2024屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)——硫及其化合物之間的轉(zhuǎn)化學(xué)案及訓(xùn)練-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

2024屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)——硫及其化合物之間的轉(zhuǎn)化學(xué)案及訓(xùn)練基礎(chǔ)知識夯實1.厘清硫元素的化合價與氧化性、還原性之間的關(guān)系2.掌握硫及其化合物之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律(1)相同價態(tài)硫的轉(zhuǎn)化是通過酸、堿反應(yīng)實現(xiàn)的。如②③④反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是：②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；④SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3。(2)不同價態(tài)硫的轉(zhuǎn)化是通過氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)的。當(dāng)硫元素的化合價升高或降低時，一般升高或降低到其相鄰的價態(tài)，即臺階式升降，可用下圖表示：如H2SSSO2SO3③④⑤反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是：③2SO2＋O22SO3；④S＋H2H2S；⑤2H2S＋SO2===3S＋2H2O。注意　①同種元素相鄰價態(tài)的粒子間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。②當(dāng)硫元素的高價態(tài)粒子與低價態(tài)粒子反應(yīng)時，一般生成中間價態(tài)，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。3.符合ABCD轉(zhuǎn)化關(guān)系的物質(zhì)(1)硫元素：S(或H2S)SO2SO3H2SO4。(2)氮元素：N2(或NH3)NONO2HNO3。(3)鈉元素：NaNa2ONa2O2NaOH。(4)碳元素：CCOCO2H2CO3。強(qiáng)化訓(xùn)練1.如圖所示為硫元素的單質(zhì)及其化合物的價類二維圖，其X、Y、Z、W為含硫化合物，下列說法正確的是(　　)A.實驗室可用X的濃溶液與Na2SO3反應(yīng)制備Y，主要是利用了X的強(qiáng)氧化性B.Y與KOH反應(yīng)可以生成WC.Y和Z反應(yīng)可以生成SD.W與鹽酸反應(yīng)可以制取X答案　C解析　A.X為＋6價含硫的酸，X為硫酸，Y為＋4氧化物，為二氧化硫，實驗室用亞硫酸鈉固體與70%的濃硫酸反應(yīng)制備SO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑，該反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)，不屬于氧化還原反應(yīng)，故A錯誤；B.Y為＋4價氧化物，為二氧化硫，二氧化硫與氫氧化鉀反應(yīng)SO2＋2KOH===K2SO3＋H2O，生成＋4價的亞硫酸鉀，故B錯誤；C.Y為＋4價氧化物，為二氧化硫，Z為－2價的氫化物為H2S，兩者反應(yīng)為2H2S＋SO2===3S＋2H2O，故C正確；D.鹽酸、硫酸都為強(qiáng)酸，W為＋6價的鉀鹽，為K2SO4，與鹽酸不反應(yīng)，故D錯誤。2.Na2S2O5是常用的防腐劑和漂白劑。可利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5，其流程如下：下列說法正確的是(　　)A.上述制備過程所涉及的物質(zhì)中只有一種酸性氧化物B.Na2S2O5作防腐劑表現(xiàn)氧化性C.上述流程中的Na2CO3飽和溶液和Na2CO3固體不可互換D.實驗室模擬“結(jié)晶脫水”時用到的儀器只有蒸發(fā)皿、玻璃棒、燒杯、漏斗答案　C解析　題述制備過程所涉及的物質(zhì)中有2種酸性氧化物——二氧化硫和二氧化碳，故A錯誤；Na2S2O5作防腐劑表現(xiàn)還原性，B錯誤；流程中的Na2CO3飽和溶液和Na2CO3固體不可互換，否則得不到過飽和的NaHSO3溶液，故C正確；“結(jié)晶脫水”是加熱固體分解，應(yīng)該在坩堝中進(jìn)行，故D錯誤。3.(2023·重慶南開中學(xué)月考)某興趣小組向盛有亞硫酸鈉溶液的三頸燒瓶中通入SO2制NaHSO3，再將裝置A中導(dǎo)氣管換成橡皮塞，加入鋅粉和甲醛溶液，在80～90 ℃下，反應(yīng)約3 h，冷卻至室溫，過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，可制得次硫酸氫鈉甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)，下列說法錯誤的是(　　)A.過濾的目的是濾掉過量的鋅粉B.多孔球泡的作用是增大氣體與溶液的接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)行C.裝置A中最好用油浴或沙浴加熱D.冷凝管的作用是冷凝回流答案　C解析　A中首先通入SO2制NaHSO3，然后A中加入鋅粉和甲醛溶液，在80～90 ℃下，水浴加熱反應(yīng)約3 h，冷卻至室溫，過濾除去固體鋅，將濾液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶得到次硫酸氫鈉甲醛。A.過濾是分離固液的操作，目的是濾掉過量的鋅粉，A正確；B.多孔球泡的作用是增大氣體與溶液的接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)充分進(jìn)行，B正確；C.在80～90 ℃下反應(yīng)約3 h，為了加熱均勻且容易控制溫度，裝置A中最好用水浴，油浴或沙浴溫度會過高，C錯誤；D.冷凝管的作用是冷凝回流，提高原料利用率，D正確。4物質(zhì)的類別和核心元素的化合價是研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個重要角度。下圖所示是硫及其部分化合物的“價類二維圖”。根據(jù)圖示回答下列問題：(1)X的化學(xué)式為________，將X與SO2混合，可生成淡黃色固體，該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為________。(2)過量的Fe粉與一定量W濃溶液混合加熱反應(yīng)，生成________(填化學(xué)式)氣體。轉(zhuǎn)化①可由S粉與熱的W濃溶液反應(yīng)實現(xiàn)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。(3)欲制備Na2S2O3，從氧化還原角度分析，下列合理的是________(填字母)。A.Na2S＋S B.Na2SO3＋SC.Na2SO3＋Na2SO4 D.SO2＋Na2SO3(4)工業(yè)制硫酸中，轉(zhuǎn)化②是在________(填設(shè)備名稱)進(jìn)行的。進(jìn)行轉(zhuǎn)化③時，不用水而用98.3%的濃H2SO4吸收SO3，原因是_____________________________________。(5)NaHSO4溶液顯強(qiáng)酸性，向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液，恰好使溶液呈中性，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。答案　(1)H2S　2∶1　(2)SO2和H2　2H2SO4(濃)＋S3SO2↑＋2H2O　(3)B　(4)接觸室　SO3溶于水轉(zhuǎn)化為H2SO4過程中放熱，產(chǎn)生酸霧，會降低SO3的吸收效率　(5)2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O解析　(1)通過硫元素的“價類二維圖”可知，X為硫元素的氫化物，且硫元素的化合價為－2價，故X的化學(xué)式為H2S。將X與SO2混合，生成淡黃色固體硫，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，通過化學(xué)方程式中硫元素的化合價變化可知，S既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，且二者物質(zhì)的量之比為2∶1，故二者的質(zhì)量之比也為2∶1。(2)根據(jù)硫元素的“價類二維圖”可知，W是硫酸，則過量的Fe粉與一定量濃硫酸溶液混合加熱反應(yīng)首先生成的氣體是SO2，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸濃度變小，所以后期又有H2生成。5.我國早期科技叢書《物理小識·金石類》記載：“青礬廠氣熏人，衣服當(dāng)之易爛，載木不盛”“青礬強(qiáng)熱，得赤色固體，氣凝即得礬油”。“青礬”是指FeSO4·7H2O，“青礬廠氣”是指SO2和SO3，“礬油”是指硫酸。某實驗小組利用下圖裝置模擬古法制硫酸并進(jìn)行SO2性質(zhì)探究。已知：SO2熔點－75.5 ℃，沸點－10 ℃；SO3熔點16.8 ℃，沸點44.8 ℃。請回答下列問題：Ⅰ.制取硫酸實驗開始前打開活塞K1、K2，關(guān)閉活塞K3，通入一段時間N2后，關(guān)閉活塞K1、K2，打開活塞K3，用酒精噴燈高溫加熱綠礬。(1)A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________。(2)B裝置的作用是________________。(3)整個裝置設(shè)計有一處不合理是____________________________________________。Ⅱ.探究SO2的性質(zhì)在裝置C中先后四次加入同濃度同體積不同情況的鋇鹽溶液，控制食用油油層厚度一致、通入SO2流速一致。四次實驗現(xiàn)象如下表：①②③④已煮沸的BaCl2溶液未煮沸的BaCl2溶液已煮沸的Ba(NO3)2溶液未煮沸的Ba(NO3)2溶液無白色沉淀生成有白色沉淀生成有白色沉淀生成有白色沉淀生成分別得到如下pH－t圖：(4)C裝置中覆蓋食用油的目的是___________________________________________。(5)pH－t圖中，曲線①呈緩慢下降趨勢，這是因為______________；曲線②出現(xiàn)驟降，這是因為_______________________________________________；對比分析上述四組數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是_________________________(回答兩點即可)。答案　(1)2FeSO4·7H2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O　(2)冷凝SO3和H2O制硫酸并分離出SO2　(3)用D裝置吸收SO2尾氣時未采取防倒吸措施　(4)隔絕空氣，避免空氣中氧氣干擾后續(xù)探究實驗　(5)SO2溶于水并與水反應(yīng)生成H2SO3，H2SO3是弱酸，電離出的少量氫離子使溶液pH下降　溶液中氧氣將二氧化硫氧化生成強(qiáng)酸硫酸，使溶液中氫離子濃度迅速增大，溶液pH出現(xiàn)驟降　①SO2具有還原性能被O2或NO氧化；②O2的氧化作用比NO強(qiáng)；③有O2參與，可顯著提高NO氧化SO2的反應(yīng)速率和反應(yīng)程度或O2與SO2反應(yīng)的活化能低于NO與SO2反應(yīng)的活化能解析　由題干信息可知，裝置A中綠礬高溫條件下分解生成氧化鐵、二氧化硫、三氧化硫和水，裝置B中三氧化硫與水蒸氣冷凝反應(yīng)得到硫酸溶液，裝置C用于探究二氧化硫與鋇鹽溶液的反應(yīng)，裝置D中盛有的氫氧化鈉溶液用于吸收未反應(yīng)的二氧化硫，防止污染空氣，據(jù)此分析解題。(1)由分析可知，A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeSO4·7H2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O；(2)由分析可知，B裝置的作用是冷凝SO3和H2O制硫酸并分離出SO2；(3)由分析可知，整個裝置設(shè)計有一處不合理是用D裝置吸收SO2尾氣時未采取防倒吸措施，應(yīng)在導(dǎo)管末端連接倒置漏斗或球形干燥管等用于防倒吸；(4)由分析可知，C裝置中覆蓋食用油的目的是隔絕空氣，避免空氣中氧氣干擾探究二氧化硫與鋇鹽溶液反應(yīng)的實驗檢測；(5)由pH－t圖可知，曲線①的變化說明二氧化硫不與氯化鋇溶液反應(yīng)，曲線下降是因為溶于水的二氧化硫部分與水反應(yīng)生成弱酸亞硫酸，亞硫酸在溶液中部分電離出氫離子，使溶液中pH減??；與實驗①對比知，曲線②的變化說明溶液中氧氣將二氧化硫氧化成強(qiáng)酸硫酸(2SO2＋O2＋2H2O===4H＋＋2SO)，再與氯化鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和鹽酸，使溶液中氫離子濃度迅速增大，溶液pH出現(xiàn)驟降；與實驗①②對比知，曲線③的變化說明弱酸亞硫酸在溶液中部分電離出氫離子，硝酸根離子在酸性溶液中具有氧化性將二氧化硫氧化(3SO2＋2NO＋2H2O===4H＋＋3SO＋2NO)，再與硝酸鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和硝酸，使溶液中氫離子濃度增大，溶液pH降低，但溶液的pH大于曲線②；與實驗③對比知，曲線④的變化說明溶液中的弱酸亞硫酸被空氣中氧氣氧化成強(qiáng)酸硫酸，溶液中氫離子濃度大，硝酸根離子的氧化性增強(qiáng)，將二氧化硫迅速氧化，再與硝酸鋇反應(yīng)生成硫酸鋇和硝酸，溶液pH出現(xiàn)驟降，在四組曲線中溶液的pH最小。綜合四組數(shù)據(jù)可知，氧氣和硝酸根離子能氧化二氧化硫，溶液中的氧氣能提高硝酸根離子氧化二氧化硫的反應(yīng)速率和反應(yīng)程度。6.5.(2022·濰坊模擬)亞硝酰硫酸(NOSO4H)是一種淺黃色液體，遇水易分解，溶于濃硫酸，主要用于染料、醫(yī)藥領(lǐng)域的重氮化反應(yīng)。實驗室用如圖裝置(夾持裝置略)制備少量NOSO4H，并測定產(chǎn)品中雜質(zhì)硝酸的含量。回答下列問題：(1)裝置A中盛裝Na2SO4固體的儀器名稱是________，裝置D最好選用____________(填字母)。(2)裝置C中濃HNO3與SO2在濃H2SO4作用下反應(yīng)制得NOSO4H。①裝置C中溫度過高產(chǎn)率降低的原因是_________________________________________________________________________________。②開始通SO2時，反應(yīng)緩慢，待生成少量NOSO4H后，溫度變化不大，但反應(yīng)速率明顯加快，其原因是_______________________________________。(3)測定亞硝酰硫酸產(chǎn)品中雜質(zhì)硝酸的含量。稱取1.400 g產(chǎn)品放入250 mL錐形瓶中，加入80 mL濃硫酸，用0.100 0 mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL。已知：(NH4)2Fe(SO4)2可與NO生成粉紅色的FeSO4·NO。①錐形瓶中加入濃硫酸的作用是________________________________________。②判斷滴定達(dá)到終點的現(xiàn)象是_____________________________________________。③亞硝酰硫酸中硝酸的含量為_______________________________。答案　(1)蒸餾燒瓶　b　(2)①濃硝酸分解，二氧化硫逸出　②生成的NOSO4H為該反應(yīng)的催化劑　(3)①作溶劑，同時作吸水劑，防止亞硝酰硫酸遇水分解　②滴入最后半滴(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液突變?yōu)榉奂t色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色　3%解析　裝置A中Na2SO3固體與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生SO2，經(jīng)過裝置B干燥SO2，SO2進(jìn)入C中與濃硝酸、濃硫酸反應(yīng)生成亞硝酰硫酸，裝置D為尾氣處理裝置，且由于亞硝酰硫酸遇水易分解，故裝置D還需防止水蒸氣進(jìn)入C中，故裝置D可以為盛有堿石灰的裝置。(1)盛裝Na2SO3固體的儀器為蒸餾燒瓶；裝置D的作用是吸收尾氣，同時防止水蒸氣進(jìn)入C中，故選擇b。(2)①由于反應(yīng)物濃硝酸受熱易揮發(fā)、易分解，且溫度高不利于SO2溶解，裝置C中溫度過高產(chǎn)率降低。②開始通入SO2時反應(yīng)緩慢，生成少量NOSO4H后，溫度變化不大，但反應(yīng)速率明顯加快，說明生成的NOSO4H對反應(yīng)起催化作用。(3)①濃硫酸可將NOSO4H溶解，同時起到吸水的作用，防止加入標(biāo)準(zhǔn)溶液時NOSO4H遇水分解。②當(dāng)?shù)味ㄟ_(dá)終點時，再加入標(biāo)準(zhǔn)溶液，此時過量的Fe2＋會與反應(yīng)生成的NO結(jié)合生成粉紅色的FeSO4·NO。③由Fe2＋→Fe3＋失e－、HNO3→NO得3e－，根據(jù)得失電子守恒，可得關(guān)系式：3(NH4)2Fe(SO4)2～HNO3，故n(HNO3)＝n[(NH4)2Fe(SO4)2]＝×0.100 0 mol·L－1×0.02 L＝×10－3 mol，則產(chǎn)品中HNO3的含量為×10－3 mol×63 g·mol－1÷1.4 g×100%＝3%。

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