2024人教版高中化学必修第二册同步练习题--第一节　硫及其化合物（含解析）

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2024人教版高中化学必修第二册同步
第五章　化工生产中的重要非金属元素
第一节　硫及其化合物
第1课时　硫和二氧化硫
基础过关练
题组一　硫的存在与性质
1.(2023河北石家庄一中月考)下列有关硫的性质及应用的描述,错误的是(　　)
A.从硫的化合价角度分析,单质硫既具有氧化性又具有还原性
B.单质硫与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物
C.试管内壁沾有硫粉,可用CS2或热的NaOH溶液洗涤
D.单质硫燃烧时,氧气少量可生成SO2,氧气足量时可生成SO3
2.(2023山西临汾期中)硫黄是一种黄色晶体,下列有关叙述正确的是(　　)
A.自然界中不存在硫黄
B.氯气的氧化性比硫黄强
C.硫黄与非金属单质反应时均为还原剂
D.利用酒精可以提取黑火药(主要成分为硝酸钾、木炭、硫黄)中的硫黄
3.(2023安徽合肥一中月考)晋代炼丹家、医药学家葛洪所著《抱朴子》一书中记载“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”,这句话中的丹砂指的是HgS,下列有关说法正确的是(　　)
A.这个过程只涉及物理变化
B.“积变又还成丹砂”过程中发生反应:HgS Hg+S
C.实验室中不慎洒落的水银不能用硫黄处理
D.“丹砂烧之成水银”过程中还可能产生SO2
题组二　二氧化硫的性质
4.(2023江苏宿迁期末)下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是(　　)
A.SO2具有还原性,可用作葡萄酒抗氧化剂
B.SO2具有氧化性,可用作纸浆漂白剂
C.SO2是酸性氧化物,可用氢氧化钠溶液吸收
D.SO2具有漂白性,可使品红溶液褪色
5.(2022陕西西安期末)室温下,1体积水能溶解约40体积的SO2。用试管收集SO2后进行如图实验,对实验现象的分析正确的是(　　)
A.试管内液面上升,证明SO2与水发生了反应
B.试管中剩余少量气体,是因为SO2的溶解已达饱和
C.取出试管中溶液,在空气中放置一段时间后pH减小,是由于H2SO3分解
D.取试管中的溶液滴入紫色石蕊溶液,溶液显红色,原因是SO2与H2O反应生成H2SO3
6.(2023河南宜阳一中月考)按如图所示进行实验,下列说法不正确的是(　　)
A.石蕊溶液变红说明SO2溶于水所形成的溶液显酸性
B.品红溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色原因不相同
C.H2S溶液中出现淡黄色沉淀,该反应体现了SO2的还原性
D.该实验说明SO2的性质具有多样性
7.(2023北京海淀期末)某小组用如下装置制备并探究SO2的性质。
(1)制备SO2时发生反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O。若所用硫酸的浓度较低,反应时观察不到气泡,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)能体现SO2与水反应生成酸性物质的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)②中观察到有淡黄色固体生成,说明SO2具有　　　　(填“氧化”或“还原”)性。
(4)③中观察到蓝色褪去,SO2发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)蘸有NaOH溶液的棉花的作用是　　　　　　　　　,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。
题组三　二氧化硫与其他漂白性物质的漂白原理
8.(2023黑龙江哈尔滨月考)下列物质能使品红溶液褪色,且褪色原理基本相同的是(　　)
①活性炭　②新制氯水　③二氧化硫
④臭氧　⑤过氧化钠　⑥双氧水
A.①②④　　　　 B.②③⑤
C.②④⑤⑥　　　　D.③④⑥
9.(2022湖南株洲四中月考)下列现象能说明SO2具有漂白性的是(　　)
①SO2通入品红溶液中,溶液褪色
②SO2通入加有酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色
③SO2通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色
A.①　　B.①②　　C.①②③　　D.②③
题组四　二氧化硫和二氧化碳的鉴别与除杂
10.检验SO2中是否混有CO2气体,可采用的方法是(　　)
A.通过品红溶液
B.先通过足量NaOH溶液,再通入澄清石灰水
C.通过澄清石灰水
D.先通过足量溴水,再通过澄清石灰水
11.某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,通入至过量发现浑浊又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1:该气体为CO2
猜想2:该气体为SO2
猜想3:　　　　　　　　
为了验证猜想,该小组设计实验加以探究。
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入,则:
(1)B中应该装　　　(填字母)。
A.NaCl溶液　　　　B.酸性KMnO4溶液
C.盐酸　　　　 D.澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是:　　　　　　　　　　　　　　。
(3)D中澄清石灰水的作用是:　　　　　　　　　　　　　　。
通过该实验,该小组同学观察到以下三个实验现象:
①A中品红溶液褪色　
②C中品红溶液不褪色　
③D中澄清石灰水变浑浊
[得出结论]
(4)由上述现象该小组同学确认该气体的成分为　　　　　　　　　　　　　　。
能力提升练
题组一　二氧化硫性质的综合考查
1.(2023辽宁沈阳月考,)物质分类观是化学学科的核心观点,SO2和CO2都是酸性氧化物。将足量SO2分别通入①酸性高锰酸钾溶液、②氯水、③含酚酞的NaOH溶液中,实验现象均为褪色。下列判断正确的是　(　　)
A.将CO2通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色
B.②中发生反应的化学方程式为SO2+Cl2+2H2O 2HCl+H2SO4
C.将CO2或SO2通入氯化钡溶液都有白色沉淀生成
D.③中若通入足量SO2,则发生的离子方程式为SO2+2OH- S+H2O
2.(2022重庆南开中学段考)如图所示是一套检验气体性质的实验装置。向装置中缓慢通入气体X,若关闭活塞,则品红溶液无变化而澄清石灰水变浑浊;若打开活塞,则品红溶液褪色。据此判断气体X和洗气瓶内的溶液Y分别可能为(　　)
① ② ③ ④
X SO2 H2S CO2 Cl2
Y 饱和 NaHCO3 溶液 浓硫酸 Na2SO3 溶液 Na2CO3 溶液
A.①④　　　　B.①② C.②③　　　　D.③④
3.某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+,他们使用的药品和装置如图所示,下列说法不合理的是(　　)
A.为了验证A中发生了氧化还原反应,加入酸性KMnO4溶液,紫红色褪去
B.为了验证A中发生了氧化还原反应,加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀
C.能表明I-的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色
D.装置C的作用是吸收SO2尾气,防止污染空气
题组二　二氧化硫的制备与性质探究综合实验
4.(2023山西怀仁一中期中)已知:常温下,70%硫酸溶液与亚硫酸钠固体反应可制取SO2。用下列装置进行SO2制取、性质验证和尾气处理,不能达到相应实验目的的是(　　)
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
A.图Ⅰ:制取SO2,并控制反应的产生与停止
B.图Ⅱ:检验SO2具有漂白性
C.图Ⅲ:验证SO2具有还原性
D.图Ⅳ:收集SO2,并进行尾气处理
5.(2023湖北武汉联考)某小组设计了二氧化硫的制备与性质一体化实验,其装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.a、b、c中依次盛装70%硫酸溶液、Na2SO3固体、NaOH溶液
B.实验时,湿润的pH试纸、品红溶液、KMnO4溶液均褪色,Na2S溶液中出现淡黄色沉淀
C.点燃酒精灯加热,品红溶液恢复原色,KMnO4溶液不恢复原色
D.此设计可证明SO2的水溶液呈酸性,SO2有氧化性、还原性、漂白性
6.(2023黑龙江哈尔滨九中月考)某实验小组设计了如图装置用于制取SO2并验证其性质。
(1)写出实验室制备SO2的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)若装置B中溶液无明显现象,装置C中溶液红色褪去,则使品红的水溶液褪色的含硫微粒一定不是　　　　(填化学式)。该实验的一个明显缺陷为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)该实验小组的甲、乙两位同学为了进一步探究SO2的漂白性,按如图装置继续进行实验并记录相关实验现象。
根据表中实验现象做出合理解释。
组别 实验现象 合理解释
甲 品红溶液几乎不褪色 反应方程式为　　　　　　　　　　　
乙 品红溶液随时间的推移颜色变得越来越浅 原因可能是　　　　　　　　　　　　
(4)该实验小组的学生丙预测装置D中没有白色沉淀产生,但随着反应的进行,发现装置D中产生了少量白色沉淀。为进一步探究产生沉淀的原因,分别用煮沸和未煮沸过的蒸馏水配制的Ba(NO3)2和BaCl2溶液,进行如图实验:
实验中G、H、I烧杯中观察到的现象如下表:
烧杯 实验现象
G 无白色沉淀产生,pH传感器测得溶液pH=5.3
H 有白色沉淀产生
I 有白色沉淀产生,I中出现白色沉淀比H中快很多
查阅信息可知,硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性。
①根据I中出现白色沉淀的速率比H中快很多的现象,推测其根本原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。
②如果想使装置G中出现白色沉淀现象,还可以向G中滴加　　　　(填字母)。
A.稀硝酸　 B.氢氧化钠溶液 C.氯水　　D.盐酸
第2课时　硫酸　硫酸根离子的检验
基础过关练
题组一　硫酸的工业制备
1.(2022重庆两江中学月考)硫酸是一种重要的化工原料,下列关于硫酸的说法中不正确的是(　　)
A.硫酸可用于生产化肥、农药和炸药等
B.硫黄和黄铁矿可以作为制备硫酸的原料
C.工业制备硫酸时,SO2转化为SO3的反应需要在加热和催化剂存在的条件下进行
D.工业生产中反应生成的SO3可以用水直接吸收来制备硫酸
2.(2023辽宁鞍山联考)一种以黄铁矿(主要成分是FeS2,设杂质均不参与反应)为原料生产硫酸的简要流程图如下:
下列说法不正确的是(　　)
A.将黄铁矿粉碎的目的是加快反应速率,提高原料利用率
B.黄铁矿“煅烧”时反应的化学方程式为4FeS2+11O2 2Fe3O4+8SO2
C.“吸收”时若用水吸收三氧化硫会有酸雾产生
D.三氧化硫制硫酸的化学方程式为SO3+H2O H2SO4
题组二　浓硫酸的吸水性、脱水性
3.(2022江西上饶月考)下列关于浓硫酸的吸水性和脱水性的说法中,错误的是(　　)
A.实验室制取氯气时用浓硫酸作干燥剂,说明浓硫酸有吸水性
B.将少量浓硫酸滴在湿润的蓝色石蕊试纸上,试纸变黑,说明浓硫酸具有脱水性
C.空气中敞口久置的浓硫酸,浓度减小,质量增大,说明浓硫酸具有吸水性
D.浓硫酸使胆矾变白,说明浓硫酸具有脱水性
4.(2023黑龙江双鸭山一中阶段考)在实验探究课上,同学们积极思考,设计出如图所示四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性,其中在理论上可行的是(　　)
① ② ③ ④
A.①②③④　　　　　B.①②③ C.①③④　　　　　D.②③④
题组三　浓硫酸的强氧化性
5.下列表述中只体现浓硫酸强氧化性的是(　　)
A.浓硫酸滴加到白纸上,使纸张变黑
B.浓硫酸与铜片在加热条件下反应
C.浓硫酸与木炭在加热条件下反应
D.向蔗糖中加入浓硫酸,蔗糖变黑,有刺激性气味气体产生
6.(2022山西运城段考)某同学在实验室选用下列实验装置,验证浓硫酸与碳反应的生成物。下列说法正确的是(　　)
A.若连接顺序为Ⅰ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅴ,当观察到装置Ⅲ溶液颜色变浅但不褪色,装置Ⅴ溶液变浑浊时,可证明反应产生了CO2
B.若连接顺序为Ⅰ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅴ,此时装置Ⅲ两侧的品红溶液在实验设计中的目的和作用相同
C.反应过程中装置Ⅲ中酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的漂白性
D.浓硫酸与碳反应中,浓硫酸表现出酸性和强氧化性
题组四　S的检验与粗盐的提纯
7.(2023河北石家庄二中月考)已知:酸性条件下N可以将S氧化为S。则下列检验某溶液中是否含有S的方法中正确的是(　　)
A.向该溶液中加入酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明溶液中一定有S
B.向该溶液中加入BaCl2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有S
C.向该溶液中加入足量盐酸,无现象,再加入BaCl2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有S
D.向该溶液中加入BaCl2溶液出现白色沉淀,再加入盐酸白色沉淀不溶解,说明该溶液中一定有S
8.(2023福建厦门期中)为除去粗食盐水中的Ca2+、Mg2+、S等离子,以制得精盐水。某同学设计如下方案:
以下说法正确的是(　　)
A.A中主要有Mg(OH)2和BaSO4
B.②中加入过量Na2CO3溶液的主要目的是除去Mg2+、Ca2+
C.D中只有C、Cl-、Na+这3种离子
D.③中发生的反应只有2H++C H2O+CO2↑
9.(2023河南濮阳一中期中)粗盐中含Ca2+、Mg2+、S等杂质,需要提纯后才能综合利用。为除去粗盐中的杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量):
称取粗盐 滤液 精盐
(1)检验含有S的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)请写出加入试剂X发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　。试剂Y的化学式为　　　　　。
(3)加入试剂Y发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。
题组五　常见的硫酸盐
10.(2023江西抚州月考)硫酸盐在我们生活中有很多应用,下列说法不正确的是(　　)
A.芒硝的化学式为Na2SO4·10H2O
B.重晶石的主要成分为BaCO3,可作医疗上的“钡餐”
C.“波尔多液”是一种常见的农药,由胆矾和石灰乳混合制得
D.石膏(CaSO4·2H2O)受热形成熟石膏(2CaSO4·H2O)
11.(2023广东名校联考)《本草纲目》中记载的玄明粉亦称白龙粉,其主要成分为硫酸钠,对治疗热厥、伤寒发狂等具有良好疗效。下列说法错误的是(　　)
A.硫酸钠为硫酸盐
B.硫酸钠在工业上可以通过钠与硫酸铜溶液反应得到
C.将硫酸钠溶于水,加入足量盐酸,再加入BaCl2溶液,可检验其中的S
D.硫酸钠中阴、阳离子数目之比为1∶2
能力提升练
题组一　浓硫酸的特性与S的检验
1.(2023浙江杭州月考)在常温下,用三块相同的铝片(均已去除氧化膜)进行如下实验。
实验1:取第一块铝片,放入稀硫酸中,有明显的现象;
实验2:取第二块铝片,放入CuSO4溶液中,铝片表面有红色物质析出;
实验3:取第三块铝片,放入浓硫酸中,没有明显的现象;
实验4:将实验3中的铝片取出,洗净后放入硫酸铜溶液中,没有明显的现象。
下列说法不正确的是(　　)
A.在实验1中可以观察到铝片表面有气泡产生
B.由实验2可以得出金属铝比铜活泼
C.铝片与浓硫酸不能发生化学反应
D.浓硫酸与稀硫酸的化学性质有差别
2.(2023辽宁锦州联考)表格中的实验操作、实验现象和结论均正确且相符的是(　　)
选项 实验操作 实验现象 结论
A 将浓硫酸滴到蔗糖表面 固体变黑膨胀 浓硫酸只体现脱水性
B 向某溶液中滴加BaCl2溶液 产生白色沉淀 溶液中一定含有S
C 将浓硫酸和铜加热,冷却后将混合液加入水中稀释 产生刺激性气味气体,溶液呈蓝色 浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性
D 将足量锌和浓硫酸共热,将气体通入品红溶液 产生刺激性气味气体,品红溶液褪色 产生的气体只有SO2
题组二　以浓硫酸为载体的综合实验
3.(2023湖南汉寿一中月考)某小组同学利用反应:S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O,进行如图所示的含硫物质的转化实验(夹持装置略)。下列说法正确的是(　　)
A.试管①中,浓硫酸体现了强氧化性和脱水性
B.试管②中,溶液褪色,体现+4价硫元素的氧化性
C.试管③中,有淡黄色沉淀出现,体现了-2价硫元素的还原性
D.烧杯中的反应为SO3+2NaOH Na2SO4+H2O
4.(2022河南名校联考)为验证浓硫酸与除去表面氧化物的铁钉(碳素钢)共热产生气体的成分(可能含CO2、SO2、H2),设计了下图所示装置。
下列说法错误的是(　　)
A.D装置中的试剂可以是Ba(OH)2溶液
B.若将B、D装置位置调换,检验得到的结果一样
C.E装置中浓硫酸的作用是吸收水蒸气
D.F装置中黑色固体变红色,G装置中白色固体变蓝色,说明有H2产生
第3课时　不同价态含硫物质的转化
基础过关练
题组　硫及其化合物的转化
1.(2023河北衡水开学考)硫黄在空气中燃烧生成气体甲,甲溶于水得含溶质乙的溶液,向含乙的溶液中滴加溴水,含乙的溶液变成含溶质丙的溶液。甲、乙、丙均含有硫元素,则它们分别是(　　)
A.SO3、H2SO4、H2SO3　　　　　　B.SO2、H2SO3、H2SO4
C.SO3、H2SO3、H2SO4　　　　　　D.SO2、H2SO4、H2SO3
2.(2022河南豫北名校联考)化学是神奇的科学。“硫去硫又回”的转化关系如下:
S SO2 Na2SO3溶液 Na2S2O3溶液 S(提示:反应④的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4 S↓+SO2↑+Na2SO4+H2O)
下列有关说法正确的是(　　)
A.反应①中试剂A一定为氧气
B.反应②为过量SO2与NaOH溶液反应
C.反应④中生成的S既是氧化产物也是还原产物
D.反应④中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1
3.(2023山东菏泽一中期末)已知c、d、e、f、h均是二元化合物,a为黑色固体单质,d能使品红溶液褪色,e是液体,上述物质的转化关系如图所示(个别产物略去)。下列说法错误的是(　　)
A.a与b的反应体现了b的强氧化性
B.f中阴、阳离子个数比为1∶2
C.h也可以由两种单质直接化合而成
D.d可用作食品添加剂
4.(2023广东深圳观澜中学月考)研究不同价态硫元素之间的转化是合理利用硫元素的基本途径。
Ⅰ.以下是硫元素形成物质的价—类二维图及含硫物质相互转化的部分信息。
(1)若G是一种由四种元素组成的钠盐,它的电离方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)C→F→E是形成酸雨的可能途径,请写出其中的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)检验S的实验操作及现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
Ⅱ.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。可选用的实验药品如下:
①Na2SO3溶液　②浓硫酸　③Na2S溶液　④稀硫酸　⑤酸性KMnO4溶液　⑥品红溶液　⑦铜片
实验 序号 预期转化 选择试剂(填序号) 证明实现转化的现象
ⅰ →
ⅱ → ②、⑦、⑥
(4)实验ⅰ选择的试剂是①和　　　　(填序号),证明实现转化的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)实验ⅱ中发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　,证明实现转化的现象是　　　　。
能力提升练
题组一　硫及其化合物的转化
1.(2022湖北部分学校联考)双碱法脱硫过程如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.过程Ⅰ中,SO2表现出酸性氧化物的性质
B.过程Ⅱ中,1 mol O2可氧化2 mol Na2SO3
C.总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O2 2CaSO4+2H2O
D.双碱法脱硫过程中,Ca(OH)2可以循环利用
2.(2022黑龙江大庆实验中学月考,)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的重要视角。下图是硫及其化合物的价—类二维图,下列说法不正确的是(　　)
A.图中由d转化为e需加入氧化剂
B.将a与c混合,可生成淡黄色固体
C.若g为钠盐,实验室通常用g与70%的硫酸反应来制取c
D.向d的水溶液中滴加几滴紫色石蕊溶液,溶液变红色,说明d的水溶液呈酸性
3.(2023河北武强中学月考)已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖变黑。A与X反应的转化关系如下图所示,其中反应条件及部分产物均已略去,则下列有关说法正确的是(　　)
A.X使蔗糖变黑主要体现了X的强氧化性
B.若A为碳单质,C常温下为气体,则将C通入足量澄清石灰水中,可观察到有白色沉淀产生
C.若A为铁,则足量A与X在常温下即可完全反应
D.工业上,B转化为D的反应条件为常温、使用催化剂
题组二　以含硫物质转化为载体的综合应用
4.(2023安徽示范高中培优联考)研究小组为探究Na2S晶体在空气中变质后的产物,进行实验并记录现象如下:
①取Na2S样品加水溶解,得到澄清溶液a。
②取少量溶液a加入过量盐酸,有臭鸡蛋气味的气体放出,且出现淡黄色浑浊。
③将②中浊液过滤,向滤液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
已知:Na2S溶液能溶解S生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S(有臭鸡蛋气味)。
下列说法错误的是(　　)
A.②中淡黄色浑浊可能是与H+反应产生的
B.①和②说明该Na2S样品中含有S
C.③中白色沉淀是BaSO4
D.该Na2S样品中可能含有Na2SO3
5.(2023浙江杭州期末)Na2S2O3·5H2O不溶于乙醇,可用作纸浆漂白时的脱氯剂等。用工业硫化钠(主要成分为Na2S,含少量Na2SO4)及纯碱等为原料制备Na2S2O3·5H2O的流程图如下:
下列说法不正确的是(　　)
A.Na2S2O3作脱氯剂主要利用其还原性
B.“净化”时加入的试剂X可选用BaS溶液
C.“反应”过程中体系的酸碱性对产品产率无影响
D.提纯Na2S2O3·5H2O时,应先用水洗,再用乙醇洗涤
6.(2023江苏南京期中)工业上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高温下生产硫化钠粗品,生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。一种生产硫化钠并进行纯化的流程如下图所示:
下列说法不正确的是(　　)
A.Na2SO4·10H2O和煤粉高温下反应所得CO和Na2S的物质的量之比为2∶1
B.“溶解”时需要适当升高温度
C.“操作Ⅰ”是趁热过滤
D.含少量Na2S的乙醇可通过蒸馏的方法回收乙醇
7.(2023湖南雅礼中学月考)工业上用碳粉在高温条件下还原CaSO4可以生产脱毛剂、杀虫剂CaS,反应的化学方程式为C+CaSO4CaS+CaO+SO2↑+CO↑+CO2↑(未配平)。下列说法错误的是(　　)
A.两种含硫产物均属于还原产物
B.改变碳粉用量可能使产物与上述产物不同
C.参加反应的n(C)∶n(CaSO4)=3∶2时,会生成4 mol气体
D.用图示装置可检验三种气体产物(试剂均足量)
8.(2022山东淄博期末)硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组利用如下装置制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。
已知:Ⅰ.硫代硫酸钠晶体在48 ℃熔融并开始失去结晶水,120 ℃开始分解。
Ⅱ.装置C的锥形瓶中发生的反应有:
①Na2CO3+SO2 Na2SO3+CO2;
②……
③Na2SO3+S Na2S2O3。
回答下列问题:
(1)仪器a中的试剂为　　　　　　　,仪器b的名称为　　　　。
(2)装置B的作用为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)反应②的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。为提高产品纯度,应使锥形瓶中Na2S和Na2CO3恰好完全反应,则锥形瓶中Na2S和Na2CO3物质的量之比为　　　　。
(4)反应完成后,过滤锥形瓶中混合物,滤液经　　　　(填操作名称)、结晶、过滤、洗涤,在40 ℃下干燥得到晶体。干燥时温度不高于48 ℃的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)实验中通入过量SO2会使产品变黄且产率降低,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案与分层梯度式解析
第五章　化工生产中的重要非金属元素
第一节　硫及其化合物
第1课时　硫和二氧化硫
基础过关练
1.D 2.B 3.D 4.B 5.D 6.C 8.C 9.A
10.D
1.D　单质硫中硫元素为0价,既有还原性又有氧化性,其与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物,A、B正确;硫易溶于CS2,S与NaOH反应生成的Na2S、Na2SO3可溶于水,C正确;单质硫燃烧时,只生成SO2,D错误。
易错警示　硫燃烧时,无论O2的量是否充足,产物只有SO2,不会生成SO3。
2.B　硫在自然界中既能以游离态的形式(如硫黄)存在,又能以化合态的形式(如石膏、芒硝等)存在,A错误;同周期主族元素,核电荷数越大,其单质氧化性越强,故氯气的氧化性比硫黄强,B正确;硫黄与非金属单质反应时,既可作氧化剂,又可作还原剂,C错误;硫黄微溶于酒精,易溶于CS2,应该用CS2提取黑火药中的硫黄,D错误。
3.D　根据题意可知材料中涉及HgS的分解和生成的过程,均为化学变化,A项错误;“积变又还成丹砂”过程中发生的反应是Hg+S HgS,B项错误;根据反应Hg+S HgS可知,实验室中不慎洒落的水银可用硫黄处理,C项错误;“丹砂烧之成水银”过程中发生反应HgS Hg+S,生成的S在加热条件下可能与空气中的氧气反应生成SO2,D项正确。
4.B　食品中添加适量SO2起到抗氧化的作用,说明SO2具有还原性,可以用作葡萄酒的抗氧化剂;SO2是酸性氧化物,能与碱反应,因此可用氢氧化钠溶液吸收;二氧化硫具有漂白性,可以使品红溶液褪色,可用作纸浆漂白剂。
5.D　SO2易溶于水,试管内液面上升不能说明SO2与水发生了反应,A项错误;室温下,1体积水可以溶解约40体积的二氧化硫,根据试管中二氧化硫的体积和水槽中水的量可判断SO2的溶解未达饱和,B项错误;H2SO3具有较强的还原性,易被空气中的O2氧化为硫酸,溶液酸性增强,pH减小,C项错误;滴入紫色石蕊溶液,溶液变为红色,可说明SO2与水反应生成H2SO3而使溶液呈酸性,D项正确。
6.C　SO2和水反应生成H2SO3,H2SO3电离出H+而使溶液呈酸性,紫色石蕊溶液变红色,A正确;二氧化硫使品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现SO2的还原性,B正确;H2S溶液中出现淡黄色沉淀,二氧化硫中硫元素化合价由+4价降为0价,二氧化硫作氧化剂,该反应体现了SO2的氧化性,C错误;通过题中实验证明SO2具有酸性氧化物的性质、漂白性、还原性等,D正确。
易错警示　①注意SO2漂白性和还原性的区别
SO2使品红溶液褪色表现的是SO2的漂白性,加热后溶液颜色复原;SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是SO2的还原性,加热后溶液颜色不复原。
②注意SO2氧化性的表现
SO2通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现浅黄色沉淀,表现了SO2的氧化性。
③SO2不能漂白酸碱指示剂,SO2通入紫色石蕊溶液中,仅使溶液变红而不褪色。
④SO2与碱溶液反应,当SO2少量时生成亚硫酸盐;当SO2过量时生成亚硫酸氢盐(酸式盐)。实验室中常用NaOH溶液吸收SO2,防止污染环境。
7.答案　(1)二氧化硫溶于水或与水反应
(2)湿润的蓝色石蕊试纸变红　
(3)氧化　
(4)I2+SO2+2H2O 4H++2I-+S
(5)吸收多余的二氧化硫　SO2+2OH- S+H2O
解析　(1)SO2在水中溶解度较大且可与水反应,如果硫酸浓度较低,会使生成的二氧化硫溶于水或与水反应从而观察不到气泡;(2)SO2与水反应可以生成H2SO3,可使①中湿润的蓝色石蕊试纸变红;(3)②中发生反应:5SO2+2Na2S+2H2O 3S↓+4NaHSO3,体现了二氧化硫的氧化性;(4)③中观察到蓝色褪去,③中发生反应:I2+SO2+2H2O 2HI+H2SO4,离子方程式为I2+SO2+2H2O 4H++2I-+S;(5)SO2为酸性氧化物,能与NaOH反应,离子方程式为SO2+2OH- S+H2O。
8.C　新制氯水、臭氧、过氧化钠和双氧水使品红溶液褪色利用的是它们的强氧化性,②④⑤⑥褪色原理相同;①活性炭使品红溶液褪色利用的是吸附性;③SO2使品红溶液褪色是因为其与品红结合生成无色物质。故C项正确。
9.A　①SO2与有色物质品红结合生成无色物质,SO2表现出漂白性;②SO2通入加有酚酞的NaOH溶液中,SO2表现出酸性氧化物的性质,与漂白性无关;③SO2与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应,SO2表现出还原性,与漂白性无关。故A项正确。
10.D　A项,检验的是SO2;B项,不管是否混有CO2都不会产生白色沉淀;C项,不管有没有CO2都会产生白色沉淀,不能验证有无CO2;D项,足量溴水将SO2完全吸收,通过澄清石灰水,若有白色沉淀产生则有CO2,若无沉淀产生则无CO2。
11.答案　猜想3:气体为CO2和SO2的混合气体
(1)B
(2)验证混合气体中是否含有SO2
(3)验证混合气体中是否含有CO2
(4)CO2和SO2的混合气体
解析　常见的能使澄清石灰水先变浑浊又变澄清的气体有CO2和SO2,所以提出的猜想是:①气体为CO2;②气体为SO2;③气体为CO2和SO2的混合气体。要验证气体的成分,必须先验证SO2是否存在,并除尽,再验证CO2气体是否存在,因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。
方法点拨　检验化学性质相似的两种物质时应从物质的“个性”入手。如检验CO2中是否含有SO2,可利用SO2的漂白性、还原性等性质,将混合气体通入品红溶液、酸性高锰酸钾溶液等,根据溶液是否褪色等实验现象进行判断。
能力提升练
1.B 2.A 3.A 4.A 5.B
1.B　SO2有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,CO2不具有还原性,将CO2通入酸性高锰酸钾溶液中,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A错误;SO2通入氯水中,被氧化为硫酸,B正确;将CO2或SO2通入氯化钡溶液中均不发生反应,C错误;含酚酞的NaOH溶液中通入足量SO2生成NaHSO3,反应的离子方程式为SO2+OH- HS,D错误。
2.A　关闭活塞时,SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2,CO2进入后面装置中,品红溶液无变化而澄清石灰水变浑浊;打开活塞时,SO2直接通入品红溶液中使品红溶液褪色,即①符合题意。关闭活塞时,通入的H2S与浓硫酸反应生成SO2,SO2使品红溶液褪色,澄清石灰水变浑浊,即②不符合题意。CO2不具有漂白性,且与Na2SO3溶液不反应,无论打开还是关闭活塞,品红溶液都不褪色,即③不符合题意。关闭活塞时,Cl2通入Na2CO3溶液中生成CO2,品红溶液无变化而澄清石灰水变浑浊;打开活塞时,Cl2直接通入品红溶液中,有HClO生成,品红溶液会褪色,即④符合题意。
3.A　Fe2+、Cl-都具有还原性,都可以和酸性高锰酸钾溶液发生反应使紫红色褪去,不能验证A中发生了氧化还原反应,A不合理;A中加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,表明溶液中含有S,从而表明FeCl3将SO2氧化为S,B合理;若B中蓝色溶液褪色,则B中发生的反应为SO2+I2+2H2O 2I-+S+4H+,可知还原性:SO2>I-,C合理;SO2有毒,会污染空气,所以装置C的作用是吸收SO2,防止污染空气,D合理。
4.A　亚硫酸钠能溶于水,该装置不能控制反应的发生与停止,A不能达到相应实验目的;二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,B能达到相应实验目的;SO2具有还原性,能将KMnO4还原而使溶液褪色,C能达到相应实验目的;二氧化硫的密度比空气大,可用向上排空气法收集,过量的二氧化硫用氢氧化钠溶液吸收,防止污染空气,D能达到相应实验目的。
5.B　70%硫酸溶液与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,多余的二氧化硫气体最后用NaOH溶液吸收,所以a、b、c中依次盛装70%硫酸溶液、Na2SO3固体、NaOH溶液,A正确。二氧化硫不能漂白pH试纸,二氧化硫与水反应生成亚硫酸,使湿润的pH试纸显红色,所以湿润的pH试纸不褪色,B错误。SO2使品红溶液褪色,用酒精灯加热褪色后的溶液,溶液又变红色,SO2使KMnO4溶液褪色,加热溶液颜色不恢复,C正确。二氧化硫与水反应生成亚硫酸,使湿润的pH试纸显红色,说明SO2的水溶液呈酸性;能使品红溶液褪色说明二氧化硫具有漂白性,使高锰酸钾溶液褪色说明二氧化硫具有还原性,与Na2S溶液反应有S生成说明二氧化硫具有氧化性,D正确。
6.答案　(1)Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)SO2　F中缺少防倒吸装置
(3)Cl2+SO2+2H2O 2HCl+H2SO4　Cl2与SO2流速不相同,导致其中一种过量
(4)①在该溶液中O2氧化SO2比N(H+)氧化SO2更容易　②ABC
解析　(1)实验室常利用亚硫酸钠和70%H2SO4溶液反应制备SO2,因此制备SO2的化学方程式为Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)若装置B中溶液无明显现象,装置C中溶液红色褪去,则说明是由于二氧化硫和水反应生成的亚硫酸或亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子使品红溶液褪色,因此使品红的水溶液褪色的含硫微粒一定不是SO2。二氧化硫极易与氢氧化钠溶液反应,在F中应添加防倒吸装置。
(3)甲组现象是品红溶液几乎不褪色,说明氯气和二氧化硫恰好按照物质的量之比1∶1反应生成HCl和H2SO4,其反应的化学方程式为Cl2+SO2+2H2O 2HCl+H2SO4;乙组现象是品红溶液随时间的推移颜色变得越来越浅,原因可能是Cl2与SO2流速不相同,导致其中一种过量。
(4)①根据I中出现白色沉淀的速率比H中快很多,推测其根本原因可能是在该溶液中氧气氧化SO2比N(H+)氧化SO2更容易,生成沉淀速率快;②如果想使装置G中出现白色沉淀现象,则可以利用具有氧化性的物质(比如稀硝酸、氯水、溴水等)将+4价硫氧化成硫酸根离子,也可以利用二氧化硫是酸性氧化物和碱反应生成亚硫酸盐,亚硫酸盐和氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀。
第2课时　硫酸　硫酸根离子的检验
基础过关练
1.D 2.B 3.D 4.A 5.C 6.A 7.C 8.A
10.B 11.B
1.D　硫酸可用于生产化肥、农药和炸药等,A项正确;以硫黄或黄铁矿作为原料可制取硫酸,B项正确;工业制备硫酸时,SO2转化为SO3的反应在400~500 ℃、V2O5作催化剂的条件下进行,C项正确;工业生产中用98.3%的浓硫酸来吸收SO3,D项错误。
2.B　将黄铁矿粉碎可以增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高原料利用率,A正确;黄铁矿的主要成分是FeS2,“煅烧”时生成Fe2O3和SO2,反应的化学方程式为4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2,B错误;SO3溶于水会产生大量的热,使得水蒸发变成水蒸气,然后SO3气体就会溶解在水蒸气中,从而产生酸雾,C正确;SO3与H2O发生化合反应生成H2SO4,D正确。
3.D　浓硫酸有吸水性,在实验室制取Cl2时可用作干燥剂,A项正确;将少量浓硫酸滴在湿润的蓝色石蕊试纸上,试纸变黑,可说明浓硫酸具有脱水性,B项正确;空气中敞口久置的浓硫酸,浓度减小,质量增大,是因为浓硫酸具有吸水性,C项正确;浓硫酸使胆矾变白,说明浓硫酸具有吸水性,D项错误。
易错警示　①浓硫酸具有强氧化性和酸性,不能干燥HI、HBr、H2S等具有还原性的气体和NH3等碱性气体;②浓硫酸将晶体中的结晶水吸收,体现的是浓硫酸的吸水性,判断浓硫酸的吸水性和脱水性时,要记住“有水则吸,无水则脱”。
4.A　①中鲜梨块失水变干可说明浓硫酸具有吸水性;②中胆矾晶体变白说明浓硫酸具有吸水性;③中有KNO3晶体析出说明浓硫酸具有吸水性;④中浓硫酸的液面上升,水的液面下降,说明浓硫酸具有吸水性。
5.C　浓硫酸使纸张变黑,体现浓硫酸的脱水性,A项不符合题意;浓硫酸与铜片在加热条件下反应生成CuSO4、SO2和H2O,浓硫酸体现酸性和强氧化性,B项不符合题意;浓硫酸与木炭在加热时反应生成CO2、SO2和H2O,浓硫酸只表现出强氧化性,C项符合题意;向蔗糖中加入浓硫酸,蔗糖变黑,有刺激性气味气体产生,体现浓硫酸的脱水性和强氧化性,D项不符合题意。
6.A　浓硫酸与碳在加热条件下反应生成CO2、SO2和H2O,应分别用无水CuSO4检验水蒸气,品红溶液检验SO2,澄清石灰水检验CO2。A项,装置Ⅲ中溶液变浅但不褪色,说明SO2已完全被除去,装置Ⅴ中出现浑浊,即证明反应中生成了CO2,正确;B项,前后两个装置Ⅱ分别用来检验生成SO2、检验SO2是否除尽,其目的和作用不同,错误;C项,SO2与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应,使溶液褪色,SO2表现出还原性,错误;D项,浓硫酸与碳的反应中浓硫酸只体现强氧化性,错误。
7.C　向该溶液中加入酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,若溶液中含有亚硫酸根离子也会生成BaSO4白色沉淀,A错误;向该溶液中加入BaCl2溶液出现白色沉淀,则溶液中可能含有Ag+或C,B错误;向该溶液中加入足量盐酸,无现象说明溶液中不存在Ag+、C等,再加入BaCl2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有S,C正确;若溶液中存在Ag+,向该溶液中加入BaCl2溶液会出现白色沉淀,再加入盐酸白色沉淀也不溶解,因此不能说明溶液中一定有S,D错误。
8.A　为从粗食盐水中除去Ca2+、Mg2+、S等离子,加入过量氢氧化钡溶液,Mg2+与OH-反应生成氢氧化镁沉淀,S与Ba2+反应生成硫酸钡沉淀,A正确;B中含有Ca2+、Ba2+、OH-、Na+、Cl-等,加入过量Na2CO3溶液的主要目的是除去Ca2+、Ba2+,B错误;B中加入过量Na2CO3溶液后,D中含有Cl-、Na+、C、OH-等离子,C错误;D中加入适量盐酸,除去C、OH-,则③中发生的反应有2H++C H2O+CO2↑、H++OH- H2O,D错误。
方法技巧　为了将可溶性杂质除净,除杂试剂应稍过量,这样才能保证杂质离子完全被除去,但过量的除杂试剂又会成为新的杂质,所以粗盐的提纯实验中应该保证Na2CO3溶液在BaCl2溶液或Ba(OH)2溶液后面加入,过滤后再加入适量盐酸,除去过量的Na2CO3。
9.答案　(1)取少量溶液于试管中,先加入盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,说明含有S,反之不含S
(2)Ba2++S BaSO4↓　Na2CO3
(3)C+Ca2+ CaCO3↓、C+Ba2+ BaCO3↓
解析　(1)检验S的方法是取少量溶液于试管中,先用盐酸酸化,再加入氯化钡溶液,观察是否有白色沉淀生成。(2)粗盐中含Ca2+、Mg2+、S等杂质,Mg2+用NaOH除去,Ca2+用Na2CO3除去,S用BaCl2除去,Na2CO3应在加入BaCl2之后加入,过量的OH-和C用盐酸除去。溶解后加入试剂X,然后加入氢氧化钠,X应为BaCl2,用于除去S;试剂Y是Na2CO3,用于除去Ca2+和过量的Ba2+;过滤后加入盐酸酸化。加入试剂X发生反应的离子方程式为Ba2++S BaSO4↓。(3)加入碳酸钠发生反应的离子方程式为C+Ca2+ CaCO3↓、C+Ba2+ BaCO3↓。
10.B　重晶石的主要成分为BaSO4,故B错误。
11.B　硫酸钠为硫酸盐,A正确;钠与硫酸铜溶液反应,钠先与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠,工业上不用这种方法制备硫酸钠,B错误;将硫酸钠溶于水,加入足量盐酸,排除Ag+、S、C等的干扰,再加入BaCl2溶液,若生成沉淀说明其中含有S,C正确;Na2SO4中阴、阳离子数目之比为1∶2,D正确。
能力提升练
1.C 2.C 3.C 4.B
1.C　铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,在实验1中可以观察到铝片表面有气泡产生,A正确;铝片放入CuSO4溶液中,铝片表面有红色物质析出,说明金属铝比铜活泼,B正确;在常温下,铝遇浓硫酸发生钝化,发生了化学反应,C错误;在常温下,稀硫酸能和铝反应生成气体,铝遇浓硫酸发生钝化,说明浓硫酸与稀硫酸的化学性质有差别,D正确。
2.C　浓硫酸滴到蔗糖表面,固体变黑膨胀,体现浓硫酸的脱水性和强氧化性,A错误;向某溶液中滴加BaCl2溶液,产生的白色沉淀可能是BaSO4,也可能是AgCl,则溶液中不一定含有S,B错误;将浓硫酸和铜加热,冷却后用水稀释,产生刺激性气味的气体,溶液呈蓝色,说明反应过程中生成了SO2和CuSO4,体现了浓硫酸的强氧化性和酸性,C正确;锌和浓硫酸共热,产生的刺激性气味气体能使品红溶液褪色,该气体中肯定含有SO2,随着反应的进行浓硫酸的浓度逐渐减小,足量的锌与稀硫酸反应会产生H2,因此产生的气体中还应含有H2,D错误。
3.C　在试管①中发生反应S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O,浓硫酸仅体现了强氧化性,A错误;在试管②中看到酸性KMnO4溶液褪色,是由于+4价硫元素具有还原性,B错误;在试管③中,SO2与Na2S在溶液中发生氧化还原反应,有S生成,Na2S中硫元素的化合价由-2价变为硫单质中的0价,体现了-2价硫元素的还原性,C正确;在烧杯中SO2与NaOH反应产生Na2SO3,反应的化学方程式为SO2+2NaOH Na2SO3+H2O,D错误。
4.B　结合本实验目的,对各实验装置进行如下分析:
A中发生浓硫酸和铁钉的反应 B中酸性KMnO4溶液可检验并吸收SO2 C装置检验SO2是否吸收完全 D中可用Ba(OH)2溶液等检验CO2
E为干燥装置 F中H2还原CuO G中无水硫酸铜变蓝,即气体中含H2 H可防止空气中水蒸气进入干燥管干扰实验
结合上述分析,A、C项正确;SO2、CO2均能与Ba(OH)2溶液反应生成白色沉淀,B、D装置位置不能调换,B项错误;F中H2还原CuO生成Cu,现象是黑色固体变为红色,G中白色固体变蓝色,证明F的反应中有水生成,说明混合气体中有H2,D项正确。
思维升华　要利用题中装置同时检验3种气体产物,需注意检验的先后顺序,应依次为SO2、CO2、H2。由于SO2、CO2均能使Ba(OH)2溶液变浑浊,故检验CO2前需先除去SO2,以防产生干扰;利用G中的无水硫酸铜检验F中有水蒸气生成,需注意右侧空气中水蒸气产生的干扰,需在G后连接装有碱石灰的干燥装置。
第3课时　不同价态含硫物质的转化
基础过关练
1.B　硫黄在空气中燃烧生成SO2气体,SO2溶于水得H2SO3溶液,向H2SO3溶液中滴加溴水,H2SO3被氧化为H2SO4,则甲、乙、丙分别为SO2、H2SO3、H2SO4。
2.D　反应①中试剂A可能是O2,也可能是浓硫酸等强氧化剂,A项错误;反应②生成Na2SO3,应为少量或适量SO2与NaOH溶液的反应,B项错误;反应④的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4 S↓+SO2↑+Na2SO4+H2O,Na2S2O3中S元素的平均化合价为+2价,即反应④中生成的S是还原产物,C项错误;由反应④的化学方程式可知,其氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,D项正确。
3.C　c、d、e、f、h是二元化合物,a为黑色固体单质,则a为C;d能使品红溶液褪色,d为SO2,C与浓硫酸反应有SO2生成,b为H2SO4,e是液体,e为H2O,c为CO2;h与e反应生成b,则h为SO3,g为O2;c与f反应生成氧气,f为Na2O2。C与浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O,S元素的化合价从+6价降低至+4价,只体现了浓硫酸的强氧化性,A正确;f为Na2O2,阴、阳离子个数比为1∶2,B正确;h为SO3,S和氧气反应只能生成SO2,C错误;d为SO2,可用于葡萄酒的防腐剂,D正确。
4.答案　(1)NaHSO3 Na++HS
(2)SO2+H2O H2SO3、2H2SO3+O2 2H2SO4
(3)先加盐酸,无现象,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生
(4)⑤　酸性KMnO4溶液褪色
(5)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O　品红溶液褪色
解析　A是S的-2价氢化物,A是H2S;B是S单质;C是S的+4价氧化物,C是SO2;D是S的+6价氧化物,D是SO3;E是S的+6价含氧酸,E是H2SO4;F是S的+4价含氧酸,F是H2SO3;G、H是盐。
(1)G是由四种元素组成的钠盐且G中硫元素为+4价,则G是NaHSO3,它的电离方程式是NaHSO3 Na++HS。
(2)二氧化硫和水反应生成亚硫酸,亚硫酸被氧气氧化为硫酸是造成酸雨的可能途径,化学方程式为SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O2 2H2SO4。
(3)检验S时,应先加盐酸,无现象,再加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明含有S。
(4)→发生氧化反应,选择的试剂是Na2SO3溶液和酸性KMnO4溶液,证明实现转化的现象是酸性高锰酸钾溶液褪色。
(5)→发生还原反应,选择的试剂是浓硫酸、铜片和品红溶液,发生反应的化学方程式是2H2SO4(浓)+Cu SO2↑+CuSO4+2H2O,证明实现转化的现象是品红溶液褪色。
能力提升练
1.D 2.C 3.B 4.B 5.C 6.A 7.C
1.D　结合题图转化可写出过程Ⅰ发生的反应为SO2+2NaOH Na2SO3+H2O,过程Ⅱ发生的反应为2Na2SO3+2Ca(OH)2+O2 2CaSO4+4NaOH,则总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O2 2CaSO4+2H2O。结合上述分析可知过程Ⅰ中SO2表现出酸性氧化物的性质,A项正确;过程Ⅱ中,O2中氧元素从0价降至-2价,则O2为氧化剂,1 mol O2参加反应得到4 mol电子,Na2SO3中硫元素从+4价升高至+6价,则1 mol Na2SO3被氧化失去2 mol电子,根据得失电子守恒可知,1 mol O2可氧化2 mol Na2SO3,B项正确;根据上述分析可知总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O2 2CaSO4+2H2O,C项正确;双碱法脱硫过程中,过程Ⅰ消耗NaOH,过程Ⅱ生成NaOH,即NaOH可循环利用,而Ca(OH)2不能循环利用,D项错误。
反思升华　近年来这类循环转化的试题出现的频率较高,解答这类问题,需注意:
第一,根据图示写出相关反应,看好“→”指向,如“a→b”中a表示反应物,b表示生成物,涉及氧化还原反应时,可根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒进行配平。
第二,结合写出的过程反应,调整物质的化学计量数等可写出总反应,进行相关化学计算等。
第三,根据过程反应和总反应判断是否有可循环利用的物质,或分析相关物质的作用等。
2.C　根据题图中物质类别和硫元素的化合价,可知a为H2S,b为S,c为SO2,d、e分别为H2SO3和H2SO4,而f、g为含硫元素的盐。由d转化为e,硫元素化合价升高,d为还原剂,反应中需加入氧化剂,A项正确;将a与c混合,可生成淡黄色固体,即2H2S+SO2 3S+2H2O,B项正确;实验室通常用Na2SO3与70%的硫酸反应来制取SO2,而Na2SO4与硫酸不反应,C项错误;向H2SO3的水溶液中滴加紫色石蕊溶液出现红色,可说明H2SO3的水溶液呈酸性,D项正确。
3.B　X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖变黑,则X为浓硫酸,D和水反应生成硫酸,则D是SO3,B和O2反应生成SO3,则B是SO2。浓硫酸使蔗糖变黑的现象主要体现了浓硫酸的脱水性,A错误;若A为碳单质,浓硫酸和碳在加热条件下反应生成CO2、SO2和水,故C为CO2,CO2与Ca(OH)2反应生成CaCO3,B正确;若A为铁,常温下,铁遇浓硫酸发生钝化,所以铁不能完全反应,C错误;工业上,SO2转化为SO3的反应条件为400~500 ℃、常压、使用催化剂,D错误。
4.B　Na2S晶体在空气中长久放置,硫元素可能被氧化为S单质,溶解过程中可能生成Na2Sx,加入盐酸生成淡黄色S,A正确;Na2S晶体在空气中长久放置,可能被氧化为S、Na2SO3、Na2SO4等,Na2S与HCl反应产生H2S,Na2SO3与HCl反应产生SO2,H2S与SO2反应可产生S,故①和②不能说明Na2S样品中含有S,B错误;将②中浊液过滤,由于滤液中存在大量的HCl,向滤液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,则白色沉淀是BaSO4,C正确;Na2S在空气中可能被氧化为Na2SO3,D正确。
5.C　纸浆漂白时留下的含氯物质具有强氧化性,硫代硫酸钠作脱氯剂时,主要利用其还原性,A项正确;“净化”时加入试剂X是为了除去硫酸根离子,结合流程可知可选用BaS或Ba(OH)2溶液,B项正确;“反应”过程中,若pH过小,Na2S2O3不稳定,会发生歧化反应,使产率降低,C项错误;Na2S2O3·5H2O不溶于乙醇,从溶液中获得的Na2S2O3·5H2O中含有杂质,应先用水洗去吸附的杂质离子,再用乙醇洗涤除去水,快速干燥,D项正确。
6.A　Na2SO4·10H2O和煤粉在高温下反应得到CO和Na2S,反应中碳元素化合价由0价升高到+2价,CO是氧化产物,硫元素由+6价降到-2价,Na2S为还原产物,根据得失电子守恒,反应所得CO和Na2S的物质的量之比为4∶1,A错误;硫化钠易溶于热乙醇,“溶解”时需要适当升高温度,B正确;硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇,趁热过滤,防止温度降低,硫化钠析出,降低产率,C正确;含少量Na2S的乙醇可通过蒸馏的方法回收乙醇,D正确。
7.C　装置分析:
先利用氮气排尽装置中的空气,生成的二氧化硫被酸性高锰酸钾溶液吸收,氢氧化钡溶液吸收二氧化碳,一氧化碳被浓硫酸干燥后还原氧化铜,澄清石灰水检验生成的二氧化碳,最后进行尾气处理。
选项分析:
选项 详解详析 结论
A CaSO4→CaS,CaSO4→SO2,硫元素化合价降低,CaS、SO2均属于还原产物 正确
B 碳粉过量时,在高温条件下C与CO2反应生成CO,可能只有四种产物 正确
C n(C)∶n(CaSO4)=3∶2时不能确定C和CaSO4具体的物质的量,故无法确定生成气体的物质的量 错误
D 为排除空气中O2、CO2的干扰,先用N2将装置内空气排尽,SO2使酸性KMnO4溶液颜色变浅,Ba(OH)2溶液与CO2反应生成白色沉淀,CO被浓硫酸干燥后还原CuO使固体由黑色变为红色,产生的CO2使澄清石灰水变浑浊,最后进行尾气处理 正确
8.答案　(1)70%硫酸溶液　圆底烧瓶
(2)安全瓶,防止倒吸
(3)2Na2S+3SO2 2Na2SO3+3S↓　2∶1
(4)蒸发浓缩　硫代硫酸钠晶体在48 ℃熔融并开始失去结晶水,120 ℃开始分解
(5)SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3能与Na2S溶液反应生成少量的H2S,SO2与H2S反应生成淡黄色沉淀S,若S来不及与亚硫酸钠反应就会使产品变黄;另外,过量SO2使溶液呈酸性,而硫代硫酸钠遇酸分解也会生成硫
解析　装置A为实验室制备SO2的装置,反应原理为H2SO4+Na2SO3 Na2SO4+SO2↑+H2O;装置B为安全瓶,可以防止倒吸现象的发生;装置C为制备Na2S2O3的发生装置,反应总方程式为2Na2S+Na2CO3+4SO2 3Na2S2O3+CO2;装置D为尾气处理装置,可以用NaOH溶液吸收多余的SO2。
(1)通常用70%硫酸溶液与Na2SO3反应制取SO2;仪器b的名称为圆底烧瓶。
(2)装置B的作用为安全瓶,防止倒吸。
(3)反应③中的S是归中反应的产物,可看作由Na2S+H2O+SO2 Na2SO3+H2S和2H2S+SO2 3S↓+2H2O生成,则合并为反应②为2Na2S+3SO2 2Na2SO3+3S↓。由反应①②③合并可得总反应:2Na2S+Na2CO3+4SO2 3Na2S2O3+CO2,则Na2S和Na2CO3物质的量之比为2∶1时,锥形瓶中Na2S和Na2CO3恰好完全反应。
(4)反应完成后,过滤锥形瓶中混合物,滤液经蒸发浓缩、结晶、过滤、洗涤,在40 ℃下干燥得到晶体。干燥时温度不高于48 ℃的原因是:硫代硫酸钠晶体在48 ℃熔融并开始失去结晶水,120 ℃开始分解。
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