硫及其氧化物的性質(zhì)及其應(yīng)用
1．硫的存在和性質(zhì)
(1)自然界中硫的存在
①游離態(tài)：火山口附近或地殼的巖層中。
②化合態(tài)：ⅰ.火山口附近的大氣中含有SO2和SO3；
ⅱ.地表附近的石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等；
ⅲ.巖層深處和海底的黃鐵礦(FeS2)、黃銅礦(CuFeS2)、雄黃(As4S4)、雌黃(As2S3)、辰砂(HgS)等；
ⅳ.蛋白質(zhì)中。
(2)硫單質(zhì)的物理性質(zhì)
硫(俗稱硫黃)是一種黃色晶體，質(zhì)脆，易研成粉末。硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。硫元素有多種同素異形體，如正交硫、單斜硫等。
(3)從化合價的角度認(rèn)識硫單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
①S在空氣中燃燒只能生成SO2，不能生成SO3。
②附著S的試管可以用CS2或熱的燒堿溶液清洗。
2．二氧化硫(SO2)
(1)物理性質(zhì)：SO2是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣的大，易溶于水。在通常情況下，1體積的水可以溶解約40體積的SO2。
(2)化學(xué)性質(zhì)(寫化學(xué)方程式或離子方程式)
①酸性氧化物
②還原性
③氧化性
與H2S反應(yīng)：SO2＋2H2S===3S＋2H2O。
④漂白性
①鑒別SO2和CO2的試劑有溴水、酸性KMnO4、氫硫酸、品紅溶液、Ba(NO3)2[或Ca(NO3)2]溶液等。
②Cl2、SO2通入品紅溶液，均褪色，但當(dāng)二者按體積比1∶1混合通入品紅溶液時不褪色。
③SO2是一種食品添加劑，要注意使用范圍、限量和殘留量。
3．三氧化硫(SO3)
SO3在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為無色、針狀晶體，能與水反應(yīng)：SO3＋H2O===H2SO4，放出大量的熱，SO3是酸性氧化物，它跟堿性氧化物或堿都能反應(yīng)生成硫酸鹽。
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)硫在空氣中燃燒生成SO2而在純氧中燃燒生成SO3。( )
(2)常溫下硫單質(zhì)主要以S8形式存在，加熱時S8轉(zhuǎn)化為S6、S4、S2屬于物理變化。( )
(3)SO2和Cl2等物質(zhì)的量混合后通入裝有濕潤的有色布條的集氣瓶中，漂白效果更好。( )
(4)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，8.0 g SO3中含有原子總數(shù)目為0.4NA。( )
(5)因為SO2具有漂白性，所以它能使品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、石蕊溶液褪色。( )
(6)SO2氣體通入BaCl2溶液中產(chǎn)生白色沉淀BaSO3。 ( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
2．寫出下列反應(yīng)的離子方程式。
(1)用熱的NaOH溶液洗滌粘有硫的試管_____________________________；
(2)SO2使澄清石灰水變渾濁_________________________________；
(3)SO2使酸性KMnO4溶液褪色____________________________________；
(4)SO2通入氫硫酸溶液變渾濁______________________________________。
[答案] (1)3S＋6OH－eq \(=====,\s\up7(△))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
硫及其氧化物的性質(zhì)
1．已知0.1 ml某單質(zhì)與足量的硫在一定條件下充分反應(yīng)后質(zhì)量增加了1.6 g，則該單質(zhì)可能是( )
A．鈣 B．銅
C．鐵 D．鋁
B [該反應(yīng)產(chǎn)物中的原子個數(shù)比為0.1∶eq \f(1.6,32)＝2∶1，B項正確。]
2．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( )
C [SO2使酸性KMnO4溶液褪色是SO2還原MnOeq \\al(－,4)，SO2表現(xiàn)出還原性，C項錯誤。]
SO2與CO2的檢驗與鑒別
3．如圖是檢驗?zāi)碂o色氣體A是否含SO2和CO2的裝置圖，按要求回答下列問題。
(1)B中加入的試劑是________，作用是_____________________________。
(2)C中加入的試劑是________，作用是________________________。
(3)D中加入的試劑是________，作用是_____________________________。
(4)實驗時，C中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是______________________。
(5)為了更充分說明含有CO2，上述裝置改進(jìn)措施為________________________，目的是______________________。
[解析] 一定要理解題意是檢驗氣體成分，檢驗二氧化硫用品紅溶液，吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液，檢驗二氧化碳用澄清石灰水；在檢驗二氧化碳之前，必須除盡二氧化硫，因為二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁。C裝置的作用是除去SO2并檢驗SO2是否除盡，所以酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺，但不能褪成無色，若褪成無色不能證明二氧化硫已除盡。
[答案] (1)品紅溶液 檢驗SO2
(2)酸性KMnO4溶液 除去SO2并檢驗SO2是否除盡
(3)澄清石灰水 檢驗CO2
(4)酸性KMnO4溶液的顏色變淺
(5)在C、D間加裝盛有品紅溶液的洗氣瓶 檢驗SO2是否除盡
檢驗SO2和CO2同時存在的一般流程
注意：有時為簡化裝置，可將除去SO2和檢驗SO2是否除盡合并為一個裝置，用較濃的酸性KMnO4溶液，現(xiàn)象是酸性KMnO4溶液顏色變淺，但不褪成無色。
SO2的實驗室制備及性質(zhì)探究
4．焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是一種常用的食品抗氧化劑(易被氧化)。實驗室利用如圖所示裝置制取少量焦亞硫酸鈉并探究SO2的性質(zhì)(夾持裝置已略去)。
請回答下列問題：(實驗前已除去裝置中的空氣)
(1)A中反應(yīng)方程式為_________________________________。
(2)關(guān)閉K2、K3，打開K1，裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________。
觀察到裝置C中發(fā)生的現(xiàn)象是_____________________________。
(3)裝置D和F的作用是_____________________________________。
(4)實驗前，裝置E中所用蒸餾水需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的是_________________________________________________________________，
關(guān)閉K1、K3，打開K2，一段時間后裝置E中有Na2S2O5晶體析出，裝置E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________。
[解析] (2)裝置A中產(chǎn)生的SO2進(jìn)入裝置B中，SO2與FeCl3溶液反應(yīng)生成FeSO4、FeCl2和HCl，離子方程式為2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋；裝置C中SO2與Na2S溶液反應(yīng)生成S單質(zhì)，現(xiàn)象為有黃色沉淀(S)生成。(3)SO2有毒，不能直接排放到空氣中，可用NaOH溶液吸收。 因此裝置D和F的作用是吸收SO2，防止污染空氣。(4)裝置E用于制備焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)，但水中存在溶解的氧氣，具有氧化性，影響焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)的制備，因此裝置E中所用蒸餾水需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的是去除水中溶解的氧氣，制備焦亞硫酸鈉的化學(xué)方程式為SO2＋Na2SO3===Na2S2O5↓。
[答案] (1)Na2SO3＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O (2)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋ 有黃色沉淀生成 (3)吸收SO2，防止污染空氣；并防倒吸 (4)去除水中溶解的氧氣 SO2＋Na2SO3===Na2S2O5↓
SO2的實驗室制法
(1)反應(yīng)原理
①Na2SO3＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
②Cu＋2H2SO4(濃)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
③Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O
(2)除去SO2中的HCl、H2O(g)的常用試劑依次為飽和NaHSO3溶液、濃硫酸或P2O5。
(3)用向上排空氣法或排飽和NaHSO3溶液法收集SO2。
(4)可用NaOH溶液或氨水吸收SO2尾氣，但不能用石灰水吸收SO2。
硫酸的工業(yè)制備與性質(zhì)
1．硫酸的工業(yè)制備
(1)燃燒黃鐵礦(FeS2)或硫黃制備SO2：4FeS2＋11O2eq \(=====,\s\up12(高溫))8SO2＋2Fe2O3或S＋O2eq \(=====,\s\up10(點燃))SO2。
(2)SO2轉(zhuǎn)化為SO3：2SO2＋O2eq \(,\s\up10(催化劑),\s\d10(△))2SO3。
SO3不能用稀硫酸或H2O吸收，否則易形成酸霧，不易完全吸收。
2．硫酸的性質(zhì)
(1)硫酸的物理性質(zhì)
①純硫酸是一種無色、油狀液體，沸點高，難揮發(fā)。
②溶解性：濃硫酸與水以任意比互溶，溶解時放出大量的熱，濃硫酸稀釋的方法是將濃硫酸沿器壁緩緩注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌。
(2)稀硫酸的酸性：H2SO4的電離方程式為H2SO4===2H＋＋SOeq \\al(2－,4)，是二元強(qiáng)酸，具有酸的通性，可與指示劑、活潑金屬、堿性氧化物、堿、鹽等發(fā)生反應(yīng)。
(3)濃硫酸的三特性
①吸水性
干燥劑：干燥一些不與濃硫酸反應(yīng)的氣體，通常用作洗氣裝置，如可用濃硫酸干燥O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H2等氣體。
②脫水性
指濃硫酸將有機(jī)物中的氫和氧按水的組成比脫去，生成水的性質(zhì)。
如CH3CH2OHeq \(――→,\s\up10(濃硫酸),\s\d8(170 ℃))CH2===CH2↑＋H2O，蔗糖的脫水C12H22O11eq \(――→,\s\up10(濃硫酸))12C＋11H2O，
HCOOHeq \(――→,\s\up10(濃硫酸))CO↑＋H2O。
③強(qiáng)氧化性
a．常溫下，F(xiàn)e、Al遇濃硫酸鈍化，但加熱可以持續(xù)反應(yīng)。
b．加熱可以氧化不活潑金屬(如Cu)
Cu＋2H2SO4(濃)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O(寫化學(xué)方程式，下同)。
c．加熱可以氧化非金屬單質(zhì)(如C、S)
C＋2H2SO4(濃)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，
S＋2H2SO4(濃)eq \(=====,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O。
d．可以氧化具有還原性的化合物，如H2S、HI等。
活潑金屬(如Zn)與少量濃硫酸反應(yīng)時，開始生成SO2，后期生成H2。不活潑金屬(如Cu)與少量濃硫酸共熱時，最后濃硫酸變?yōu)橄×蛩釙r反應(yīng)停止。如含1 ml H2SO4的濃硫酸與足量Cu共熱產(chǎn)生SO2的物質(zhì)的量小于0.5 ml。
3．常見硫酸鹽
(1)硫酸鈣：自然界中以石膏(CaSO4·2H2O)的形式存在。加熱到150 ℃時會變成熟石膏(2CaSO4·H2O)。熟石膏與水混合凝固變成石膏。利用此性質(zhì)，石膏可被用來制作各種模型和醫(yī)療用的石膏繃帶。在工業(yè)上，還被用來調(diào)節(jié)水泥的硬化速率。
(2)硫酸鋇：俗名重晶石，醫(yī)療上用作“鋇餐”。
(3)硫酸銅：白色粉末，遇水變成藍(lán)色晶體(CuSO4·5H2O)?？梢杂脕頇z驗H2O的存在。農(nóng)業(yè)上，膽礬可以與石灰乳混合制成波爾多液農(nóng)藥。
(4)其他：皓礬(ZnSO4·7H2O)，綠礬(FeSO4·7H2O)，明礬[KAl(SO4)2·12H2O]等。
說明：含結(jié)晶水的硫酸鹽一般稱為“礬”。
下列事實體現(xiàn)了濃硫酸的什么性質(zhì)？
(1)CuSO4·5H2O遇濃硫酸變白_______________________________。
(2)濃硫酸與Cu共熱__________________________________。
(3)濃硫酸使Fe、Al鈍化____________________________。
(4)用濃硫酸在紙上寫的字變黑___________________________________。
(5)濃硫酸不能干燥NH3_______________________________________。
(6)濃硫酸與C共熱反應(yīng)________________________________________。
(7)濃硫酸與NaCl共熱可以制HCl________________________________。
(8)濃硫酸制備磷酸___________________________________。
[答案] (1)吸水性 (2)酸性和強(qiáng)氧化性 (3)強(qiáng)氧化性 (4)脫水性 (5)酸性 (6)強(qiáng)氧化性 (7)酸性和難揮發(fā)性 (8)強(qiáng)酸性
1．蔗糖與濃硫酸反應(yīng)的探究實驗改進(jìn)裝置如圖所示，該實驗設(shè)計體現(xiàn)了“綠色”“微型”的特點，下列說法正確的是( )
A．該實驗體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性、酸性和強(qiáng)氧化性
B．反應(yīng)中，品紅溶液褪色，加熱后又恢復(fù)紅色
C．紫色石蕊溶液先變紅后褪色
D．該裝置可以證明二氧化硫具有氧化性
BD [A項，該實驗沒有體現(xiàn)濃硫酸的酸性，錯誤；C項，SO2能使紫色石蕊溶液變紅，但不會褪色，錯誤。]
2．有一瓶Na2SO3溶液，可能部分被氧化，某同學(xué)進(jìn)行如下實驗：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振蕩后，白色沉淀不溶解。對此實驗的下列敘述正確的是( )
A．實驗證實Na2SO3已部分被氧化
B．實驗中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4
C．實驗中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D．此次實驗不能確定Na2SO3是否部分被氧化
D [取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液產(chǎn)生的沉淀也可能是BaSO3，再加稀硝酸，BaSO3又被氧化為BaSO4，故此實驗不能確定Na2SO3是否部分被氧化，D正確。]
3．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)將一定量的鐵與濃硫酸加熱，發(fā)現(xiàn)鐵完全溶解，并產(chǎn)生大量的氣體X。該興趣小組同學(xué)欲通過實驗探究氣體X的成分。
Ⅰ.提出假設(shè)
(1)甲同學(xué)認(rèn)為氣體X為SO2。
(2)乙同學(xué)認(rèn)為氣體X為H2。
(3)丙同學(xué)認(rèn)為氣體X為__________________________________。
Ⅱ.設(shè)計實驗
興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如圖所示實驗裝置對氣體成分進(jìn)行驗證，請按要求填寫表格。
根據(jù)上述實驗現(xiàn)象，可知X的成分為_______________________________。
Ⅲ.思考與討論
(1)若混合氣體中含有H2，則生成H2的理論依據(jù)是____________________。
(2)如果去掉裝置D，還能否根據(jù)F中的現(xiàn)象判斷得出結(jié)論？________(填“能”或“不能”)，原因是_____________________________。
[答案] Ⅰ.(3)H2和SO2的混合氣體
Ⅱ.(1)變淺 SO2 (2)由黑色變成紅色 由白色變成藍(lán)色 H2和SO2的混合氣體
Ⅲ.(1)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸的濃度變小，鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣
(2)不能 因為混合氣體中可能含水蒸氣，會干擾H2的檢驗
硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化
1．硫元素的“價—類”二維圖
2．掌握硫及其化合物之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律
(1)H2S的二次或三次氧化轉(zhuǎn)化
(2)相同價態(tài)硫的轉(zhuǎn)化是通過酸、堿反應(yīng)實現(xiàn)的
如：
寫出②、③、④反應(yīng)的化學(xué)方程式：
②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；
③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；
④SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3。
(3)相鄰價態(tài)的同種元素的粒子間不發(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)。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。
硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化
1．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。題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＋S
C．Na2SO3＋Na2SO4
D．SO2＋Na2SO3
(4)工業(yè)制硫酸中，轉(zhuǎn)化②化學(xué)方程式為__________________________________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)＋Seq \(=====,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O (3)B (4)2SO2＋O2eq \(,\s\up10(催化劑),\s\d8(△))2SO3 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＋＋SOeq \\al(2－,4)＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O
硫及其化合物相互轉(zhuǎn)化的實驗探究
2．已知SO2通入BaCl2溶液無明顯現(xiàn)象。某同學(xué)利用如圖裝置探究SO2與BaCl2溶液反應(yīng)生成白色沉淀的條件。下列判斷正確的是( )
A．e、f兩管中的試劑可以分別是濃氨水和NaOH固體
B．乙中產(chǎn)生的一定為氧化性氣體，將BaSO3氧化為BaSO4沉淀
C．玻璃管的作用是連通大氣，使空氣中的氧氣進(jìn)入廣口瓶，參與反應(yīng)
D．c、d兩根導(dǎo)管都必須插入BaCl2溶液中，保證氣體與Ba2＋充分接觸
A [乙中產(chǎn)生的氣體可以為堿性氣體NH3也可以是氧化性氣體，B錯誤；玻璃管的作用與空氣相通保持恒壓，C錯誤；當(dāng)乙中產(chǎn)生的是NH3時，d導(dǎo)管不能插入溶液，避免倒吸，D錯誤。]
3．某小組同學(xué)設(shè)計如下實驗實現(xiàn)幾種價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化。
任務(wù)Ⅰ.從以下試劑中選擇合適的試劑實現(xiàn)S(＋6)→S(＋4)的轉(zhuǎn)化。
試劑：①濃H2SO4 ②稀H2SO4 ③酸性KMnO4溶液 ④Na2SO3溶液 ⑤Cu ⑥品紅溶液
(1)寫出實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式：_________________________。
(2)設(shè)計實驗，證明實現(xiàn)了該轉(zhuǎn)化(寫出操作和現(xiàn)象)：___________________。
任務(wù)Ⅱ.實現(xiàn)硫元素化合價在0、＋2、＋4價之間的轉(zhuǎn)化。
查閱資料：＋2價硫元素在酸性條件下不穩(wěn)定，自身易發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
SO2eq \(――→,\s\up7( ),\s\d5(①))Na2SO3溶液eq \(――→,\s\up7(X),\s\d5(②))Na2S2O3eq \(――→,\s\up7(H＋),\s\d5(③))X
(3)①中加入的物質(zhì)是________，該轉(zhuǎn)化利用的是SO2________的性質(zhì)。
(4)寫出③的離子方程式：________________________。
[解析] (4)根據(jù)題干信息，＋2價硫元素在酸性條件下不穩(wěn)定，自身易發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即發(fā)生歧化反應(yīng)，＋2價的硫元素化合價既升高又降低，結(jié)合步驟②中亞硫酸鈉和X反應(yīng)生成硫代硫酸鈉分析，可得X中硫元素的化合價應(yīng)低于＋2價，則X為硫單質(zhì)，③的離子方程式為2H＋＋S2Oeq \\al(2－,3)===S↓＋SO2↑＋H2O。
[答案] (1)Cu＋2H2SO4(濃)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O (2)將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中，溶液褪色 (3)NaOH溶液 酸性氧化物 (4)2H＋＋S2Oeq \\al(2－,3)===S↓＋SO2↑＋H2O
常見的漂白劑及其漂白原理
三類漂白劑的比較
①有色物質(zhì)被還原而褪色不稱“漂白”，如SO2使溴水、酸性KMnO4溶液等褪色。
②SO2分別通入a.滴有酚酞的NaOH溶液 b．品紅溶液 c．酸性KMnO4溶液 d．溴水均褪色，只有b體現(xiàn)漂白性。
1．向SO2和Cl2的混合氣體中注入品紅溶液，振蕩，溶液褪色，將此無色溶液分成三份，依次進(jìn)行如圖實驗：
下列實驗分析中，正確的是( )
A．①中現(xiàn)象說明混合氣體中一定有n(Cl2)＝n(SO2)
B．①、②中溶液加熱不變紅，說明品紅溶液不是被SO2漂白的
C．③中產(chǎn)生的白色沉淀為BaSO3
D．“混合氣體中注入品紅溶液”只發(fā)生了1個氧化還原反應(yīng)
B [本題通過實驗探究SO2和Cl2在水溶液中的反應(yīng)及產(chǎn)物性質(zhì)。①中濕潤的淀粉-KI試紙不變藍(lán)說明反應(yīng)后沒有氯氣剩余，②中試紙褪色說明反應(yīng)后有SO2剩余，加熱后品紅溶液不恢復(fù)紅色，說明品紅溶液是被氯氣溶于水后生成的次氯酸漂白的，故得不出原氣體中n(Cl2)＝n(SO2)的結(jié)論，A錯誤；SO2漂白品紅溶液生成的無色物質(zhì)不穩(wěn)定，加熱品紅溶液恢復(fù)原色，①、②中溶液加熱不變紅，說明品紅溶液不是被SO2漂白的，B正確；SO2和Cl2反應(yīng)生成了SOeq \\al(2－,4)，SOeq \\al(2－,4)與Ba2＋反應(yīng)生成了BaSO4，C錯誤；混合氣體注入品紅溶液時，發(fā)生了氯氣與水的反應(yīng)，生成的HClO漂白品紅溶液，氯氣與二氧化硫的反應(yīng)也是氧化還原反應(yīng)，D錯誤。]
2．為了探究對比O3、H2O2和Cl2的漂白能力大小，將等體積等濃度的品紅溶液與三種漂白劑呈噴霧狀分別反應(yīng)，至完全褪色時，發(fā)現(xiàn)消耗三種漂白劑的物質(zhì)的量相同，但褪色時間O3最短，H2O2次之，Cl2最長。
(1)消耗三種漂白劑的物質(zhì)的量相同的原因是每摩爾物質(zhì)________相等。
(2)O3漂白速度較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)得電子數(shù) (2)氧化性：O3>H2O2 Cl2和水反應(yīng)生成的HClO濃度較小
3．科學(xué)釀酒加SO2等輔料。我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定葡萄酒中SO2的殘留量≤0.25 g·L－1。
(1)葡萄酒中添加SO2的作用可能是________(填字母)。
A．氧化細(xì)菌B．抗氧化
C．漂白D．增酸作用
(2)利用SO2的漂白性檢測干白葡萄酒(液體為無色)中的SO2或H2SO3。設(shè)計如圖的實驗：
得出實驗結(jié)論：干白葡萄酒中不含SO2或H2SO3。這個結(jié)論是否合理？說明理由_________________________________________________________________。
[答案] (1)BD (2)不合理，實驗對比說明濃度低的亞硫酸溶液不能使品紅溶液褪色，而干白葡萄酒中的SO2或H2SO3含量很低，故不能使品紅溶液褪色
1．(2022·廣東選擇性考試，T5)若將銅絲插入熱濃硫酸中進(jìn)行如圖(a～d均為浸有相應(yīng)試液的棉花)所示的探究實驗，下列分析正確的是( )
A．Cu與濃硫酸反應(yīng)，只體現(xiàn)H2SO4的酸性
B．a(chǎn)處變紅，說明SO2是酸性氧化物
C．b或c處褪色，均說明SO2具有漂白性
D．試管底部出現(xiàn)白色固體，說明反應(yīng)中無H2O生成
B [A.銅和濃硫酸反應(yīng)過程中，生成CuSO4體現(xiàn)出濃硫酸的酸性，生成SO2體現(xiàn)出濃硫酸的強(qiáng)氧化性，錯誤；B.a處的紫色石蕊溶液變紅，其原因是SO2溶于水生成了酸，可說明SO2是酸性氧化物，正確；C.b處品紅溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c處酸性高錳酸鉀溶液褪色，其原因是SO2和酸性KMnO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)，SO2體現(xiàn)出還原性，錯誤；D.實驗過程中試管底部出現(xiàn)白色固體，根據(jù)元素質(zhì)量守恒可知，其成分為無水CuSO4，而非藍(lán)色的CuSO4·5H2O，其原因是濃硫酸體現(xiàn)出吸水性，將反應(yīng)生成的H2O吸收，錯誤。]
2．(2021·山東等級考，T8)工業(yè)上以SO2和純堿為原料制備無水NaHSO3的主要流程如圖，下列說法錯誤的是( )
A．吸收過程中有氣體生成
B．結(jié)晶后母液中含有NaHCO3
C．氣流干燥濕料時溫度不宜過高
D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
B [根據(jù)工藝流程圖逆向分析可知，以二氧化硫和純堿為原料，得到的結(jié)晶成分為NaHSO3，則母液為飽和NaHSO3溶液和過量的二氧化硫形成的亞硫酸，溶液呈酸性，所以加入純堿進(jìn)行中和，涉及的反應(yīng)為H2SO3＋2Na2CO3===Na2SO3＋2NaHCO3，NaHSO3＋Na2CO3===Na2SO3＋NaHCO3，所以調(diào)節(jié)pH為8進(jìn)行中和后得到Na2SO3和NaHCO3，通入二氧化硫氣體進(jìn)行混合吸收，此時吸收過程中發(fā)生反應(yīng)為Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3↓，SO2＋NaHCO3===CO2＋NaHSO3↓，此時會析出大量NaHSO3晶體，經(jīng)過離心分離，將得到的濕料再進(jìn)行氣流干燥，最終得到NaHSO3產(chǎn)品。根據(jù)上述分析可知，吸收過程中有二氧化碳生成，A正確；結(jié)晶后母液中含飽和NaHSO3溶液和過量的二氧化硫形成的亞硫酸，沒有NaHCO3，假設(shè)產(chǎn)物中存在NaHCO3，則其會與生成的NaHSO3發(fā)生反應(yīng)，B錯誤；NaHSO3高溫時易分解變質(zhì)，所以氣流干燥過程中溫度不宜過高，C正確；結(jié)合分析可知，中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3，D正確。]
3．(2021·高考題組合)下列說法正確的是_____________________(填字母)。
A．(河北選擇性考試)濃H2SO4具有強(qiáng)吸水性，能吸收糖類化合物中的水分并使其炭化
B．(湖南選擇性考試)SO2可漂白紙漿，不可用于殺菌、消毒
C．(廣東選擇性考試)銅絲插入熱的濃硫酸中的化學(xué)方程式：Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑
D．(廣東選擇性考試)SO2通入酸性KMnO4溶液中：5SO2＋2H2O＋2MnOeq \\al(－,4)===5SOeq \\al(2－,4)＋4H＋＋2Mn2＋
E．(山東等級考)向NaHSO3溶液中滴加氫硫酸，產(chǎn)生淡黃色沉淀，證明HSOeq \\al(－,3)具有氧化性
[答案] DE
某化學(xué)課題小組將二氧化硫的制備與多個性質(zhì)實驗進(jìn)行了一體化設(shè)計，實驗裝置如圖所示。
請回答下列問題：
(1)下列說法不正確的是________(填字母)。
A．a(chǎn)、b、c中依次盛裝70%濃硫酸、Na2SO3固體、NaOH溶液
B．實驗時，鮮花、品紅溶液、KMnO4溶液均褪色，Na2S溶液中出現(xiàn)黃色沉淀
C．此設(shè)計可證明SO2水溶液的酸性，SO2的氧化性、還原性、漂白性
D．點燃酒精燈加熱，可證明SO2使品紅溶液以及KMnO4溶液褪色具有可逆性
(2)通入足量SO2，Na2S溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________。
(3)c中干燥管的作用是____________________________。
(4)若a、b中分別為濃硫酸和Na2SO3，b中反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________________。
[答案] (1)D (2)5SO2＋2S2－＋2H2O===3S↓＋4HSOeq \\al(－,3) (3)防止倒吸 (4)Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
課時分層作業(yè)(十八) 硫的轉(zhuǎn)化
一、選擇題(每小題只有一個選項符合題目要求)
1．有關(guān)硫及其化合物的說法合理的是( )
A．可用酒精洗刷做過硫黃性質(zhì)實驗的試管
B．SO2具有很強(qiáng)的還原性，在化學(xué)反應(yīng)中只能作還原劑
C．濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，常溫下與銅反應(yīng)可制取SO2
D．1 ml硫與其他物質(zhì)完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)不一定是2 ml
D [硫微溶于酒精，應(yīng)該用二硫化碳洗刷做過硫黃性質(zhì)實驗的試管，故A錯誤；SO2中硫元素為＋4價，處于中間價態(tài)，在化學(xué)反應(yīng)中能作還原劑，也可以作氧化劑，例如SO2與H2S反應(yīng)生成單質(zhì)S和H2O，故B錯誤；濃硫酸在常溫下與銅不反應(yīng)，故C錯誤；1 ml硫與其他物質(zhì)完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)不一定是2 ml，例如1 ml 硫與氧氣反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4 ml，故D正確。]
2．下列關(guān)于實驗室制取SO2的實驗，其中敘述正確的是( )
A．甲圖中可利用70%的濃硫酸和亞硫酸鈉固體制取SO2
B．乙圖中干燥SO2
C．可用丙圖中裝置和藥品收集二氧化硫并吸收尾氣
D．可用丁圖中裝置和藥品檢驗銅和濃硫酸反應(yīng)生成的CuSO4
A [堿石灰與SO2反應(yīng)，堿石灰不能干燥SO2，B錯誤；SO2不能用澄清石灰水吸收尾氣，C錯誤；不能把水倒入濃H2SO4中，D錯誤。]
3．(2022·青島模擬)硫元素的價類二維圖如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A．a(chǎn)與c、d、e都有可能反應(yīng)生成b
B．d溶液久置于空氣中會生成e，溶液的pH減小
C．g與f之間也可能發(fā)生反應(yīng)
D．銅與e的濃溶液共熱產(chǎn)生的氣體通入BaCl2溶液中，無明顯現(xiàn)象
C [硫酸鹽與亞硫酸鹽中硫元素化合價相鄰，無法反應(yīng)，C錯誤。]
4．推理是一種重要的能力。打開分液漏斗活塞，進(jìn)行如圖所示的探究實驗，對實驗現(xiàn)象的預(yù)測及分析錯誤的是 ( )
A．試管內(nèi)CCl4層溶液褪色，說明Br2具有氧化性
B．試管中的紅色花瓣褪色，說明SO2具有漂白性
C．試管中產(chǎn)生大量氣泡，說明Na2SO3被氧化產(chǎn)生SO3
D．一段時間后試管內(nèi)有白色沉淀，說明有SOeq \\al(2－,4)生成
C [Na2SO3與H2SO4反應(yīng)生成H2SO3，H2SO3分解為大量SO2氣體和H2O，Na2SO3未被氧化，C錯誤。]
二、選擇題(每小題有一個或兩個選項符合題目要求)
5．實驗室探究SO2與Fe(NO3)3溶液反應(yīng)的原理，裝置如圖，實驗中Y裝置產(chǎn)生白色沉淀。下列說法錯誤的是( )
A．滴加濃硫酸之前應(yīng)進(jìn)行的操作是打開彈簧夾，通入一段時間N2
B．Y中產(chǎn)生的白色沉淀是BaSO4和BaSO3
C．在X裝置中濃硫酸體現(xiàn)氧化性
D．若將Fe(NO3)3換成氨水，Y中也能產(chǎn)生白色沉淀
BC [Y中產(chǎn)生的白色沉淀為BaSO4，B錯誤；X中濃H2SO4只體現(xiàn)酸性，C錯誤。]
6．如圖是實驗室進(jìn)行二氧化硫的制備與性質(zhì)探究實驗的組合裝置，部分固定裝置未畫出。下列說法正確的是( )
A．關(guān)閉K1，打開K2，試劑X是酸性KMnO4或FeCl3溶液，均可證明SO2有還原性
B．關(guān)閉K2，打開K1，滴加H2SO4溶液，則裝置B中每消耗1 ml Na2O2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)
C．為防止環(huán)境污染，裝置C和E中的試劑均可取用飽和NaOH溶液
D．實驗過程中體現(xiàn)了H2SO4的酸性、吸水性、難揮發(fā)性、強(qiáng)氧化性
AC [滴加H2SO4溶液，則裝置B中發(fā)生反應(yīng)SO2＋Na2O2===Na2SO4，每消耗1 ml Na2O2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA，B錯誤；實驗過程中體現(xiàn)了H2SO4的酸性、難揮發(fā)性，沒有體現(xiàn)強(qiáng)氧化性以及吸水性，D錯誤。]
7．某學(xué)習(xí)小組設(shè)計制取SO2并驗證其部分性質(zhì)的實驗裝置圖如圖(夾持裝置省略)，下列敘述正確的是( )
A．取反應(yīng)后D中溶液少許，滴加品紅溶液，紅色褪去，能說明SO2具有漂白性
B．A裝置中比較理想的反應(yīng)物質(zhì)是Na2SO3固體和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的稀硫酸
C．B裝置溶液變紅色，說明SO2是酸性氧化物；C裝置產(chǎn)生白色沉淀的原因為BaCl2＋SO2＋H2Oeq \(=====,\s\up7(FeCl3))BaSO3↓＋2HCl
D．關(guān)閉彈簧夾a，打開彈簧夾b，用酒精燈在三頸燒瓶下微熱，若能觀察到C中長導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡，冷卻后長導(dǎo)管中出現(xiàn)一段水柱，就能判斷裝置A、B部分氣密性良好
D [氯水中存在次氯酸，次氯酸具有漂白作用，也可以使品紅溶液褪色，不能確定一定是二氧化硫的漂白性，故A錯誤；二氧化硫易溶于水，比較理想的反應(yīng)物質(zhì)是亞硫酸鈉固體和濃硫酸，故B錯誤；C裝置中產(chǎn)生的白色沉淀為BaSO4，故C錯誤；檢查裝置中A、B兩部分的氣密性，進(jìn)行的操作是關(guān)閉彈簧夾a，打開彈簧夾b，用酒精燈在三頸燒瓶下微熱，觀察到C中長導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡，冷卻后長導(dǎo)管中出現(xiàn)一段水柱，說明該裝置A、B部分氣密性良好，故D正確。]
三、非選擇題
8．某化學(xué)興趣小組在實驗室用除去表面氧化物的鐵釘(碳素鋼)與濃硫酸共熱制取SO2并完成相關(guān)性質(zhì)探究(不考慮水蒸氣)。
(1)有同學(xué)認(rèn)為制得的SO2中可能混有雜質(zhì)，其化學(xué)式為________和________，原因是_____________________________________。
(2)為驗證氣體成分，興趣小組同學(xué)設(shè)計了下圖所示裝置進(jìn)行實驗探究。
①為驗證并吸收SO2，裝置B中加入的試劑為________，裝置C中品紅溶液的作用是____________________________________；
②裝置D中加入的試劑為__________________________________；
③裝置G中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象為______________________________；
④裝置H的作用為__________________________________。
[解析] (2)①裝置B中加入酸性KMnO4溶液能檢驗并吸收SO2，若SO2被吸收完全，裝置C中品紅溶液不褪色。②裝置D中加入澄清石灰水，可檢驗氣體中是否含有CO2。③裝置E中濃硫酸可干燥氣體，裝置F中CuO與H2反應(yīng)生成H2O，G中無水硫酸銅吸收水蒸氣后變藍(lán)色。
[答案] (1)CO2 H2 鐵釘中含有的C在加熱條件下會和濃硫酸反應(yīng)生成CO2；隨著反應(yīng)進(jìn)行，濃硫酸變稀，鐵與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣 (2)①酸性KMnO4溶液(或其他合理答案也可) 檢驗SO2是否吸收完全 ②澄清石灰水 ③無水硫酸銅變藍(lán)色 ④防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入球形干燥管而影響H2的檢驗
9．亞硫酸鈉(Na2SO3)是一種重要的化工產(chǎn)品，常用作防腐劑、漂白劑、脫氯劑等。為探究Na2SO3的性質(zhì)，進(jìn)行了如下實驗。
(1)Na2SO3中硫元素的化合價是________，屬于S元素的中間價態(tài)，既具有氧化性，又具有還原性。
資料：酸性條件下，KMnO4為紫色，Mn2＋為無色。
(2)實驗ⅰ中，能說明Na2SO3具有________(填“氧化性”或“還原性”)。
(3)實驗ⅱ中，能說明Na2S在酸性條件下被氧化的實驗現(xiàn)象是_____________________________________________________________。
(4)甲同學(xué)認(rèn)為實驗ⅱ的現(xiàn)象不能直接得出“Na2SO3具有氧化性”。
①對黃色渾濁產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè)：
假設(shè)a：酸性溶液中的SOeq \\al(2－,4)具有氧化性，可產(chǎn)生S；
假設(shè)b：空氣中存在O2，在酸性條件下，由于________________________________
(用離子方程式表示)，可產(chǎn)生S；
假設(shè)c：酸性溶液中的SOeq \\al(2－,3)具有氧化性，可產(chǎn)生S。
②設(shè)計實驗ⅲ證實了假設(shè)a和b不是產(chǎn)生S的主要原因。
實驗ⅲ：向Na2S溶液中加入________(填試劑)，產(chǎn)生有臭雞蛋氣味的氣體，溶液未變渾濁。
[解析] (3)Na2SO3溶液中加入Na2S溶液，無明顯現(xiàn)象；再加入稀硫酸，產(chǎn)生黃色渾濁，生成S，說明Na2S在酸性條件下被氧化。(4)①空氣中存在O2，在酸性條件下離子反應(yīng)方程式為4H＋＋2S2－＋O2===2S↓＋2H2O。②實驗ⅲ：向Na2S溶液中加入稀硫酸，產(chǎn)生有臭雞蛋氣味的氣體(H2S)，溶液未變渾濁，說明沒有S生成，稀硫酸可以提供假設(shè)a中的SOeq \\al(2－,4)和H＋，提供假設(shè)b中的H＋。
[答案] (1)＋4價 (2)還原性 (3)加入Na2S溶液，無明顯現(xiàn)象；再加入稀硫酸，產(chǎn)生黃色渾濁
(4)①4H＋＋2S2－＋O2===2S↓＋2H2O ②稀硫酸
選項
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
溴水
橙色褪去
SO2有還原性
流程設(shè)計
檢驗SO2?除去SO2? 檢驗SO2是否除盡?檢驗CO2
選用試劑
品紅溶液
酸性KMnO4溶液
品紅溶液
澄清石灰水
預(yù)期現(xiàn)象
褪色
褪色
不褪色
變渾濁
實驗現(xiàn)象
實驗結(jié)論
(1)
C中酸性高錳酸鉀溶液顏色________
證明氣體X中含有________
(2)
E中粉末________，
F中固體________
證明氣體X中含有H2
類型
原理
舉例
特點
備注
氧化型
將有機(jī)色質(zhì)內(nèi)部“生色團(tuán)”破壞掉
HClO、NaClO、
Ca(ClO)2、
Na2O2、
H2O2、O3等
不可逆、
持久
無選
擇性
化合型
與有機(jī)色質(zhì)內(nèi)部“生色團(tuán)”化合成無色物質(zhì)
SO2
可逆、
不持久
有選
擇性
吸附型
將有色物質(zhì)吸附而褪色
活性炭、Al(OH)3
膠體等
物理
變化
吸附
色素
序號
①
②
③
實驗操作
實驗現(xiàn)象
溶液不變紅，試紙不變藍(lán)
溶液不變紅，試紙褪色
生成白色沉淀
實驗序號
實驗試劑X
實驗現(xiàn)象
ⅰ
KMnO4溶液、
稀硫酸
紫色褪去，變?yōu)闊o色
ⅱ
Na2S
溶液、
稀硫酸
____________________________________________________________________________________________________________

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