第18講 含硫化合物的轉(zhuǎn)化及應用
考點一　硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化考點二　實驗探究不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化經(jīng)典真題·明考向作業(yè)手冊
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考點一　硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化
1. 硫及其重要化合物的“價—類”二維圖
(1)從物質(zhì)類別和硫元素化合價兩個維度,總結(jié)、歸納硫及其重要化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化關(guān)系是掌握該部分內(nèi)容的重要方法之一。
(2)圖示應用根據(jù)上圖中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系,寫出相應的化學方程式。①　 ;?②　 ;?③　 ;?④　 ;?⑤　 ;?⑥　 ;?⑦　 ;?
2H2S+O2(少量) = 2S+2H2O
SO2+2H2S = 3S+2H2O
SO3+H2O = H2SO4
H2SO4+2NaOH = Na2SO4+2H2O
2SO2+O2+2H2O = 2H2SO4
⑧　 ;?⑨　 ;?⑩　 ;??　 ;??　 。?
2H2SO3+O2 = 2H2SO4
2Na2SO3+O2 = 2Na2SO4
SO2+H2O ? H2SO3
H2SO3+2NaOH = Na2SO3+2H2O
2. 不同價態(tài)含硫物質(zhì)之間發(fā)生轉(zhuǎn)化的規(guī)律
(1)當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。例如
(2)相鄰價態(tài)的微粒不發(fā)生氧化還原反應如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應。(3)含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化
1.[2024·廣東珠海實驗中學模擬] 硫及其化合物的“價—類”二維圖體現(xiàn)了化學變化之美。下列有關(guān)說法正確的是(　 )A.硫在氧氣中燃燒直接生成YB.X能使酸性KMnO4溶液褪色,體現(xiàn)其漂白性C.硫化氫與X反應的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶1D.N可由其相應單質(zhì)直接化合生成
[解析] 硫在氧氣中燃燒直接生成SO2,不是SO3,A錯誤;X為SO2,能使酸性KMnO4溶液褪色,體現(xiàn)其還原性,B錯誤;H2S與SO2反應的化學方程式為2H2S+SO2 = 2H2O+3S,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶1,C正確;N是CuS,S的氧化性很弱,與變價金屬反應生成的是低價硫化物,Cu與S反應生成Cu2S,D錯誤。
2.化合價和物質(zhì)類別是梳理元素及其化合物知識的兩個線索,可表示為“價—類”二維圖。下圖是硫元素的“價—類”二維圖。(1)X是　　　 　(填化學式)。?
[解析] (1)由圖可知,X中S元素化合價處于最低價,則為氫化物H2S。
(2)可選取Y的濃溶液和Cu反應來制備SO2,該反應原理是?　 (填化學方程式);?將SO2排入大氣中會引起　　　 　。?
[解析] (2)由圖可知,Y為S呈+6價的酸,應為H2SO4,濃H2SO4和Cu反應制備SO2的反應為Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O;將SO2排入大氣中會引起硫酸型酸雨。
[解析] (3)Na2S2O5中硫元素的化合價為+4價,屬于鹽,故Na2S2O5與Na2SO3位置相同;Na2S2O5轉(zhuǎn)變成Na2SO4時S元素化合價升高,Na2S2O5作還原劑,具有還原性。
(4)硫元素還有一種常見的價態(tài)-1價,如硫鐵礦(主要成分為FeS2)中的硫元素。FeS2可以與Fe2(SO4)3溶液發(fā)生反應:7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O = 15FeSO4+8H2SO4。①該反應中的氧化劑是　 (填化學式)。?②向反應后的溶液中通入空氣就能使Fe2(SO4)3 溶液再生,寫出再生反應的離子方程式:?　　　　　　　 　　　。?
4Fe2++O2+4H+ = 4Fe3++2H2O
[解析] (4)①該反應中,Fe元素的化合價由+3價降到+2價,故氧化劑是Fe2(SO4)3。②通入空氣使Fe2(SO4)3溶液再生,即FeSO4轉(zhuǎn)化為Fe2(SO4)3,通入空氣使Fe2+被O2氧化為Fe3+,其反應的離子方程式為4Fe2++O2+4H+ = 4Fe3++2H2O。
題組　含硫物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化
1.[2024·山東肥城質(zhì)檢] 自然界中的含硫物質(zhì)在一定條件下能夠相互轉(zhuǎn)化,根據(jù)圖中相關(guān)物質(zhì)的類別及硫元素的化合價進行分析,下列說法正確的是 (　 )A.硫元素在自然界中主要以硫化物、硫酸鹽形式存在,無游離態(tài)的硫B.Z可能是CuFeS2,工業(yè)生產(chǎn)可用于冶煉銅C.X與Y都是電解質(zhì),可以反應生成S單質(zhì)D.常溫下,Al與W的濃溶液不反應
[解析] 圖示為硫元素的“價—類”二維圖,X為H2S,Y為SO2,W為H2SO4。自然界中火山口存在單質(zhì)硫,A錯誤;Z為含-2價S元素的鹽,CuFeS2中S元素為-2價,工業(yè)生產(chǎn)可用于冶煉銅,B正確;X為H2S,是電解質(zhì),Y為SO2,是非電解質(zhì),二者可以反應生成S單質(zhì),C錯誤;常溫下,Al遇濃硫酸鈍化,鈍化為化學反應,D錯誤。
2.利用元素的化合價推測物質(zhì)的性質(zhì)是化學研究的重要手段。如圖是硫元素的常見化合價與部分物質(zhì)類別的對應關(guān)系。(1)X的濃溶液與碳在一定條件下可以發(fā)生反應,體現(xiàn)了X的　　　　性。?(2)從硫元素化合價變化的角度分析,圖中只有還原性的物質(zhì)有　 　　　　　(填化學式)。?
[解析] (1)X是H2SO4,濃硫酸與碳在加熱時反應生成SO2、CO2和H2O,濃硫酸體現(xiàn)其強氧化性。(2)S元素顯-2價時,含硫物質(zhì)只具有還原性,如H2S、Na2S等。
(3)將H2S與SO2混合可生成淡黃色沉淀。該反應中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為　　　。?(4)配平下列反應:　　Na2S+　　Na2SO3+　　H2SO4? = 　　Na2SO4+　　S↓+　　H2O。?
[解析] (4)Na2S中-2價S被氧化為0價,Na2SO3中+4價S被還原為0價,H2SO4中S元素未變價,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平可得2Na2S+Na2SO3+3H2SO4 = 3Na2SO4+3S↓+3H2O。
(5)下圖是驗證SO2性質(zhì)的實驗裝置。①二氧化硫具有如下性質(zhì):a.漂白性　b.酸性氧化物的性質(zhì)c.還原性d.氧化性上述裝置中對應表現(xiàn)出的性質(zhì):A中　　　　(填序號,下同);B中　　　　;C中　　　　。?②D裝置的作用是　 。?
吸收SO2尾氣,防止污染空氣
考點二　實驗探究不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化
(1)硫元素常見的化合價有-2、0、　　　和　 ,?可以通過　　 　　反應實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。?(2)利用　　　 　,可將硫元素從低價態(tài)轉(zhuǎn)化到高價態(tài);利用　　 　　,可將硫元素從高價態(tài)轉(zhuǎn)化為低價態(tài)。?
2. 含硫物質(zhì)實驗設(shè)計舉例
1.[2024·遼寧鞍山質(zhì)監(jiān)] 某實驗小組進行不同價態(tài)硫轉(zhuǎn)化的探究實驗,向硫化鈉溶液中通入過量二氧化硫,產(chǎn)生淡黃色沉淀,過濾后取濾液分成兩份,向其中一份中加入品紅溶液,品紅褪色:向另一份溶液中加入酸性高錳酸鉀溶液,溶液也褪色。下列關(guān)于該實驗的相關(guān)說法錯誤的是(　 )A.黃色渾濁是單質(zhì)硫B.不考慮溫度變化,SO2的通入抑制了原硫化鈉溶液中水的電離C.產(chǎn)生渾濁的離子方程式為2S2-+SO2+2H2O = 3S↓+4OH-D.兩份溶液褪色的原理不相同
2.某小組同學利用反應:S+2H2SO4(濃) 3SO2↑+2H2O,進行如圖所示的含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化實驗(夾持裝置略)。下列說法正確的是(　 )A.試管①中,濃硫酸體現(xiàn)了強氧化性和脫水性B.試管②中,溶液褪色,體現(xiàn)+4價硫元素的氧化性C.試管③中,有淡黃色沉淀出現(xiàn),體現(xiàn)-2價硫元素的還原性D.燒杯中的反應為SO3+2NaOH = Na2SO4+H2O
[解析] 在試管①中發(fā)生反應S+2H2SO4(濃) 3SO2↑+2H2O,濃硫酸得到電子被還原產(chǎn)生SO2,故濃硫酸僅體現(xiàn)了強氧化性,A錯誤;在試管②中看到酸性KMnO4溶液褪色,是由于SO2具有還原性,被酸性KMnO4溶液氧化,故體現(xiàn)+4價硫元素的還原性,B錯誤;在試管③中,SO2與Na2S在溶液中發(fā)生氧化還原反應產(chǎn)生S,S是不溶于水的淡黃色固體,因此看到有淡黃色沉淀出現(xiàn),S元素化合價由Na2S的-2價升高為S單質(zhì)的0價,這體現(xiàn)-2價硫元素的還原性,C正確;在燒杯中SO2與NaOH溶液反應產(chǎn)生+4價的Na2SO3,反應的化學方程式應為SO2+2NaOH = Na2SO3+H2O,D錯誤。
題組　實驗探究不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化
1.下列關(guān)于不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化實驗,合理的是 (　 )　　A.圖甲:0價→+2價B.圖乙:0價→+6價C.圖丙:+4價→+6價D.圖丁:+6價→+4價
2.[2024·北京昌平區(qū)統(tǒng)考] 某研究小組用下列裝置(夾持裝置已略去)研究不同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化。(1)實驗Ⅰ中鐵絲表面迅速變黑,反應很快停止,其原因是　　　　　　　　　 　　　　。?
常溫下,鐵遇濃硫酸發(fā)生鈍化
將反應生成的氣體通入品紅溶液中,品紅褪色,并且在加熱的條件下,品紅又變成紅色
(3)實驗Ⅲ試管A中反應的化學方程式為　　　 　　　　　　　　　　　　。?①若B中為紫色石蕊溶液,現(xiàn)象為　　　 　　。?②若B為H2S溶液,觀察到出現(xiàn)淡黃色的固體,寫出反應的化學方程式:　　　　　　　　　　　　。?
SO2+2H2S = 3S↓+2H2O
③若B為新制氯水,觀察到氯水褪色,推測該反應中硫元素的化合價變化為由　　　價轉(zhuǎn)化為　　　價;為證實產(chǎn)物中氯元素的存在形式,某同學設(shè)計實驗:向反應后的試管中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液,觀察到產(chǎn)生白色沉淀,由此得出結(jié)論:氯水轉(zhuǎn)化為Cl-。該方案是否合理?　　　　(填“合理”或者“不合理”),請說明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(寫出2條)?
氯水中本身含Cl-,而且氯水中含有HClO,HClO分解產(chǎn)生Cl-
[解析](3)實驗Ⅲ試管A中銅和濃硫酸加熱反應生成SO2:Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+2H2O+SO2↑。①SO2通入紫色石蕊溶液中,會與水反應生成H2SO3,呈酸性,紫色石蕊溶液會變紅;②若B為H2S溶液,觀察到出現(xiàn)淡黃色的固體,該固體為S,化學方程式為SO2+2H2S = 3S↓+2H2O;
③若B為新制氯水,觀察到氯水褪色,SO2具有還原性,氯水具有氧化性,二者反應為SO2+Cl2+2H2O = H2SO4+2HCl,該反應中硫元素的化合價由+4價轉(zhuǎn)化為+6價;因為氯水中本身含Cl-,而且氯水中含有HClO,HClO分解產(chǎn)生Cl-,故不能說明氯水轉(zhuǎn)化為Cl-。
2. [2021·遼寧卷] 含S元素的某鈉鹽a能發(fā)生如圖所示轉(zhuǎn)化。下列說法錯誤的是(　 )A.a可能為正鹽,也可能為酸式鹽B.c為不溶于鹽酸的白色沉淀C.d為含極性鍵的非極性分子D.反應②中還可能生成淡黃色沉淀
由分析可知,d為SO2,由SO2易溶于水并根據(jù)“相似相溶”原理可知,d是含有極性鍵的極性分子,C項錯誤;由分析可知,鹽a可能是Na2S2O3,此時反應②為Na2S2O3+2HCl = 2NaCl+S↓+SO2↑+H2O,即反應②中可能生成淡黃色沉淀,D項正確。
3. [2021·山東卷] 工業(yè)上以SO2和純堿為原料制備無水NaHSO3的主要流程如圖所示,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NaHCO3C.氣流干燥濕料時溫度不宜過高D.中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
[解析] 根據(jù)工藝流程逆向分析可知,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,所以加入純堿進行中和,涉及的反應為H2SO3+2Na2CO3 = Na2SO3+2NaHCO3,NaHSO3+Na2CO3 = Na2SO3+NaHCO3,所以調(diào)節(jié)pH為8進行中和后得到Na2SO3和NaHCO3,通入二氧化硫氣體進行混合吸收,此時吸收過程中發(fā)生的反應為Na2SO3+SO2+H2O = 2NaHSO3↓,SO2+NaHCO3 = CO2+NaHSO3↓,此時會析出大量NaHSO3晶體,經(jīng)過濾分離,將得到的濕料再進行氣流干燥,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,則其會與生成的亞硫酸發(fā)生反應,且NaHCO3溶解度較低,若其殘留于母液中,會使晶體不純,假設(shè)不成立,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)合上述分析可知,中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3,D正確。
1. 以黃鐵礦(主要成分為FeS2)生產(chǎn)硫酸的工藝流程如圖所示。下列說法不正確的是(　　)A.將黃鐵礦粉碎,可加快其在沸騰爐中的化學反應速率B.沸騰爐中得到的氧化產(chǎn)物只有SO2C.接觸室中排放出的SO2、O2循環(huán)利用,可提高原料利用率D.吸收塔中發(fā)生的反應為SO3+H2O = H2SO4
[解析] 黃鐵礦是固體物質(zhì),在進行生產(chǎn)時將黃鐵礦粉碎,可增大固體物質(zhì)與空氣的接觸面積,從而能夠加快其在沸騰爐中的化學反應速率,A正確;在沸騰爐中,FeS2被O2氧化產(chǎn)生Fe2O3、SO2,得到的氧化產(chǎn)物不是只有SO2,還有Fe2O3,B錯誤;在接觸室中,SO2、O2在催化劑表面接觸發(fā)生可逆反應產(chǎn)生SO3,經(jīng)過熱交換器,SO3被分離出來,排放出的SO2、O2可再重新加入接觸室發(fā)生反應,故可以被循環(huán)利用,從而提高原料利用率,C正確;在吸收塔中,SO3被98.3%的濃硫酸中少量H2O吸收,發(fā)生反應:SO3+H2O = H2SO4,故反應得到更濃的濃硫酸,D正確。
2. 下列有關(guān)硫及其化合物的說法正確的是(　　)A.SO2、H2SO3均具有還原性,故濃H2SO4均能氧化SO2和H2SO3B.H2S與濃H2SO4在不同的條件下反應的氧化產(chǎn)物只能是SO2C.單質(zhì) 氧化物 酸或堿 鹽,能按照上述轉(zhuǎn)化關(guān)系直接轉(zhuǎn)化的可以是硫元素D.硫黃制備硫酸經(jīng)歷兩步:S SO3 H2SO4
[解析] 濃硫酸中S元素顯+6價,SO2和H2SO3中S元素顯+4價,+4價和+6價S處于相鄰價態(tài),不發(fā)生氧化還原反應,A錯誤;H2S和濃硫酸發(fā)生氧化還原反應,氧化產(chǎn)物可能是S、SO2等,B錯誤;S與O2反應生成SO2,SO2與水反應生成H2SO3,可實現(xiàn)題述轉(zhuǎn)化,C正確;S與O2點燃生成SO2,不能直接生成SO3,D錯誤。
3. 硫及其化合物的“價—類”二維圖如圖所示:下列說法不正確的是(　　)A.由X生成S,必須加入氧化劑B.從物質(zhì)類別角度分析,SO2和SO3都是酸性氧化物C.在加熱條件下,Y的濃溶液與銅單質(zhì)可以發(fā)生反應生成SO2D.24 mL 0.05 ml·L-1Na2SO3溶液與20 mL 0.02 ml·L-1 K2Cr2O7溶液恰好反應,則Cr元素在還原產(chǎn)物中的化合價為+3價
[解析] X是H2S,S元素的非金屬性較弱,H2S加熱時分解生成S和H2,不需要加入氧化劑,A錯誤;SO2和SO3都是酸性氧化物,B正確;Y是H2SO4,加熱時,濃硫酸與銅反應生成CuSO4、SO2和H2O,C正確;Na2SO3被氧化應生成Na2SO4,設(shè)還原產(chǎn)物中Cr元素化合價為x,據(jù)得失電子守恒可得24 mL×0.05 ml·L-1×(6-4)=20 mL×0.02 ml·L-1×2×(6-x),解得x=3,D正確。
4. 以黃鐵礦(主要成分為FeS2)為原料生產(chǎn)硫酸,應將產(chǎn)出的爐渣和尾氣進行資源化綜合利用,減輕對環(huán)境的污染。其中一種流程如圖所示?；卮饐栴}:(1)黃鐵礦中硫元素的化合價為　　。?
[解析] 黃鐵礦(主要成分為FeS2)煅燒生成氧化鐵和二氧化硫,高溫下氧化鐵用CO還原得到還原鐵粉,用 K2Cr2O7滴定分析法測定還原鐵粉純度;二氧化硫經(jīng)過一系列步驟生成硫酸,尾氣中含有二氧化硫,用氫氧化鈉溶液吸收生成NaHSO3,NaHSO3加熱后生成Na2S2O5。(1)黃鐵礦的主要成分是二硫化亞鐵(FeS2),其中鐵元素的化合價是+2,因此硫元素的化合價為-1。
(2)由爐渣制備還原鐵粉的化學方程式為　 　。?(3)欲得到更純的NaHSO3,反應①應通入　　 (填“過量”或“不足量”)的SO2氣體。?
[解析] (2)爐渣的主要成分為Fe2O3,由爐渣制備還原鐵粉的化學方程式為Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。(3)Na2SO3溶液能夠與SO2反應生成NaHSO3,欲得到更純的NaHSO3,反應①應通入過量的SO2氣體。
鹽酸酸化,再加BaCl2溶液
考點一 硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化
1. 硫是生物必需的營養(yǎng)元素之一,下列關(guān)于自然界中硫循環(huán)(如圖所示)的說法正確的是(　 )A.含硫桿菌及好氧/厭氧菌促進了硫的循環(huán)B.硫循環(huán)中硫的化合物均為無機物C.上述硫循環(huán)中硫元素均被氧化D.燒煤時加石灰石,可減少酸雨及溫室氣體的排放
[解析] 硫酸鹽和亞硫酸鹽等在含硫桿菌及好氧/厭氧菌作用下緩慢轉(zhuǎn)化成植物R1—S—R2,含硫桿菌及好氧/厭氧菌促進了硫的循環(huán),故A正確;硫循環(huán)中硫的化合物有含硫的有機物,不全是無機物,故B錯誤;含硫有機物、煤、石油生成H2S的過程中硫元素化合價降低,硫循環(huán)中硫元素并不全被氧化,故C錯誤;燒煤時加石灰石,可減少酸雨,但不會減少二氧化碳,不會減少溫室氣體的排放,故D錯誤。
2. 學習硫及其化合物,可運用物質(zhì)類別和元素價態(tài)二維視角模型對硫及其化合物的性質(zhì)進行推測驗證。以下說法中不正確的是(　 )A.H2S能與b反應生成硫B.a有還原性,能使酸性KMnO4溶液褪色C.c能與水劇烈反應生成dD.b的濃溶液具有吸水性、脫水性和強氧化性
[解析] 由圖可知,a為H2S,b為SO2,c為SO3,e為H2SO3,d為H2SO4。H2S與SO2反應生成硫和H2O,A正確;a為H2S,具有還原性,能與酸性高錳酸鉀溶液反應,使溶液褪色,B正確;c為SO3,d為H2SO4,SO3能與水劇烈反應:SO3+H2O = H2SO4,C正確;濃硫酸具有吸水性、脫水性和強氧化性,但b是SO2,D錯誤。
3. [2024·遼寧六校聯(lián)考] 不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化如圖所示,某些反應條件及產(chǎn)物已經(jīng)略去,下列說法正確的是( 　)A.圖中B能一步轉(zhuǎn)化成D,A也能一步轉(zhuǎn)化成DB.圖中A、C反應能生成B,反應中C表現(xiàn)還原性C.工業(yè)上制備E,常用H2O吸收D,D轉(zhuǎn)化為E的反應不是氧化還原反應D.圖中A在一定條件下與E的濃溶液反應,可能生成B,也可能生成C
[解析] 由圖可知,含硫物質(zhì)A與氧氣反應可以生成B或C,且B能與氧氣反應生成C、C能與氧氣反應生成D,則A為硫化氫、B為硫、C為二氧化硫、D為三氧化硫,由D可以與水反應生成E、E可以轉(zhuǎn)化為C可知,E為硫酸。A為硫化氫,B為硫、D為三氧化硫,硫及硫化氫與氧化劑一定條件下反應只能轉(zhuǎn)化為二氧化硫,都不能一步轉(zhuǎn)化為三氧化硫,A錯誤;硫化氫與二氧化硫反應生成硫和水,反應中二氧化硫的硫元素化合價降低被還原,二氧化硫表現(xiàn)氧化性,B錯誤;
工業(yè)上制備硫酸時,用98.3%的濃硫酸吸收三氧化硫,不能用水吸收三氧化硫,否則會因為形成酸霧導致吸收效率降低,C錯誤;硫化氫與一定濃度的硫酸反應時,可以生成硫、二氧化硫和水,也可能生成二氧化硫和水,D正確。
4. 某研究小組為研究不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,設(shè)計實驗如下,請回答有關(guān)問題。[實驗方案]按如圖所示裝置進行實驗:[問題討論](1)A中反應的化學方程式為　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。?
[解析] (2)A發(fā)生反應的化學方程式為Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O,硫元素的價態(tài)由+6價轉(zhuǎn)化為+4價。
(2)B中品紅溶液褪色,說明A中反應硫元素的價態(tài)由+6價轉(zhuǎn)化為　　　　價。?
(3)C中出現(xiàn)淡黃色沉淀,反應中H2S作　 　　　(填“氧化劑”或“還原劑”,下同),SO2作　 　　　。?
[解析] (3)C中H2S溶液和SO2發(fā)生反應2H2S+SO2 = 3S↓+2H2O,可觀察到有淡黃色沉淀生成,該反應中,H2S 中S的化合價由-2價升為0價,H2S作還原劑,發(fā)生氧化反應,SO2中S的化合價由+4價降為0價,SO2作氧化劑,發(fā)生還原反應。
(5)E的作用是　 。?(6)硫元素常見的化合價有-2、0、+4、+6,可以通過　　　　　　　(填反應類型)反應實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。?
[解析] (5)SO2是污染性氣體,需要尾氣處理,E裝置的作用是吸收SO2尾氣,防止污染環(huán)境。(6)硫元素常見的化合價有-2、0、+4、+6,可以通過氧化還原反應實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。
吸收SO2尾氣,防止污染環(huán)境
考點二　含硫化合物轉(zhuǎn)化的應用
分離器中含有硫酸和氫碘酸,二者沸點不同,用蒸餾來分離,故C正確;反應器中發(fā)生反應SO2+2H2O+I2 H2SO4+2HI,在膜反應器中發(fā)生反應2HI I2+H2,將兩反應方程式相加得碘循環(huán)工藝的總反應為SO2+2H2O = H2+H2SO4,故D正確。
6. [2024·湖南益陽南縣一中模擬] 雙堿法脫除煙氣中SO2的過程如圖所示。下列說法錯誤的是(　 )A.脫除SO2的過程中,NaOH可以循環(huán)利用B.過程Ⅱ中,1 ml O2可氧化2 ml Na2SO3C.過程Ⅰ中,SO2表現(xiàn)出還原性D.總反應為2SO2+2Ca(OH)2+O2 = 2CaSO4+2H2O
[解析] 由圖可知,過程Ⅰ是SO2與NaOH反應生成Na2SO3和H2O,過程Ⅱ是Na2SO3與O2、Ca(OH)2反應生成CaSO4和NaOH,生成的NaOH重新循環(huán)利用,故A正確;根據(jù)得失電子相等的原則,1 ml O2可以得到4 ml電子,2 ml Na2SO3失去4 ml電子,1 ml O2可氧化2 ml Na2SO3,故B正確;過程Ⅰ是非氧化還原反應,SO2不表現(xiàn)還原性,故C錯誤;總反應中SO2、O2和Ca(OH)2是反應物,CaSO4和水是生成物,總反應方程式正確,故D正確。
[解析] SO2氣體通入甲酸鈉的堿性溶液中可以生成Na2S2O4,根據(jù)元素守恒和得失電子守恒寫離子方程式,A正確;NaOH溶液的主要作用是吸收多余的SO2,B錯誤;多孔玻璃球泡可以增大氣體與溶液的接觸面積,能夠加快反應速率,C正確;Na2S2O4具有還原性,容易被氧氣氧化,先利用A中產(chǎn)生的SO2排出裝置中的空氣,D正確。
8. “以廢治廢”是基于“綠色化學”觀念治理污染的思路。用工業(yè)廢堿渣(主要成分為Na2CO3)吸收煙氣中的SO2,得到亞硫酸鈉(Na2SO3)粗品。其流程如下:下列說法正確的是(　 )A.操作①④均為過濾B.步驟②中發(fā)生了置換反應C.步驟③發(fā)生的反應為NaHSO3+NaOH = Na2SO3+H2OD.亞硫酸鈉粗品中不可能含有Na2SO4
[解析] 操作①是過濾,操作④是從NaHSO3溶液與NaOH溶液反應后的溶液中獲得Na2SO3粗品,涉及蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過濾等操作,A錯誤;步驟②中Na2CO3溶液吸收SO2,沒有單質(zhì)參加和生成,故不是置換反應,B錯誤;步驟③中NaHSO3溶液與NaOH反應生成Na2SO3和H2O,C正確;Na2SO3可能被空氣中的O2氧化為Na2SO4,故亞硫酸鈉粗品中可能含有Na2SO4,D錯誤。
9. 以硫鐵礦(主要成分為FeS2,還有少量CuS、SiO2)為原料,制備硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)的工藝流程如下:回答下列問題:(1)焙燒后得到的固體主要成分為Fe2O3,寫出焙燒過程主要反應的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。?
[解析] 以硫鐵礦(主要成分為FeS2)為原料制備硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O):焙燒硫鐵礦生成SO2,礦渣的成分為Fe2O3、CuO和SiO2,用硫酸溶解,Fe2O3、CuO與硫酸反應而SiO2不反應,Fe2O3+6H+ = 2Fe3++3H2O、CuO+2H+ = Cu2++H2O,過濾分離,濾渣為SiO2,濾液中含有Fe2(SO4)3、CuSO4及未反應的硫酸,加入鐵粉將Fe3+、Cu2+還原為Fe2+、Cu,過濾除Cu和過量Fe、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶等操作得到FeSO4·7H2O。(1)硫鐵礦高溫焙燒主要反應生成氧化鐵和二氧化硫,根據(jù)原子守恒配平書寫化學方程式為4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2。
(2)焙燒產(chǎn)生的SO2會污染環(huán)境,可用足量氨水吸收,寫出離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)試劑X是　　　　(填化學式)。?
[解析] (3)加入的試劑X是Fe,鐵與硫酸鐵反應生成硫酸亞鐵,與CuSO4反應生成FeSO4和Cu,離子反應為Fe+2Fe3+ = 3Fe2+、Fe+Cu2+ = Fe2++Cu。
(4)設(shè)計實驗,檢驗“還原”得到的溶液是否達標:?　 。?
[解析] (4)鐵離子與硫氰根離子發(fā)生絡(luò)合反應生成紅色絡(luò)合物,離子方程式為Fe3++3SCN- ? Fe(SCN)3,檢驗“還原”得到的溶液是否達標就是看溶液中是否含有鐵離子,用KSCN溶液檢驗是否含有Fe3+,具體操作:取少量溶液于試管中,滴加KSCN溶液,如果溶液不顯紅色,證明溶液達標。
取少量溶液于試管中,滴加KSCN溶液,如果溶液不顯紅色,證明溶液達標
(5)從“還原”得到的溶液中獲得硫酸亞鐵晶體的操作:　　　　　、　　　　　、過濾、洗滌、干燥。
[解析] (5)從“還原”得到的溶液中獲得硫酸亞鐵晶體的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。
②研究發(fā)現(xiàn),用氧化亞鐵硫桿菌(T.f)脫硫,溫度過高脫硫效率降低(如圖),可能的原因是?　 。?
[解析] ②升高溫度,蛋白質(zhì)變性,細菌失去催化能力,故溫度過高脫硫效率降低。
升高溫度,蛋白質(zhì)變性,細菌失去催化能力

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