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第02讲 硫及其重要化合物(讲义)(含答案) 2025年高考化学一轮复习讲练测(新教材新高考)
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02 \l "_Tc2999" 知识导图·思维引航
03 \l "_Tc21713" 考点突破·考法探究
\l "_Tc11550" 考点一 硫及其氧化物
\l "_Tc25045" 知识点1 硫
\l "_Tc16775" 知识点2 二氧化硫
\l "_Tc17630" 考向1 硫的性质
\l "_Tc16322" 考向2 二氧化硫的性质与转化
\l "_Tc8799" 考向3 二氧化硫性质探究
\l "_Tc3490" 考向4 二氧化硫的检验
\l "_Tc15308" 考点二 浓硫酸的性质及SO42-的检验
\l "_Tc20279" 知识点1 硫酸的性质
\l "_Tc21835" 知识点2 硫酸的工业制备
\l "_Tc15681" 知识点3 SOeq \\al(2-,4)的检验
\l "_Tc9533" 考向1 硫酸的性质
\l "_Tc8799" 考向2 硫酸的制备
\l "_Tc3490" 考向3 SO42-的检验
\l "_Tc15308" 考点三 硫及其化合物的相互转化
\l "_Tc20279" 知识点1 硫及其化合物间的转化
\l "_Tc21835" 知识点2 含硫物质的连续氧化
\l "_Tc9533" 考向1 不同价态含硫物质的转化
\l "_Tc8799" 考向2 以SO2制备为载体探究硫元素间的转化
04 \l "_Tc24080" 真题练习·命题洞见
考点一 硫及其氧化物
知识点1 硫
1.硫元素的存在形态
2.硫单质的物理性质
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
eq \(S,\s\up6(-2))eq \(←――――,\s\up7(氧化性))eq \x(\(S,\s\up6(0)) )eq \(――→,\s\up7(还原性))eq \(S,\s\up6(+4))
知识点2 二氧化硫
1.物理性质
2.化学性质
3.SO2的实验室制法
(1)固体Na2SO3与较浓H2SO4反应:Na2SO3(固)+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)固体Cu与浓H2SO4混合加热:Cu+2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O。
【名师提醒】
1.SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色,表现SO2酸性氧化物的性质;使品红溶液褪色,表现SO2的漂白性;能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,表现SO2的还原性;SO2和Cl2等体积混合通入溶液中,漂白性不但不增强,反而消失。
2.把SO2气体通入BaCl2溶液中,没有沉淀生成,但若通入NH3或加入NaOH溶液,或把BaCl2改成Ba(NO3)2均有白色沉淀生成,前两者生成BaSO3沉淀,后者生成BaSO4沉淀。
考向1 硫的性质
【例1】 在下列反应中硫元素只表现氧化性的是( )
A.2Al+3Seq \(=====,\s\up7(△))Al2S3
B.S+2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))2H2O+3SO2↑
C.H2Seq \(=====,\s\up7(△))H2+S
D.3S+6NaOHeq \(=====,\s\up7(△))2Na2S+Na2SO3+3H2O
【答案】A
【解析】A项,该反应中S的化合价由0价变为-2价,所以只体现氧化性,正确;B项,该反应中S的化合价由0价、+6价变为+4价,所以S体现还原性和氧化性,错误;C项,该反应中S的化合价由-2价变为0价,所以S只体现还原性,错误;D项,该反应中S的化合价由0价变为-2价、+4价,所以S体现氧化性和还原性,错误。
【变式训练】硫元素最常见和最稳定的一种同素异形体是黄色的正交α型,1912年E.Beckmann由硫在碘中的冰点降低去测得它含有S8分子。1891年用浓盐酸和硫代硫酸盐的饱和溶液在0 ℃下作用首次制得了一种菱形的ε硫,后来证明含有S6分子。下列说法正确的是( )
A.S6和S8分子都是由S原子组成,所以它们是一种物质
B.S6和S8分子分别与铁粉反应,所得产物不同
C.S6和S8分子分别与过量的氧气反应可以得到SO3
D.等质量的S6和S8分子分别与足量的KOH反应,消耗KOH的物质的量相同
【答案】D
【解析】S6和S8都是由S原子构成的不同物质,故A错误;硫单质具有弱氧化性,与铁反应生成低价化合物,S6和S8分子分别与铁粉反应,所得产物相同,为FeS,故B错误;S6和S8分子分别与过量的氧气反应可以得到SO2,不能直接生成三氧化硫,故C错误;等质量的S6和S8分子,硫原子的物质的量相同,分别与足量的KOH反应,生成的盐相同,则消耗KOH的物质的量相同,故D正确。
考向2 二氧化硫的性质与转化
【例2】(2024·山东省枣庄市二模)实验室中利用洁净的铜片和浓硫酸按图示流程实验,经检测所得固体中含有Cu2S和白色物质W,下列说法错误的是( )
A.该实验能体现浓硫酸的吸水性和强氧化性
B.当Cu完全反应时共转移电子0.050ml
C.溶解步骤中生成固体Y的质量为0.192g
D.将W溶液蒸发结晶并灼烧可再次得到固体W
【答案】B
【解析】由图知,铜与足量浓硫酸反应生成Cu2S和白色物质W,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,则按得失电子数守恒、必定存在其他产物(所含元素化合价升高)、按元素质量守恒只能为CuSO4,则白色物质W为CuSO4,配平得到该反应方程式为:5Cu+4H2SO4(浓)3CuSO4+Cu2S+4H2O,Cu2S和白色物质CuSO4加稀硫酸和稀硝酸时溶解,存在反应:3Cu2S +16H++4NO3-= 6Cu2++3 S↓+4NO↑+8H2O,Y为S单质,则NO为还原产物、Y为氧化产物;n(Cu)==0.03ml,Cu与浓硫酸发生反应生成CuSO4、Cu2S,设Cu2S的物质的量为x,则CuSO4的物质的量为(0.03-2x),依据得失电子守恒的原则可得:2x+2(0.03-2x)=8x,从而求出x=0.006ml,0.03-2x=0.018ml,即Cu2S为0.006ml,CuSO4为0.018ml。A项,由5Cu+4H2SO4(浓)3CuSO4+Cu2S+4H2O可知,硫元素从+6价降低到-2价时表现强氧化性,所得固体中含有白色物质W为硫酸铜,表现出吸水性,A正确;B项,微热5min待Cu反应结束后,按Cu计算,转移电子的物质的量为0.006ml×2+0.018ml×2=0.048ml,B错误;C项,5n(Cu)~n(Cu2S)~n(S),n(S)==0.006ml,m(S)=32g/ml0.006ml=0.192g,C正确;D项,W为CuSO4,将硫酸铜溶液蒸发结晶并灼烧可再次得到固体CuSO4,D正确;故选B。
【名师点睛】
1.SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
2.SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性,而不是漂白性。
3.SO2不仅具有漂白性和还原性,还具有弱氧化性,具体体现为2H2S+SO2=3S↓+2H2O。
4.SO2、CO2通入BaCl2溶液中都不会产生沉淀。
5.SO2与碱溶液反应时,碱过量得正盐(SO32-)、SO2过量得酸式盐(HSO3-)。
【变式训练】二氧化硫是一种在空间地理、环境科学等领域受到广泛研究的气体。某研究小组设计了一套制备及检验SO2部分性质的装置,装置如图所示。下列分析不正确的是( )
A.装置甲中发生的反应是非氧化还原反应
B.装置乙中的溶液变红色
C.装置丙发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D.装置丁用于吸收剩余的SO2
【答案】C
【解析】装置甲中发生的反应方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O,无元素化合价发生变化,是非氧化还原反应,A项正确;二氧化硫溶于水生成亚硫酸,溶液呈酸性,装置乙中溶液变红,B项正确;二氧化硫通入硫化钠溶液中发生氧化还原反应,反应的离子方程式为SO2+2S2-+2H2O=3S↓+4OH-,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,C项错误;二氧化硫有毒,是酸性氧化物,能与强碱溶液反应,装置丁中NaOH溶液可吸收二氧化硫,D项正确。
考向3 二氧化硫性质探究
【例3】(2024·广东省一模)为研究二氧化硫的性质,某兴趣小组设计如图所示装置进行实验。将少量H2SO4溶液缓慢推入Na2SO3粉末处,发生反应。下列说法不正确的是( )
A.气球先变大后变小,体现了SO2的水溶性
B.石蕊试纸变红,说明SO2溶于水显酸性
C.品红溶液褪色,体现了SO2的还原性
D.加热褪色后的溶液又变红,说明SO2与品红生成不稳定的无色物质\
【答案】C
【解析】注射器中硫酸注入盛有亚硫酸钠的导管中反应生成二氧化硫,二氧化硫是酸性氧化物可使湿润紫色石蕊试纸变红,具有漂白性可使品红溶液褪色,同时易溶于水。A项,反应产生SO2使气球变大,后来SO2溶于水,气球变小,故气球先变大后变小,体现了SO2的水溶性,A正确;B项,SO2和水反应生成H2SO3,H2SO3电离出H+而使其溶液呈酸性使石蕊试纸变红,B正确;C项,二氧化硫具有漂白性可以使品红溶液褪色,所以品红溶液中通入SO2气体,品红溶液褪色,说明SO2具有漂白性,但无法说明二氧化硫的还原性,C错误;D项,加热褪色后的溶液又变红,说明SO2与品红生成不稳定的无色物质使品红褪色,加热后无色物质分解,溶液又变红,D正确;故选C。
【变式训练】如图所示的是验证二氧化硫性质的微型实验,a、b、c、d是浸有相关溶液的棉球。将浓硫酸滴入装有亚硫酸钠固体的培养皿中。
关于此实验的“现象”“解释或结论”以及对应关系均正确的是( )
【答案】B
【解析】根据图示可知,浓硫酸与Na2SO3反应产生SO2气体,SO2与Br2反应:SO2+2H2O+Br2=H2SO4+2HBr,说明氧化性Br2>SO2,无法比较Br、S的非金属性强弱,A项错误;SO2不能氧化I-,C项错误;SO2使品红溶液褪色,加热后才恢复原色,D项错误。
考向4 二氧化硫的检验
【例4】为确定某纯净的气体Q的成分,进行了如下几种实验,其中不正确的是( )
【答案】A
【解析】硫化氢、二氧化硫等均能被高锰酸钾氧化,由现象可知Q不一定是SO2,故A错误。
【思维建模】
检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程如下:
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。
C与浓硫酸反应产物的确定应按以下流程进行:无水CuSO4确定水→品红溶液确定SO2→酸性KMnO4溶液除去SO2→品红溶液检验SO2是否除净→澄清石灰水检验CO2。
【变式训练】检验木炭与浓硫酸反应产生的气体的装置和所用药品如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.a中品红溶液褪色,说明混合气体中有SO2
B.b中KMnO4溶液的作用是除去SO2
C.b中发生反应的离子方程式为5SO2+4H++2MnO4-5SO42-+2H2O+2Mn2+
D.c中品红溶液不褪色,d中Ca(OH)2溶液变浑浊,说明原混合气体中存在CO2
【答案】C
【解析】SO2能使品红溶液褪色而CO2不能,当a中品红溶液褪色时,说明混合气体中有SO2,A项正确;b中的KMnO4溶液的作用是除去SO2,防止对后续二氧化碳的检验产生干扰,B项正确;题中所给离子方程式不符合质量守恒、电荷守恒,b中发生反应的离子方程式为5SO2+2H2O+2MnO4-5SO42-+4H++2Mn2+,C项错误;c中品红溶液不褪色,证明二氧化硫已被除尽,d中Ca(OH)2溶液变浑浊,说明混合气体中存在CO2,D项正确。
考点二 浓硫酸的性质及SO42-的检验
知识点1 硫酸的性质
1.硫酸的物理性质
H2SO4是无色液体,能与水以任意比互溶,稀释时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。
2.硫酸是强电解质,电离方程式为H2SO4=2H++SO42-。
3.浓H2SO4的特性
【名师提醒】
由“量变”引起的“质变”:金属(如Cu、Zn等)与浓H2SO4反应时,要注意H2SO4浓度对反应产物的影响。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。
知识点2 硫酸的工业制备
1.工艺流程
2.应原理
(1)燃烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2: 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 或S+O2SO2。
(2)SO2转化为SO3: 2SO2+O22SO3 。
(3)吸收SO3生成H2SO4: SO3+H2O=H2SO4 。
【名师点晴】
工业上一般以硫黄或其他含硫矿物(如黄铁矿)为原料制备硫酸,用98.3%的浓硫酸吸收SO3,可以避免用水吸收SO3产生的酸雾腐蚀设备,并且可以提高吸收率。
知识点3 SOeq \\al(2-,4)的检验
检验SOeq \\al(2-,4)的正确操作方法:被检液eq \(―――――――→,\s\up7(加足量盐酸酸化))取清液eq \(――――――→,\s\up7(滴加BaCl2溶液))有无白色沉淀产生(判断有无SOeq \\al(2-,4))。
先加稀盐酸的目的是防止COeq \\al(2-,3)、SOeq \\al(2-,3)、Ag+干扰,再加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:COeq \\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2O、SOeq \\al(2-,3)+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SOeq \\al(2-,4)===BaSO4↓。
考向1 硫酸的性质
【例1】用如图所示的装置探究浓硫酸的性质及反应产物,下列有关说法正确的是( )
A.该实验能证明浓硫酸有脱水性和强氧化性
B.A中固体变蓝,证明木炭与浓硫酸反应有水生成
C.向B中同时通入少量Cl2,品红溶液褪色更快
D.去掉C装置也能探究所有反应产物
【答案】B
【解析】木炭粉和浓硫酸在加热条件下发生的反应为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,可以证明浓硫酸具有强氧化性,不能证明有脱水性,A项错误;无水硫酸铜遇到水变蓝, A中固体变蓝,证明木炭粉与浓硫酸反应有水生成,B项正确;向B中同时通入少量Cl2,SO2和Cl2发生反应Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl,品红溶液褪色减慢甚至不褪色,C项错误;SO2也可以使澄清石灰水变浑浊,故C不能去掉,否则不能检验CO2,D项错误。
【名师点睛】
浓硫酸与金属的反应规律
1.钝化:常温下浓硫酸使Fe、Al钝化,如加热或将浓硫酸稀释,则可以继续反应。
2.与活泼金属(如Zn)反应:开始时产生SO2,硫酸浓度变小后,产生H2。
3.与不活泼金属(如Cu)反应:开始时产生SO2(加热),浓度变小后,不再与Cu反应。如1 ml Cu与含2 ml H2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2小于1 ml。
4.浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性;浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。
【变式训练】 研究铜和铁与浓硫酸的反应,实验如下:
下列说法正确的是( )
A.常温下不能用铁制容器盛放浓硫酸,可用铜制容器盛放浓硫酸
B.②中铜丝或铁丝均有剩余时,产生气体的物质的量相等
C.依据②,可推断出铜和铁与浓硫酸反应可生成SO2
D.①②中现象的差异仅是由于温度改变了化学反应速率
【答案】C
【解析】A项,常温下铁遇冷浓硫酸发生钝化,则可以用铁制容器盛放浓硫酸,故A错误;B项,随着反应的进行浓硫酸的浓度逐渐降低,Cu与稀硫酸不反应,而Fe能与稀硫酸反应生成氢气,则②中铜丝或铁丝均有剩余时,产生气体的物质的量不可能相等,故B错误;C项,②中在加热条件下,铜丝或铁丝逐渐溶解,产生大量气体,品红溶液褪色,说明反应中生成SO2,故C正确;D项,温度升高可加快化学反应速率,同时浓硫酸的氧化性随温度升高而升高,故D错误;故选C。
考向2 硫酸的制备
【例1】(2024·安徽省合肥市一模)工业上以硫黄或黄铁矿为原料制备硫酸的原理示意图如下。下列叙述错误的是( )
A.通过量的空气可将硫黄直接转化为SO3
B.控制温度400-500℃可增大催化剂活性
C.吸收剂b可选用98.3%的浓硫酸
D.工业上可用氨水处理尾气中的SO2
【答案】A
【解析】制硫酸涉及到下列反应:硫黄或黄铁矿在空气中燃烧生成二氧化硫,反应的化学方程式:S+O2SO2或4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,二氧化硫在催化剂作用和加热条件下反应生成三氧化硫,反应的化学方程式:2SO2+O22SO3;生产中用浓硫酸代替水吸收SO3制得发烟硫酸,SO3+H2O=H2SO4,将发烟硫酸稀释后可制得稀硫酸。A项,硫黄和氧气反应只会生成SO2,A错误;B项,选择400-500℃是因为V2O5作催化剂时催化活性较好,B正确;C项,工业制硫酸用98.3%的浓硫酸吸收SO3,不能用水吸收,是因为用水会生成酸雾,C正确;D项,氨水作为一种碱性溶液可以和酸性氧化物SO2反应,工业上可用氨水处理尾气中的SO2,D正确;故选A。
【名师点睛】
【变式训练】(2024·浙江省金华外国语学校三模)以黄铁矿(主要成分为FeS2,其中S的化合价为﹣1价)生产硫酸的工艺流程如图。下列说法不正确的是( )
A.将黄铁矿粉碎,可加快其在沸腾炉中的化学反应速率
B.沸腾炉中每生成1 ml SO2,有11 ml e-发生转移
C.接触室中排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率
D.吸收塔排放的尾气可通过氨吸收转化成氮肥
【答案】B
【解析】A项,将黄铁矿粉碎,可增大接触面积,加快其在沸腾炉中的化学反应速率,正确;B项,反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2中,转移的电子为44,则沸腾炉中每生成1 ml SO2,转移的电子物质的量为 EQ \f(44 ml,8 ml)×1 ml=5.5 ml,错误;C项,SO2、O2可在接触室反应生成三氧化硫,为可逆反应,不能完全反应,则接触室中排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率,正确;D项,尾气含有二氧化硫、氧气,用氨气吸收,可转化成氮肥,正确。
考向3 SO42-的检验
【例2】下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是( )
A.Fe(NO3)2溶液eq \(――――――――――――――――→,\s\up7(+过量盐酸,+过量SO2,+BaCl2溶液))白色沉淀
B.Ba(NO3)2溶液eq \(―――――――――――――→,\s\up7(+过量盐酸,+少量Na2SO3溶液))白色沉淀
C.无色溶液eq \(――――――――――→,\s\up7(+稀HNO3,+BaCl2溶液))白色沉淀
D.无色溶液eq \(―――――→,\s\up7(+过量盐酸))无色溶液eq \(―――――→,\s\up7(+BaCl2溶液))白色沉淀
【答案】C
【解析】A项,二氧化硫被硝酸氧化为硫酸,加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀;B项,亚硫酸根被硝酸氧化为硫酸根,沉淀也是硫酸钡;C项,所得沉淀可能是氯化银;D项,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。
【易错警示】
1.只加入可溶性钡盐,不酸化,误将CO32-、PO43-P、SO32-等干扰离子判断成SO42-。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。
2.误将Ag+判断成SO42-。如向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO42-。其错误之处是若溶液中含Ag+也会产生同样的现象:Ag++Cl-=AgCl↓(白色)。
3.误将SO32-判断成SO42-。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,便误以为有SO42-。未注意NO3-具有强氧化性,在酸性环境中可将SO32-氧化成SO42-,从而生成BaSO4白色沉淀。
【变式训练】
3.向盛有某盐溶液的试管中滴入几滴Ba(NO3)2溶液得到白色沉淀(X),再向试管中加入足量盐酸并充分振荡,静置后仍存在白色沉淀(Y)。下列有关说法正确的是( )
A.X可能是BaSO3 B.X是BaCO3
C.Y与X的成分不可能相同 D.该盐溶液中一定含有SO42-
【答案】A
【解析】若X是BaSO3,加入足量盐酸,发生反应3BaSO3+2NO3-+2H+=3BaSO4+2NO↑+H2O,溶液中仍有沉淀,A项正确;若X是BaCO3,加入足量盐酸,发生反应BaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑,溶液中没有沉淀,B项错误;若X是BaSO4,加入足量盐酸,沉淀不溶解,沉淀Y还是BaSO4,C项错误;该盐溶液中若含有SO32-,沉淀X是BaSO3,沉淀Y是BaSO4,该盐溶液中不一定含有SO42-,D项错误。
考点三 硫及其化合物的相互转化
知识点1 硫及其化合物间的转化
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:
H2S-2O2(不足)H2、△S0O2H2SS+4O2S+6O3
2.相邻价态的微粒不发生氧化还原反应
如S和H2S、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
知识点2 含硫物质的连续氧化
考向1 不同价态含硫物质的转化
【例1】(2024·广东省汕头市二模)物质类别和元素价态是认识物质两个重要维度。下图列为硫及其化合物的价类二维图,下列说法错误的是( )
A.附着有a的试管,可用CS2清洗B.b和d反应生成a时,d发生还原反应
C.b、c两种氧化物的VSEPR模型相同D.g的钠盐可与f的稀溶液反应生成a和b
【答案】B
【解析】根据价态及物质类别可知d为H2S、a为S、b为SO2、c为SO3、e为亚硫酸、f为硫酸、g为含有硫代硫酸根的盐。A项,a为S,硫微溶于酒精,易溶于二硫化碳,故附着有a的试管,常用二硫化碳洗涤,A正确;B项,a为S、b为SO2、d为H2S,反应的方程式为2H2S+SO2=3S↓+2H2O,H2S中硫元素的化合价升高,发生氧化反应,B错误;C项,b为SO2,价层电子对数为,VSEPR模型为平面三角形,c为SO3,价层电子对数为,VSEPR模型为平面三角形,C正确;D项,g为含有硫代硫酸根的盐,g的钠盐为Na2S2O3,f为硫酸,Na2S2O3与稀硫酸发生歧化反应,生成S和SO2,D正确;故选B。
【变式训练】已知含硫元素的几种物质间具有如图所示的转化关系。设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
SSO2SO3
A.反应①中3.2 g S充分燃烧后生成2.24 L SO2
B.NA个SO2分子与足量氧气经反应③可以生成NA个SO3分子
C.反应②中若转移2NA个电子,生成1.5 ml S
D.只要氧气过量,硫可以一步转化为SO3
【答案】C
【解析】温度和压强未知,无法计算反应①中3.2 g S充分燃烧后生成SO2的体积,A项错误;③为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,所以NA个SO2分子与足量氧气反应不能生成NA个SO3分子,B项错误;反应②的化学方程式为2H2S+SO2=3S↓+2H2O,生成3 ml S转移电子的物质的量为4 ml,转移2NA个电子时,生成的S的物质的量为1.5 ml,C项正确;硫与氧气反应只能生成二氧化硫,不能一步转化为三氧化硫,D项错误。
考向2 以SO2制备为载体探究硫元素间的转化
【例2】(2024·海南省直辖县级单位高三模拟)亚硫酸氢钠(NaHSO3)是一种还原剂,主要用作漂白剂、抗氧化剂等。某小组在实验室中采用下列装置制备少量NaHSO3。
请回答下列问题:
(1)下列图标中,该实验不需要的是_______(填字母)。
A. B.C.D.
(2)装置甲中浓硫酸与铜片的反应中浓硫酸体现的性质为 。
(3)装置乙用作安全瓶,防止装置丙中溶液倒吸入装置甲中,该装置存在弊端,你的改进措施是 。
(4)装置丙中发生反应的离子方程式为 。
(5)装置丁的作用是 。
【答案】(1)B (2)氧化性和酸性
(3)装置乙中左侧导管短一点
(4)SO2+OH-= HSO3-
(5)吸收尾气SO2
【解析】甲装置中浓硫酸与铜反应放出SO2气体,装置乙用作安全瓶,防止装置丙中溶液倒吸入装置甲中,二氧化硫通入氢氧化钠溶液中制备NaHSO3,丁中的NaOH溶液吸收二氧化硫,防止污染。【解析】(1)该实验需要加热,生成有毒气体需要通风,使用的试剂浓硫酸具有腐蚀性,需要、 ,该实验没有用锐器,故不需要B项图标。(2)加热条件下,Cu与浓硫酸反应生成SO2:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2↑+2H2O,S的化合价部分下降,由此可知,体现了浓硫酸的氧化性和酸性。(3)若溶液倒吸入装置甲中,则会引起浓硫酸的飞溅,出现危险,作为安全瓶的装置乙,两根玻璃管都应短一些,即装置乙中左侧导管短一点。(4)装置丙中足量的SO2与NaOH溶液反应生成NaHSO3,离子方程式为:SO2+OH-= HSO3-。(5)装置丁中的NaOH溶液的作用是吸收尾气SO2。
【变式训练】某学习小组设计制取SO2并验证其部分性质的实验装置图如图(夹持装置省略),下列叙述正确的是( )
A.取反应后D中溶液少许,滴加品红溶液,红色褪去,能说明SO2具有漂白性
B.A装置中比较理想的反应物质是Na2SO3固体和质量分数为10%的硫酸
C.B装置溶液变红色,说明SO2是酸性氧化物;C装置产生白色沉淀的原因为:
BaCl2+SO2+H2Oeq \(=====,\s\up7(FeCl3))BaSO3↓+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B中长导管口有明显气泡现象,冷却后液体倒吸,就能判断装置A、B气密性良好
【答案】D
【解析】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,故品红褪色不能说明二氧化硫具有漂白性,故A错误;二氧化硫易溶于水,比较理想的反应物质是亚硫酸钠固体和浓硫酸,故B错误;C装置中产生的白色沉淀为BaSO4,故C错误。
1.(2024·江苏卷,4,3分)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是( )
A.半径:B.电负性:
C.沸点:H2S>H2OD.碱性:Al(OH)3>KOH
【答案】B
【解析】A项,Al3+有2个电子层,而K+有3个电子层,因此,K+的半径较大,A错误;B项,同一主族的元素,其电负性从上到下依次减小,O和S都是ⅥA的元素,O元素的电负性较大,B正确;C项,虽然H2S的相对分子质量较大,但是H2O分子间可形成氢键,因此H2O的沸点较高,C错误;D项,元素的金属性越强,其最高价的氧化物的水化物的碱性越强,K的金属性强于Al,因此KOH的碱性较强,D错误;故选 B。
2. (2024·山东卷,5,2分)物质性质决定用途,下列两者对应关系错误的是( )
A.石灰乳除去废气中二氧化硫,体现了Ca(OH)2的碱性
B.氯化铁溶液腐蚀铜电路板,体现了Fe3+ 的氧化性
C.制作豆腐时添加石膏,体现了CaSO4的难溶性
D.用氨水配制银氨溶液,体现了NH3的配位性
【答案】C
【解析】A项,SO2是酸性氧化物,石灰乳为Ca(OH)2,呈碱性,吸收SO2体现了Ca(OH)2的碱性,A正确;B项,氯化铁溶液腐蚀铜电路板,发生的反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ ,体现了Fe3+的氧化性,B正确;C项,制作豆腐时添加石膏,利用的是在胶体中加入电解质发生聚沉这一性质,与CaSO4难溶性无关,C错误;D项,银氨溶液的配制是在硝酸银中逐滴加入氨水,先生成白色沉淀AgOH,最后生成易溶于水的Ag(NH3)2OH,Ag(NH3)2OH中Ag+和NH3之间以配位键结合,体现了NH3的配位性,D正确;故选C。
3.(2023•山东卷,2)实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时,对应关系错误的是( )
A.稀盐酸:配制AlCl3溶液 B.稀硫酸:蔗糖和淀粉的水解
C.稀硝酸:清洗附有银镜的试管 D.浓硫酸和浓硝酸的混合溶液:苯的磺化
【答案】D
【解析】A项,实验室配制AlCl3溶液时向其中加入少量的稀盐酸以抑制Al3+水解,A不合题意;B项,蔗糖和淀粉的水解时常采用稀硫酸作催化剂,B不合题意;C项,清洗附有银镜的试管用稀硝酸,反应原理为:Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O,C不合题意;D项,苯的磺化是苯和浓硫酸共热,反应生成苯磺酸的反应,故不需要用到浓硫酸和浓硝酸的混合溶液,D符合题意;故选D。
4.(2023•浙江省1月选考,4)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是( )
A.能使某些色素褪色,可用作漂白剂B.金属钠导热性好,可用作传热介质
C.溶液呈碱性,可用作消毒剂D.Fe2O3呈红色,可用作颜料
【答案】C
【解析】A项,SO2具有漂白性,能使某些色素褪色,A正确;B项,钠导热性好,液态钠可用作核反应堆的传热介质,B正确;C项,NaClO溶液可用于杀菌消毒,并不是由于其具有碱性,而是因为其具有强氧化性,C不正确;D项,Fe2O3的颜色是红色,可用作红色颜料,D正确;故选C。
5.(2022•江苏卷,4)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( )
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SO2D.用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
【答案】C
【解析】A项,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;B项,气体通入液体时“长进短处”,装置乙可以制取SO2水溶液,B正确;C项,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;D项,SO2水溶液显酸性,可用干燥的pH试纸检验其酸性,D正确;故选C。
6.(2022•广东选择性考试,5)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.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
【答案】B
【解析】A项,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,故A错误;B项,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,故B正确;C项,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KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,故C错误;D项,实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,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,故D错误;故选B。
7.(2021•河北选择性考试,4)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法正确的是( )
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
【答案】D
【解析】A项,NO2是红棕色且有刺激性气味的气体,而SO2是无色有刺激性气味的气体,A错误;B项,汽车尾气的主要大气污染物为C与N的氧化物,如NOx和CO等,B错误;C项,氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态,且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料,不能直接吸收空气中的氮氧化物,C错误;D项,工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除,如加入石灰石或石灰乳均可进行脱硫处理,D正确;故选D。
8.(2021•辽宁选择性考试,8)含S元素的某钠盐a能发生如图转化。下列说法错误的是( )
A.a可能为正盐,也可能为酸式盐B.c为不溶于盐酸的白色沉淀
C.d为含极性键的非极性分子D.反应②中还可能生成淡黄色沉淀
【答案】C
【解析】由题干信息可知,盐a与足量的稀盐酸产生刺激性气味气体d,d能使KMnO4溶液褪色,故d为SO2,则盐a为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,盐a与足量Cl2反应后将生成SO42-,与BaCl2溶液反应得到沉淀c,故c为BaSO4。A项,由分析可知,盐a为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,故a可能为正盐,也可能为酸式盐,A正确;B项,由分析可知,c为BaSO4,故c为不溶于盐酸的白色沉淀,B正确;C项,由分析可知,d为SO2,由SO2易溶于水并根据“相似相溶”原理可知,d是含有极性键的极性分子,C错误;D项,由分析可知,盐a为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,当Na2S2O3+2HCl=2NaCl+S↓+SO2↑+H2O,反应②中还可能生成淡黄色沉淀,D正确;故选C。
9.(2020·浙江7月选考,30)硫代硫酸钠在纺织业等领域有广泛应用。某兴趣小组用下图装置制备Na2S2O3·5H2O。
合成反应:SO2+Na2CO3===Na2SO3+CO2 2Na2S+3SO2===2Na2SO3+3S Na2SO3+Seq \(=====,\s\up7(△))Na2S2O3
滴定反应:I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6
已知:Na2S2O3·5H2O易溶于水,难溶于乙醇,50 ℃开始失结晶水。
实验步骤:
Ⅰ.Na2S2O3制备:装置A制备的SO2经过单向阀通入装置C中的混合溶液,加热、搅拌,至溶液pH约为7时,停止通入SO2气体,得产品混合溶液。
Ⅱ.产品分离提纯:产品混合溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到Na2S2O3·5H2O产品。
Ⅲ.产品纯度测定:以淀粉作指示剂,用Na2S2O3·5H2O产品配制的溶液滴定碘标准溶液至滴定终点,计算Na2S2O3·5H2O含量。
请回答:
(1)步骤Ⅰ单向阀的作用是________________;装置C中的反应混合溶液pH过高或过低将导致产率降低,原因是__________________________________________________________。
(2)步骤Ⅱ 下列说法正确的是________。
A.快速蒸发溶液中水分,可得较大晶体颗粒
B.蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时,停止加热
C.冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可提高产率
D.可选用冷的Na2CO3溶液作洗涤剂
(3)步骤Ⅲ
①滴定前,有关滴定管的正确操作为(选出正确操作并按序排列):
检漏→蒸馏水洗涤→( )→( )→( )→( )→( )→开始滴定。
A.烘干
B.装入滴定液至零刻度以上
C.调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下
D.用洗耳球吹出润洗液
E.排除气泡
F.用滴定液润洗2至3次
G.记录起始读数
②装标准碘溶液的碘量瓶(带瓶塞的锥形瓶)在滴定前应盖上瓶塞,目的是_______________。
③滴定法测得产品中Na2S2O3·5H2O含量为100.5%,则Na2S2O3·5H2O产品中可能混有的物质是________。
【答案】(1)防止倒吸 pH过高,Na2CO3、Na2S反应不充分;pH过低,导致Na2S2O3转化为S和SO2
(2)BC
(3)①F B E C G ②防止碘挥发
③Na2SO3或失去部分结晶水的Na2S2O3·5H2O
【解析】(1)步骤Ⅰ中,单向阀的作用是防止C中的液体倒吸进装置A中;装置C中混合溶液的pH过高,说明溶液中含有较多的Na2CO3和Na2S,Na2CO3和Na2S溶液水解显碱性,COeq \\al(2-,3)+H2OHCOeq \\al(-,3)+OH-、S2-+H2OHS-+OH-,则SO2和Na2CO3、Na2S反应不充分;pH过低,说明SO2过量,溶液酸性较强时,Na2S2O3分解:S2Oeq \\al(2-,3)+2H+===S↓+SO2↑+H2O,因此pH过高或过低都会导致Na2S2O3·5H2O晶体的产率降低。(2)A错,快速蒸发水分,加热温度过高,会造成Na2S2O3·5H2O晶体失去结晶水;B对,蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时,停止加热,利用余热蒸发水分,会得到Na2S2O3·5H2O晶体;C对,由题目已知信息,Na2S2O3·5H2O难溶于乙醇,所以冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可提高Na2S2O3·5H2O的产率;D错,Na2S2O3·5H2O晶体易溶于水,若用Na2CO3溶液作洗涤剂,Na2S2O3·5H2O会溶解,造成损失。(3)①滴定管使用前的正确操作顺序为检漏→蒸馏水洗涤→用滴定液润洗2至3次→装入滴定液至零刻度以上→排除气泡→调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下→记录起始读数→开始滴定。②为了防止标准液中的碘挥发,造成标准液的浓度偏低,滴定前的碘量瓶应盖上瓶塞。③根据题给滴定反应的化学方程式,可得滴定反应的关系式为2Na2S2O3·5H2O~I2,Na2SO3与I2反应的对应关系为Na2SO3~I2,M(Na2SO3)=126 g·ml-1,M(Na2S2O3·5H2O)=248 g·ml-1,M(Na2SO3)<M(Na2S2O3·5H2O);若产品中Na2S2O3·5H2O的含量超过100%,说明产品中可能存在Na2SO3或失去部分结晶水的Na2S2O3·5H2O。
考点要求
考题统计
考情分析
硫及其氧化物的性质及其应用
2023浙江1月4题,3分;2022江苏卷4题,3分;2021湖南卷2题,3分;2021河北卷4题,3分;2021山东卷8题,2分;2021北京卷6题,4分
本讲单独命题的不多,大多结合其他元素化合物及氧化还原反应等知识,选择题:结合离子反应,阿伏加德罗常数,化学实验现象和分析,化学与生活、社会、生产,考查重要硫的单质和化合物的重要性质和用途。非选择题:结合重要物质的制备、分离提纯或工业生产的工艺流程、综合性实验等全面考查重要非金属元素化合物的性质,难度适中或稍难。 硫元素具有多种价态且各化合物的相互转化关系丰富,也是氧化还原反应的重要素材,命题空间广阔,而且与生产、生活及社会联系紧密,预计本部分内容仍是以后高考的热点。
硫酸性质及SO42-的检验
2023全国新课标卷11题,6分;2022山东卷2题,2分;2022广东卷5题,2分;2021全国乙卷8题,6分
不同价态含硫物质的转化
2023湖南卷10题,4分;2023浙江1月5题,3分;2023全国乙卷11题,6分;2022全国甲卷13题,6分;2022浙江6月10题,2分;2022湖北卷8题,3分;2021全国乙卷9题,6分;2021天津卷4题,4分;2021辽宁卷8题;3分
复习目标:
1.掌握硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解硫及其重要化合物的制备方法。
3.了解硫及其化合物的相互转化及应用。
4.了解硫的氧化物对环境的影响。
黄铁矿
黄铜矿
石膏
芒硝
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
俗称
颜色状态
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
黄色晶体
不溶
微溶
易溶
色、态、味
密度
溶解性
无色、有刺激性气味的气体
比空气大
易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约40体积SO2
选项
现象
解释或结论
A
a处黄色褪去
非金属性:Br>S
B
b处变为红色
二氧化硫与水反应生成酸性物质
C
c处变为蓝色
二氧化硫具有一定的氧化性
D
d处红色先
褪去后恢复
二氧化硫具有漂白性且漂白性不稳定
选项
操作及现象(现象在括号内)
结论
A
闻Q气味(有刺激性)eq \(――→,\s\up7(通入))酸性KMnO4溶液(褪色)
Q一定是SO2
B
闻Q气味(有刺激性)eq \(――→,\s\up7(通入))澄清石灰水(变浑浊)
Q可能是SO2
C
Qeq \(――→,\s\up7(通入))品红溶液(褪色)eq \(――→,\s\up7(△))变红色
Q一定是SO2
D
Qeq \(――→,\s\up7(通入))紫色石蕊溶液(先变红色后褪色)
Q一定不是SO2
流程设计
检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2
选用试剂
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
实验
实验现象
浓硫酸的特性
装有浓硫酸的试剂瓶敞口放于室内,并事先称量浓硫酸和试剂瓶的总质量
浓硫酸和试剂瓶的总质量增加
吸水性
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
沾有浓H2SO4的滤纸变黑
脱水性
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热
铜片逐渐溶解,产生无色、刺激性气味的气体
强氧化性、酸性
①
②
铜丝表面无明显现象
铁丝表面迅速变黑,之后无明显现象
铜丝或铁丝逐渐溶解,产生大量气体,品红溶液褪色
三步骤
三原料
三设备
三反应原理
造气
S或FeS2
沸腾炉
4FeS2+11O2eq \(=====,\s\up7(高温))8SO2+2Fe2O3
接触氧化
O2
接触室
2SO2+O22SO3
SO3吸收
98.3%
浓H2SO4
吸收塔
SO3+H2O===H2SO4
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