第3節(jié) 硫的轉(zhuǎn)化
考綱定位
核心素養(yǎng)
1.掌握O3和H2O2的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。
2.掌握硫元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。
3.了解硫、氧及其重要化合物的制備方法。
4.了解硫元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境的影響。
1.宏觀辨識——能從不同層次認(rèn)識氧、硫及其化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。
2.變化觀念——從硫的化合價變化認(rèn)識硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化及應(yīng)用。
3.科學(xué)探究——從不同的角度探究硫及其重要化合物的性質(zhì)及制備實驗方案,并進行實驗操作驗證。
4.社會責(zé)任——關(guān)注與SO2有關(guān)的污染和環(huán)境保護,具有可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念。
考點一| 綠色氧化劑——O3和H2O2的性質(zhì)及應(yīng)用

1.臭氧(O3)
(1)組成:臭氧的分子式為O3,與O2互為同素異形體,是一種有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體。
(2)化學(xué)性質(zhì)
①不穩(wěn)定性:O3不穩(wěn)定,容易分解,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2O3===3O2。
②強氧化性
a.能氧化具有還原性的物質(zhì),如KI、FeCl2等。
O3+2KI+H2O===I2+2KOH+O2
b.漂白性:因O3有強氧化性,所以它能使有色物質(zhì)退色,并被用來殺菌消毒。
(3)用途:①可用作漂白劑、脫色劑和消毒劑;②臭氧層可以吸收來自太陽的紫外線,是人類和其他生物的保護傘。
提醒:(1)O3的生成:在放電條件下空氣中的O2可以轉(zhuǎn)化為O3,3O22O3;(2)O3在空氣中含量很少,人們感到清爽,但超過一定濃度,則會影響人體的健康。
2.過氧化氫——其水溶液稱雙氧水
(1)結(jié)構(gòu):電子式為,結(jié)構(gòu)式為H—O—O—H,含有的共價鍵有極性鍵、非極性鍵,為共價化合物,為無色液體。
(2)化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用
①不穩(wěn)定性:加熱、加催化劑都能使分解速率加快。
2H2O22H2O+O2↑(實驗室制O2)。
②弱酸性:相當(dāng)于二元弱酸。
H2O2H++HO,HOH++O。
③強氧化性
a.用10%的雙氧水漂白羽毛及絲織品(漂白劑)。
b.氧化Fe2+等還原性粒子,其離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O。
c.使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(lán),其離子方程式為H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O。
d.殺菌、消毒。
④弱還原性:遇強氧化劑時作還原劑。
2KMnO4+5H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O。
提醒:(1)MnO2、Fe3+、Cu2+均可以作為H2O2分解的催化劑;(2)H2O2為綠色氧化劑,被還原為H2O不引入其他離子。
(3)BaO2與稀硫酸反應(yīng)可制取H2O2:BaO2+H2SO4===BaSO4↓+H2O2。

1.正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)O3與H2O2可以殺死細(xì)菌,是一種綠色消毒劑。(  )
(2)臭氧比氧氣的氧化性更強,常溫下能將Ag、Hg等較不活潑的金屬氧化。(  )
(3)O3與O2的轉(zhuǎn)化是氧化還原反應(yīng)。(  )
(4)雷電天氣的空氣中O3的含量會增大。(  )
(5)臭氧和活性炭一樣,能夠吸附有機色素,是一種很好的脫色劑。
(  )
答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)×
2.寫出下列反應(yīng)的離子方程式
(1)Na2SO3溶液與雙氧水混合_____________________________。
(2)H2O2在酸性條件下與KMnO4反應(yīng)_____________________。
(3)H2O2還可將堿性工業(yè)廢水中的CN-氧化為碳酸鹽和氨氣____
_______________________________________________________。
(4)雙氧水中通入SO2____________________________________。
答案:(1)SO+H2O2===SO+H2O
(2)5H2O2+2MnO+6H+===2Mn2++8H2O+5O2↑
(3)H2O2+CN-+OH-===CO+NH3↑
(4)H2O2+SO2===2H++SO

考法☆ O3、H2O2的性質(zhì)及應(yīng)用
1.(2019·張家界模擬)某商品的廣告詞是“臭氧,世界上最強大的消毒劑”。下列有關(guān)敘述正確的是(  )
A.臭氧與氧氣是同分異構(gòu)體,二者的轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)變化
B.大氣平流層中的臭氧吸收紫外線,保護地球上的生物
C.臭氧有毒,所以不能用于水的凈化
D.因為臭氧分解生成氧氣,所以空氣中臭氧的含量越高越好
B [A項,O3與O2是同素異形體,不是同分異構(gòu)體;C項,O3可用于水的殺菌凈化;D項,O3的含量很高時,對生物是有害的。]
2.下列有關(guān)雙氧水說法錯誤的是(  )
A.H2O2、Na2O2都屬于過氧化物,都存在共價鍵
B.雙氧水是綠色氧化劑,可作醫(yī)療消毒劑
C.H2O2在過氧化氫酶的催化下,溫度越高,分解速率越快
D.H2O2作漂白劑是利用其氧化性,漂白原理與HClO類似,與SO2不同
C [酶在過高的溫度下會失去活性,故C項錯誤。]
3.過氧化氫是一種二元弱酸,比碳酸的酸性弱,它在受熱或堿性條件下極不穩(wěn)定,易分解生成H2O和O2。
(1)雙氧水能使酸性高錳酸鉀溶液退色,體現(xiàn)了雙氧水的________性(填“氧化”“還原”“酸”或“堿”,下同);雙氧水能使品紅溶液退色,體現(xiàn)了雙氧水的______性。
(2)H2O2電離的方程式為___________________________________。
(3)鑒于H2O2顯弱酸性,寫出它與足量Ba(OH)2作用形成鹽的化學(xué)方程式:___________________________________________________。
(4)稀硫酸不與Cu反應(yīng),但在稀硫酸中加入H2O2后則可使Cu溶解,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________________
__________________________________________________________。
答案:(1)還原 氧化
(2)H2O2H++HO,HOH++O
(3)Ba(OH)2+H2O2===BaO2+2H2O
(4)Cu+H2SO4+H2O2===CuSO4+2H2O
考點二| 硫及其氧化物的主要性質(zhì)和應(yīng)用

1.硫的存在和性質(zhì)
(1)自然界中硫元素的存在

(2)硫單質(zhì)的物理性質(zhì)
硫單質(zhì)俗稱硫黃,是一種黃色固體;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2;有多種同素異形體,如單斜硫、斜方硫等。
(3)從化合價的角度認(rèn)識硫單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
①S的氧化性——與變價金屬化合為低價硫化物
a.S與Fe、Cu反應(yīng)的化學(xué)方程式依次為S+FeFeS、S+2CuCu2S、S+Hg===HgS(此反應(yīng)適用于除去室內(nèi)灑落的Hg)。
b.S與H2化合反應(yīng)為S+H2H2S。
②S的還原性
a.S與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為S+O2SO2,在空氣中燃燒火焰為淡藍(lán)色。
b.與強氧化劑反應(yīng)(如濃硫酸)的化學(xué)方程式為
S+2H2SO4(濃)3SO2↑+2H2O。
提醒:(1)除去試管內(nèi)壁黏附的S可用CS2溶解除去,也可以用熱的NaOH溶液除去,其反應(yīng)為
3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3+3H2O;(2)S燃燒的產(chǎn)物是SO2,不會生成SO3。
2.硫的氧化物(SO2、SO3)的性質(zhì)及應(yīng)用
(1)SO2的性質(zhì)及其應(yīng)用
SO2是無色、有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣的大,易溶于水。
①具有酸性氧化物的通性(寫出化學(xué)方程式)
與H2O反應(yīng):SO2+H2OH2SO3,
與少量NaOH:SO2+NaOH===NaHSO3,
與足量NaOH:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O。
②具有漂白性
使品紅溶液退色(原理:SO2+有色物質(zhì)無色物質(zhì)有色物質(zhì)+SO2)。
③具有還原性
與Cl2+H2O、H2O2、O2反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為
SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4、SO2+H2O2===H2SO4、2SO2+O22SO3。
④具有氧化性
與H2S反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+2H2S===3S↓+2H2O。
(2)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。
[深度歸納] 
(1)SO2的漂白性的理解
①SO2不能漂白酸、堿指示劑,如:SO2使紫色的石蕊試液只變紅、不退色。
②SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液退色,體現(xiàn)了SO2的還原性而不是漂白性。
(2)CO2與SO2的鑒別方法
①品紅溶液法——SO2的漂白性
②高錳酸鉀(或溴水或FeCl3)法——SO2的還原性
(3)三類漂白劑的比較
類型
原理
舉例
特點
備注
氧化型
將有機色質(zhì)內(nèi)部“生色團”破壞掉
HClO、NaClO、
Ca(ClO)2、Na2O2、
H2O2、O3等
不可逆、
持久
無選
擇性
加合型
與有機色質(zhì)內(nèi)部“生色團”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)吸附而退色
活性炭
物理
變化
吸附
色素
注意:①SO2、Cl2通入品紅溶液中均退色,但加熱通Cl2的溶液不恢復(fù)紅色,而通SO2的溶液又恢復(fù)紅色。②當(dāng)SO2與Cl2按1∶1物質(zhì)的量比通入品紅溶液中,溶液不退色。
3.硫化氫(H2S)——水溶液為氫硫酸、為二元弱酸
H2S是一種無色、有臭雞蛋氣味的氣體,有劇毒,是一種大氣污染物。
(1)與足量NaOH溶液,CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式分別為
H2S+2OH-===S2-+2H2O,H2S+Cu2+===CuS↓+2H+。
(2)ZnS(或FeS)投入稀硫酸中能生成H2S氣體:ZnS+2H+===Zn2++H2S↑。
(3)可燃性:2H2S+3O22SO2+2H2O。

正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)S為活潑非金屬,在自然界只有化合態(tài)。(  )
(2)H2S、CuS、FeS、SO2均可以用單質(zhì)化合生成。(  )
(3)SO2、O3通入品紅溶液中退色原理相同。(  )
(4)SO2使溴水、酸性KMnO4溶液退色的原理相似,均表現(xiàn)了SO2的還原性。(  )
(5)二氧化硫作紙漿漂白劑的過程中沒有發(fā)生化學(xué)變化。(  )
(6)將SO2通入含酚酞的NaOH溶液中,紅色退去,說明SO2具有漂白性。(  )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×

考法1 硫及其氧化物的性質(zhì)和應(yīng)用
1.下列有關(guān)說法正確的是(  )
A.S與H2、O2、Fe反應(yīng)過程中S表現(xiàn)氧化性
B.硫、碳在空氣中完全燃燒產(chǎn)物分別為SO3、CO2
C.1 mol SO2通入足量的水中,H2SO3、HSO、SO的物質(zhì)的量之和為1 mol
D.SO2與O2充分反應(yīng)的混合物中含有SO2、O2和SO3
D [A項,S與O2反應(yīng),S表現(xiàn)還原性;B項,S的燃燒產(chǎn)物為SO2;C項,SO2與H2O反應(yīng)為可逆反應(yīng);D項,SO2與O2反應(yīng)為可逆反應(yīng)。]
2.下列說法正確的是(  )
A.SO2能使品紅溶液、溴水和酸性KMnO4溶液退色,是因為SO2具有漂白性
B.SO2、Cl2都可用于漂白物質(zhì),將等物質(zhì)的量的兩種氣體同時作用于潮濕的有色物質(zhì)時,可增強漂白效果
C.活性炭使有色物質(zhì)退色是利用了碳單質(zhì)的還原性,使有色物質(zhì)發(fā)生了還原反應(yīng)
D.SO2使品紅溶液退色后,將退色后的溶液加熱,溶液重新變?yōu)榧t色
D [A項,SO2使溴水、酸性KMnO4溶液退色是因為SO2的還原性,不是漂白性;B項,SO2與Cl2遇H2O生成H2SO4和HCl,漂白效果減弱;C項,活性炭的漂白原理是其吸附作用;D項,SO2的漂白具有不穩(wěn)定性。]
考法2 SO2的制法及其性質(zhì)探究
3.下列制取SO2、驗證其漂白性、收集并進行尾氣處理的裝置和原理能達到實驗?zāi)康牡氖?  )

A.制取SO2 B.驗證漂白性 C.收集SO2 D.尾氣處理
B [A項,稀硫酸與Cu不能反應(yīng);C項,收集SO2應(yīng)從長管進氣;D項,SO2與NaHSO3不反應(yīng),SO2不能被飽和NaHSO3溶液吸收。]
4.(2019·遼寧五校聯(lián)考)如圖是在實驗室進行二氧化硫制備與性質(zhì)實驗的組合裝置,部分固定裝置未畫出。

  F  E   A   B   C  D
(1)關(guān)閉彈簧夾2,打開彈簧夾1,注入硫酸至浸沒瓶中固體,寫出C裝置反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________________,
每消耗1 mol Na2O2,則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為________。
(2)關(guān)閉彈簧夾1后,打開彈簧夾2,殘余氣體進入E、F中,為了證明SO2有還原性,并從綠色化學(xué)的角度考慮,則Z試劑可以是________,現(xiàn)象是_____________________________________________________。
解析:(1)Na2O2具有強氧化性,SO2具有還原性,裝置C中Na2O2和SO2發(fā)生反應(yīng):SO2+Na2O2===Na2SO4,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移2e-,故每消耗1 mol Na2O2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1.204×1024。(2)為了證明SO2具有還原性,可以加入氧化劑,從綠色化學(xué)的角度考慮,Z試劑可以是酸性高錳酸鉀溶液,現(xiàn)象是紫色溶液變淺或退色。
答案:(1)SO2+Na2O2===Na2SO4 1.204×1024
(2)酸性KMnO4溶液 紫色溶液變淺或退色[或FeCl3溶液 溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色]
[思維建模] 實驗室用于制取SO2的常見原理
(1)Na2SO3+H2SO4(濃)===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
考法3 SO2、CO2二者共存的檢驗實驗方案設(shè)計
5.(2019·貴陽模擬)將一定量的生鐵(假設(shè)僅含F(xiàn)e和C)與濃硫酸加熱時,觀察到固體完全溶解,并產(chǎn)生大量氣體,某化學(xué)興趣小組用如圖裝置(夾持儀器省略)對反應(yīng)產(chǎn)生的氣體成分進行探究。

(1)儀器b的名稱為________。
(2)甲同學(xué)認(rèn)為該氣體中含有SO2、CO2、H2,將以上裝置進行連接以完成驗證(填接口字母代號):c→(  )→(  )→(  )→(  )→ (  )→(  )→(  )→(  )→(  )→(  )→(  )→(  )。
(3)實驗中可以證明產(chǎn)生的氣體中含有H2的實驗現(xiàn)象是___________________________________________________________。
(4)若取6.0 g生鐵加入15.0 mL濃硫酸中,加熱,充分反應(yīng)后得到336 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體通入足量溴水中,然后加入足量BaCl2溶液,經(jīng)適當(dāng)操作后得到干燥固體2.33 g。由此推知氣體中SO2的體積分?jǐn)?shù)為________。若在反應(yīng)所得的溶液中滴加KSCN溶液,溶液變紅;繼續(xù)滴加雙氧水至過量,溶液紅色退去,同時有氣泡產(chǎn)生。產(chǎn)生的氣泡有多種可能,氣泡可能是SCN-的反應(yīng)產(chǎn)物N2、CO2、SO2或N2、CO2;還可能是________,理由是___________________________________________
__________________________________________(用化學(xué)方程式表示)。
解析: (2)由題給裝置及試劑可知,檢驗CO2的試劑為氫氧化鋇溶液,但SO2會對CO2的檢驗產(chǎn)生干擾,所以應(yīng)先檢驗SO2并將SO2除去后再檢驗CO2,最后用裝置J、F、G檢驗產(chǎn)生的氣體中是否有H2,其中干燥后的H2在J裝置中與CuO反應(yīng)生成Cu和水,用F裝置可以檢驗生成的水,G裝置用于防止空氣中的水蒸氣進入F裝置產(chǎn)生干擾,因此裝置接口的連接順序為c→f→g→d→e→m→n→o→p(或p→o)→h→i→j→k(或k→j)。(3)氫氣還原裝置J中的氧化銅生成的水蒸氣能使F裝置中的白色的無水硫酸銅變藍(lán)色,同時裝置J中有紅色的銅單質(zhì)生成。(4)SO2具有還原性,通入足量溴水中,發(fā)生反應(yīng):SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,生成的硫酸和氯化鋇反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,設(shè)混合氣體中二氧化硫的物質(zhì)的量為n mol,則有:
    SO2  ~  BaSO4
1 mol 233 g
n mol 2.33 g
解得n=0.01,n(混合氣體)==0.015 mol,所以二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)為×100%≈66.7%。
H2O2在Fe3+的催化下會發(fā)生分解反應(yīng),生成O2和H2O。
答案:(1)分液漏斗
(2)f g d e m n o p(或p o) h i j k(或k j)
(3)裝置J中固體由黑變紅,且裝置F中固體由白變藍(lán)
(4)66.7% O2 2H2O22H2O+O2↑
[思維建模] 檢驗SO2和CO2同時存在的一般流程
流程
設(shè)計
檢驗SO2?除去SO2??檢驗CO2
實驗
裝置

所選
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
退色
退色
不退色
變渾濁
考點三| 硫酸的性質(zhì)和硫及其化合物的轉(zhuǎn)化

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:H2SO4與水以任意比互溶,溶解時可放出大量熱,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.硫酸的化學(xué)性質(zhì)
(1)稀硫酸具有酸的通性:硫酸是一種二元強酸,在水溶液中的電離方程式為H2SO4===2H++SO,能與金屬、堿性氧化物、堿、鹽等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。
(2)濃硫酸的三大特性



提醒:常見硫酸鹽及俗名:KAl(SO4)2·12H2O(明礬);2CaSO4·H2O(熟石膏)、CaSO4·2H2O(生石膏)、FeSO4·7H2O(綠礬)、CuSO4·5H2O(藍(lán)礬或膽礬)、BaSO4(重晶石)、Na2SO4·10H2O(芒硝)、ZnSO4·7H2O(硞礬)。
[深度歸納] 濃硫酸與金屬的反應(yīng)規(guī)律
(1)“鈍化”是濃硫酸將Fe、Al氧化而在其表面形成一層致密的氧化物薄膜,阻止了濃硫酸與Fe、Al的繼續(xù)反應(yīng),體現(xiàn)了濃硫酸的強氧化性。但加熱時鈍化膜被破壞能持續(xù)反應(yīng)。
(2)與活潑金屬(如Zn)反應(yīng),開始產(chǎn)生SO2,硫酸濃度變小后,產(chǎn)生H2。
(3)與不活潑金屬(如Cu)反應(yīng),開始產(chǎn)生SO2(加熱),濃度變小后,稀硫酸不再與Cu反應(yīng)。
(4)濃硫酸在與金屬的反應(yīng)中既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性。濃硫酸在與非金屬的反應(yīng)中只表現(xiàn)氧化性。
3.硫及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系
(1)

(2)相同價態(tài)硫的轉(zhuǎn)化是通過酸、堿反應(yīng)實現(xiàn)的。如:

(3)含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化
硫元素
提醒:(1)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(或稱鄰近規(guī)則);(2)相鄰價態(tài)的微粒不發(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)。

正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)稀釋濃硫酸時可將濃硫酸沿器壁注入水中并不斷攪拌。(  )
(2)濃硫酸可以使蔗糖膨脹變黑體現(xiàn)了濃硫酸的吸水性。(  )
(3)濃硫酸作干燥劑體現(xiàn)了濃硫酸的吸水性。(  )
(4)濃硫酸是酸性干燥劑,可以干燥SO2、Cl2、HCl和HI。(  )
(5)足量Zn與濃硫酸反應(yīng)生成的氣體中含有SO2和H2。(  )
(6)H2S+H2SO4(濃)===S↓+SO2↑+2H2O,反應(yīng)中SO2為氧化產(chǎn)物。(  )
答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)×

考法1 濃硫酸的特性及應(yīng)用
1.下列有關(guān)濃硫酸的敘述中正確的是(  )
①濃硫酸在常溫下能夠使鐵、鋁等金屬鈍化?、跐饬蛩崤c銅加熱反應(yīng)后,銅片有剩余,硫酸完全反應(yīng)?、蹪饬蛩峋哂形裕蚨苁拐崽翘炕、軡饬蛩崤c銅加熱反應(yīng)后,銅片有剩余,向反應(yīng)后的溶液中再加入鐵片,會有氫氣生成?、轁饬蛩崾且环N干燥劑,能夠干燥氨氣、氫氣等氣體 ⑥濃硫酸與鐵加熱反應(yīng)后,鐵片有剩余,生成的氣體除水蒸氣外只有SO2 ⑦濃硫酸具有強氧化性,常溫下能與Cu發(fā)生劇烈反應(yīng)?、酀饬蛩峋哂袕娧趸?,SO2具有還原性,所以濃硫酸不能干燥SO2?、嵯? mL 18 mol·L-1的硫酸中加入足量Cu并加熱使其充分反應(yīng),被還原的H2SO4和生成的SO2氣體均小于0.045 mol
A.①②⑤  B.①④⑨
C.⑥⑦⑧ D.③④⑨
B [隨著反應(yīng)的進行濃硫酸逐漸變成稀硫酸,稀硫酸不與銅反應(yīng),但能與鐵反應(yīng)放出H2,②⑥錯誤,④正確;③濃硫酸使蔗糖炭化,表現(xiàn)其脫水性;⑧濃硫酸中的硫為+6價,二氧化硫中的硫為+4價,無中間價態(tài),二者不反應(yīng),濃硫酸可以干燥SO2;⑨濃硫酸反應(yīng)變稀硫酸后與Cu不再反應(yīng),被還原的H2SO4和生成的SO2均小于0.045 mol。]
2.(2019·鄭州模擬)下面是某?;瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組探究足量的鋅與濃硫酸反應(yīng)的實驗:
設(shè)計如下實驗驗證該反應(yīng)產(chǎn)生的混合氣體中含有SO2、H2。


(1)若按氣體從左到右的流向,氣體流經(jīng)的各裝置連接順序是________。
(2)已知裝置A中的濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%,密度ρ=1.47 g·mL-1,該硫酸的物質(zhì)的量濃度為________
mol·L-1。
(3)D中干燥管的作用是____________________________________,
裝置B的作用是__________________________________________。
(4)證明混合氣體中含有H2的實驗現(xiàn)象為______________________
________________________________________________________。
解析:(1)檢驗H2前應(yīng)先用濃硫酸除去水蒸氣,以免對H2的檢驗產(chǎn)生干擾,按氣流從左至右的順序為ABCD。
(2)c(H2SO4)==13.5 mol·L-1。
答案:(1)ABCD (2)13.5
(3)防止空氣中的水蒸氣進入裝置,干擾H2的檢驗 檢驗SO2
(4)D中黑色物質(zhì)變?yōu)榧t色,且D中無水CuSO4變?yōu)樗{(lán)色
考法2 硫及其化合物的轉(zhuǎn)化
3.(2017·海南高考改編)分別將足量下列氣體通入稀Na2S溶液中,不能使溶液變渾濁的是(  )
A.Cl2 B.SO2
C.H2S D.O3
C [Cl2、SO2、O3均能氧化S2-為S單質(zhì),使溶液變渾濁,H2S與Na2S反應(yīng)生成可溶酸式鹽NaHS。]
4.在下列物質(zhì)轉(zhuǎn)化中,A是一種正鹽,D的相對分子質(zhì)量比C的相對分子質(zhì)量大16,E是酸,當(dāng)X無論是強酸還是強堿時,都有如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系:

當(dāng)X是強酸時,A、B、C、D、E均含同一種元素;當(dāng)X是強堿時,A、B、C、D、E均含同一種另外的元素。請回答:
(1)A是________,Y是________,Z是________。
(2)當(dāng)X是強酸時,E是________,寫出C生成D的化學(xué)方程式:___________________________________________________________。
(3)當(dāng)X是強堿時,E是________,寫出B生成C的化學(xué)方程式: __________________________________________________________。
解析:因D的相對分子質(zhì)量比C大16,則Y為O2,進而推知C、D為氧化物,BCD為連續(xù)氧化的過程。因E為酸,故C、D均為非金屬氧化物,Z為H2O。當(dāng)X為強堿時,該連續(xù)氧化關(guān)系為NH3NONO2HNO3,進而推知A為銨鹽;當(dāng)X為強酸時,該連續(xù)氧化關(guān)系為H2SSO2SO3H2SO4,進而推知A為硫化物。綜上所述A為(NH4)2S。
答案:(1)(NH4)2S O2 H2O
(2)H2SO4 2SO2+O22SO3
(3)HNO3 4NH3+5O24NO+6H2O
考法3 形形色色的硫的含氧酸及其鹽的性質(zhì)和制備
5.焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。某研究小組進行如下實驗:
實驗一 焦亞硫酸鈉的制取
采用下圖裝置(實驗前已除盡裝置內(nèi)的空氣)制取Na2S2O5。裝置Ⅱ中有Na2S2O5晶體析出,發(fā)生的反應(yīng)為Na2SO3+SO2===Na2S2O5。

(1)裝置Ⅰ中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為________________________
_______________________________________________________。
(2)要從裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體,可采取的分離方法是____________________。
(3)裝置Ⅲ用于處理尾氣,可選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為________(填序號)。

 a       b      c      d
實驗二 焦亞硫酸鈉的性質(zhì)
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
(4)證明NaHSO3溶液中HSO的電離程度大于水解程度,可采用的實驗方法是________(填序號)。
a.測定溶液的pH
b.加入Ba(OH)2溶液
c.加入鹽酸
d.加入品紅溶液
e.用藍(lán)色石蕊試紙檢測
(5)檢驗Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實驗方案是
________________________________________________________
_______________________________________________________。
解析:(1)裝置Ⅰ中濃硫酸與Na2SO3發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)制取SO2,其化學(xué)方程式為Na2SO3+H2SO4(濃)===Na2SO4+SO2↑+H2O。(2)裝置Ⅱ中已有晶體析出,可通過過濾操作得到Na2S2O5晶體。(3)食鹽水和濃硫酸不能吸收SO2,故b、c錯誤;a項,瓶口封閉易造成實驗事故,錯誤;d項,既能吸收SO2,又能防止發(fā)生倒吸,正確。(4)HSO電離顯酸性,水解顯堿性,要證明HSO的電離程度大于水解程度,則證明NaHSO3溶液顯酸性即可,故可通過測定溶液的pH,或用藍(lán)色石蕊試紙檢測等方法。(5)Na2S2O5晶體被空氣氧化的產(chǎn)物為Na2SO4,故可通過檢驗SO離子來檢驗Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化,其具體方案為:取少量Na2S2O5晶體于試管中,加適量水溶解,滴加足量鹽酸,振蕩,再滴入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,則說明Na2S2O5晶體已被氧化。
答案:(1)Na2SO3+H2SO4(濃)===Na2SO4+SO2↑+H2O(或Na2SO3+2H2SO4(濃)===2NaHSO4+SO2↑+H2O) (2)過濾 (3)d (4)a、e (5)取少量Na2S2O5晶體于試管中,加適量水溶解,滴加足量鹽酸,振蕩,再滴入氯化鋇溶液,有白色沉淀生成,說明Na2S2O5晶體已被氧化
[拓展鏈接] 硫的重要含氧酸及其鹽
(1)硫的含氧酸
正酸系列:次硫酸H2SO2、亞硫酸H2SO3、硫酸H2SO4。
過酸系列:過硫酸H2SO5、過二硫酸H2S2O8。
焦酸系列:焦亞硫酸H2S2O5、焦硫酸H2S2O7。
硫代硫酸系列:硫代亞硫酸H2S2O2、硫代硫酸H2S2O3。
連酸系列:連二亞硫酸H2S2O4、連多硫酸H2SxO6[x(2~6)]。
(2)硫的含氧酸鹽
①硫酸鹽與亞硫酸鹽:亞硫酸鹽易被氧化為硫酸鹽。
②硫代硫酸鹽(S2O):遇酸反應(yīng)生成S和SO2。
③焦亞硫酸鹽(S2O):可通過Na2SO3與SO2反應(yīng)生成。溶于水即生成NaHSO3。NaHSO3的過飽和溶液結(jié)晶可生成Na2S2O5。
課堂反饋 真題體驗
1.(2018·全國卷Ⅰ,T27節(jié)選)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛。回答下列問題:
(1)生產(chǎn)Na2S2O5,通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫出該過程的化學(xué)方程式_______________________________________
____________________________________________________________。
(2)利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為:

①pH=4.1時,Ⅰ中為________溶液(寫化學(xué)式)。
②工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是
_________________________________________________________
________________________________________________________。
解析:(1)NaHSO3結(jié)晶脫水生成Na2S2O5。(2)①向Na2CO3飽和溶液中通入SO2,可能生成Na2SO3、NaHSO3,因Na2SO3溶液呈堿性,Ⅰ中溶液呈弱酸性,所以生成的是NaHSO3。②審題時抓住“生產(chǎn)Na2S2O5,通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得”,則工藝中加入Na2CO3固體,并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3的過飽和溶液。
答案:(1)2NaHSO3===Na2S2O5+H2O
(2)①NaHSO3
②得到NaHSO3的過飽和溶液
2.(2018·全國卷Ⅲ,T28節(jié)選)已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaS2O3)=4.1×10-5。市售硫代硫酸鈉中常含有硫酸根雜質(zhì),選用下列試劑設(shè)計實驗方案進行檢驗:
試劑:稀鹽酸、稀硫酸、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液
實驗步驟
現(xiàn)象
①取少量樣品,加入除氧蒸餾水
②固體完全溶解得無色澄清溶液
③____________
④__________,有刺激性氣體產(chǎn)生
⑤靜置,________
⑥________________
解析:欲檢驗市售Na2S2O3中是否含有SO,應(yīng)先取少量樣品,加入除氧蒸餾水,固體完全溶解得澄清溶液,向其中加入過量稀鹽酸,使S2O完全反應(yīng)(S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O),以避免生成BaS2O3沉淀,對檢驗產(chǎn)生干擾,產(chǎn)生的現(xiàn)象是出現(xiàn)乳黃色渾濁,并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,靜置后,取上層清液,向其中滴入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀即可說明市售Na2S2O3中含有SO。
答案:③加入過量稀鹽酸?、艹霈F(xiàn)乳黃色渾濁?、萑∩蠈忧逡海稳隑aCl2溶液?、蕻a(chǎn)生白色沉淀

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