2021版高考化学（人教版）一轮复习学案：第15讲　硫及其重要化合物

第15讲　硫及其重要化合物

　考点一　硫及其氧化物　硫化氢　亚硫酸

[知识梳理]
一、硫单质
1．硫元素的存在形态

2．硫单质的物理性质
硫俗称硫黄，是一种黄色晶体；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2；有多种同素异形体，如单斜硫、斜方硫等。
3．从化合价的角度认识硫单质的化学性质

(1)与金属反应表现氧化性
(2)与非金属反应
(3)与热的强碱溶液反应(如NaOH溶液)：3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，既表现氧化性，又表现还原性。
二、二氧化硫(SO2)
1．物理性质

颜色
气味
状态
水溶性
毒性
无色
有刺激性
气味
气体
易溶，1体积水约溶解40体积SO2
有毒
2.化学性质
　　　　　　

(2)氧化性(如与H2S溶液反应)：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O(生成淡黄色沉淀)。
(3)还原性
(4)漂白性：SO2可使品红溶液褪色，加热后，溶液由无色变为红色。
三、SO2与HClO、NaClO、Ca(ClO)2、H2O2、Na2O2、
O3、活性炭漂白原理的比较

物质
SO2
HClO、NaClO、Ca(ClO)2、H2O2、Na2O2、O3
活性炭
漂白
原理
与有色物质结合生成无色物质
将有色物质氧化为无色物质
吸附有
色物质
变化
类型
化学变化
化学变化
物理变化
是否
可逆
可逆，加热或久置后恢复原来的颜色
不可逆，加热或久置后不恢复原来颜色
—
漂白
对象
有色的有机物，不能漂白指示剂
有色的有机物和指示剂
有机色质

(1)SO2使品红溶液褪色表现的是漂白性，加热后溶液恢复至红色；SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是还原性，加热后溶液颜色不复原。
(2)SO2不能漂白酸碱指示剂，只能使紫色石蕊溶液变红，不能使其褪色。
四、三氧化硫(SO3)
SO3在标准状况下为无色、针状晶体，能与水反应，化学方程式为SO3＋H2O===H2SO4，放出大量的热。SO3是酸性氧化物，它跟碱性氧化物或碱都能反应生成相应的硫酸盐。
五、硫的氧化物的污染与治理
1．来源：含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。
2．危害：危害人体健康，形成酸雨(pH小于5.6)。
3．治理：燃煤脱硫，改进燃烧技术。
4．硫酸型酸雨的形成途径
途径1：空气中飘尘的催化作用：2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4。
途径2：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。
六、硫化氢(H2S)、亚硫酸(H2SO3)
1．H2S、H2SO3的弱酸性
(1)都是二元弱酸，在水中分步电离，能使紫色石蕊溶液变红。
(2)与NaOH反应都可生成两种盐：正盐(Na2S、Na2SO3)和酸式盐(NaHS、NaHSO3)。
(3)酸性：H2S＜H2SO3。S2－、SO、HS－、HSO都可以发生水解反应，其中S2－、HS－可与Al3＋发生相互促进的水解反应，如3S2－＋2Al3＋＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑。
2．H2S、SO2、H2SO3的还原性
(1)都可被Fe3＋、O2、X2(X＝Cl、Br、I)、HNO3、酸性KMnO4溶液等氧化。
(2)H2S在O2中燃烧时，H2SS，H2SSO2；H2S可被SO2、H2SO3氧化，如2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O。
[自主检测]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2019·高考全国卷Ⅲ，12D改编)向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸可制备少量二氧化硫气体。(　　)
(2)(2018·高考全国卷Ⅱ，11D)密闭容器中，2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA。(　　)
(3)[2017·高考全国卷Ⅰ，28(1)改编]氢硫酸的还原性强于亚硫酸不能作为比较氢硫酸与亚硫酸酸性强弱的依据。(　　)
(4)硫在自然界中仅以化合态存在。(　　)
(5)SO2具有漂白性，所以SO2可使溴水褪色。(　　)
(6)SO2气体通入BaCl2溶液中产生BaSO3白色沉淀。(　　)
(7)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。(　　)
(8)SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其褪色原理相同。(　　)
答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×
2．(SO2性质的考查)将SO2分别通入下列四种溶液中。

请回答下列问题：
(1)试管a中的实验现象：酸性KMnO4溶液____________，证明SO2具有____________性；
(2)试管b中的实验现象：品红溶液____________，证明SO2具有____________性；
(3)试管c中能产生白色沉淀，该沉淀是____________；
(4)试管d中能产生白色沉淀，该沉淀是____________。
答案：(1)褪色　还原　(2)褪色　漂白　(3)BaSO4　(4)BaSO3
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：
(1)通入四种气体时产生的沉淀分别是①____________；②________；③________；④________。
(2)用方程式表示①和④产生沉淀的原因：
①________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
答案：(1)①BaSO4　②BaSO3　③BaSO4　④S
(2)SO2＋Cl2＋2H2O===SO＋2Cl－＋4H＋、SO＋Ba2＋===BaSO4↓(或SO2＋Cl2＋2H2O＋Ba2＋===BaSO4↓＋2Cl－＋4H＋)
2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O(或2H2S＋H2SO3===3S↓＋3H2O)

演练一　硫及其氧化物的性质
1．(教材改编题)下列说法错误的是(　　)
A．残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去，也可用热的NaOH溶液除去
B．硫单质与变价金属反应时一般生成低价态的金属硫化物
C．汞蒸气有毒，实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理
D．单质硫或含硫物质燃烧时，氧气少量时生成SO2，氧气足量时生成SO3
解析：选D。硫能溶于CS2，且能与NaOH反应生成可溶性的Na2S和Na2SO3，A项正确；硫在氧气中燃烧只生成SO2，D项错误。
2．(2020·日照高三模拟)某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按如图所示装置进行实验。

请回答下列问题：
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________，其中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)实验过程中，装置B、C产生的现象分别是__________________、________________，
这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________，装置B中发生反应的离子方程式为____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性，请写出实验操作及现象：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)尾气可用________溶液吸收。
解析：(1)常见的烧瓶有圆底烧瓶、平底烧瓶和蒸馏烧瓶，图示中带支管的烧瓶为蒸馏烧瓶。(2)SO2具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，离子方程式为5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋。SO2能与－2价的硫离子反应生成硫单质，体现氧化性：SO2＋2S2－＋2H2O===3S↓＋4OH－。(3)SO2与品红溶液作用的可逆性指SO2使品红溶液褪色，加热后又恢复红色，注意实验操作中品红溶液褪色后要关闭分液漏斗的旋塞。(4)SO2为酸性气体，一般用碱性溶液吸收，也可用酸性高锰酸钾溶液等强氧化性溶液吸收。
答案：(1)蒸馏烧瓶　Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O　(2)溶液褪色　无色溶液中出现黄色浑浊　还原性　氧化性　5SO2＋2MnO＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋　(3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色
(4)NaOH(答案合理即可)
演练二　二氧化硫的检验
3．(SO2气体的检验)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使湿润的蓝色石蕊试纸变红
③使品红溶液褪色　④通入足量NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸　⑤通入溴水中，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生
A．都能证明 B．都不能证明
C．③④⑤均能证明 D．只有⑤能证明
解析：选D。①CO2也能使澄清石灰水变浑浊；②酸性气体均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；③Cl2也能使品红溶液褪色；④CO2也有此现象。
4.(SO2与CO2混合气体中成分的检验)如图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图，按要求回答下列问题：
(1)B中加入的试剂是____________，作用是_________________。
(2)C中加入的试剂是____________，作用是__________________________________。
(3)D中加入的试剂是____________，作用是___________________________________。
(4)实验时，C中应观察到的现象是__________________________。
解析：一定要理解题意是检验气体成分，检验二氧化硫用品红溶液，吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液，检验二氧化碳用澄清石灰水；在检验二氧化碳之前，必须除尽二氧化硫，因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽，所以酸性KMnO4溶液颜色变浅，但不能褪成无色，若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。
答案：(1)品红溶液　检验SO2　(2)酸性KMnO4溶液　除去SO2并检验SO2是否除尽　(3)澄清石灰水　检验CO2　(4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色

检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，检验二者同时存在的一般流程为

流程设计
检验SO2⇒除去SO2⇒⇒检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清石灰水
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
[注意]　有时为简化装置，可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置，试剂选用较浓的酸性KMnO4溶液，现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅，但不褪成无色。
演练三　SO2的污染与防治
5．(教材改编题)下列说法不正确的是(　　)
A．改燃煤为燃气，可以减少废气中SO2等有害物质的排放量，是治理“雾霾”等灾害天气的一种措施
B．向煤中加入适量石灰石，使煤燃烧产生的SO2最终生成CaSO3，可减少对大气的污染
C．大量燃烧化石燃料排放的废气中含有SO2，从而使雨水的pH＜5.6，形成酸雨
D．硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要物质
解析：选B。石灰石煅烧生成的CaO先与SO2反应生成不稳定的CaSO3，CaSO3易被O2氧化为稳定的CaSO4，B错误。
6．(SO2的吸收与检测)食品、大气、工业尾气中SO2均需严格检测或转化吸收，下列有关SO2的检测或吸收方法正确的是(　　)
A．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
B．沉淀法：用Ba(OH)2溶液沉淀SO2，然后将沉淀在空气中洗涤、过滤、干燥、称重以测定大气中SO2的浓度
C．氨酸法：用氨水吸收尾气中的SO2后，再将吸收液与硫酸反应，将富集后的SO2循环使用
D．石灰­石膏法：常温下用石灰石吸收尾气中的SO2得到CaSO3，再经氧化可用于生产石膏
解析：选C。A项，葡萄酒中的乙醇也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，对SO2的检测有干扰；B项，BaSO3易被空气中的氧气氧化为BaSO4；C项，氨水吸收SO2生成(NH4)2SO3或NH4HSO3，(NH4)2SO3或NH4HSO3与硫酸反应能产生SO2，SO2可以循环使用；D项，常温下，石灰石与SO2不反应。

四种常见的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，总反应的化学方程式为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。
方法四：双碱脱硫法
先利用烧碱吸收SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH可循环使用，化学反应原理为
①吸收反应：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，2Na2SO3＋O2===2Na2SO4。
②再生反应：Na2SO3＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋2NaOH，Na2SO4＋Ca(OH)2===CaSO4↓＋2NaOH。
　考点二　硫酸　硫酸根离子的检验

[知识梳理]
一、硫酸的物理性质
硫酸是一种无色、黏稠的油状液体，密度比水的大。浓H2SO4与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热，浓H2SO4稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
二、写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式
1．Fe：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
2．MgO：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O；
3．Ba(OH)2：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O；
4．CuCO3：2H＋＋CuCO3===Cu2＋＋CO2↑＋H2O；
5．BaCl2：Ba2＋＋SO===BaSO4↓。
三、浓H2SO4的特性
1．填写下表

实验
实验现象
浓硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中
蓝色晶体变白
吸水性
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
滤纸变黑
脱水性
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中并加热
铜片逐渐溶解，产生无色、有刺激性气味的气体
酸性、强氧
化性
2.分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式：
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
3．常温下，铁、铝遇浓H2SO4发生钝化，可用铝槽车运输浓H2SO4。

可利用浓H2SO4的高沸点难挥发性制备易挥发性酸（HF、HCl等），如。
四、SO的检验
检验SO的正确操作方法：被检液取清液观察有无白色沉淀产生(判断有无SO)。
先加稀盐酸的目的是排除CO、SO、Ag＋干扰，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生。整个过程中可能发生反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO===BaSO4↓。
[自主检测]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2018·高考全国卷Ⅰ，12改编)CaF2(或KF)可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃。(　　)
(2)(2017·高考全国卷Ⅰ，10A改编)实验室用H2(含HCl、H2S、H2O、O2杂质)还原WO3制备金属W，则气体应先依次通过KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液(可吸收少量O2)除杂。(　　)
(3)(2017·高考海南卷)硫化亚铁与浓硫酸混合加热的离子方程式为2H＋＋FeS===H2S↑＋Fe2＋。(　　)
(4)浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸不可用于干燥H2和CO。(　　)
(5)铜片溶于热的浓硫酸，体现了浓硫酸的酸性和强氧化性。(　　)
(6)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO。(　　)
(7)将少量铜加入浓硫酸中加热，很快能观察到溶液变为蓝色。(　　)
(8)50mL18.4mol·L－1的浓硫酸与足量的铜反应，可产生SO2的物质的量为0.46mol。(　　)
(9)一定量浓硫酸中加入足量锌粒加热，产生的气体为SO2和H2的混合气体。(　　)
答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×　(8)×　(9)√
2．硫酸是中学化学实验室的常见药品，其性质有①酸性；②吸水性；③脱水性；④强氧化性；⑤催化作用。请将序号填在相应的横线上。
(1)锌和稀H2SO4反应制H2：________；
(2)浓硫酸做干燥剂：________；
(3)实验室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯：________；
(4)纤维素的水解：________；
(5)浓硫酸使湿润石蕊试纸先变红，后变黑：________。
答案：(1)①　(2)②　(3)②⑤　(4)⑤　(5)①③

演练一　硫酸的性质及应用
1．(浓H2SO4的特性及应用)如图所示的实验装置中，从实验开始到过一段时间后，对观察到的实验现象叙述不正确的是(　　)

A．甲中苹果块会变干瘪
B．乙中胆矾晶体表面有“白斑”
C．丙中小试管内有晶体析出
D．丁中pH试纸变成红色
解析：选D。A项，浓硫酸具有吸水性，会使苹果块中水分逐渐减少而变干瘪，正确；B项，浓硫酸具有吸水性，能使胆矾晶体表面失去部分结晶水，观察到蓝色晶体表面出现“白斑”，正确；C项，浓硫酸具有吸水性，使饱和KNO3溶液中溶剂减少，析出KNO3晶体，正确；D项，pH试纸的成分是纤维素，放入浓硫酸中易被脱水炭化，最终表面变成黑色，错误。
2．(教材改编题)探究铜和浓硫酸的反应，下列装置或操作错误的是(　　)

A．上下移动装置甲中的铜丝可控制生成SO2的量
B．装置乙可用于收集SO2气体
C．为确认甲中有CuSO4生成，将试管中的液体倒入装置丙中稀释，观察溶液颜色
D．利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出CuSO4·5H2O晶体
解析：选B。上下移动铜丝能控制反应的发生与停止，所以可控制生成SO2的量，故A不符合题意；二氧化硫的密度比空气的大，因此用装置乙收集二氧化硫时，应长进短出，故B符合题意；将试管中的液体倒入装置丙中，若变蓝，则有硫酸铜生成，故C不符合题意；利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出硫酸铜晶体，故D不符合题意。
3．(金属与硫酸反应的计算)将一定量的锌与100mL18.5mol/L浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A33.6L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液的pH＝1，则下列叙述中错误的是(　　)
A．气体A为SO2和H2的混合物
B．反应中共消耗Zn97.5g
C．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
D．反应中共转移3mol电子
解析：选C。锌与浓H2SO4发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，H2SO4浓度变小，发生反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。设反应生成SO2的物质的量为x，H2的物质的量为y，则x＋y＝＝1.5mol，消耗硫酸的物质的量为2x＋y＝18.5mol/L×0.1L－＝1.8mol，解得x＝0.3mol，y＝1.2mol，V(SO2)∶V(H2)＝1∶4，参加反应的Zn的物质的量为x＋y＝1.5mol，质量是97.5g，转移电子的物质的量为1.5mol×2＝3mol。

浓H2SO4与金属反应的规律
(1)钝化：常温下，浓硫酸使Fe、Al表面快速生成一层致密的氧化物薄膜而阻止反应进一步发生。
(2)与活泼金属(如Zn)反应，开始产生SO2，硫酸浓度变小后产生H2。
(3)与不活泼金属(如Cu)反应，开始产生SO2(加热)，浓度变小后，稀硫酸不再与不活泼金属反应。例如：1molCu与含2molH2SO4的浓硫酸充分反应，生成的SO2的物质的量小于1mol。
(4)浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性。
演练二　SO的检验
4．(SO的检验及干扰因素排除)下列过程中，最终的白色沉淀不一定是BaSO4的是(　　)
A．Fe(NO3)2溶液白色沉淀
B．Ba(NO3)2溶液白色沉淀
C．无色溶液白色沉淀
D．无色溶液无色溶液白色沉淀
解析：选C。A中SO2被NO(H＋)氧化为SO，加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀；B中SO被NO(H＋)氧化为SO，沉淀也是硫酸钡；C中所得沉淀可能是氯化银；D中先加过量盐酸无沉淀，再加氯化钡产生的白色沉淀一定是硫酸钡。
5．(SO检验的应用)有一瓶Na2SO3溶液，可能部分被氧化，某同学进行如下实验：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，白色沉淀不溶解。对此实验的下列叙述正确的是(　　)
A．实验证实Na2SO3已部分氧化
B．实验中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4
C．实验中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D．此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
解析：选D。Na2SO3溶液可能部分被氧化变质，则滴入Ba(NO3)2溶液，生成的白色沉淀一定有亚硫酸钡，可能有硫酸钡，加入足量稀硝酸后，亚硫酸钡被氧化成硫酸钡，即此时的白色沉淀是硫酸钡。

SO检验的易错点
(1)只加可溶性钡盐，不酸化。误将CO、PO、SO等干扰离子判断成SO。因上述离子会与Ba2＋反应产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3等白色沉淀。
(2)误将Ag＋、Pb2＋判断成SO，如向待测液中滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成，再加稀盐酸白色沉淀不溶解，便断定待测液中含有SO。其错误是未注意溶液中不含SO，而含Ag＋或Pb2＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)，Pb2＋＋2Cl－===PbCl2↓(白色)。
(3)误将SO判断成SO，如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为待测液中含有SO。该错误是未注意NO(H＋)具有强氧化性：Ba2＋＋SO===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NO===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。
　考点三　硫代硫酸钠　硫及其化合物的相互转化及应用

[知识梳理]
一、硫代硫酸钠(Na2S2O3)
Na2S2O3是一种中等强度的还原剂，可被碘氧化成Na2S4O6(连四硫酸钠)，该反应常用来定量测定碘的含量，反应的离子方程式为I2＋2S2O===2I－＋S4O；可被氯、溴等氧化为SO，如Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===Na2SO4＋H2SO4＋8HCl；可与酸反应，离子方程式为2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O。
二、从物质分类的角度定位硫及其化合物间的转化

三、从氧化还原反应的角度定位硫及其化合物间的转化
1．相邻价态的同种元素的微粒间不发生氧化还原反应，如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
2．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。可用如图表示：

如H2SSSO2SO3
写出③④⑤反应的化学方程式：
③2SO2＋O22SO3；
④S＋H2H2S；
⑤2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O。
3．含硫物质的连续转化
(1)H2SSO2SO3H2SO4；
(2)SSO2SO3H2SO4。
4．典型的归中反应
2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O；
2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。
[自主检测]
1．(2019·高考全国卷Ⅱ，10C改编)向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸，有刺激性气味气体产生，溶液变浑浊，写出发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：Na2S2O3＋2HCl===S↓＋SO2↑＋2NaCl＋H2O
2．[2018·高考全国卷Ⅰ，27(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：______________________________________________。
答案：2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
3．(2017·高考全国卷Ⅱ，28改编)用标准Na2S2O3溶液滴定I2生成Na2S4O6的离子方程式为________________________________________________________________________。
答案：I2＋2S2O===2I－＋S4O

演练一　硫及其化合物的转化及应用
1．(2020·湖南雅礼中学月考)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只有Fe和S
D．图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4
解析：选C。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项正确；根据题图分析可知，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Fe、S和O，C项错误。
2．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。

回答下列问题：
(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的________(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为催化剂，将CO、SO2在380℃时转化为S和一种无毒气体，写出该反应的化学方程式：___________________________________。
解析：(1)X为H2S，S最外层有6个电子，能与2个H原子形成共价键，其电子式为水溶液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的非金属性比O的弱。
(2)Na2S2O3中S为＋2价，从氧化还原反应的角度分析，反应物中S元素化合价必须分别大于＋2价和小于＋2价，a中S的化合价都小于＋2价，c中S的化合价都大于＋2价，b、d符合题意。
答案：(1)　2H2S＋O2===2S↓＋2H2O　弱
(2)bd　(3)2CO＋SO2S↓＋2CO2
演练二　硫元素的转化与综合实验探究
3．某学习小组设计制取SO2并验证其部分性质的实验装置如图(夹持装置已省略)，下列叙述正确的是(　　)

A．取反应后D装置中溶液少许，滴加品红溶液，红色褪去，说明SO2具有漂白性
B．A装置中比较理想的反应物是Na2SO3固体和质量分数为10%的硫酸
C．B装置中溶液变红色，说明SO2是酸性氧化物；C装置中产生白色沉淀的原因为BaCl2＋SO2＋H2OBaSO3↓＋2HCl
D．关闭弹簧夹a，打开弹簧夹b，用酒精灯在三颈烧瓶下微热，若能观察到C中长导管口有明显气泡现象，冷却后溶液倒吸，就能判断装置A、B部分气密性良好
解析：选D。A项，氯水中存在的次氯酸具有漂白作用，也可以使品红溶液褪色，不能确定一定为二氧化硫的漂白性，故A错误；B项，二氧化硫易溶于水，比较理想的反应物是亚硫酸钠固体和浓硫酸，故B错误；C项，C装置中产生的白色沉淀为BaSO4，反应原理为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋，SO＋Ba2＋===BaSO4↓，错误；D项，检验装置中A、B两部分的气密性，进行的操作是关闭弹簧夹a，打开弹簧夹b，用酒精灯在三颈烧瓶下微热，观察到C中长导管口有明显气泡现象，冷却后长导管中出现一段水柱，说明该装置气密性良好，故D正确。
4．(2020·伊春高三模拟)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，可溶于稀盐酸。
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(所需试剂从稀硝酸、稀硫酸、稀盐酸、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C中生成Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤(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为分液漏斗；在A中产生污染环境的气体SO2，故E用于处理未反应的SO2，在给定的三种溶液中，只有NaOH溶液能吸收SO2。(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可溶于稀盐酸，而BaSO4难溶于稀盐酸，则在配制的稀溶液中加入BaCl2溶液，将生成的沉淀过滤、洗涤后，向沉淀中加入足量稀盐酸，沉淀未完全溶解，说明原溶液中含有SO，沉淀溶解的部分生成了刺激性气味的气体(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的空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液
(3)重结晶

二氧化硫的制备与性质探究
(1)常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫，进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、氧化性、还原性等。
①制取原理：Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。
②综合实验装置

(2)实验室也可用铜片与浓硫酸反应制取二氧化硫，进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、氧化性、还原性等。
①制取原理：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
②综合实验装置
　

1．(2019·高考江苏卷)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　)
A．NH4HCO3受热易分解，可用作化肥
B．稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈
C．SO2具有氧化性，可用于纸浆漂白
D．Al2O3具有两性，可用于电解冶炼铝
解析：选B。A项，因为NH4HCO3中含有氮元素，所以可以用作化肥，错误；B项，铁锈的主要成分为Fe2O3，加入稀硫酸可以除去Fe2O3利用了稀硫酸的酸性，正确；C项，SO2漂白纸浆利用了SO2的漂白性，不是其氧化性，错误；D项，电解Al2O3获得铝，不是因为Al2O3具有两性，错误。
2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2019·高考全国卷Ⅲ，12B改编)在过氧化氢溶液中加入少量MnO2可加快氧气的生成速率。(　　)
(2)(2018·高考全国卷Ⅱ，13D改编)向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液，观察实验现象，可探究浓度对反应速率的影响。(　　)
(3)(2017·高考海南卷)稀硫酸和铜粉反应可制备硫酸铜。(　　)
(4)(2017·高考江苏卷)SSO3H2SO4所示物质间转化均能实现。(　　)
(5)(2017·高考江苏卷)向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液，出现白色沉淀；再加入足量稀盐酸，部分沉淀溶解，则部分Na2SO3被氧化。(　　)
答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√

一、选择题
1．下列物质中，不能由单质直接化合生成的是(　　)
①CuS　②FeS　③SO3　④H2S　⑤FeCl2
A．①③⑤　 B．①②③⑤
C．①②④⑤ D．全部
解析：选A。Cu与S化合只能生成Cu2S，S与O2反应只能生成SO2，Fe在Cl2中燃烧只能生成FeCl3。
2．以下关于硫及其化合物的说法错误的是(　　)
A．硫元素在自然界中既有游离态，又有化合态
B．检查病人胃病所用的“钡餐”，既可以用BaSO4，也可以用BaCO3
C．浓硫酸不可用来干燥H2S气体，因其具有强氧化性
D．SO2、SO3都为酸性氧化物，都可与水反应生成相应的酸
解析：选B。检查病人胃病所用的钡餐只能用硫酸钡，硫酸钡难溶于水和酸，碳酸钡能溶于胃酸生成Ba2＋，Ba2＋是重金属离子，会使人中毒，故不可以用BaCO3，B项错误；浓硫酸具有强氧化性，硫化氢具有强还原性，易被浓硫酸氧化，C项正确；SO2与水反应生成亚硫酸，SO3与水反应生成硫酸，D项正确。
3．(2020·龙海二中模拟)已知某物质X能发生如下转化：

下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述错误的是(　　)
A．若X为N2或NH3，则A为硝酸
B．若X为S或H2S，则A为硫酸
C．若X为非金属单质或非金属氢化物，则A不一定能与金属铜反应生成Y
D．反应①和②一定为氧化还原反应，反应③一定为非氧化还原反应
解析：选D。若X为N2或NH3，被氧气氧化为NO，进一步氧化为NO2，再与水反应生成硝酸，则A为硝酸，A正确；若X为S或H2S，被氧气氧化为SO2，进一步氧化为SO3，再与水反应生成硫酸，则A为硫酸，B正确；若X为N2或NH3，浓硝酸与铜反应生成NO2，C正确；NO2与水的反应为氧化还原反应，D错误。
4．如图所示，利用培养皿探究SO2的性质。实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸，立即用另一培养皿扣在上面。表中对实验现象的描述或解释不正确的是(　　)


选项
实验现象
解释
A
Ba(OH)2溶液变浑浊
SO2与Ba(OH)2溶液反应产生了BaSO3沉淀
B
Na2S溶液变浑浊
SO2与Na2S溶液反应产生了S单质
C
KMnO4溶液褪色
SO2具有还原性
D
NaOH的酚酞溶液褪色
SO2具有漂白性
解析：选D。A项，SO2＋Ba(OH)2===BaSO3↓＋H2O，正确；B项，SO2溶于水生成H2SO3，进而与Na2S溶液反应生成S单质，正确；D项，SO2中和了NaOH溶液使酚酞溶液褪色，不是漂白性，错误。
5．(2020·湖北部分重点中学协作体期中)下列有关实验的说法正确的是(　　)
A．向品红溶液中通入气体X，品红溶液褪色，则气体X可能是Cl2
B．CO2中含少量SO2，可将该混合气体通入足量饱和Na2CO3溶液中除去SO2
C．向某溶液中先滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液变成红色，该溶液中一定含有Fe2＋
D．将SO2气体通入Ba(NO3)2溶液中生成白色沉淀，此沉淀是BaSO3
解析：选A。SO2、Cl2均能使品红溶液褪色，A项正确；CO2也能与Na2CO3溶液反应，B项错误；先滴加氯水再滴加KSCN溶液，溶液变成红色，无法确定Fe3＋是原溶液中存在的还是原溶液中的Fe2＋被氧化生成的，C项错误；SO2通入Ba(NO3)2溶液使溶液呈酸性，NO(H＋)会将SO2或H2SO3氧化为SO，与Ba2＋结合生成BaSO4沉淀，D项错误。
6．某研究性学习小组做铜与浓硫酸反应实验时，发现试管底部有白色固体并夹杂有少量黑色物质。倒去试管中的浓硫酸，将剩余固体(含少量浓硫酸)倒入盛有少量水的烧杯中，发现所得溶液为蓝色，黑色固体未溶解。过滤、洗涤后，向黑色固体中加入过量浓硝酸，黑色固体溶解，溶液呈蓝色，向所得溶液中加BaCl2溶液后有白色沉淀生成。下列所得结论不正确的是(　　)
A．铜与浓硫酸反应所得白色固体是CuSO4
B．加BaCl2溶液后所得白色沉淀是BaSO4
C．白色固体中夹杂的少量黑色固体可能是CuO
D．白色固体中夹杂的少量黑色固体中含元素Cu、S
解析：选C。Cu与浓H2SO4发生的主要反应为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，由于浓H2SO4过量且浓硫酸具有吸水性，故所得白色固体为CuSO4，A项正确；加BaCl2溶液后有白色沉淀生成，已知硝酸过量，说明该钡盐的沉淀不溶于硝酸，应为BaSO4，B项正确；由于浓硫酸过量，黑色固体不可能为CuO，C项错误；黑色固体溶于浓硝酸，溶液呈蓝色，说明含Cu元素，再加入BaCl2溶液产生了不溶于硝酸的白色沉淀，说明原黑色固体中含S元素，该黑色固体中含Cu、S两种元素，可能为CuS，也可能为Cu2S，D项正确。
7．如表所示有关物质检验的实验结论正确的是(　　)

选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成
该溶液中一定含有SO
B
向某溶液中加入盐酸，将生成的气体通入品红溶液中，品红溶液褪色
该溶液一定含有SO
C
将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色
该气体一定是SO2
D
将SO2通入Na2CO3溶液中生成的气体，先通入足量的酸性KMnO4溶液，再通入澄清石灰水中有浑浊
说明酸性H2SO3＞H2CO3
解析：选D。A项，该溶液中也可能含Ag＋；B项，该溶液中也可能含HSO；C项，该气体也可能是Cl2、O3等。
8．(2020·宁夏育才中学第一次月考)下列反应过程符合如图所示关系的是(　　)

A．向Ba(NO3)2溶液中通入SO2气体至过量
B．向Na2SiO3溶液中通入HCl气体至过量
C．向澄清石灰水中通入SO2气体至过量
D．向NaAlO2溶液中通入HCl气体至过量
解析：选C。向Ba(NO3)2溶液中通入SO2气体，发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀，再通入气体，沉淀不溶解，与图像不符，A错误；向Na2SiO3溶液中通入HCl气体，生成硅酸沉淀，气体过量沉淀不溶解，与图像不符，B错误；向澄清石灰水中通入SO2气体，反应生成亚硫酸钙沉淀，气体过量沉淀溶解，且两个反应中消耗气体体积相同，C正确；向NaAlO2溶液中通入HCl气体，生成氢氧化铝沉淀，HCl过量沉淀溶解，但前后两个反应中消耗的HCl的体积比为1∶3，与图像不符，D错误。
9．用如图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与实验结论相符的是(　　)


选项
①
②
预测②中现象
实验结论
A
浓硫酸
浓盐酸
产生大量气体
硫酸的酸性比盐酸强
B
浓硫酸
铜片
铜片溶解，产生气泡，底部产生灰白色粉末
浓硫酸表现酸性和强氧化性
C
浓硫酸
CuSO4·
5H2O
固体由蓝色变为白色
浓硫酸具有吸水性，发生物理变化
D
浓硫酸
蔗糖
固体由白色变为黑色海绵状，并有刺激性气味气体放出
浓硫酸具有脱水性、强氧化性
解析：选D。将浓硫酸滴入浓盐酸中，浓硫酸稀释放出大量的热，促进了氯化氢的挥发，A项错误；浓硫酸与铜反应需在加热条件下进行，B项错误；浓硫酸使胆矾失去结晶水，体现了浓硫酸的吸水性，该变化为化学变化，C项错误；浓硫酸有脱水性，可使蔗糖炭化，并放出大量的热量，浓硫酸有强氧化性，继续与生成的碳单质反应生成SO2，D项正确。
10．(2020·西宁模拟)某化学课题小组将二氧化硫的制备与多个性质实验进行了一体化设计，实验装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．a、b、c中依次盛装70%硫酸、Na2SO3固体、NaOH溶液
B．实验时，湿润的pH试纸、鲜花、品红溶液、KMnO4溶液均褪色，Na2S溶液出现淡黄色沉淀
C．此设计可证明SO2水溶液的酸性，SO2的氧化性、还原性、漂白性
D．点燃酒精灯加热，可证明SO2使品红溶液褪色具有可逆性，使KMnO4溶液褪色不具有可逆性
解析：选B。A项，70%硫酸与亚硫酸钠固体反应生成二氧化硫，多余的二氧化硫气体用NaOH溶液吸收，所以a、b、c中依次盛装70%硫酸、Na2SO3固体、NaOH溶液，故A正确；B项，二氧化硫不能漂白pH试纸，二氧化硫与水反应生成亚硫酸，使湿润的pH试纸显红色，所以湿润的pH试纸不褪色，故B错误；C项，SO2水溶液使pH试纸变红说明其水溶液具有酸性，二氧化硫能使鲜花、品红溶液褪色说明SO2有漂白性，使高锰酸钾溶液褪色说明SO2有还原性，与Na2S反应生成S说明SO2有氧化性，故C正确；D项，点燃酒精灯加热，可证明SO2使品红溶液褪色具有可逆性，使KMnO4溶液褪色不具有可逆性，故D正确。
二、非选择题
11．在化学课上围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究，将适量的蔗糖放入烧杯中，加入几滴水，搅拌均匀，然后加入浓硫酸，生成黑色物质。
请回答下列问题：
(1)生成的黑色物质(单质)是________(填化学式)。
(2)这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体，其中一种气体有刺激性气味，是大气的主要污染物之一，该气体是________(填化学式)，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)根据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象，说明浓硫酸具有________(填字母)。
A．酸性
B．吸水性
C．脱水性
D．强氧化性
(4)将(2)中产生的刺激性气味的气体通入品红溶液中，可以看到溶液________，说明这种气体具有________性；将(2)中产生的刺激性气味的气体通入水中可生成一种不稳定、易分解的酸，请写出该反应的化学方程式：_________________________________________。
(5)能否用澄清石灰水鉴别这两种气体？________(填“能”或“不能”)，若不能，请填写两种能鉴别的试剂：_________________________________________________________
________________。
解析：(1)因为浓硫酸具有脱水性，故蔗糖在浓硫酸中生成的黑色物质是蔗糖脱水后形成的碳单质。(2)因为浓硫酸具有强氧化性，故蔗糖脱水形成的碳单质可以继续和浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O，其反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(3)根据实验现象及(1)、(2)的分析可知，在蔗糖与浓硫酸的反应中，浓硫酸表现出脱水性、强氧化性和吸水性。(4)将(2)中产生的刺激性气味的SO2气体通入品红溶液中，溶液褪色；将SO2通入水中，SO2可以和水发生化合反应：SO2＋H2OH2SO3。(5)因为CO2和SO2都可以与澄清石灰水发生反应生成白色沉淀，故不能用澄清石灰水鉴别这两种气体；可以根据二氧化硫的特性来检验，如二氧化硫可以使品红溶液、溴水等褪色。
答案：(1)C
(2)SO2　C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
(3)BCD
(4)褪色　漂白　SO2＋H2OH2SO3
(5)不能　品红溶液、溴水(其他合理答案均可)
12．(新题预测)CaS用于制备除虫剂、发光材料等。某课题小组拟用硫酸钙和焦炭在高温下反应制备硫化钙并检验产物。
(1)甲同学设计如图所示实验装置检验气体产物。

①B装置的作用是________________________________________________________。
②D和E装置能检验A装置的反应产物中的________(填化学式)。
③E装置中可能出现的现象是________________________________________________。
(2)乙同学提出，根据氧化还原反应原理，A装置中的气体产物可能还有CO2、SO2，为了验证他的猜想，结合上述装置并选择下列仪器设计实验方案(同一种仪器可重复使用)。

①气流从左至右，仪器连接顺序为A、F、________。
②能证明有CO2的现象是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
③除去SO2的离子方程式为_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)经实验检验气体产物有SO2、CO、CO2且气体体积之比为1∶1∶2，写出A中反应的化学方程式：________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)利用重量法测定固体产物的质量之比，即将样品溶于足量的饱和碳酸钠溶液中，过滤、洗涤、干燥等。需要测定的物理量有____________________________________________
[已知CaS与H2O反应生成Ca(OH)2和H2S]。
解析：(1)①从CaSO4和C所含的元素角度分析，反应会产生酸性气体，故B装置的作用是吸收酸性气体。
②D和E装置可以证明还原性气体CO的存在。
③澄清石灰水中通入CO2，会产生CaCO3沉淀。
(2)①SO2与CO2共存时，应先检验SO2(F装置)，然后除尽SO2并检验已除尽(J和F装置)，再检验CO2(I装置)，因尾气中还有有毒气体CO，用M装置进行收集。
③KMnO4氧化了产生的SO2：5SO2＋2MnO＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋。
(3)SO2、CO、CO2的体积比为1∶1∶2，作为一个整体考虑，化合价升高的总价数是10，而CaSO4→CaS的化合价降低8，结合质量守恒定律可配平反应的化学方程式。
(4)CaS→Ca(OH)2→CaCO3，CaO→Ca(OH)2→CaCO3，通过测量CaCO3的质量和样品的质量，可以确定样品中CaS和CaO的质量。
答案：(1)①吸收酸性气体　②CO　③溶液变浑浊
(2)①J、F、I、M　②第2个F装置中溶液不褪色，I装置中溶液变浑浊
③5SO2＋2MnO＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋
(3)2CaSO4＋3CCaS＋CaO＋SO2↑＋2CO2↑＋CO↑
(4)样品的质量、碳酸钙的质量
13．硫的多种化合物在工业中有重要应用。
(1)Na2S2可作制革工业中原皮的脱毛剂，写出Na2S2的电子式：______________。
(2)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)又称保险粉，可做木浆造纸的漂白剂，其水溶液性质不稳定，有极强的还原性。
①Na2S2O4中S元素的化合价为________。
②将甲酸(HCOOH)和NaOH溶液混合，再通入SO2气体，会得到保险粉，此时甲酸被氧化为CO2，该反应的化学方程式为______________________________________________。
③Na2S2O4暴露于空气中易吸收氧气和水蒸气而变质，发生反应时，当氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2时，反应的化学方程式为______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)铬会造成环境污染，某酸性废水中含有Cr2O，处理时可用焦亚硫酸钠(Na2S2O5)将Cr2O转化为毒性较低的Cr3＋，再调节pH至8，使铬元素沉降，分离出污泥后测得废水中Cr3＋浓度为0.52mg·L－1，达到排放标准。
①写出Na2S2O5参加反应的离子方程式：______________________________________
________________________________________________________________________。
②处理后的废水中Cr3＋的物质的量浓度为__________________________________。
解析：(3)①焦亚硫酸钠(Na2S2O5)将Cr2O转化为毒性较低的Cr3＋，同时Na2S2O5被氧化为Na2SO4，其反应的离子方程式为3S2O＋2Cr2O＋10H＋===6SO＋4Cr3＋＋5H2O。②分离出污泥后测得废水中Cr3＋浓度为0.52mg·L－1，c(Cr3＋)＝＝1×10－5mol·L－1。
答案：(1)
(2)①＋3　②HCOOH＋2SO2＋2NaOH===Na2S2O4＋CO2＋2H2O　③2Na2S2O4＋O2＋2H2O===4NaHSO3
(3)①3S2O＋2Cr2O＋10H＋===6SO＋4Cr3＋＋5H2O
②1×10－5mol·L－1