2025人教版高中化学必修第二册强化练习题--第3课时　不同价态含硫物质的转化（含解析）

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2025人教版高中化学必修第二册
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.(2024安徽合肥月考)下列关于不同价态含硫物质的转化实验中硫元素的化合价变化的叙述合理的是(　　)
选项 A B C D
实验
化合价 变化 0价→+2价 0价→+6价 +4价→ +6价 +6价→+4价
2.(2024湖南衡阳月考)如图是硫元素价态与含硫元素物质类别的二维坐标图,其中b、c、d、e分子中只含有一个S原子,下列说法错误的是(　　)
A.物质j和物质e反应生成物质a
B.物质b既有氧化性又有还原性
C.物质d的浓溶液具有脱水性
D.物质f一定可以与物质q发生氧化还原反应
3.(2024河北衡水二中月考)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.(2024湖南岳阳一中月考)Ⅰ.以下是硫元素形成物质的价 — 类二维图及含硫物质(不考虑多硫化物)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,请写出涉及的化学方程式:　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　。
(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　硫及其化合物的综合考查
1.(2024山东滨州期末)天然气是一种应用广泛的燃料,含有少量H2S气体。在酸性溶液中,通过甲、乙两个过程实现天然气的脱硫,原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.过程甲发生的离子反应为2Fe3++S2- 2Fe2++S↓
B.过程乙中每4 mol Fe2+参加反应,需消耗22.4 L O2
C.通过Fe2(SO4)3和FeSO4的相互转化,天然气中的H2S间接被O2氧化
D.天然气脱硫一段时间后,溶液酸性增强
2.(教材深研拓展)硫元素是植物生长不可缺少的元素,图1是自然界中硫元素的存在示意图。图2是硫元素的价 — 类二维图,回答下列问题。
图1　自然界中硫元素的存在示意图
图2　硫元素的价—类二维图
已知:3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;NO有毒。
(1)图2中M、N对应的图1中的物质分别是　　　　,　　　　。
(2)FeS2中阴离子的电子式为　　　　;X与Y反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　。
(3)Na2SO3溶液易变质,实验室检验Na2SO3溶液是否变质的基本操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)甲、乙两位同学用铜和硫酸以及稀硝酸和H2O2做原料,设计了两种制取胆矾的方案。
方案甲:Cu\稀硫酸\稀硝酸 CuSO4溶液 胆矾(CuSO4·5H2O)
ⅰ.该方法中首先要将Cu与稀硫酸和稀硝酸混合,为了只得到CuSO4溶液,需向50 mL 1.0 mol/L稀硝酸中加入75 mL 1.0 mol/L稀硫酸与之混合。
ⅱ.操作1:　　　　、　　　　、过滤、洗涤和干燥。
方案乙:Cu\稀硫酸H2O2→CuSO4溶液 胆矾(CuSO4·5H2O)
ⅲ.该方法的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
ⅳ.这两种方案,你认为哪一种方案更合理 　　　　(填“方案甲”或“方案乙”)。
题组二　以含硫物质为载体的实验
3.(2024山东菏泽一中月考)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,有强还原性,在空气中极易被氧化。用NaHSO3还原法制备保险粉的流程如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.反应①的离子方程式为C+SO2+H2O HS+CO2
B.反应①结束后,可用盐酸酸化的BaCl2溶液检验NaHSO3是否被氧化
C.反应②中消耗的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2
D.反应②以及结晶脱水均可在空气中进行
4.(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)
5.(2024河北保定部分学校联考)某小组探究S单质与NaOH溶液在加热条件下反应得到的产物。向5 mL NaOH溶液中加入少量硫粉,加热至固体全部溶解,冷却后,得到淡黄色溶液A(pH=12)。
查阅资料:①Na2S溶液无色,S2-能与H+反应生成H2S(臭鸡蛋气味气体),能与Cu2+反应生成CuS(黑色固体)。
②Na2Sx溶液呈黄色,能与H+反应生成S和H2S,能与Cu2+反应生成S和CuS。
③S2-和均不能使品红溶液褪色,S或高浓度OH-能使品红溶液褪色。
回答下列问题:
(1)如图所示,进行实验Ⅰ和Ⅱ,证实了产物中含S。
①补全实验Ⅱ的方案(在横线上填写试剂)。
②证实产物中含S的现象是　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)依据产物中含S,甲同学认为产物还应该有S2-,请依据氧化还原反应的规律进行解释:　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)甲同学推测溶液A中可能还含有S,因为S在加热过程中可能与空气中氧气反应。针对此观点进行实验Ⅲ:取溶液A于试管中,加入足量稀盐酸,立即出现淡黄色浑浊,同时产生臭鸡蛋气味的气体,离心沉淀(固液分离),得到无色溶液B和淡黄色固体。取无色溶液B,　　　　　　　　　(填操作和现象),证实溶液A中存在S。
(4)甲同学根据溶液A呈淡黄色猜想其中还存在Na2Sx,并认为实验Ⅲ中的现象可作为证据。但乙同学认为实验Ⅲ中的现象不能说明,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)继续进行实验Ⅳ,验证了溶液A中存在Na2Sx。
①溶剂X是　　　　(填化学式)。
②证明溶液中含的实验证据是　　　　　　　　　　　　　。
进一步实验,得到结论:硫单质在碱性条件下发生反应主要生成S2-和S,溶液中还会生成少量的、S2和S。
答案与分层梯度式解析
第3课时　不同价态含硫物质的转化
基础过关练
1.C　Fe和S在加热条件下反应生成FeS,硫元素的化合价从0价→-2价,A不合理;S在O2中燃烧生成SO2,硫元素的化合价从0价→+4价,B不合理;SO2和Fe3+发生反应SO2+2Fe3++2H2O S+2Fe2++4H+,硫元素的化合价从+4价→+6价,C合理;CuSO4·5H2O加热失去结晶水变为CuSO4,硫元素的化合价未变,D不合理。
2.D　根据图像可知,j是硫化氢,e是亚硫酸,二者可以发生归中反应得到单质硫,故A正确;b是二氧化硫,SO2中硫元素化合价为+4价,为中间价态,既可以升高又可以降低,则SO2既有氧化性又有还原性,故B正确;d是H2SO4,浓硫酸具有脱水性,故C正确;如Na2SO4不能和Na2S发生氧化还原反应,故D错误。
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为浓硫酸,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,食品中添加适量的SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用,因此SO2可用作食品添加剂,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.C　过程甲发生的离子反应为2Fe3++H2S 2Fe2++2H++S↓,A错误;过程乙为FeSO4在酸性条件下被O2氧化生成Fe2(SO4)3和H2O,离子方程式为4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O,4 mol Fe2+参加反应时消耗1 mol O2,没有说明是否是标准状况,故O2体积不一定是22.4 L,B错误;脱硫过程中Fe2(SO4)3氧化H2S,自身被还原成FeSO4,FeSO4又被O2氧化成Fe2(SO4)3,故脱硫过程O2间接氧化H2S生成硫单质,O2+2H2S 2H2O+2S↓,反应后生成H2O,导致溶液酸性减弱,C正确、D错误。
2.答案　(1)CaSO4·2H2O、Na2SO4·10H2O　CuFeS2　(2)[····]2-　1∶2　(3)取少量溶液于试管中,向其中加入过量稀盐酸,再滴加BaCl2溶液,如果产生白色沉淀,证明Na2SO3溶液变质　(4)蒸发浓缩　降温结晶　Cu+H2O2+H2SO4 CuSO4+2H2O　方案乙
解析　(1)M、N为盐,M中硫元素的化合价为+6价,N中硫元素的化合价为-2价,图1中CaSO4·2H2O、Na2SO4·10H2O属于盐,且硫元素的化合价为+6价;CuFeS2也属于盐,硫元素的化合价为-2价,故M对应图1中的CaSO4·2H2O、Na2SO4·10H2O,N对应图1中的CuFeS2。(2)FeS2中阴离子是,其电子式为[····]2-;X为H2S、Y为SO2,H2S和SO2反应生成S和H2O,反应方程式为SO2+2H2S 2H2O+3S,该反应中氧化剂SO2与还原剂H2S的物质的量之比为1∶2。(3)Na2SO3变质会生成Na2SO4,实验室检验Na2SO3溶液是否变质即检验S,基本操作是取少量溶液于试管中,向其中加入过量稀盐酸,再滴加BaCl2溶液,如果产生白色沉淀,证明Na2SO3溶液变质。(4)操作1由CuSO4溶液得到CuSO4·5H2O,该操作为蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤和干燥。H2O2具有氧化性,在酸性条件下氧化Cu单质,反应的化学方程式为Cu+H2O2+H2SO4 CuSO4+2H2O。方案甲中会产生NO污染空气,方案乙产物无污染,故方案乙更合理。
3.B　根据流程图可知,反应①的离子方程式为C+2SO2+H2O 2HS+CO2,故A错误;若NaHSO3被氧化,会生成S,可用盐酸酸化的BaCl2溶液检验,如果有白色沉淀生成,说明已被氧化,如果没有白色沉淀产生,则未被氧化,故B正确;根据流程图结合得失电子守恒、原子守恒可得反应②的化学方程式为2NaHSO3+Zn Zn(OH)2+Na2S2O4,氧化剂(NaHSO3)与还原剂(Zn)的物质的量之比为2∶1,故C错误;由于Na2S2O4有强还原性,在空气中极易被氧化,所以反应②及结晶脱水均需隔绝O2,故D错误。
4.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,生成的二氧化碳用澄清石灰水检验;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,硫元素化合价均降低,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 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 正确
5.答案　(1)①0.5 mL pH=12的氢氧化钠溶液　②实验Ⅰ中品红溶液褪色,实验Ⅱ中品红溶液不褪色　(2)反应中硫元素失去电子,化合价升高得到S,则根据得失电子守恒,还有部分硫元素得到电子,化合价降低得到S2-　(3)滴加氯化钡溶液,生成白色沉淀　(4)S2-能和盐酸反应生成臭鸡蛋气味的H2S,酸性条件下S2-和S发生氧化还原反应生成淡黄色沉淀S,会出现同样的现象　(5)①CS2　②淡黄色溶液A中加入氯化铜溶液生成黑色沉淀和淡黄色的硫单质
解析　(1)①根据资料可知:S2-和均不能使品红溶液褪色,S或高浓度OH-能使品红溶液褪色,反应后得到淡黄色溶液A(pH=12,显碱性),进行实验Ⅰ和Ⅱ,证实了产物中含S,所以实验Ⅱ需要排除溶液中OH-的干扰,故应向试管中加入0.5 mL pH=12的氢氧化钠溶液。②证实产物中含S的现象是实验Ⅰ中品红溶液褪色,实验Ⅱ中品红溶液不褪色。(3)S和Ba2+生成不溶于盐酸的BaSO4沉淀,所以操作为取无色溶液B,滴加氯化钡溶液,生成白色沉淀,证实溶液A中存在S。(4)溶液A中含S、S2-,S2-能和盐酸反应生成臭鸡蛋气味的H2S,酸性条件下S2-和S发生氧化还原反应生成淡黄色沉淀S,会出现同样的现象,故实验Ⅲ中的现象不能说明存在Na2Sx。(5)根据资料可知:Na2S溶液无色,能与Cu2+反应生成黑色固体CuS,Na2Sx溶液呈黄色,能与Cu2+反应生成S和CuS。①由流程可知,溶液A中加入氯化铜溶液生成黑色沉淀,硫化铜不溶于二硫化碳,硫单质能溶于二硫化碳,故试剂X为CS2,蒸发溶剂得到硫单质。②证明溶液中含的实验证据是淡黄色溶液A中加入氯化铜溶液生成黑色沉淀和淡黄色的S。
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