第一节　硫及其化合物 第3课时　不同价态含硫物质的转化--2026人教版高中化学必修第二册章节练

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2026人教版高中化学必修第二册
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.(2025山东临沂月考)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.(2025广东汕头期中)如图是硫元素在自然界中的循环示意图,下列说法不正确的是(　　)
A.过程①中硫元素被氧化
B.3.2 g硫与6.4 g铜反应能得到9.6 g纯净物
C.煤中含有硫元素,燃煤时加入生石灰可脱硫
D.氢硫酸是弱酸,能与碱、碱性氧化物反应
3.(2024陕西渭南月考)几种含硫物质的转化如图所示(部分反应条件略去),下列说法错误的是(　　)
A.①中试剂a可以是Cu
B.②中需要确保NaOH溶液足量
C.③中将S换为Cl2,氧化产物为Na2SO4
D.反应④中生成的S既是氧化产物,也是还原产物
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　硫及其化合物的转化
1.(2025吉林长春第二实验中学月考)硫单质及其化合物之间存在如图所示的相互转化,下列说法正确的是(　　)
A.反应③可以在氧气不足情况下实现
B.反应⑥可以加入酸性高锰酸钾溶液实现
C.反应⑦只与水化合反应实现
D.反应⑧可以通过复分解反应实现
2.(2025安徽名校联考)下列物质在一定条件下的转化关系如图所示,其中b是淡黄色固体,d为酸性氧化物。下列说法错误的是(　　)
A.d的水溶液能导电,但d不属于电解质
B.c可用向上排空气法收集
C.c能使溴水褪色,体现其漂白性
D.加热条件下,足量的铝与e的浓溶液反应会产生2种气体
3.(2025江苏苏州月考)用FeSO4溶液、空气除去烟气中的SO2,主要物质的转化如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.过程Ⅰ、Ⅱ中,SO2均发生氧化反应
B.FeSO4溶液吸收SO2后,所得溶液酸性减弱
C.SO2最终转化成S
D.过程Ⅱ中,发生反应:2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++S+4H+
4.(2025黑吉辽蒙普通高等学校选考)红树林沉积物中普遍含硫元素,主要以黄铁矿(FeS2)和硫酸盐的形式存在。如图为红树林沉积物中微生物驱动的硫循环过程原理。
已知:在有氧层,有机物通过微生物有氧呼吸来分解;在无氧层,有机物通过微生物驱动硫酸盐发生还原反应来分解。
下列有关叙述错误的是(　　)
A.反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶1
B.在无氧层S为氧化剂,将有机物氧化
C.反应②中Fe3+与HS-的反应为2Fe3++2HS-+2OH- FeS2+Fe2++2H2O
D.硫循环过程可以有效地固定土壤深处沉积物中的铜、铅等重金属元素
5.(2025河南洛阳期中)硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.反应①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
B.反应②每生成1 mol还原产物,转移电子数目为2NA
C.标准状况下,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA
D.100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中,Na+的数目为0.01NA
题组二　陌生含硫物质的性质探究
6.(2025湖南长沙一中月考)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)
7.(2025北京人大附中期中)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
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.B　过程①中H2S转化为S,硫元素化合价升高,被氧化,A正确;3.2 g硫和6.4 g铜的物质的量之比为1∶1,二者发生反应2Cu+S Cu2S,硫过量,需根据铜的量进行计算,6.4 g Cu 和1.6 g S恰好完全反应,还有1.6 g S未反应,反应后得到1.6 g S和8 g Cu2S的混合物,B错误;煤中含有硫元素,燃煤时生成SO2,加生石灰后,SO2与CaO反应生成CaSO3,CaSO3再被O2氧化生成CaSO4,减少SO2的排放,起到脱硫的作用,C正确;氢硫酸是弱酸,具有酸的通性,可与碱、碱性氧化物反应,D正确。
3.D　Cu与浓H2SO4发生氧化还原反应,生成硫酸铜、二氧化硫和水,A正确;NaOH溶液足量,产物为Na2SO3,NaOH溶液少量,产物为NaHSO3(易错点),B正确;将S换为Cl2,Cl2与Na2SO3发生氧化还原反应,Na2SO3被Cl2氧化为Na2SO4,C正确;反应④中Na2S2O3在酸性条件下发生歧化反应,生成S和SO2,S是还原产物,D错误。
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形成酸雨的可能途径,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　H2S与足量O2反应生成SO2和H2O,氧气不足时,H2S会被氧气氧化为硫单质,A错误;酸性高锰酸钾溶液能将SO2氧化为S,B错误;SO2需被氧化剂氧化为SO3后再与水反应才能生成H2SO4,SO2与水反应生成H2SO3,C错误;H2SO4和Na2SO3发生复分解反应生成Na2SO4、SO2和H2O,D正确。
2.C　由b是淡黄色固体,能连续2次与氧气反应(破题关建)得到酸性氧化物,可知b为S,则a、c、d、e分别是H2S、SO2、SO3、H2SO4。d为SO3,其溶于水发生反应:SO3+H2O H2SO4,得到的H2SO4溶液能导电,但SO3不属于电解质,A正确;c为SO2,密度大于空气且常温下不与空气反应,可用向上排空气法收集,B正确;c为SO2,其能使溴水褪色是因为发生反应:SO2+Br2+2H2O 2HBr+H2SO4,体现的是SO2的还原性,不是漂白性,C错误;e为H2SO4,在加热条件下,足量Al与浓硫酸反应先产生SO2,随着反应进行,浓硫酸浓度降低变成稀硫酸,稀硫酸与Al反应产生H2,整个过程中产生SO2、H2 2种气体,D正确。
3.B　过程Ⅰ、Ⅱ中,SO2中S元素化合价均升高,SO2均发生氧化反应,A正确;由题图可知,FeSO4溶液吸收SO2的总反应为2SO2+O2+2H2O 2H2SO4,由于反应生成H2SO4,故所得溶液酸性增强,B错误;根据题图可知,SO2最终转化成S,C正确;过程Ⅱ中,SO2被Fe3+氧化为S,发生反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++S+4H+,D正确。
4.C　由题图可知反应①中S单质转化为S、S2-/HS-,根据得失电子守恒(解题技法)可知,氧化剂和还原剂物质的量之比为3∶1,A正确;由题意知,在无氧层,有机物通过微生物驱动硫酸盐发生还原反应来分解,则在转化过程中S中的S元素化合价降低,S为氧化剂将有机物氧化,B正确;Fe3+应该在酸性环境中存在,反应②中Fe3+与HS-的反应为2Fe3++2HS- FeS2+Fe2++2H+,C错误;硫循环过程生成S2-,S2-可以与铜、铅等重金属离子生成难溶物,有效地固定土壤深处沉积物中的铜、铅等重金属元素,D正确。
5.B　反应①的化学方程式为SO2+2H2S 3S↓+2H2O,每消耗68 g硫化氢,会生成3 mol S,则每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子数目为0.15NA,A错误;反应②的离子方程式为3S+6OH- 2S2-+S+3H2O,还原产物为S2-,则生成1 mol S2-转移电子的物质的量为2 mol,转移电子数目为2NA,B正确;标准状况下,11.2 L SO2的物质的量为0.5 mol,则其中原子总数为0.5×3NA=1.5NA,C错误;100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中,Na+的物质的量为0.1 L×0.1 mol·L-1×2=0.02 mol,则Na+的数目为0.02NA,D错误。
6.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
7.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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