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2020版高考一轮复习化学新课改省份专用学案：第四章第6课时 重点专攻——硫的转化、SO2等硫化物
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第6课时 重点专攻——硫的转化、SO2等硫化物
考点一 二氧化硫性质的实验探究
二氧化硫的实验室制备与探究流程
[提醒] 用70%左右的浓硫酸而不用98.3%的浓硫酸或稀硫酸的原因：若用98.3%的浓硫酸，因其含水少，硫酸主要以分子形式存在，H＋浓度很小，难以反应。若用稀硫酸，则含水量多，因SO2易溶于水，不利于SO2的逸出。
[典例] 已知：2H2SO4(浓)＋CCO2↑＋2SO2↑＋2H2O，下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物，填写下列空白：
(1)如果将装置中①②③三部分仪器的连接顺序变为②①③，则可以检出的物质是________________；不能检出的物质是____________。
(2)如果将仪器的连接顺序变为①③②，则可以检出的物质是________________；不能检出的物质是____________。
(3)如果将仪器的连接顺序变为②③①，则可以检出的物质是________________；不能检出的物质是____________。
[解析] 装置①为检验产物H2O，只能放在装置②③之前，因为若放在装置②③之后或装置②③之间，则气流通过装置②或③溶液后会带出水蒸气，则无法验证使无水CuSO4变蓝的水蒸气是否是反应生成物。装置③和装置②位置也不得变更，因为SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊。故在用澄清石灰水来验证CO2前一定要排除SO2的干扰。
[答案] (1)SO2、CO2 H2O (2)H2O、SO2 CO2
(3)SO2、CO2 H2O
[备考方略] 检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2均可使澄清石灰水变浑浊，若通入的气体过量，沉淀都可以溶解消失。检验SO2、CO2混合气体中存在CO2的一般流程如下：
流程设计
实验装置
所选试剂
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
注意事项：有时为了简化装置，可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置，并使用较浓的酸性KMnO4溶液，现象为酸性KMnO4溶液的颜色变浅。
[综合训练]
1．(2017·北京高考)根据SO2通入不同溶液中的实验现象，所得结论不正确的是( )
选项
溶液
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：选C 产生的白色沉淀为BaSO4，SO2中硫元素的化合价从＋4升高到＋6，被Fe3＋氧化，体现了SO2的还原性，A项正确；黄色沉淀为硫单质，SO2中硫元素的化合价从＋4降低为0，被H2S还原，体现了SO2的氧化性，B项正确；紫色溶液褪色，是因为酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能将SO2氧化，自身被还原为无色的Mn2＋，体现了SO2的还原性而不是漂白性，C项错误；胶状沉淀为硅酸，发生的反应为SO2＋H2O＋SiO===H2SiO3↓＋SO，原理为强酸制弱酸，因此H2SO3的酸性强于H2SiO3，D项正确。
2．某化学兴趣小组在实验室用除去表面氧化物的铁钉(碳素钢)与浓硫酸共热制取SO2并完成相关性质探究(不考虑水蒸气)。
(1)有同学认为制得的SO2中可能混有杂质，其化学式为________和________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为验证气体成分，兴趣小组同学设计了下图所示装置进行了实验探究。
①为验证并吸收SO2，装置B中加入的试剂为__________，装置C中品红溶液的作用是________________________________________________________________________；
②装置D中加入的试剂为_______________________________________________；
③装置G中可能出现的现象为__________________________________________；
④装置H的作用为____________________________________________________。
(3)兴趣小组设计如图装置验证二氧化硫的化学性质。
①能验证SO2具有氧化性的实验现象为__________________________________
________________________________________________________________________；
②为验证SO2的还原性，取试管b中充分反应后的溶液分成三份，分别进行如下实验：
方案Ⅰ：向第一份溶液加入品红溶液，红色褪去
方案Ⅱ：向第二份溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
方案Ⅲ：向第三份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成
上述方案中合理的是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)；试管b中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
解析：(1)铁钉中含有的C在加热条件下会和浓硫酸反应生成CO2；随着反应进行，浓硫酸变稀，铁与稀硫酸反应产生氢气，故制得的SO2中可能混有的杂质为CO2和H2。
(2)①装置B中加入酸性KMnO4溶液能检验并吸收SO2，若SO2被吸收完全，装置C中品红溶液不褪色；②装置D中加入澄清石灰水，可检验气体中是否有CO2；③装置E中浓硫酸可干燥气体，装置F中CuO与H2反应生成H2O，G中无水硫酸铜吸收水蒸气后变蓝色；④装置H装有干燥剂，其作用为防止空气中H2O进入干燥管而影响H2的检验。
(3)①Na2S和SO2发生氧化还原反应生成S，故a试管中有淡黄色沉淀生成；②方案Ⅱ合理，SO2被氧化生成SO，和Ba2＋反应生成白色沉淀，据此能证明SO2的还原性，试管b中发生反应的离子方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO。
答案：(1)CO2 H2 铁钉中含有的C在加热条件下会和浓硫酸反应生成CO2；随着反应进行，浓硫酸变稀，铁与稀硫酸反应产生氢气
(2)①酸性KMnO4溶液(或其他合理答案也可) 验证SO2是否吸收完全
②澄清石灰水
③无水硫酸铜变蓝色
④防止空气中H2O进入干燥管而影响H2的检验
(3)①a试管中有淡黄色沉淀生成
②Ⅱ Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO
考点二 硫及其化合物的相互转化与应用
1．理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
2．掌握硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的
如：
反应②、③、④的化学方程式为
②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；
③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；
④Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3。
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
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，可用下图表示
如：H2SSSO2SO3
[提醒] ①同种元素相邻价态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。
②当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。
[考法精析]
考法一 含硫化合物之间的相互转化
[典例1] X为下列各选项物质，X不能满足如图转化关系的是( )
A．H2S B．N2
C．S D．NH3
[解析] 2H2S＋3O2===2SO2＋2H2O、2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4、H2SO4＋H2S===S＋SO2＋2H2O，A不符合；N2＋O2放电,2NO,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3和N2不反应，B符合；S＋O2===SO2,2SO2＋O22SO3，SO3＋H2O===H2SO4，S＋2H2SO4(浓)3SO2＋2H2O，C不符合；4NH3＋5O24NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NH3＋HNO3===NH4NO3，故D不符合。
[答案] B
[归纳总结]
中学阶段常见的符合ABCD转化关系示例：
硫元素
H2SSO2SO3H2SO4
SSO2SO3H2SO4
氮元素
N2NONO2HNO3
NH3NONO2HNO3
碳元素
CCOCO2H2CO3
钠元素
NaNa2ONa2O2NaOH
考法二 利用转化关系推断物质
[典例2] 硫在空气中燃烧生成气体A，把A溶于水得溶液B，向B中滴加溴水，溴水褪色，B变成C，在C里加Na2S产生气体D，把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。按A、B、C、D、E顺序排序的是( )
A．SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
C．SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3
D．SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3
[解析] 硫在空气中燃烧生成SO2，SO2溶于水得H2SO3，向H2SO3中滴加溴水生成H2SO4和HBr，在H2SO4溶液中加Na2S产生气体H2S，H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S，故B项正确。
[答案] B
[归纳总结] 同价态硫元素之间的转化也是物质推断的重要突破点，可以从物质类别的角度进行分析与迁移。
如：SO2、Na2SO3、NaHSO3之间的转化代表着酸性氧化物、正盐、酸式盐之间的转化；H2S、Na2S、NaHS之间的转化代表着二元弱酸、正盐、酸式盐之间的转化，可类比CO2、Na2CO3、NaHCO3之间的转化。
(注：上述转化可通过与酸或碱反应实现)
[综合训练]
1.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：选C 根据图可知，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SO2，还得到了化工产品H2SO4，A、D正确；根据以上分析可知该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，B正确；该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫，C错误。
2．在下列物质转化中，A是一种正盐，D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，E是酸，当X无论是强酸还是强碱时，都有如下的转化关系：
当X是强酸时，A、B、C、D、E均含同一种元素；当X是强碱时，A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答：
(1)A是________，Y是________，Z是________。
(2)当X是强酸时，E是________，写出B生成C的化学方程式：______________________。
(3)当X是强碱时，E是________，写出B生成C的化学方程式：___________________。
解析：因D的相对分子质量比C大16，则Y为O2，进而推知C、D为氧化物，BCD为连续氧化的过程。因E为酸，故C、D均为非金属氧化物，Z为H2O。当X为强碱时，该连续氧化关系为NH3NONO2HNO3，进而推知A为铵盐；当X为强酸时，该连续氧化关系为H2SSO2SO3H2SO4，进而推知A为硫化物。综上所述A为(NH4)2S。
答案：(1)(NH4)2S O2 H2O
(2)H2SO4 2H2S＋3O22SO2＋2H2O
(3)HNO3 4NH3＋5O24NO＋6H2O
考点三 高考新载体——常考4种含硫化合物
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。
③5Na2S2O3＋8KMnO4＋7H2SO4===8MnSO4＋5Na2SO4＋4K2SO4＋7H2O。
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。
[典例1] 硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及鞣革还原剂。它受热、遇酸易分解。工业上可用反应2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。
回答下列问题：
(1)b中反应的离子方程式为__________________________________________________，
c中试剂为__________________________________________________________。
(2)反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变澄清。此浑浊物是____________。
(3)d中的试剂为____________。
(4)实验中要控制SO2生成速率，可以采取的措施有_____________________________
________________________________________________________________________(写出两条)。
(5)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是________________________________________________________________________。
[解析] (2)由该反应的反应物和生成物的元素组成可知此浑浊物是S。(3)d装置的作用是吸收反应中产生的CO2，故d中的试剂为NaOH溶液。(4)溶液中的反应速率受温度、浓度的影响，故可通过控制反应温度及滴入酸溶液的速率的方式达到目的。(5)SO2溶于水可形成酸性较强的亚硫酸，而Na2S2O3遇酸会分解。
[答案] (1)SO＋2H＋===SO2↑＋H2O或HSO＋H＋===SO2↑＋H2O 硫化钠和碳酸钠混合溶液
(2)硫(或S) (3)NaOH溶液 (4)控制反应温度、调节酸的滴加速率(或调节酸的浓度等) (5)若SO2过量，溶液显酸性，产物分解
[典例2] (2018·全国卷Ⅰ节选)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)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.010 00 mol·L－1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为_________________________________________________________________，
该样品中Na2S2O5的残留量为______g·L－1(以SO2计)。
[解析] (1)根据题给信息，将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O5，则化学方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。
(2)①酸性条件下，SO2与Na2CO3溶液生成NaHSO3。②工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2，其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。
(3)根据电子、电荷及质量守恒，可写出反应的离子方程式为S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋。n(S2O)＝×n(I2)＝×0.010 00 mol·L－1×10.00×10－3 L＝5×10－5 mol，该样品中S2O的残留量(以SO2计)为5×10－5 mol×2×64 g·mol－1×＝0.128 g·L－1。
[答案] (1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
(2)①NaHSO3 ②得到NaHSO3过饱和溶液
(3)S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋ 0.128
考点一 二氧化硫性质的实验探究
二氧化硫的实验室制备与探究流程
[提醒] 用70%左右的浓硫酸而不用98.3%的浓硫酸或稀硫酸的原因：若用98.3%的浓硫酸，因其含水少，硫酸主要以分子形式存在，H＋浓度很小，难以反应。若用稀硫酸，则含水量多，因SO2易溶于水，不利于SO2的逸出。
[典例] 已知：2H2SO4(浓)＋CCO2↑＋2SO2↑＋2H2O，下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物，填写下列空白：
(1)如果将装置中①②③三部分仪器的连接顺序变为②①③，则可以检出的物质是________________；不能检出的物质是____________。
(2)如果将仪器的连接顺序变为①③②，则可以检出的物质是________________；不能检出的物质是____________。
(3)如果将仪器的连接顺序变为②③①，则可以检出的物质是________________；不能检出的物质是____________。
[解析] 装置①为检验产物H2O，只能放在装置②③之前，因为若放在装置②③之后或装置②③之间，则气流通过装置②或③溶液后会带出水蒸气，则无法验证使无水CuSO4变蓝的水蒸气是否是反应生成物。装置③和装置②位置也不得变更，因为SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊。故在用澄清石灰水来验证CO2前一定要排除SO2的干扰。
[答案] (1)SO2、CO2 H2O (2)H2O、SO2 CO2
(3)SO2、CO2 H2O
[备考方略] 检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2均可使澄清石灰水变浑浊，若通入的气体过量，沉淀都可以溶解消失。检验SO2、CO2混合气体中存在CO2的一般流程如下：
流程设计
实验装置
所选试剂
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
注意事项：有时为了简化装置，可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置，并使用较浓的酸性KMnO4溶液，现象为酸性KMnO4溶液的颜色变浅。
[综合训练]
1．(2017·北京高考)根据SO2通入不同溶液中的实验现象，所得结论不正确的是( )
选项
溶液
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：选C 产生的白色沉淀为BaSO4，SO2中硫元素的化合价从＋4升高到＋6，被Fe3＋氧化，体现了SO2的还原性，A项正确；黄色沉淀为硫单质，SO2中硫元素的化合价从＋4降低为0，被H2S还原，体现了SO2的氧化性，B项正确；紫色溶液褪色，是因为酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能将SO2氧化，自身被还原为无色的Mn2＋，体现了SO2的还原性而不是漂白性，C项错误；胶状沉淀为硅酸，发生的反应为SO2＋H2O＋SiO===H2SiO3↓＋SO，原理为强酸制弱酸，因此H2SO3的酸性强于H2SiO3，D项正确。
2．某化学兴趣小组在实验室用除去表面氧化物的铁钉(碳素钢)与浓硫酸共热制取SO2并完成相关性质探究(不考虑水蒸气)。
(1)有同学认为制得的SO2中可能混有杂质，其化学式为________和________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为验证气体成分，兴趣小组同学设计了下图所示装置进行了实验探究。
①为验证并吸收SO2，装置B中加入的试剂为__________，装置C中品红溶液的作用是________________________________________________________________________；
②装置D中加入的试剂为_______________________________________________；
③装置G中可能出现的现象为__________________________________________；
④装置H的作用为____________________________________________________。
(3)兴趣小组设计如图装置验证二氧化硫的化学性质。
①能验证SO2具有氧化性的实验现象为__________________________________
________________________________________________________________________；
②为验证SO2的还原性，取试管b中充分反应后的溶液分成三份，分别进行如下实验：
方案Ⅰ：向第一份溶液加入品红溶液，红色褪去
方案Ⅱ：向第二份溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
方案Ⅲ：向第三份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成
上述方案中合理的是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)；试管b中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
解析：(1)铁钉中含有的C在加热条件下会和浓硫酸反应生成CO2；随着反应进行，浓硫酸变稀，铁与稀硫酸反应产生氢气，故制得的SO2中可能混有的杂质为CO2和H2。
(2)①装置B中加入酸性KMnO4溶液能检验并吸收SO2，若SO2被吸收完全，装置C中品红溶液不褪色；②装置D中加入澄清石灰水，可检验气体中是否有CO2；③装置E中浓硫酸可干燥气体，装置F中CuO与H2反应生成H2O，G中无水硫酸铜吸收水蒸气后变蓝色；④装置H装有干燥剂，其作用为防止空气中H2O进入干燥管而影响H2的检验。
(3)①Na2S和SO2发生氧化还原反应生成S，故a试管中有淡黄色沉淀生成；②方案Ⅱ合理，SO2被氧化生成SO，和Ba2＋反应生成白色沉淀，据此能证明SO2的还原性，试管b中发生反应的离子方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO。
答案：(1)CO2 H2 铁钉中含有的C在加热条件下会和浓硫酸反应生成CO2；随着反应进行，浓硫酸变稀，铁与稀硫酸反应产生氢气
(2)①酸性KMnO4溶液(或其他合理答案也可) 验证SO2是否吸收完全
②澄清石灰水
③无水硫酸铜变蓝色
④防止空气中H2O进入干燥管而影响H2的检验
(3)①a试管中有淡黄色沉淀生成
②Ⅱ Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO
考点二 硫及其化合物的相互转化与应用
1．理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
2．掌握硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的
如：
反应②、③、④的化学方程式为
②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；
③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；
④Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3。
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
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，可用下图表示
如：H2SSSO2SO3
[提醒] ①同种元素相邻价态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。
②当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。
[考法精析]
考法一 含硫化合物之间的相互转化
[典例1] X为下列各选项物质，X不能满足如图转化关系的是( )
A．H2S B．N2
C．S D．NH3
[解析] 2H2S＋3O2===2SO2＋2H2O、2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4、H2SO4＋H2S===S＋SO2＋2H2O，A不符合；N2＋O2放电,2NO,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3和N2不反应，B符合；S＋O2===SO2,2SO2＋O22SO3，SO3＋H2O===H2SO4，S＋2H2SO4(浓)3SO2＋2H2O，C不符合；4NH3＋5O24NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NH3＋HNO3===NH4NO3，故D不符合。
[答案] B
[归纳总结]
中学阶段常见的符合ABCD转化关系示例：
硫元素
H2SSO2SO3H2SO4
SSO2SO3H2SO4
氮元素
N2NONO2HNO3
NH3NONO2HNO3
碳元素
CCOCO2H2CO3
钠元素
NaNa2ONa2O2NaOH
考法二 利用转化关系推断物质
[典例2] 硫在空气中燃烧生成气体A，把A溶于水得溶液B，向B中滴加溴水，溴水褪色，B变成C，在C里加Na2S产生气体D，把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。按A、B、C、D、E顺序排序的是( )
A．SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
C．SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3
D．SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3
[解析] 硫在空气中燃烧生成SO2，SO2溶于水得H2SO3，向H2SO3中滴加溴水生成H2SO4和HBr，在H2SO4溶液中加Na2S产生气体H2S，H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S，故B项正确。
[答案] B
[归纳总结] 同价态硫元素之间的转化也是物质推断的重要突破点，可以从物质类别的角度进行分析与迁移。
如：SO2、Na2SO3、NaHSO3之间的转化代表着酸性氧化物、正盐、酸式盐之间的转化；H2S、Na2S、NaHS之间的转化代表着二元弱酸、正盐、酸式盐之间的转化，可类比CO2、Na2CO3、NaHCO3之间的转化。
(注：上述转化可通过与酸或碱反应实现)
[综合训练]
1.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：选C 根据图可知，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SO2，还得到了化工产品H2SO4，A、D正确；根据以上分析可知该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，B正确；该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫，C错误。
2．在下列物质转化中，A是一种正盐，D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，E是酸，当X无论是强酸还是强碱时，都有如下的转化关系：
当X是强酸时，A、B、C、D、E均含同一种元素；当X是强碱时，A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答：
(1)A是________，Y是________，Z是________。
(2)当X是强酸时，E是________，写出B生成C的化学方程式：______________________。
(3)当X是强碱时，E是________，写出B生成C的化学方程式：___________________。
解析：因D的相对分子质量比C大16，则Y为O2，进而推知C、D为氧化物，BCD为连续氧化的过程。因E为酸，故C、D均为非金属氧化物，Z为H2O。当X为强碱时，该连续氧化关系为NH3NONO2HNO3，进而推知A为铵盐；当X为强酸时，该连续氧化关系为H2SSO2SO3H2SO4，进而推知A为硫化物。综上所述A为(NH4)2S。
答案：(1)(NH4)2S O2 H2O
(2)H2SO4 2H2S＋3O22SO2＋2H2O
(3)HNO3 4NH3＋5O24NO＋6H2O
考点三 高考新载体——常考4种含硫化合物
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。
③5Na2S2O3＋8KMnO4＋7H2SO4===8MnSO4＋5Na2SO4＋4K2SO4＋7H2O。
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。
[典例1] 硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及鞣革还原剂。它受热、遇酸易分解。工业上可用反应2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。
回答下列问题：
(1)b中反应的离子方程式为__________________________________________________，
c中试剂为__________________________________________________________。
(2)反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变澄清。此浑浊物是____________。
(3)d中的试剂为____________。
(4)实验中要控制SO2生成速率，可以采取的措施有_____________________________
________________________________________________________________________(写出两条)。
(5)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是________________________________________________________________________。
[解析] (2)由该反应的反应物和生成物的元素组成可知此浑浊物是S。(3)d装置的作用是吸收反应中产生的CO2，故d中的试剂为NaOH溶液。(4)溶液中的反应速率受温度、浓度的影响，故可通过控制反应温度及滴入酸溶液的速率的方式达到目的。(5)SO2溶于水可形成酸性较强的亚硫酸，而Na2S2O3遇酸会分解。
[答案] (1)SO＋2H＋===SO2↑＋H2O或HSO＋H＋===SO2↑＋H2O 硫化钠和碳酸钠混合溶液
(2)硫(或S) (3)NaOH溶液 (4)控制反应温度、调节酸的滴加速率(或调节酸的浓度等) (5)若SO2过量，溶液显酸性，产物分解
[典例2] (2018·全国卷Ⅰ节选)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)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.010 00 mol·L－1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为_________________________________________________________________，
该样品中Na2S2O5的残留量为______g·L－1(以SO2计)。
[解析] (1)根据题给信息，将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O5，则化学方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。
(2)①酸性条件下，SO2与Na2CO3溶液生成NaHSO3。②工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2，其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。
(3)根据电子、电荷及质量守恒，可写出反应的离子方程式为S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋。n(S2O)＝×n(I2)＝×0.010 00 mol·L－1×10.00×10－3 L＝5×10－5 mol，该样品中S2O的残留量(以SO2计)为5×10－5 mol×2×64 g·mol－1×＝0.128 g·L－1。
[答案] (1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
(2)①NaHSO3 ②得到NaHSO3过饱和溶液
(3)S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋ 0.128
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