2024届高考化学一轮复习专题4第18讲硫及其化合物基础学案

这是一份2024届高考化学一轮复习专题4第18讲硫及其化合物基础学案，共33页。
硫及其氧化物的性质与应用
1．硫的存在和性质
(1)自然界中硫的存在
(2)硫单质的物理性质
硫(俗称硫黄)是一种黄色晶体，质脆，易研成粉末。硫难溶于水，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
eq \a\vs4\al(\(S,\s\up6(－2)) )eq \(←―――,\s\up9(氧化性))eq \x(\(S,\s\up6(0)) )eq \(―――→,\s\up9(还原性))eq \a\vs4\al(\(S,\s\up6(＋4)) )
①S在空气中燃烧只能生成SO2，不能生成SO3。
②附着S的试管可以用CS2或热的烧碱溶液清洗。
2．二氧化硫(SO2)
(1)物理性质：SO2是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，易溶于水。在通常情况下，1体积的水可以溶解约40体积的SO2。
(2)化学性质(写化学方程式或离子方程式)
①酸性氧化物
②还原性
③氧化性
与H2S反应：SO2＋2H2S===3S＋2H2O。
④漂白性
①鉴别SO2和CO2的试剂有溴水、酸性KMnO4、氢硫酸、品红溶液、Ba(NO3)2[或Ca(NO3)2]溶液等。
②Cl2、SO2通入品红溶液，均褪色，但当二者按体积比1∶1混合通入品红溶液时不褪色。
3．三氧化硫(SO3)
SO3在标准状况下为无色、针状晶体，能与水反应：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硫酸盐。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)硫在空气中燃烧生成SO2而在纯氧中燃烧生成SO3。( )
(2)常温下硫单质主要以S8形式存在，加热时S8转化为S6、S4、S2属于物理变化。( )
(3)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。( )
(4)在标准状况下，8.0 g SO3中含有原子总数目为0.4NA。( )
(5)因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液褪色。( )
(6)SO2气体通入BaCl2溶液中产生白色沉淀BaSO3。 ( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
2．写出下列反应的离子方程式。
(1)用热的NaOH溶液洗涤粘有硫的试管
______________________________________________________________；
(2)SO2使澄清石灰水变浑浊
______________________________________________________________；
(3)SO2使酸性KMnO4溶液褪色
______________________________________________________________；
(4)SO2通入氢硫酸溶液变浑浊
______________________________________________________________。
[答案] (1)3S＋6OH－eq \(=====,\s\up9(△))2S2－＋SOeq \\al(2－,3)＋3H2O
(2)SO2＋Ca2＋＋2OH－===CaSO3↓＋H2O
(3)5SO2＋2MnOeq \\al(－,4)＋2H2O===5SOeq \\al(2－,4)＋2Mn2＋＋4H＋
(4)SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
硫及其氧化物的性质
1．常温下单质硫主要以S8的形式存在。加热时，S8会转化为S6、S4、S2等。当温度达到750℃时，硫蒸气主要以S2的形式存在。下列说法中正确的是( )
A．S8转化为S6、S4、S2属于物理变化
B．S8在足量O2中完全燃烧时生成SO2
C．S8、S6、S4、S2均属于新型化合物
D．把硫单质在空气中加热到750℃即得S2
B [A.S8转化为S6、S4、S2有新物质生成，属于化学变化，A错误；B.硫完全燃烧生成二氧化硫，B正确；C.S8、S6、S4、S2均属于单质，C错误；D.硫单质在空气中加热能和氧气反应，D错误。]
2. 下列关于硫及其化合物的说法正确的有( )
①Na、O、S三种元素形成的一种盐溶于水后加入稀盐酸，有黄色沉淀生成，同时产生有刺激性气味的气体 ②SO2和SO3分别通入Ba(NO3)2溶液中，得到的沉淀相同 ③SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，体现了SO2的漂白性 ④洗涤附着在试管内壁上的硫可以用CS2、酒精、热的NaOH溶液 ⑤硫和氯气分别与铁反应后铁元素的价态相同 ⑥SO2通入品红溶液中褪色的原理与SO2通入溴水中褪色的原理相同
A．2个 B．3个
C．4个 D．5个
B [①Na、O、S三种元素形成的一种盐溶于水后加入稀盐酸，有黄色沉淀生成即S，同时产生有刺激性气味的气体即SO2，盐为Na2S2O3，正确；②SO2和SO3分别通入Ba(NO3)2溶液，硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，则生成的白色沉淀只有BaSO4，故正确；③SO2与NaOH溶液反应生成亚硫酸钠，碱性减弱则酚酞溶液褪色，体现了SO2是酸性氧化物，故错误；④洗涤附着在试管内壁上的硫可以用CS2、酒精、热的NaOH溶液，硫可溶于CS2、酒精，S能与热的NaOH溶液反应，故正确；⑤硫的氧化性较弱，与铁反应生成FeS，氯气的氧化性较强，氯气与铁反应生成FeCl3，铁元素的价态不相同，故错误；⑥SO2通入品红溶液中褪色的原理是SO2具有漂白性，SO2通入溴水中褪色的原理是SO2具有还原性，故错误；正确的有3个，故选：B。]
SO2与CO2的检验与鉴别
3．下列溶液中能够区别SO2和CO2的是( )
①石灰水 ②H2S溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④氯水 ⑤品红溶液
A．①②③ B．②③④
C．除①以外 D．①②③④⑤
C [SO2和CO2都属于酸性氧化物，气体少量时，都能与石灰水反应出现白色沉淀，气体过量时沉淀都会溶解，所以不能用石灰水来区别；SO2能将H2S氧化成硫单质，能看到黄色沉淀生成，而CO2不能；SO2能被酸性KMnO4溶液和氯水氧化，从而使溶液褪色，且SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，而CO2没有这些性质。所以可用②③④⑤来区别SO2和CO2。]
4．如图是检验某无色气体A是否含SO2和CO2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_______________________________
_____________________________________________________________。
(5)为了更充分说明含有CO2，上述装置改进措施为___________________，目的是______________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[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，所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，但不能褪成无色，若褪成无色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 (5)在C、D间加装盛有品红溶液的洗气瓶 检验SO2是否除尽
检验SO2和CO2同时存在的一般流程
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，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。
SO2的实验室制备及性质探究
5．(2022·连云港检测) SO2在生活、生产中有重要用途，使用不当会造成环境污染。
(1)某同学利用如图所示装置研究二氧化硫的性质。
①仪器a的名称为________。
②向三口烧瓶a中滴加浓硫酸之前，需先通入一段时间N2，此操作的目的是________。
③实验时，装置B中没有明显变化。实验结束后取下装置B，向其中滴加适量氨水，生成的白色沉淀为________(填化学式)。
④装置C中出现淡黄色浑浊，说明二氧化硫具有________性。
(2)某兴趣小组用如图所示装置模拟空气中二氧化硫含量的测定。当注入标准状况下V mL空气时，酸性KMnO4溶液恰好褪色，停止实验。该空气中二氧化硫的体积分数为____________(用含V代数式表示)。
(3)某化工厂用如图所示工艺流程除去燃煤产生的SO2。
①过程Ⅰ发生的反应为4FeSO4＋2H2SO4＋O2===2Fe2(SO4)3＋2H2O，用双线桥标出该反应电子转移的方向和数目_________________________________
___________________________________________________________________。
②过程Ⅱ发生反应的化学方程式为________________________________。
[解析] (1)①根据图中信息得到仪器a的名称为分液漏斗。②装置中有氧气，氧气会与二氧化硫、水反应，向三口烧瓶中滴加浓硫酸之前，需先通入一段时间N2，此操作的目的是排出装置内的空气，防止空气中氧气与二氧化硫、水反应。③实验时，装置B中没有明显变化。实验结束后取下装置B，向其中滴加适量氨水，氨气和二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵和氯化钡反应生成氯化铵和亚硫酸钡，因此生成的白色沉淀为BaSO3。④装置C中出现淡黄色浑浊，说明二氧化硫和硫化氢反应生成硫沉淀和水，二氧化硫中硫元素化合价降低，因此说明二氧化硫具有氧化性。(2)当注入标准状况下V mL空气时，酸性KMnO4溶液恰好褪色，停止实验。根据关系，2MnOeq \\al(－,4)～5SO2，则V mL中二氧化硫物质的量为2.5 ×0.001 ml·L －1 ×0.05 L＝1.25×10－4ml，该空气中二氧化硫的体积分数为eq \f(1.25×10－4ml×22.4 L·ml－1×1 000 mL·L－1,V mL)×100%＝eq \f(280,V)%。(3)①过程Ⅰ发生的反应为4FeSO4＋2H2SO4＋O2===2Fe2(SO4)3＋2H2O，用双线
桥标出该反应电子转移的方向和数目。②过程Ⅱ是二氧化硫和硫酸铁反应生成硫酸和硫酸亚铁，其反应的化学方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4。
[答案] (1)分液漏斗 排出装置内的空气，防止空气中氧气与二氧化硫、水反应 BaSO3 氧化
(2)eq \f(280,V)%
(3)
Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4
SO2的实验室制法
(1)反应原理
①Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
②Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up9(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
(2)除去SO2中的HCl、H2O(g)的常用试剂依次为饱和NaHSO3溶液、浓硫酸(或P2O5)。
(3)用向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液法收集SO2。
(4)可用NaOH溶液或氨水吸收SO2尾气，但不能用澄清的石灰水吸收SO2。
硫酸的工业制备与性质
1．硫酸的工业制备
(1)燃烧黄铁矿(FeS2)或硫黄制备SO2：
4FeS2＋11O2eq \(=====,\s\up9(高温))8SO2＋2Fe2O3或S＋O2eq \(=====,\s\up9(点燃))SO2。
(2)SO2转化为SO3：2SO2＋O2eq \(,\s\up9(催化剂),\s\d8(△))2SO3。
(3)SO3的吸收：SO3＋H2O===H2SO4。
SO3不能用稀硫酸或H2O吸收，否则易形成酸雾，不易完全吸收。
2．硫酸的性质
(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互溶，溶解时放出大量的热，浓硫酸稀释的方法是将浓硫酸沿器壁缓缓注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
(2)稀硫酸的酸性：H2SO4的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SOeq \\al(2－,4)，是二元强酸，具有酸的通性，可与指示剂、活泼金属、碱性氧化物、碱、盐等发生反应。
(3)浓硫酸的三特性
①吸水性
干燥剂：干燥一些不与浓硫酸反应的气体，通常用作洗气装置，如可用浓硫酸干燥O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H2等气体。
②脱水性
指浓硫酸将有机物中的氢和氧按水的组成比脱去，生成水的性质。
如CH3CH2OHeq \(―――→,\s\up9(浓硫酸),\s\d8(170 ℃))CH2===CH2↑＋H2O，
C12H22O11eq \(―――→,\s\up9(浓硫酸))12C＋11H2O，
HCOOHeq \(―――→,\s\up9(浓硫酸))CO↑＋H2O。
③强氧化性
a．常温下，Fe、Al遇浓硫酸钝化，但加热可以持续反应。
b．加热可以氧化不活泼金属(如Cu)
Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up9(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O(写化学方程式，下同)。
c．加热可以氧化非金属单质(如C、S)
C＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up9(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，
S＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up9(△))3SO2↑＋2H2O。
d．可以氧化具有还原性的化合物，如H2S、HI等。
活泼金属(如Zn)与少量浓硫酸反应时，开始生成SO2，后期生成H2。不活泼金属(如Cu)与少量浓硫酸共热时，最后浓硫酸变为稀硫酸时反应停止。如含1 ml H2SO4的浓硫酸与足量Cu共热产生SO2的物质的量小于0.5 ml。
3．常见硫酸盐
(1)硫酸钙：自然界中以石膏(CaSO4·2H2O)的形式存在。加热到150 ℃时会变成熟石膏(2CaSO4·H2O)。熟石膏与水混合凝固变成石膏。利用此性质，石膏可被用来制作各种模型和医疗用的石膏绷带。在工业上，还被用来调节水泥的硬化速率。
(2)硫酸钡：俗称重晶石，医疗上用作“钡餐”，也是一种白色颜料。
(3)硫酸铜：白色粉末，遇水变成蓝色晶体(CuSO4·5H2O)。可以用来检验H2O的存在。农业上，胆矾可以与石灰乳混合制成波尔多液农药。
(4)其他：皓矾(ZnSO4·7H2O)，绿矾(FeSO4·7H2O)，明矾[KAl(SO4)2·12H2O]等。
说明：含结晶水的硫酸盐一般称为“矾”。
下列事实体现了浓硫酸的什么性质？
(1)CuSO4·5H2O遇浓硫酸变白____________________________________。
(2)浓硫酸与Cu共热______________________________________________。
(3)浓硫酸使Fe、Al钝化__________________________________________。
(4)用浓硫酸在纸上写的字变黑_____________________________________。
(5)浓硫酸不能干燥NH3__________________________________________。
(6)浓硫酸与C共热反应__________________________________________。
(7)浓硫酸与NaCl共热可以制HCl_________________________________。
(8)浓硫酸制备磷酸______________________________________________。
[答案] (1)吸水性 (2)酸性和强氧化性 (3)强氧化性 (4)脱水性 (5)酸性 (6)强氧化性 (7)酸性和难挥发性 (8)强酸性
1．蔗糖与浓硫酸反应的探究实验改进装置如图所示，该实验设计体现了“绿色”“微型”的特点，下列说法正确的是( )
A．该实验体现了浓硫酸的脱水性、酸性和强氧化性
B．反应中，品红溶液褪色，褪色原理与次氯酸使品红溶液褪色原理相同
C．紫色石蕊试液先变红后褪色
D．该装置可以证明二氧化硫具有氧化性
D [A项，该实验没有体现浓硫酸的酸性，错误；B项SO2漂白与次氯酸的漂白原理不同，错误；C项，SO2能使紫色石蕊试液变红，但不会褪色，错误。]
2．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已部分被氧化
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．此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
D [取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液产生的沉淀也可能是BaSO3，再加稀硝酸，BaSO3又被氧化为BaSO4，故此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化，D正确。]
3．(2022·宿迁检测)化学兴趣小组同学在探究SO2与新制的Cu(OH)2的反应，实验时发现了如下问题并展开实验探究，装置如图1：
实验一：SO2的制备(图1)
(1)仪器A中加入浓硫酸加热的化学方程式___________________________
_______________________________________________________________。
(2)实验前通入N2的目的是_______________________________________。
实验二：探究SO2与新制的Cu(OH)2的反应(图2)
甲同学进行实验Ⅰ：在图2试管中滴加1.5 mL 1 ml·L－1 CuSO4溶液和3.5 mL 1 ml·L－1 NaOH溶液混合，生成砖红色沉淀。
乙同学进行实验Ⅱ：在试管中滴加1.5 mL 1 ml·L－1 CuCl2溶液和3.5 mL 1 ml·L－1 NaOH溶液混合，开始时有黄色沉淀出现，一段时间后，黄色沉淀消失，静置，生成大量白色沉淀，溶液呈蓝色。
(3)甲同学设计下列实验探究砖红色沉淀的主要成分。
取少量砖红色沉淀于试管中，加5 mL蒸馏水，滴加少量稀硫酸，静置后观察到试管底部有少量紫红色固体，溶液呈蓝色，证明砖红色沉淀是________ (填化学式)，发生的离子方程式为________________________________________。
(4)乙同学设计下列实验探究白色沉淀的主要成分。
向得到的19.9 g白色沉淀中加入足量的稀硝酸，得到蓝色溶液；再向溶解后的溶液中加入足量的AgNO3溶液，过滤、洗涤、干燥，得到固体的质量为28.7 g，则白色沉淀的化学式为________。
(5)丙同学针对实验Ⅰ和Ⅱ中出现的实验现象，重新用实验Ⅱ的方法制备新制的Cu(OH)2，过滤，用蒸馏水洗涤干净，再向洗净后的Cu(OH)2中加入5 mL蒸馏水，再持续通入SO2气体，得到的现象与实验Ⅰ相同，说明实验Ⅰ和Ⅱ现象不同的原因是____________________________________。
[解析] (1)铜与浓硫酸在加热的条件下发生Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up9(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O；(2)铜与浓硫酸在加热条件下反应，由于生成的二氧化硫具有还原性，实验前通入N2的目的是防止空气中的氧气氧化生成的二氧化硫气体；(3)借鉴乙醛与新制的氢氧化铜加热煮沸生成的砖红色沉淀为氧化亚铜，二氧化硫也具有还原性，推测砖红色沉淀是Cu2O，利用氧化亚铜遇H＋发生歧化反应，可取少量砖红色沉淀于试管中，加5 mL蒸馏水，滴加少量稀硫酸，静置后观察到试管底部有少量紫红色固体，溶液呈蓝色，证明砖红色沉淀是Cu2O，发生的离子方程式为Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O；(4)结合实验Ⅰ，实验Ⅱ的变化是把1.5 mL 1 ml·L－1 CuSO4换成1.5 mL 1 ml·L－1 CuCl2溶液，两实验现象明显不同，结合题目提供数据和实验现象分析如下，向得到的19.9 g白色沉淀中加入足量的稀硝酸，得到蓝色溶液，说明白色沉淀中有铜元素；再向溶解后的溶液中加入足量的AgNO3溶液，过滤、洗涤、干燥，得到固体的质量为28.7 g，n(AgCl)＝eq \f(28.7 g,143.5 g·ml－1)＝0.2 ml，则n(Cl)＝0.2 ml，m(Cl)＝35.5
g·ml－1×0.2 ml＝7.1 g，m(Cu)＝19.9 g－7.1 g＝12.8 g，n(Cu)＝eq \f(12.8 g,64 g·ml－1)＝0.2 ml，则n(Cl)∶n(Cu)＝0.2 ml∶0.2 ml＝1∶1，所以白色沉淀的化学式为CuCl; (5)比较实验Ⅰ和Ⅱ可知，两个实验制取Cu(OH)2所用铜盐不同，产生的现象不同，很容易想到是硫酸根离子的原因还是氯离子的关系，重新用实验Ⅱ的方法制备新制Cu(OH)2，过滤，用蒸馏水洗涤干净，再向洗净后的Cu(OH)2中加入5 mL蒸馏水，再持续通入SO2气体，得到的现象与实验Ⅰ相同，说明新制的Cu(OH)2与SO2反应在实验Ⅰ、实验Ⅱ中现象不同，与Cl－有关，与SOeq \\al(2－,4)无关。
[答案] (1)Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up9(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
(2)排尽装置中的氧气，防止氧化生成的二氧化硫气体
(3)Cu2O Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O
(4)CuCl
(5)制备新制的Cu(OH)2时，所用铜盐的阴离子不同，与Cl－有关
硫及其化合物的相互转化
1．硫元素的“价—类”二维图
2．掌握硫及其化合物之间的转化规律
(1)H2S的二次或三次氧化转化
(2)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的
如：
写出②、③、④反应的化学方程式：
②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；
③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；
④SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3。
(3)相邻价态的同种元素的粒子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。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。
硫及其化合物的相互转化
1．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。题图所示是硫及其部分化合物的“价—类”二维图。
根据图示回答下列问题：
(1)X的化学式为________，将X与SO2混合，可生成黄色固体，该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为________。
(2)过量的Fe粉与一定量W浓溶液混合加热反应，生成________(填化学式)气体。转化①可由S粉与热的W浓溶液反应实现，反应的化学方程式为_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，下列合理的是________(填字母)。
A．Na2S＋S
B．Na2SO3＋S
C．Na2SO3＋Na2SO4
D．SO2＋Na2SO3
(4)工业制硫酸中，转化②化学方程式为____________________________进行的。进行转化③时，不用水而用98.3%的浓H2SO4吸收SO3，原因是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(5)NaHSO4溶液显强酸性，向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液，恰好使溶液呈中性，则发生反应的离子方程式为__________________________________。
[答案] (1)H2S 2∶1 (2)SO2和H2 2H2SO4(浓)＋Seq \(=====,\s\up9(△))3SO2↑＋2H2O (3)B (4)2SO2＋O2eq \(,\s\up9(催化剂),\s\d8(△))2SO3 SO3溶于水转化为H2SO4过程中放热，产生酸雾，会降低SO3的吸收效率
(5)2H＋＋SOeq \\al(2－,4)＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O
硫及其化合物相互转化的实验探究
2．已知SO2通入BaCl2溶液无明显现象。某同学利用如图装置探究SO2与BaCl2溶液反应生成白色沉淀的条件。下列判断正确的是( )
A．e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体
B．乙中产生的一定为氧化性气体，将BaSO3氧化为BaSO4沉淀
C．玻璃管的作用是连通大气，使空气中的氧气进入广口瓶，参与反应
D．c、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中，保证气体与Ba2＋充分接触
A [乙中产生的气体可以为碱性气体NH3也可以是氧化性气体，B错误；玻璃管的作用与空气相通保持恒压，C错误；当乙中产生的是NH3时，d导管不能插入溶液，避免倒吸，D错误。]
3．形成酸雨的原理之一可表示如下：
含硫燃料eq \(―――→,\s\up9(O2),\s\d8(反应①))eq \x(A)eq \(―――→,\s\up9(O2),\s\d8(反应②))eq \x(B)eq \(―――→,\s\up9(H2O),\s\d8(反应③))硫酸
请回答下列问题：
(1)未污染的雨水的pH一般小于7大于5.6，这是由于溶解了________的缘故；酸雨的pH小于5.6，主要含有HNO3、________和一些有机酸等。
(2)图中三个反应不属于氧化还原反应的是______(填标号)；写出反应②的化学方程式___________________________________________________________。
(3)某研究性学习小组取来雨水做水样进行测定，随时间的推移雨水样品的pH会变小，主要原因是_________________________________________________
__________________________________________________(用化学方程式表示)。
(4)你认为减少酸雨的产生，可采取的措施有______(选填字母编号)。
①少用煤做燃料 ②把工厂的烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A．①②③B．②③④⑤
C．①③⑤ D．①③④⑤
(5)从保护环境的角度出发，一些工厂采用“钙基固硫法”，即在含硫的煤中混入生石灰后燃烧，大部分SO2最终将转化为________。
(6)汽车尾气中的CO、NO也是空气的污染物，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”，使CO与NO反应，生成两种无毒气体，其中之一是N2。写出NO与CO反应的化学方程式：
______________________________________________________________。
[答案] (1)CO2 H2SO4 (2)③ 2SO2＋O2eq \(,\s\up9(催化剂),\s\d8(△))2SO3
(3)2H2SO3＋O2===2H2SO4
(4)C
(5)CaSO4
(6)2CO＋2NOeq \(======,\s\up9(催化剂))N2＋2CO2
常见的漂白剂及其漂白原理
三类漂白剂的比较
①有色物质被还原而褪色不称“漂白”，如SO2使溴水、酸性KMnO4溶液等褪色。
②SO2分别通入a.滴有酚酞的NaOH溶液 b．品红溶液 c．酸性KMnO4溶液 d．溴水均褪色，只有b体现漂白性。
1．向SO2和Cl2的混合气体中注入品红溶液，振荡，溶液褪色，将此无色溶液分成三份，依次进行如图实验：
下列实验分析中，正确的是 ( )
A．①中现象说明混合气体中一定有n(Cl2)＝n(SO2)
B．①、②中溶液加热不变红，说明品红溶液不是被SO2漂白的
C．③中产生的白色沉淀为BaSO3
D．“混合气体中注入品红溶液”只发生了1个氧化还原反应
B [本题通过实验探究SO2和Cl2在水溶液中的反应及产物性质。①中湿润的淀粉­KI试纸不变蓝说明反应后没有氯气剩余，②中试纸褪色说明反应后有SO2剩余，加热后品红溶液不恢复红色，说明品红溶液是被氯气溶于水后生成的次氯酸漂白的，故得不出原气体中n(Cl2)＝n(SO2)的结论，A错误；SO2漂白品红溶液生成的无色物质不稳定，加热品红溶液恢复原色，①、②中溶液加热不变红，说明品红溶液不是被SO2漂白的，B正确；SO2和Cl2反应生成了SOeq \\al(2－,4)，SOeq \\al(2－,4)与Ba2＋反应生成了BaSO4，C错误；混合气体注入品红溶液时，发生了氯气与水的反应，生成的HClO漂白品红溶液，氯气与二氧化硫的反应也是氧化还原反应，D错误。]
2．为了探究对比O3、H2O2和Cl2的漂白能力大小，将等体积等浓度的品红溶液与三种漂白剂呈喷雾状分别反应，至完全褪色时，发现消耗三种漂白剂的物质的量相同，但褪色时间O3最短，H2O2次之，Cl2最长。
(1)消耗三种漂白剂的物质的量相同的原因是每摩尔物质________相等。
(2)O3漂白速度较H2O2快的主要原因是_____________________________
___________________________________________________________________。
Cl2漂白速度最慢的主要原因可能是_________________________________
_______________________________________________________________。
[答案] (1)得电子数 (2)氧化性：O3>H2O2 Cl2和水反应生成的HClO浓度较小
3．科学酿酒加SO2等辅料。我国国家标准规定葡萄酒中SO2的残留量≤0.25 g·L－1。
(1)葡萄酒中添加SO2的作用可能是________(填字母)。
A．氧化细菌 B．抗氧化 C．漂白 D．增酸作用
(2)利用SO2的漂白性检测干白葡萄酒(液体为无色)中的SO2或H2SO3。设计如图的实验：
得出实验结论：干白葡萄酒中不含SO2或H2SO3。这个结论是否合理？说明理由______________________________________________________________
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____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[答案] (1)BD (2)不合理，实验对比说明浓度低的亚硫酸溶液不能使品红溶液褪色，而干白葡萄酒中的SO2或H2SO3含量很低，故不能使品红溶液褪色
1．(2022·江苏选择性考试，T4)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是 ( )
甲 乙 丙
A．用装置甲制取SO2气体
B．用装置乙制取SO2水溶液
C．用装置丙吸收尾气中的SO2
D．用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
C [60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应：H2SO4＋2NaHSO3===Na2SO4＋2SO2↑＋2H2O，因此装置甲可以制取SO2气体，A正确；气体通入液体时“长进短出”，装置乙可以制取SO2水溶液，B正确； SO2不会与饱和NaHSO3溶液发生反应，因此装置丙不能吸收尾气中的SO2，C错误； SO2水溶液显酸性，可用干燥的pH试纸检验其酸性，D正确。]
2．(2022·广东选择性考试，T5)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a～d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列分析正确的是( )
A．Cu与浓硫酸反应，只体现H2SO4的酸性
B．a处变红，说明SO2是酸性氧化物
C．b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性
D．试管底部出现白色固体，说明反应中无H2O生成
B [A.铜和浓硫酸反应过程中，生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性，生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性，错误；B.a处的紫色石蕊溶液变红，其原因是SO2溶于水生成了酸，可说明SO2是酸性氧化物，正确；C.b处品红溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c处酸性高锰酸钾溶液褪色，其原因是SO2和酸性KMnO4发生氧化还原反应，SO2体现出还原性，错误；D.实验过程中试管底部出现白色固体，根据元素质量守恒可知，其成分为无水CuSO4，而非蓝色的CuSO4·5H2O，其原因是浓硫酸体现出吸水性，将反应生成的H2O吸收，错误。]
3．(2021·山东等级考，T8)工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图，下列说法错误的是( )
A．吸收过程中有气体生成
B．结晶后母液中含有NaHCO3
C．气流干燥湿料时温度不宜过高
D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
B [根据工艺流程图逆向分析可知，以二氧化硫和纯碱为原料，得到的结晶成分为NaHSO3，则母液为饱和NaHSO3溶液和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，溶液呈酸性，所以加入纯碱进行中和，涉及的反应为H2SO3＋2Na2CO3===Na2SO3＋2NaHCO3，NaHSO3＋Na2CO3===Na2SO3＋NaHCO3，所以调节pH为8进行中和后得到Na2SO3和NaHCO3，通入二氧化硫气体进行混合吸收，此时吸收过程中发生反应为Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3↓，SO2＋NaHCO3===CO2＋NaHSO3↓，此时会析出大量NaHSO3晶体，经过离心分离，将得到的湿料再进行气流干燥，最终得到NaHSO3产品。根据上述分析可知，吸收过程中有二氧化碳生成，A正确；结晶后母液中含饱和NaHSO3溶液和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，没有NaHCO3，假设产物中存在NaHCO3，则其会与生成的NaHSO3发生反应，B错误；NaHSO3高温时易分解变质，所以气流干燥过程中温度不宜过高，C正确；结合分析可知，中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3，D正确。]
4．(2020·浙江选考)100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式为H2S2O7或H2SO4·SO3)。下列说法不正确的是( )
A．焦硫酸具有强氧化性
B．Na2S2O7水溶液呈中性
C．Na2S2O7可与碱性氧化物反应生成新盐
D．100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的变化是化学变化
B [A.浓硫酸中＋6价的硫元素具有强氧化性，可知焦硫酸具有强氧化性，正确；B.Na2S2O7溶于水生成硫酸氢钠，溶液呈酸性，错误；C.Na2S2O7可与碱性氧化物反应生成新盐，例如Na2S2O7＋CaO===Na2SO4＋CaSO4，正确；D.焦硫酸和三氧化硫、硫酸是不同物质，所以该变化为化学变化。]
课时分层作业(十八) 硫及其化合物
1．下列实验方案中，设计正确的是( )
A．用乙醇萃取碘水中的碘单质
B．用焰色反应鉴别NaCl和Na2SO4
C．用蒸馏的方法分离植物油和水的混合物
D．用品红溶液区分二氧化硫和二氧化碳
D [A.乙醇与水互溶，故不能用于萃取碘水中的碘，A错误；B.NaCl、Na2SO4焰色反应均为黄色，无法鉴别，B错误；C.植物油与水互不相溶，可用分液法进行分离，C错误；D.二氧化硫可以使品红溶液褪色，二氧化碳不能使品红溶液褪色，可区分，D正确。]
2．有关硫及其化合物的说法合理的是( )
A．可用酒精洗刷做过硫黄性质实验的试管
B．SO2具有很强的还原性，在化学反应中只能作还原剂
C．浓硫酸具有强氧化性，常温下与铜反应可制取SO2
D．1 ml硫与其他物质完全反应，转移的电子数不一定是2 ml
D [硫微溶于酒精，应该用二硫化碳洗刷做过硫黄性质实验的试管，故A错误；SO2中硫元素为＋4价，处于中间价态，在化学反应中能作还原剂，也可以作氧化剂，例如SO2与H2S反应生成单质S和H2O，故B错误；浓硫酸在常温下与铜不反应，故C错误；1 ml硫与其他物质完全反应，转移的电子数不一定是2 ml，例如1 ml 硫与氧气反应转移的电子数为4 ml，故D正确。]
3．下列关于实验室制取SO2的实验，其中叙述正确的是( )
A．甲图中可利用70%的浓硫酸和亚硫酸钠固体制取SO2
B．乙图中干燥SO2
C．可用丙图中装置和试剂收集二氧化硫并吸收尾气
D．可用丁图中装置和药品检验铜和浓硫酸反应生成的CuSO4
A [碱石灰与SO2反应，碱石灰不能干燥SO2，B错误；SO2不能用澄清石灰水吸收，C错误；不能把水倒入浓硫酸中，D错误。]
4．(2022·淮安联考)如图是一种综合处理SO2尾气(其中SO2体积分数为0.336%)的工艺流程。下列说法错误的是( )
A．Fe2(SO4)3溶液在上述过程中可以循环使用
B．“吸收”后溶液的pH低于“氧化”后溶液的pH
C．理论上，“吸收”消耗的SO2与“氧化”消耗的O2的物质的量之比为2∶1
D．处理100 L含SO2体积分数为0.336%的尾气，“吸收”过程中转移电子0.015 ml
D [A.根据流程可知，“吸收”步骤消耗Fe2(SO4)3，“氧化”步骤生成Fe2(SO4)3，因此Fe2(SO4)3溶液在上述流程中可以循环使用，A正确；B.根据上述分析可知，“吸收”后形成硫酸，“氧化”消耗硫酸，所以“吸收”后溶液的pH低于“氧化”后溶液的pH，B正确；C.从总体反应来看，二氧化硫失去电子转化为硫酸根离子，氧气得到电子转化为水，根据得失电子守恒，则理论上，“吸收”消耗的SO2与“氧化”消耗的O2的物质的量之比为2∶1，C正确；D.100 L含SO2体积分数为0.336%的尾气，SO2体积为0.336 L，未给定状态，无法计算其物质的量，因此无法计算转移电子物质的量，D错误。]
5．实验室进行性质探究实验，将SO2通入BaCl2溶液至饱和的过程中，始终未观察到溶液中出现浑浊，若再通入另一种气体A，则产生白色沉淀。制备气体A的试剂不能是( )
A．大理石和稀盐酸 B．NaOH和NH4Cl
C．Cu和浓硝酸 D．MnO2和浓盐酸
A [A.大理石和稀盐酸反应生成二氧化碳气体，HCl、二氧化碳与氯化钡溶液都不反应，不会产生沉淀，A正确；B.NaOH和NH4Cl反应生成的气体为氨气，氨气与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸根离子与钡离子结合生成亚硫酸钡沉淀，B错误；C.Cu和浓硝酸反应生成二氧化氮气体，NO2通入水生成硝酸，硝酸能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子，与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，故能产生沉淀，C错误；D.MnO2和浓盐酸加热反应生成氯气，氯气与二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸根离子，与钡离子结合生成硫酸钡沉淀，D错误。]
6．(2022·苏州一模)天然气因含有少量H2S等气体开采应用受限，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( )
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：Fe2(SO4)3