SO被空气中的O2氧化为SO。(4)SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式为2Ag＋＋SO2＋H2O===Ag2SO3↓＋2H＋。(6)由题给信息可知，实验条件下，SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO的速率；碱性溶液中SO更易被氧化为SO。
答案　(1)①Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　②饱和NaHSO3溶液
(2)①Ag2SO3＋4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]＋＋SO＋4H2O　②H2O2溶液，产生白色沉淀
(3)①Ag＋　Ag2SO4溶解度大于BaSO4，没有BaSO4沉淀时，必定没有Ag2SO4　②途径1不产生SO，途径2产生SO
(4)2Ag＋＋SO2＋H2O===Ag2SO3↓＋2H＋
(6)实验条件下：SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO的速率；碱性溶液中SO更易被氧化为SO
14.广泛用于纺织工业的连二亚硫酸钠(Na2S2O4)，俗称保险粉，是一种强还原剂，可溶于水，但不溶于乙醇，在碱性介质中较稳定。
Ⅰ.工业上制备保险粉的流程如下：

(1)步骤①中发生反应的化学方程式为___________________________________
__________________________________________________________________。
(2)步骤②中生成的沉淀为________(填化学式)。
(3)步骤③中加入NaCl固体的作用是___________________________________，
分离出保险粉的方法为________、洗涤、干燥，洗涤所用试剂是________。

Ⅱ.探究Na2S2O4的性质：
某课题小组常温下测得0.050 mol·L－1 Na2S2O4溶液的pH随时间变化的关系如图所示。
(4)0～t1，主要生成HSO，写出0～t1发生反应的离子方程式：___________________________________________________________。
(5)若t1时溶液中Na2S2O4全部被氧化成NaHSO3，此时溶液中c(SO)－c(H2SO3)＝________(不考虑溶液体积变化)。
解析　(1)由流程可知，步骤①中，反应物为Zn和SO2，生成物为ZnS2O4，据此可得化学方程式：Zn＋2SO2===ZnS2O4。(2)步骤②中，ZnS2O4和NaOH发生反应生成Zn(OH)2沉淀和Na2S2O4。(3)溶液C中的溶质为Na2S2O4，步骤③中加入NaCl固体，即得到保险粉(Na2S2O4)，可知NaCl固体的作用是降低Na2S2O4的溶解度，使更多Na2S2O4析出。Na2S2O4析出后，经过滤、洗涤、干燥即可得到保险粉。由于保险粉可溶于水，不溶于乙醇，因此应用乙醇进行洗涤。(4)反应物有Na2S2O4和O2，生成物有HSO，故反应的离子方程式为2H2O＋2S2O＋O2===4HSO。(5)t1时溶液的pH＝5，则c(H＋)＝10－5 mol·L－1，c(OH－)＝10－9 mol·L－1。溶液中的溶质只有NaHSO3，根据质子守恒得c(H2SO3)＋c(H＋)＝c(SO)＋c(OH－)，故c(SO)－c(H2SO3)＝c(H＋)－c(OH－)＝(10－5－10－9)mol·L－1。
答案　(1)Zn＋2SO2===ZnS2O4
(2)Zn(OH)2
(3)降低Na2S2O4的溶解度，使更多Na2S2O4析出　过滤　乙醇
(4)2H2O＋2S2O＋O2===4HSO
(5)(10－5－10－9) mol·L－1


素养说明：以元素化合物为素材的题目常以元素化合物为载体，以物质转化关系为主线(命题范围)。角度多样，常与实验、化学理论衔接考查。解答时以物质的特征性质、特殊反应、特征反应为切入点，结合正推、逆推等方法理清相关物质，使整个题目前后连贯，然后规范答题。
一、以特征性质或反应为突破口
1.特征物理性质
(1)淡黄色固体：Na2O2、S、AgBr；
黑色固体：MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4
(2)有色气体：NO2(红棕色)、F2(浅黄绿色)、Cl2(黄绿色)；无色刺激性气味气体：SO2、NH3、HX(X为F、Cl、Br、I)；无色无味气体：H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、NO。
(3)常温下呈液态的特殊物质：Br2(非金属单质)、Hg(金属单质)、H2O、H2O2等。
(4)易升华的物质：I2。
(5)溶液中的有色离子：Cu2＋(蓝色)、Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(黄色)、MnO[紫(红)色]。
(6)Br2在水中显黄(橙)色，在有机溶剂中显橙(红)色；I2在水中显黄(褐)色，在有机溶剂中显紫(红)色。
(7)有色沉淀：Fe(OH)3——红褐色沉淀、Cu(OH)2——蓝色沉淀、CuS、FeS——黑色沉淀。
2.特征反应现象
(1)燃烧：H2＋Cl2(苍白色火焰)，C2H2(C6H6)＋O2(明亮火焰，大量黑烟)，Al＋O2，Mg＋O2(耀眼白光，有白色固体生成)，金属的焰色反应。
(2)淀粉遇碘变蓝，蛋白质遇浓硝酸变黄。
(3)使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3，使品红溶液褪色的气体是Cl2、SO2等。
(4)在空气中由无色气体变为红棕色气体的是NO。
(5)与碱反应加热产生气体的溶液中一般含NH。
(6)既能与酸反应又能与碱反应并产生气体的物质：Al、弱酸的铵盐(碳酸铵、硫化铵等)、弱酸的酸式铵盐(碳酸氢铵、硫氢化铵等)。
(7)两种气体相遇产生白烟，两种气体分别为NH3、HCl。
3.特殊反应条件
(1)“催化剂”：无机化学反应需要的催化剂不同，但是根据“催化剂”这一条件，可将双氧水分解、工业合成氨、SO2催化氧化、氨催化氧化联系起来，形成知识链接。
(2)“通电”或“电解”
链接电解氯化钠、硫酸铜等溶液，熔融氯化钠、氧化铝、氯化镁。
(3)光
链接H2＋Cl2
CH4＋Cl2
AgNO3、HNO3、HClO
4.特殊反应与性质
(1)能使澄清石灰水变浑浊的气体：CO2、SO2。
(2)常温下能溶解SiO2固体的物质：氢氟酸和NaOH溶液。
(3)Fe(OH)2Fe(OH)3(白色沉淀先变灰绿色，再变红褐色)。
(4)钝化现象：常温下Fe、Al遇到浓硫酸或浓硝酸会生成一层致密的氧化膜，从而保护金属不再发生反应。
二、以物质特殊转化关系为突破口
1.直线型转化
ABC
(1)X为O2
Na―→Na2O―→Na2O2
N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2
S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3
C―→CO―→CO2或CH4―→CO―→CO2
醇―→醛―→羧酸
(2)X为CO2
NaOHNa2CO3NaHCO3
(3)X为强酸，如HCl
NaAlO2Al(OH)3AlCl3
Na2CO3NaHCO3CO2
(4)X为强碱，如NaOH
AlCl3Al(OH)3NaAlO2
(5)X为Fe
Cl2FeCl3FeCl2
(6)X为C
O2CO2CO
2.交叉型转化

3.三角型转化

4.注意反应形式与物质的关系，特别是置换反应
(1)金属―→金属：金属＋盐―→盐＋金属，铝热反应。
(2)金属―→非金属：活泼金属＋H2O(或H＋)―→H2，2Mg＋CO22MgO＋C。
(3)非金属―→非金属：2F2＋2H2O===4HF＋O2，2C＋SiO2Si＋2CO↑，C＋H2O(g)CO＋H2，X2＋H2S===2HX＋S↓(X2代表卤素单质)。
(4)非金属―→金属，用H2、C冶炼金属。
解题思维路线
解题的关键是仔细审题，依物质的特性或特征转化来确定“突破口”，顺藤摸瓜，进而完成全部未知物的推断。我们可以将推断题的解题方法及推理过程表示如下：
推断―→
题型一　直线转化型
【典例1】　(2019·江苏化学，9)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)
A.NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)
B.MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s)
C.S(s)SO3(g)H2SO4(aq)
D.N2(g)NH3(g)Na2CO3(s)
解析　A项，Cl2与Fe发生反应生成FeCl3，错误；B项，MgCl2与Ca(OH)2发生反应生成Mg(OH)2沉淀，煅烧Mg(OH)2生成MgO固体，正确；C项，S在O2中燃烧只能生成SO2，错误；D项，NH3、CO2和NaCl溶液反应生成NaHCO3，反应的化学方程式为NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，错误。
答案　B
[对点训练1]　(2020·合肥调研)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是(　　)
A.FeFe2O3FeCl3(aq)
B.N2NH3NO
C.SiO2H2SiO3Na2SiO3(aq)
D.Al2O3Al(OH)3AlCl3(aq)
解析　Fe与水蒸气的反应为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，A项错误；N2＋3H22NH3、4NH3＋5O24NO＋6H2O，B项正确；SiO2与水不反应，C项错误；Al2O3与NH3·H2O(aq)不反应，D项错误。
答案　B
题型二　律、表考查中的物质推断
【典例2】　(2016·课标全国Ⅰ，13)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，q的水溶液具有漂白性，0.01 mol·L－1r溶液的pH为2，s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径的大小W B.元素的非金属性Z>X>Y
C.Y的氢化物常温常压下为液态
D.X的最高价氧化物的水化物为强酸
解析　由n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，可知Z元素为Cl，n为Cl2，再根据q的水溶液具有漂白性，可知q为HClO，由0.01 mol·L－1 r溶液的pH为2，可判断r为一元强酸，则r为HCl，然后根据n和p的反应条件，以及s通常是难溶于水的混合物，可知p为烷烃，s为烷烃的氯代物；根据题意，W、X、Y、Z是短周期原子序数依次增加的四种元素，可进一步推知W、X、Y、Z分别为H、C、O、Cl。A项，根据原子半径的变化规律，可知原子半径：H 答案　C
[对点训练2]　(2019·山东济宁二模)短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增加，K、L、M均是由这些元素组成的二元化合物，甲是B元素常见的固体单质，乙是由A、D两元素形成的化合物。K是无色气体，是主要大气污染物之一。常温下0.05 mol·L－1丙溶液pH为1，上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.简单离子半径：C＜D＜E
B.元素的非金属性：C＞D＞E＞B
C.由元素A、C、D仅能组成共价化合物
D.由元素B、E组成的化合物可用于洗涤试管壁上残余的硫单质
解析　0.05 mol·L－1丙溶液pH＝1，故丙为H2SO4。由K为无色污染物可知K为SO2，故乙为H2O2。由图示转化关系可知甲可能为C、Al、Fe。结合原子序数小于氧元素的原子序数可知甲为C，故C为N。所以A为氢元素，B为碳元素，D为氧元素，E为硫元素。A项简单离子半径S2－＞N3－＞O2－，错误；B项，元素非金属性O＞N＞S＞C，错误；C项，NH4NO3为离子化合物，错误；D项，硫易溶于CS2，可用CS2洗涤试管壁上的残余的硫，正确。
答案　D
题型三　实验流程中的物质推断
【典例3】　(2019·浙江4月选考，25)白色固体混合物A，含有KCl、CaCO3、Na2CO3、Na2SiO3、CuSO4中的几种，常温常压下进行如下实验。

下列推断不正确的是(　　)
A.无色溶液B的pH≥7
B.白色固体F的主要成分是H2SiO3
C.混合物A中有Na2SiO3、CuSO4和CaCO3
D.在无色溶液B中加HNO3酸化，无沉淀；再滴加AgNO3，若有白色沉淀生成，说明混合物A中有KCl
解析　混合物A加水溶解后得到固体C，固体C加过量硝酸后，得到白色固体F，由混合物A的成分可知，F的主要成分为H2SiO3，B项正确；蓝色溶液E中存在Cu2＋，故白色固体混合物A中存在CuSO4，无色气体D为CO2，故白色固体混合物A中可能含有Na2CO3，与CuSO4反应生成CuCO3进入固体C，也可能含有CaCO3，C项错误；溶液B呈无色，说明CuSO4与Na2SiO3或Na2CO3反应生成CuSiO3或CuCO3沉淀进入固体C，同时生成Na2SO4，故无色溶液B中一定含有Na2SO4，可能存在KCl、Na2CO3、Na2SiO3，溶液的pH≥7，A项正确；无色溶液B经HNO3酸化后，无沉淀，再加AgNO3有白色沉淀产生，说明A中有KCl，D项正确，故选C。
答案　C
[对点训练3]　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1.518 g·L－1。
请回答：
(1)气体Y分子的电子式：________，白色沉淀的化学式为________。
(2)该流程中的Na2SO3受热分解的化学方程式为__________________________
_________________________________________________________________。
(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为_______________________________
______________________________________________________________________(不考虑空气的影响)。
解析　气体Y是一种纯净物，在标准状况下的密度为1.518 g·L－1，标况下气体摩尔体积为22.4 L·mol－1，故Y的摩尔质量为1.518 g·L－1×22.4 L·mol－1＝34 g·mol－1，结合Na2SO3所含元素可知，Y为H2S，固体X与足量盐酸反应得到的溶液中加入BaCl2溶液生成白色沉淀，说明固体X中含有Na2S和Na2SO4。(3)固体X和Na2SO3混合，加水溶解后与稀盐酸反应，有淡黄色的硫生成，故产生淡黄色沉淀的离子方程式为SO＋2S2－＋6H＋===3H2O＋3S↓。
答案　(1) 　BaSO4
(2)4Na2SO3Na2S＋3Na2SO4
(3)SO＋2S2－＋6H＋===3H2O＋3S↓
题型四　化工生产流程中的物质推断
【典例4】　合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如下：

下列说法不正确的是(　　)
A.甲、乙、丙三种物质都含有氮元素
B.反应Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的氧化剂相同
C.Ⅵ的产物可在上述流程中被再次利用
D.丁为NaHCO3
解析　由题图可知，甲是氮气，与氢气化合生成氨气。反应Ⅴ是侯氏制碱法，故丁是碳酸氢钠，受热分解生成碳酸钠。氨气发生催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸和氨气反应生成硝酸铵，故乙是一氧化氮，丙是二氧化氮。
答案　B
[对点训练4]　锰主要用于钢铁工业生产锰合金钢，锰的化合物有＋2、＋4、＋6、＋7等多种变价，以菱锰矿(主要成分为MnCO3，还含有少量铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料经过一系列反应生产金属锰和高锰酸钾的工艺流程如下：

已知25 ℃时，部分物质的溶度积常数如下：
物质
Mn(OH)2
Co(OH)2
Ni(OH)2
MnS
CoS
NiS
Ksp
2.1×10－13
3.0×10－16
5.0×10－16
1.0×10－11
5.0×10－22
1.0×10－22
(1)除杂1过程加入MnO2后，发生氧化还原反应的离子方程式为___________________________________________________________________；
滤渣2的主要成分是_______________________________________________。
(2)为加快过滤速度，选择如图抽滤装置完成。下列有关操作和说法正确的是________。

a.抽滤的本质是加压过滤
b.抽滤成功的关键在于合理控制水的流速
c.微粒直径大于滤纸孔径的物质进入吸滤瓶中
(3)H2O2是一种常用的绿色氧化剂，在平炉反应中不用H2O2的原因是_________________________________________________________________。
(4)“CO2歧化法”制备KMnO4是传统工艺，写出该歧化反应的化学方程式____________________________________________________________________。
解析　(1)经分析知除杂1除去的杂质元素为铁元素，由于Fe(OH)2、Co(OH)2、Ni(OH)2、Mn(OH)2的Ksp相差较小；为避免同时生成沉淀，应将Fe2＋氧化成Fe3＋，反应的离子方程式为：2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O。除杂2的目的是除去镍、钴两种杂质元素，结合除杂试剂(NH4)2S可知滤渣2的成分为CoS、NiS。
(2)抽滤装置的工作原理为通过水流减小吸滤瓶中的压强，从而增大吸滤装置内外压强差，加快过滤速度。如将大颗粒吸入吸滤瓶，则过滤失败。故b正确，a、c错误。
(3)经分析阳极产物中Mn元素的化合价应介＋2～＋6之间，为＋4价，故阳极产物为MnO2。如用H2O2则发生2H2O22H2O＋O2↑，导致无法达成氧化目的。
答案　(1)2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O　CoS、NiS
(2)b
(3)MnO2对H2O2的分解有催化作用
(4)3K2MnO4＋2CO2===2KMnO4＋MnO2＋2K2CO3
精准训练5　元素化合物推断及综合应用
1.(2018·江苏化学，9)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)
A.NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)
B.Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)
C.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]＋(aq)Ag(s)
D.Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)
解析　2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，A项正确；2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，NaAlO2与过量HCl反应生成Al3＋，即AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O，B项错误；蔗糖分子中不含醛基，无还原性，不能发生银镜反应，C项错误；Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe，而Fe与HCl反应只能生成FeCl2：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，D项错误。
答案　A
2.(2019·山东潍坊质检)一定条件下，下列各组物质能一步实现转化关系的是(　　)
选项
X
Y
Z
W
A
NH3
N2
NO
NO2
B
CO
CO2
Na2CO3
NaHCO3
C
H2S
SO2
SO3
H2SO4
D
Al
Al2O3
NaAlO2
Al(OH)3
解析　A项，N2―→NO2的转化不能一步实现，错误；C项，H2SO4―→SO3的转化不能一步实现，错误；D项，Al2O3―→Al(OH)3的转化不能一步实现，错误。
答案　B
3.(2019·五三原创预测卷二，8)液态净水剂聚合硫酸铁(PFS)的主要成分可表示为Fea(OH)b(SO4)c·nH2O。以某硫酸厂烧渣(主要成分为Fe3O4、FeO和Fe2O3，含少量SiO2等杂质)为原料制备PFS的流程如下：

下列说法不正确的是(　　)
A.酸A为硫酸，PFS是无机高分子化合物
B.“过滤”所得的滤渣可以用于制造光导纤维
C.“氧化”过程中可能发生反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
D.废水的pH越小，PFS的净水效率越高
解析　由PFS的主要成分和工艺流程可知，酸A为硫酸，PFS是高聚物，A项正确；二氧化硅不溶于硫酸，滤渣的主要成分是二氧化硅，其可以用于制造光导纤维，B项正确；试剂B可以是O2、H2O2等，能将亚铁离子氧化成铁离子，C项正确；PFS的主要成分是碱式硫酸铁，在酸性较强的条件下，PFS会失去聚沉水中杂质的能力，净水效率降低。D项错误。
答案　D
4.(2019·安徽合肥二模，7)实验室中采用废旧易拉罐(主要成分为Al，含少量Fe、Mg杂质)制备明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的过程如下图所示：

下列说法不正确的是(　　)
A.试剂①可以选用NaOH溶液
B.NH4HCO3用于调节滤液A的pH
C.操作a是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
D.明矾溶液显酸性，常作消毒杀菌剂
解析　铝单质与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，Fe、Mg不与NaOH溶液反应，A正确；加入NH4HCO3调节溶液pH，使AlO转化为Al(OH)3沉淀，B正确；通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可以获得明矾晶体，C正确；明矾溶液中Al3＋水解生成的胶状物质Al(OH)3能吸附水中悬浮杂质，不能杀菌消毒，D错误。
答案　D
5.(2020·湖南五校联考)下列各组物质中，满足表中图示物质在一定条件下一步转化关系的组合有(　　)
序号
X
Y
Z
W

①
Si
Na2SiO3
H2SiO3
SiO2
②
Na
NaOH
Na2CO3
NaCl
③
Cl2
Ca(ClO)2
HClO
HCl
④
Fe
FeCl3
FeCl2
Fe(OH)2
A.①②③ B.①③④
C.只有②③ D.②③④
解析　①Si溶于NaOH溶液可得到Na2SiO3，向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸可得到H2SiO3，H2SiO3受热分解生成SiO2，SiO2与C在高温下反应可得到Si，①正确；②Na与H2O反应生成NaOH，NaOH与少量CO2反应生成Na2CO3，Na2CO3与稀盐酸反应生成NaCl，NaCl在熔融条件下电解生成Na，②正确；③Cl2与石灰乳反应生成Ca(ClO)2，Ca(ClO)2与稀盐酸反应生成HClO，HClO在光照条件下分解生成HCl，电解HCl溶液可得到Cl2，③正确；④Fe与Cl2反应生成FeCl3，FeCl3与Fe反应生成FeCl2，FeCl2与氢氧化钠反应生成Fe(OH)2，由Fe(OH)2通过一步反应得不到Fe，④错误。A项符合题意。
答案　A
6.(2019·河南郑州二次质检)a、b、c、X是中学化学中常见的四种物质，且a、b、c中含有同一种元素，其转化关系如图所示。下列说法中不正确的是(　　)

A.若a、b、c均为厨房中常用的物质，则c中的阳离子半径小于其阴离子半径
B.若a为一种气态氢化物，X为O2，则a分子中可能含有10个或者18个电子
C.若b为一种两性氢氧化物，则X可能是强酸，也可能是强碱
D.若a为固态非金属单质，X为O2，则O元素与a元素的原子序数之差可能为8
解析　A项，厨房中与中学化学有关的常用物质有NaCl、Na2CO3、NaHCO3、醋酸等，能符合图示转化关系的a、b、c只能是，则c为NaCl，其阳离子(Na＋)半径小于其阴离子(Cl－)半径，正确；B项，若a为一种气态氢化物，X为O2，则a中主体元素应该有变价才能分步被氧化，可能的情况有三种：、、，CH4、NH3分子中含有10个电子，H2S分子中含有18个电子，正确；C项，若b为一种两性氢氧化物，若b是Al(OH)3，则X可能是盐酸，也可能是氢氧化钠，转化关系如下：和，正确；D项，与O元素原子序数之差为8的元素为S，硫单质及其化合物与O2不满足题给转化关系错误。
答案　D
7.(2019·浙江4月选考，27)固体化合物X由3种元素组成。某学习小组进行了如下实验：

请回答：
(1)由现象1得出化合物X含有________元素(填元素符号)。
(2)固体混合物Y的成分_____________________________________________(填化学式)。
(3)X的化学式__________________________________。
X与浓盐酸反应产生黄绿色气体，固体完全溶解，得到蓝色溶液，该反应的化学方程式是______________________________________________。
解析　固体化合物X在干燥的H2中反应生成能使CuSO4变蓝色的气体，说明X中含有氧元素；固体混合物Y加水溶解得到1.28 g紫红色固体单质，该单质为Cu，物质的量为0.02 mol，得到的碱性溶液的焰色反应呈黄色，说明该碱性溶液中存在Na＋，又固体化合物X由3种元素组成，则3种元素分别为O、Cu、Na，故该碱性溶液为NaOH溶液，与HCl恰好中和时消耗0.020 0 mol HCl，说明NaOH的物质的量为0.020 0 mol，固体X中含有钠元素的质量为0.46 g，根据固体X的质量为2.38 g，可以求得氧元素的质量为0.64 g，则n(O)＝0.04 mol，n(Na)∶n(Cu)∶n(O)＝1∶1∶2，则X的化学式为NaCuO2，固体混合物Y中含有Cu和NaOH。NaCuO2与浓盐酸反应产生黄绿色气体Cl2，并得到蓝色溶液CuCl2，则反应的化学方程式为2NaCuO2＋8HCl(浓)===2NaCl＋2CuCl2＋Cl2↑＋4H2O。
答案　(1)O　(2)Cu和NaOH
(3)NaCuO2　2NaCuO2＋8HCl(浓)===2NaCl＋2CuCl2＋Cl2↑＋4H2O
8.某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：

另取10.80 g X在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40 g固体1。
请回答如下问题：
(1)画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图________，写出气体甲的电子式________。
(2)X的化学式是________，在惰性气流中加热X至完全分解的化学方程式为_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是_____________________________________________________________________
______________________________________________________________________(用化学方程式表示)。
(4)一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学方程式_________________________________________________
________________________________________________________________，
并设计实验方案验证该反应的产物__________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析　因X与盐酸反应生成气体甲，则X应为弱酸盐，又因X受热分解可生成气体甲和固体1，可推知固体1应为金属氧化物。因固体1中有与水反应的物质，且溶液1中通入气体甲先出现白色沉淀1后溶解，可推知固体1中含有CaO，气体甲为CO2。根据白色沉淀2遇到空气变为红褐色沉淀，可知X中含有Fe2＋。综上分析，X应含有FeCO3和CaCO3。
(2)10.80 g X完全分解生成CO2的质量为10.80 g－6.40 g＝4.40 g，其物质的量为0.10 mol，根据CaCO3CaO＋CO2↑、FeCO3FeO＋CO2↑可得：n(FeO)＋n(CaO)＝0.1 mol，56 g·mol－1×n(CaO)＋72 g·mol－1×n(FeO)＝6.40 g，解以上两式可得：n(FeO)＝n(CaO)＝0.050 mol，则X的化学式为CaFe(CO3)2。X在惰性气流中受热至完全分解的化学方程式为CaFe(CO3)2CaO＋FeO＋2CO2↑。(3)Fe(OH)2被空气中的O2氧化为Fe(OH)3，其化学方程式为4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3。(4)CO2具有氧化性，而FeO具有还原性，两者可发生氧化还原反应，可能的化学方程式为CO2＋2FeOFe2O3＋CO。根据Fe3＋与KSCN溶液的特征反应检验产物中的Fe2O3；利用CO的还原性检验产物中的CO。
答案　(1)　
(2)CaFe(CO3)2　CaFe(CO3)2CaO＋FeO＋2CO2↑
(3)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
(4)2FeO＋CO2Fe2O3＋CO
检测Fe2O3：将固体用稀盐酸溶解，加入KSCN溶液，若显红色，表明产物中有Fe3＋；检测CO：将气体通过灼热的CuO，黑色固体变为红色，表明产物中有CO
9.金属铝在酸性或碱性溶液中均可与NO发生氧化还原反应，转化关系如下：

请回答下列问题：
(1)气体D和F反应可生成盐，该盐的化学式为________。
(2)C、E排入大气中会造成大气污染，在催化剂存在下，D可以将C、E转化为无毒的气态单质，该单质分子中含有的共价键类型是________。
(3)将A转化为B，可选择的试剂是________(填字母)。
a.CO2　　　　b.NaOH　　　　c.CH3COOH
d.NH3　　　　e.HCl
(4)过量D的水溶液与A溶液反应的离子方程式是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(5)除去气体C中的杂质气体E的化学方法：将混合气体通入________中。
(6)Al与NO在酸性条件下反应，Al与被还原的NO的物质的量之比是________。
(7)Al与NO在碱性条件下反应的离子方程式为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
解析　(1)气体D→C→E→F，这是连续被氧化的过程，F为HNO3，E为NO2，C为NO，D为NH3，则气体D和F反应：NH3＋HNO3===NH4NO3，盐为NH4NO3。(2)转化成N2，N2分子中含有σ键和π键。(3)A中铝元素以Al3＋形式存在，B中铝元素以AlO形式存在，因此把A转化为B，发生Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，故选项b正确。(4)发生的反应是Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。(5)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，因此气体通入水中。(6)根据得失电子数目守恒，n(Al)×3＝n(NO)×3，因此两者物质的量之比为1∶1。(7)根据转化关系可得离子方程式为8Al＋3NO＋5OH－＋2H2O===8AlO＋3NH3↑。
答案　(1)NH4NO3　(2)σ键、π键　(3)b
(4)3NH3·H2O＋Al3＋===Al(OH)3↓＋3NH
(5)水　(6)1∶1
(7)8Al＋3NO＋5OH－＋2H2O===8AlO＋3NH3↑