?專題九　氧、硫及其化合物和環(huán)境保護
考點1　硫及其氧化物　硫的氫化物
考法1 SO2的性質(zhì)及實驗探究
命題角度1　SO2的性質(zhì)
例1. 根據(jù)SO2通入不同溶液中的實驗現(xiàn)象,所得結(jié)論不正確的是

溶液
現(xiàn)象
結(jié)論
A
含HCl、BaCl2的FeCl3溶液
產(chǎn)生白色沉淀
SO2有還原性
B
H2S溶液
產(chǎn)生黃色沉淀
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
產(chǎn)生膠狀沉淀
酸性:H2SO3>H2SiO3
【解析】產(chǎn)生的白色沉淀為BaSO4,SO2中硫元素的化合價從+4升高到+6,被Fe3+氧化,體現(xiàn)了SO2的還原性,A項正確。黃色沉淀為硫單質(zhì),SO2中硫元素的化合價從+4降低為0,被H2S還原,體現(xiàn)了SO2的氧化性,B項正確。紫色溶液褪色,是因為酸性KMnO4溶液具有強氧化性,能將SO2氧化,自身被還原為無色的Mn2+,體現(xiàn)了SO2的還原性而不是漂白性,C項錯誤。膠狀沉淀為硅酸,發(fā)生的反應(yīng)為SO2+H2O+SiO32-H2SiO3↓+SO32-,原理為強酸制弱酸,因此H2SO3的酸性強于H2SiO3的,D項正確。
【答案】 C
【拓展訓練】1. 某研究小組將純凈的SO2氣體通入0.1 mol·L-1的Ba(NO3)2溶液中,得到了BaSO4沉淀。為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的SO2,該小組提出了如下假設(shè):
假設(shè)一:溶液中的NO3-
假設(shè)二:溶液中溶解的O2
(1)該小組設(shè)計了3組實驗驗證。請在下表空白處填寫相關(guān)實驗現(xiàn)象。
實驗步驟
實驗現(xiàn)象
結(jié)論
實驗1:在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol·L-1 BaCl2溶液的燒杯中,緩慢通入純凈的SO2氣體
　　　?
假設(shè)一成立
實驗2:在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液的燒杯中,緩慢通入純凈的SO2氣體
　　　?
實驗3:將純凈的SO2氣體緩慢通入未經(jīng)脫O2處理的25 mL 0.1 mol·L-1 BaCl2溶液中
　　　?
假設(shè)二成立

(2)為深入研究該反應(yīng),該小組還測得上述兩個實驗中溶液pH隨通入SO2體積的變化曲線如圖。實驗1中溶液pH變小的原因是　　 　　　　　;V1時,實驗2中溶液pH小于實驗1的原因是(用離子方程式表示)　　　　　　　　　　。?

(3)若假設(shè)二成立,請預(yù)測:在相同條件下,分別用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液體積變化忽略不計),寫出反應(yīng)的方程式:　　　　　　　　　。充分反應(yīng)后兩溶液的pH前者　　　(填“大于”或“小于”)后者,理由是　　　　　　　　　　。?
命題角度2　SO2的性質(zhì)實驗探究
例2. 已知:2H2SO4(濃)+C CO2↑+2SO2↑+2H2O↑,如圖所示虛線框中的裝置可用來檢驗濃硫酸與木炭粉在加熱條件下反應(yīng)產(chǎn)生的所有氣體產(chǎn)物。

回答下列問題:
(1)如果將裝置①②③的連接順序變?yōu)棰冖佗?則可以檢出的物質(zhì)是　　　　　　;不能檢出的物質(zhì)是　　　　　　。?
(2)如果將裝置①②③的連接順序變?yōu)棰佗邰?則可以檢出的物質(zhì)是　　　　;不能檢出的物質(zhì)是　　　　。?
(3)如果將裝置①②③的連接順序變?yōu)棰冖邰?則可以檢出的物質(zhì)是　　　　;不能檢出的物質(zhì)是　　　　。?
【解析】正確解答本題要弄清楚實驗裝置各部分的作用及排列順序不可變更的原因。裝置①的作用為檢驗產(chǎn)物H2O,只能放在裝置②③之前,因為若放在裝置②③之后或裝置②③之間,則氣流通過裝置②或③后,會帶出水蒸氣,則無法驗證使無水CuSO4變藍的水蒸氣是不是反應(yīng)的生成物。裝置③和裝置②的位置也不得變更,因為SO2、CO2均能使澄清石灰水變渾濁。故用澄清石灰水來驗證CO2前一定要排除SO2的干擾。
【答案】 (1)SO2、CO2　H2O　(2)H2O、SO2　CO2　(3)SO2、CO2　H2O
【拓展訓練】2. 某學習小組設(shè)計用98%的濃硫酸制取SO2并驗證其部分性質(zhì)的實驗裝置圖如圖所示(夾持裝置省略)。下列敘述不正確的是(　　)

A.裝置A中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為2H++SO32-SO2↑+H2O
B.若裝置B中裝有品紅溶液,觀察到B中溶液紅色褪去,則說明SO2具有漂白性
C.若裝置B中裝有酸性高錳酸鉀溶液,觀察到B中溶液褪色,則說明SO2具有還原性
D.裝置C中產(chǎn)生的白色沉淀為BaSO4

考點2　硫酸　硫酸鹽
考法2 濃硫酸的性質(zhì)
對于濃硫酸,考查的重點是酸性和氧化性,其次是吸水性。
命題角度1　濃硫酸的性質(zhì)
例3. 用如圖所示裝置進行下列實驗:將①中溶液滴入②中,預(yù)測的現(xiàn)象與結(jié)論相符的是

選項
①
②
預(yù)測②中現(xiàn)象
實驗結(jié)論
A
濃硫酸
濃鹽酸
產(chǎn)生大量氣體
硫酸的酸性比鹽酸的強
B
濃硫酸
銅片
銅片溶解,產(chǎn)生氣泡,底部產(chǎn)生灰白色粉末
濃硫酸表現(xiàn)酸性和強氧化性
C
濃硫酸
CuSO4·5H2O
固體由藍色變?yōu)榘咨?br /> 濃硫酸具有吸水性,發(fā)生物理變化
D
濃硫酸
蔗糖
固體由白色變?yōu)楹谏＞d狀,并有刺激性氣味的氣體放出
濃硫酸具有脫水性、氧化性
【解析】將濃硫酸滴入濃鹽酸中,濃硫酸溶解,放出大量的熱,促進了氯化氫的逸出,A項錯誤。濃硫酸與銅反應(yīng)需在加熱條件下進行,B項錯誤。濃硫酸使膽礬失去結(jié)晶水,體現(xiàn)的是濃硫酸的吸水性,該變化為化學變化,C項錯誤。濃硫酸具有脫水性,可使蔗糖炭化,并放出大量的熱,進而與生成的碳單質(zhì)反應(yīng)生成SO2,D項正確。
【答案】 D
命題角度2　SO32-和SO42-的檢驗
例4. 下列說法正確的是
A.在未知液中滴加BaCl2溶液出現(xiàn)白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,說明該未知液中存在SO42-或SO32-
B.由礦鹽生產(chǎn)食鹽,除去SO42-最合適的試劑是 Ba(NO3)2
C.用BaCl2溶液和稀鹽酸鑒別SO42-與SO32-
D.向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現(xiàn)白色沉淀,說明該溶液中一定有SO42-
【解析】由于加入了Cl-,如果原溶液中無SO42-、SO32-,但存在Ag+,也能生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,A項錯誤。由礦鹽生產(chǎn)食鹽,除去SO42-最合適的試劑為BaCl2,若用Ba(NO3)2會引入雜質(zhì)NO3-,B項錯誤。加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,產(chǎn)生氣泡的是SO32-,產(chǎn)生白色沉淀的是SO42-,C項正確。當溶液中含有SO32-時,加入酸化的Ba(NO3)2溶液也會出現(xiàn)白色沉淀,D項錯誤。
【答案】C
【歸納總結(jié)】

SO32-的檢驗方法
SO42-的檢驗方法
原理
SO32-+Ba2+ BaSO3↓
BaSO3+2H+ Ba2++SO2↑+H2O
Ba2++SO42- BaSO4↓(白色),BaSO4具有不溶于稀鹽酸、稀硝酸的性質(zhì)
方法
取適量待測液于試管中,加入氯化鋇(或氯化鈣)溶液,有白色沉淀生成;再加入過量鹽酸,沉淀溶解,放出無色有刺激性氣味且能使澄清石灰水變渾濁的氣體(或放出無色有刺激性氣味且能使品紅溶液褪色的氣體)
待測液無現(xiàn)象有白色沉淀生成
注意：檢驗SO42-時,用鹽酸酸化(不能用硝酸、硫酸酸化),防止Ag+、 CO32-、SO32-干擾。所用的鋇鹽,一般用BaCl2,不用Ba(NO3)2,以免酸性條件下,溶液中的SO32-、HSO3-、SO2等被NO3-氧化為SO42-。
考法3 硫及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系
命題角度　以工藝流程為載體考查硫及其化合物之間的轉(zhuǎn)化
例5. 已知固體Na2SO3受熱易分解。實驗流程和結(jié)果如下:

氣體Y是一種純凈物,在標準狀況下的密度為1.518 g·L-1。請回答:
(1)氣體Y分子的電子式　　　　　　　　　　,白色沉淀的化學式　　　　　　　　　　。?
(2)該流程中Na2SO3受熱分解的化學方程式　　　　　　　　　　　　　。?
(3)另取固體X試樣和Na2SO3混合,加水溶解后與稀鹽酸反應(yīng),有淡黃色沉淀產(chǎn)生。寫出產(chǎn)生淡黃色沉淀的離子方程式　　　　　　　　　　(不考慮空氣的影響)。?
【解析】(1)標準狀況下密度為1.518 g·L-1的氣體Y的摩爾質(zhì)量M=22.4 L·mol-1×1.518 g·L-1=34 g·mol-1,結(jié)合流程圖知氣體Y為H2S,其電子式為,則固體X中含有Na2S,由此可知隔絕空氣加熱Na2SO3發(fā)生氧化還原反應(yīng),Na2S為還原產(chǎn)物,則氧化產(chǎn)物為Na2SO4,結(jié)合流程圖知白色沉淀的化學式為BaSO4。(2)Na2SO3受熱分解的化學方程式為4Na2SO3Na2S+3Na2SO4。(3)淡黃色沉淀為S,酸性條件下Na2S與Na2SO3發(fā)生歸中反應(yīng)生成S:2S2-+SO32-+6H+3S↓+3H2O。
【答案】(1)　BaSO4　(2)4Na2SO3Na2S+3Na2SO4
(3)2S2-+SO32-+6H+3S↓+3H2O
【歸納總結(jié)】
除硫元素外,中學階段常見的符合AB C D轉(zhuǎn)化關(guān)系的還有:
氮元素　N2或NH3NONO2 HNO3;
鈉元素　NaNa2ONa2O2NaOH;
碳元素　CCOCO2H2CO3。
【拓展訓練】3. 某小組利用下面的裝置進行實驗,②、③中溶液均足量,操作和現(xiàn)象如下表。

實驗
操作
現(xiàn)象
Ⅰ
向盛有Na2S溶液的①中持續(xù)通入CO2至過量
②中產(chǎn)生黑色沉淀,溶液的pH降低;
③中產(chǎn)生白色渾濁,該渾濁遇酸冒氣泡
Ⅱ
向盛有NaHCO3溶液的①中持續(xù)通入H2S氣體至過量
現(xiàn)象同實驗Ⅰ
資料:CaS遇水完全水解，由上述實驗得出的結(jié)論不正確的是 （ ）
A.③中白色渾濁是CaCO3
B.②中溶液pH降低的原因是H2S+Cu2+CuS↓+2H+
C.實驗Ⅰ①中CO2過量發(fā)生的反應(yīng)是CO2+H2O+S2-CO32-+H2S
D.由實驗Ⅰ和Ⅱ不能比較H2CO3和H2S酸性的強弱

考點3　臭氧和過氧化氫　環(huán)境保護
考法4 臭氧和過氧化氫　環(huán)境保護
命題角度1　過氧化氫的性質(zhì)
例6. 向CuSO4溶液中加入H2O2溶液,很快有大量氣體逸出,同時放熱,一段時間后,藍色溶液變?yōu)榧t色渾濁(Cu2O),繼續(xù)加入H2O2溶液,紅色渾濁又變?yōu)樗{色溶液,這個反應(yīng)可以反復(fù)多次。下列關(guān)于上述過程的說法不正確的是
A.Cu2+是H2O2分解反應(yīng)的催化劑
B.H2O2既表現(xiàn)出氧化性又表現(xiàn)出還原性
C.Cu2+將H2O2還原為O2
D.發(fā)生了反應(yīng)Cu2O+H2O2+4H+2Cu2++3H2O
【解析】向CuSO4溶液中加入H2O2溶液,Cu2+轉(zhuǎn)變?yōu)镃u2O,Cu化合價降低,被還原,則H2O2作還原劑,被Cu2+氧化生成O2和H+。繼續(xù)加入H2O2溶液,Cu2O又轉(zhuǎn)變?yōu)镃u2+,Cu化合價升高,被氧化,則H2O2作氧化劑,被Cu2+還原生成H2O,反應(yīng)為Cu2O+H2O2+4H+2Cu2++3H2O。整個過程中Cu2+先參加反應(yīng),后又重新生成,實際為H2O2的分解反應(yīng),故Cu2+是H2O2分解反應(yīng)的催化劑,故A、B、D項正確,C項錯誤。
【答案】 C
【拓展訓練】4. H2O2溶液在醫(yī)療、化工生產(chǎn)、軍事等方面有廣泛的應(yīng)用,具有還原性、較強的氧化性、不穩(wěn)定性和酸性?；卮鹣铝袉栴}:
(1)H2O2的Ka1=2.0×10-12,Ka2≈1×10-25,寫出H2O2的電離方程式　　　 　　　　。?
(2)過氧化鋇(BaO2)與稀硫酸混合可以制備H2O2,反應(yīng)的離子方程式為　　　　
　　　　,從物質(zhì)分類角度看,過氧化鋇(BaO2)除了屬于過氧化物外,還屬于　 　　 　。?
(3)MnO4-是常見的氧化劑,MnO4-的還原產(chǎn)物與溶液的酸堿性有關(guān),在酸性、中性、堿性溶液中,MnO4-的還原產(chǎn)物分別為Mn2+、MnO2、MnO42-。1 mol H2O2分別在酸性、中性、堿性溶液中與足量的KMnO4反應(yīng),還原的MnO4-的物質(zhì)的量之比為　　　　。?
(4)已知反應(yīng)Ⅰ:2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)　ΔH=-196 kJ/mol,活化能Ea1=76 kJ/mol,若用I-催化,Ea2=57 kJ/mol。






①在H2O2溶液中加入KI,反應(yīng)過程中發(fā)生I-與IO-之間的轉(zhuǎn)化,分別寫出生成IO-(反應(yīng)Ⅱ)和消耗IO-(反應(yīng)Ⅲ)的離子反應(yīng)方程式。
反應(yīng)Ⅱ:　 。?
反應(yīng)Ⅲ:　 。?
②反應(yīng)Ⅱ為吸熱反應(yīng),且反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)速率小于反應(yīng)Ⅲ的反應(yīng)速率,在圖中畫出在H2O2溶液中加入KI后,反應(yīng)過程的能量變化圖。
命題角度2　SO2的污染和防治
例7. SO2屬于大氣污染物,可用H2與SO2高溫反應(yīng)消除SO2的污染,其反應(yīng)原理可分為兩步,過程如圖所示。

下列說法正確的是
A.SO2排放到空氣中會形成pH≈5.6的酸雨
B.可用CuSO4溶液檢驗是否有氣體X生成
C.在100~200 ℃時發(fā)生的是置換反應(yīng)
D.工業(yè)上可用濃硝酸處理尾氣中的SO2
【解析】因為酸雨的pH

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