第2课时 硫酸 不同价态含硫物质的转化
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合格考过关检验
1.硫是生命体必需的营养元素之一,下列关于自然界中硫循环(如图所示)的说法中正确的是( )。
A.含硫杆菌及好氧、厌氧菌促进了硫的循环
B.硫循环中硫的化合物均为无机物
C.硫循环中硫元素均被氧化
D.烧煤时加石灰石,可减少酸雨的产生及温室气体的排放
2.浓硫酸分别与三种钠盐反应,现象如图[已知溴蒸气(Br2)为红棕色]。下列分析正确的是( )。
A.对比①和②可以说明还原性:Br->Cl-
B.对比①和③可以说明氧化性:Br2>SO2
C.②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性:H2SO4>HCl
D.③中浓硫酸被还原成SO2
3.工业上用黄铁矿(FeS2)为原料制备硫酸的流程如图所示。
黄铁矿(FeS2)SO2气体B硫酸
下列说法中错误的是( )。
A.煅烧时FeS2发生氧化反应
B.A可以是空气
C.步骤②发生的反应是可逆反应
D.步骤③中气体B也可以直接用水吸收
4.按下图装置进行实验,可证明碳与浓硫酸反应放出的气体是SO2和CO2。
(1)木炭与浓硫酸反应的化学方程式是 ,该反应的氧化剂为 (填化学式),当转移2 mol电子时,生成SO2和CO2在标准状况下的体积共 L。
(2)洗气瓶①②中溶液褪色,体现的二氧化硫的性质依次为 (填字母)。
A.氧化性、还原性
B.漂白性、还原性
C.漂白性、氧化性
D.还原性、漂白性
(3)证明二氧化碳存在的现象为 。
1.下列反应中,调节反应物用量或浓度不会改变反应产物的是( )。
A.铁在硫蒸气中燃烧
B.H2SO4与Cu反应
C.H2S在氧气中燃烧
D.硫酸中加入锌粒
2.已知2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。下列有关操作、装置、原理及对现象的表述正确的是( )。
A.用装置甲高温分解FeSO4,点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N2
B.用装置乙可检验分解产生的SO2,现象是石蕊溶液先变红后褪色
C.用装置丙可检验分解产生的SO3,现象是产生白色沉淀
D.装置丁内的溶液可选用饱和NaHSO3溶液吸收尾气
3.(2025陕晋宁青卷改编)某元素的单质及其化合物的转化关系如图。常温常压下G、J均为无色气体,J具有漂白性。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是 ( )。
A.G、K均能与NaOH溶液反应
B.H、N既具有氧化性也具有还原性
C.M和N溶液中加入足量盐酸,会生成相同产物
D.1 mol G与足量的J反应,转移电子数为NA
4.某小组同学设计如下实验实现几种价态硫元素间的转化。
任务Ⅰ.从以下试剂中选择合适的试剂实现S(+6)→S(+4)的转化。
试剂:①浓硫酸 ②稀硫酸 ③酸性KMnO4溶液
④Na2SO3溶液 ⑤Cu ⑥品红溶液
(1)写出实现转化的化学方程式: 。
(2)设计实验,证明实现了该转化(写出操作和现象): 。
任务Ⅱ.实现硫元素在0、+2、+4价之间的转化。
查阅资料:+2价硫元素在酸性条件下不稳定,自身易发生氧化还原反应。
SO2Na2SO3溶液Na2S2O3溶液X
(3)①中加入的物质是 ,该转化利用的是SO2 的性质。
(4)写出③的离子方程式: 。 第2课时 硫酸 不同价态含硫物质的转化
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合格考过关检验
1.硫是生命体必需的营养元素之一,下列关于自然界中硫循环(如图所示)的说法中正确的是( )。
A.含硫杆菌及好氧、厌氧菌促进了硫的循环
B.硫循环中硫的化合物均为无机物
C.硫循环中硫元素均被氧化
D.烧煤时加石灰石,可减少酸雨的产生及温室气体的排放
答案A
2.浓硫酸分别与三种钠盐反应,现象如图[已知溴蒸气(Br2)为红棕色]。下列分析正确的是( )。
A.对比①和②可以说明还原性:Br->Cl-
B.对比①和③可以说明氧化性:Br2>SO2
C.②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性:H2SO4>HCl
D.③中浓硫酸被还原成SO2
答案A
3.工业上用黄铁矿(FeS2)为原料制备硫酸的流程如图所示。
黄铁矿(FeS2)SO2气体B硫酸
下列说法中错误的是( )。
A.煅烧时FeS2发生氧化反应
B.A可以是空气
C.步骤②发生的反应是可逆反应
D.步骤③中气体B也可以直接用水吸收
答案D
4.按下图装置进行实验,可证明碳与浓硫酸反应放出的气体是SO2和CO2。
(1)木炭与浓硫酸反应的化学方程式是 ,该反应的氧化剂为 (填化学式),当转移2 mol电子时,生成SO2和CO2在标准状况下的体积共 L。
(2)洗气瓶①②中溶液褪色,体现的二氧化硫的性质依次为 (填字母)。
A.氧化性、还原性
B.漂白性、还原性
C.漂白性、氧化性
D.还原性、漂白性
(3)证明二氧化碳存在的现象为 。
答案(1)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O H2SO4 33.6
(2)B
(3)③中品红溶液不褪色,④中澄清石灰水变浑浊
解析(1)木炭与浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O,化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,在该反应中,C元素的化合价升高,S元素的化合价降低,所以氧化剂是H2SO4,由化学方程式可知,每消耗1 mol C,转移4 mol电子,生成1 mol CO2和2 mol SO2,所以转移2 mol电子时,生成0.5 mol CO2和1 mol SO2,在标准状况下的体积为(0.5 mol+1 mol)×22.4 L·mol-1=33.6 L。
(2)洗气瓶①中品红溶液褪色,体现了二氧化硫的漂白性,洗气瓶②中酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了二氧化硫的还原性,故选B。
(3)当洗气瓶③中品红溶液不褪色,证明SO2已被除尽,洗气瓶④中澄清石灰水变浑浊,即可证明有二氧化碳存在。
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1.下列反应中,调节反应物用量或浓度不会改变反应产物的是( )。
A.铁在硫蒸气中燃烧
B.H2SO4与Cu反应
C.H2S在氧气中燃烧
D.硫酸中加入锌粒
答案A
解析A项,无论硫蒸气的用量如何,只发生反应:Fe+SFeS。B项,当反应物是浓硫酸时产生SO2,当反应物是稀硫酸时不反应。C项,当O2不足时,燃烧产物为S;当O2充足时,燃烧产物为SO2。D项,若为稀硫酸,发生反应:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑;若为浓硫酸,发生反应:Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O。
2.已知2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。下列有关操作、装置、原理及对现象的表述正确的是( )。
A.用装置甲高温分解FeSO4,点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N2
B.用装置乙可检验分解产生的SO2,现象是石蕊溶液先变红后褪色
C.用装置丙可检验分解产生的SO3,现象是产生白色沉淀
D.装置丁内的溶液可选用饱和NaHSO3溶液吸收尾气
答案A
解析点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N2,排除装置中的空气,避免空气中氧气的干扰,A项正确;装置乙不能检验分解产生的SO2,产物中的SO3会对SO2的检验造成干扰,且SO2只能使石蕊溶液变红,B项错误;SO3易溶于水,当混合气体经过乙时,SO3会被吸收,所以要想检验SO3,应该把乙和丙的位置互换,C项错误;饱和NaHSO3溶液不能吸收尾气SO2,所以应选用碱液或小苏打溶液吸收,D项错误。
3.(2025陕晋宁青卷改编)某元素的单质及其化合物的转化关系如图。常温常压下G、J均为无色气体,J具有漂白性。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是 ( )。
A.G、K均能与NaOH溶液反应
B.H、N既具有氧化性也具有还原性
C.M和N溶液中加入足量盐酸,会生成相同产物
D.1 mol G与足量的J反应,转移电子数为NA
答案D
解析根据转化关系,常温常压下G、J均为无色气体,J具有漂白性,J为SO2,K为SO3,G为H2S,H为S,M为NaHSO3,N为Na2SO3,L为Na2SO4。H2S和SO3均能与NaOH溶液反应,A正确;S和Na2SO3中S的化合价处于S的中间价态,既有氧化性又有还原性,B正确;M为NaHSO3,N为Na2SO3,二者的溶液中加入足量盐酸,都会生成NaCl、SO2和H2O,C正确;1 mol H2S与足量的SO2反应生成S单质和水,2H2S+SO23S↓+2H2O,1 mol H2S参加反应,转移2 mol电子,转移2NA个电子,D错误。
4.某小组同学设计如下实验实现几种价态硫元素间的转化。
任务Ⅰ.从以下试剂中选择合适的试剂实现S(+6)→S(+4)的转化。
试剂:①浓硫酸 ②稀硫酸 ③酸性KMnO4溶液
④Na2SO3溶液 ⑤Cu ⑥品红溶液
(1)写出实现转化的化学方程式: 。
(2)设计实验,证明实现了该转化(写出操作和现象): 。
任务Ⅱ.实现硫元素在0、+2、+4价之间的转化。
查阅资料:+2价硫元素在酸性条件下不稳定,自身易发生氧化还原反应。
SO2Na2SO3溶液Na2S2O3溶液X
(3)①中加入的物质是 ,该转化利用的是SO2 的性质。
(4)写出③的离子方程式: 。
答案(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)将产生的气体通入品红溶液中,溶液褪色
(3)NaOH溶液 酸性氧化物
(4)2H++S2S↓+SO2↑+H2O
解析(1)由题意知实现该转化的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)要证明实现了该转化,只需要证明产生了SO2,结合SO2的漂白性可将反应后产生的气体通入品红溶液中,若溶液褪色,即实现了该转化。(3)SO2转变为Na2SO3的过程中硫元素化合价没有发生变化,完成该转化体现SO2酸性氧化物的性质,SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO3和H2O。(4)根据题干信息,+2价硫元素在酸性条件下不稳定,自身易发生氧化还原反应,即发生歧化反应,+2价的硫元素化合价一部分升高一部分降低,结合步骤②中Na2SO3和X反应生成Na2S2O3,分析可得X中硫元素的化合价应低于+2价,则X为S,③的离子方程式为2H++S2S↓+SO2↑+H2O。第1课时 硫和二氧化硫
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合格考过关检验
1.下列关于硫的说法不正确的是( )。
A.试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去
B.游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里
C.单质硫既具有氧化性,又具有还原性
D.硫在过量纯氧中燃烧生成三氧化硫
2.下列对可逆反应的认识正确的是( )。
A.既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
B.在同一条件下,同时向正反应和逆反应两个方向进行的反应叫可逆反应
C.电解水生成氢气和氧气与氢气和氧气点燃生成水的反应是可逆反应
D.可逆反应一定属于氧化还原反应
3.将等物质的量的SO2和Cl2同时作用于湿润的红色布条,则布条的颜色( )。
A.变白 B.基本不变
C.先褪色后又复原 D.变为无色
4.将SO2通入下列各溶液中,均能使溶液褪色,其中利用SO2漂白性的是( )。
A.酸性KMnO4溶液 B.品红溶液
C.FeCl3溶液 D.溴水
5.将SO2通入一定量NaOH溶液中,充分反应后,该溶液溶质组成不可能为( )。
A.Na2SO3和NaOH
B.NaHSO3
C.NaHSO3和Na2SO3
D.NaOH和NaHSO3
6.为了探究铁与硫反应生成的产物中铁的化合价,下面是某同学设计的实验过程的一部分。
请回答下列问题。
(1)混合粉末A中硫粉过量的原因是 。
(2)反应在“惰性气体环境中”进行的原因是 。
(3)操作②的作用是 ,也可改用加入 。
(4)操作③稀硫酸煮沸的目的是 。
(5)为证明产物中铁的价态,对D溶液的实验操作最好是 。
1.铜能够在硫蒸气中燃烧生成硫化亚铜,相关的实验装置可选用( )。
2.利用微型实验制取H2S和SO2,并探究硫元素之间的转化的装置如图。实验时挤压胶头滴管使稀硫酸滴在药匙中,然后倾斜试管使硫酸滴在FeS中与之反应。下列说法不正确的是( )。
A.浸有NaOH溶液的棉花主要是为了吸收尾气,防止污染空气
B.生成H2S的离子反应为S2-+2H+H2S↑
C.该过程中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
D.实验一段时间后,试管壁上有淡黄色固体出现
3.碳、硫的含量对钢铁的性能影响很大,其含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,经氧化吸收后再用测碳、测硫装置进行测定。实验流程如图。
(1)煅烧装置中采用纯氧,目的是 ;气体a的主要成分有 、CO2和未反应的O2。
(2)吸收装置中发生反应的化学方程式为 。
(3)气体a被H2O2溶液吸收得溶液b,用已知浓度的NaOH溶液测定溶液b的浓度,可根据消耗NaOH溶液的体积确定钢样中硫的质量分数。
若称取1 g钢样进行实验,测定过程消耗0.01 mol·L-1NaOH溶液2.0 mL,则该钢样中硫的质量分数为 。
(4)将气体c通入测碳装置中(如图),可采用重量法测定碳的含量。
①气体c通过B和C的目的是除去残留的SO2,通过所用试剂判断该法利用的SO2的性质是 。
②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是 。 第1课时 硫和二氧化硫
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合格考过关检验
1.下列关于硫的说法不正确的是( )。
A.试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去
B.游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里
C.单质硫既具有氧化性,又具有还原性
D.硫在过量纯氧中燃烧生成三氧化硫
答案D
2.下列对可逆反应的认识正确的是( )。
A.既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
B.在同一条件下,同时向正反应和逆反应两个方向进行的反应叫可逆反应
C.电解水生成氢气和氧气与氢气和氧气点燃生成水的反应是可逆反应
D.可逆反应一定属于氧化还原反应
答案B
3.将等物质的量的SO2和Cl2同时作用于湿润的红色布条,则布条的颜色( )。
A.变白 B.基本不变
C.先褪色后又复原 D.变为无色
答案B
4.将SO2通入下列各溶液中,均能使溶液褪色,其中利用SO2漂白性的是( )。
A.酸性KMnO4溶液 B.品红溶液
C.FeCl3溶液 D.溴水
答案B
解析A项,酸性条件下Mn将SO2氧化成S,本身被还原成无色的Mn2+;B项,SO2漂白品红溶液;C项,2Fe3++SO2+2H2OS+4H++2Fe2+;D项,SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr。
5.将SO2通入一定量NaOH溶液中,充分反应后,该溶液溶质组成不可能为( )。
A.Na2SO3和NaOH
B.NaHSO3
C.NaHSO3和Na2SO3
D.NaOH和NaHSO3
答案D
解析当NaOH过量时,生成Na2SO3,且NaOH有剩余,A项可能;当SO2与NaOH的物质的量之比为1∶1时,生成NaHSO3,B项可能;当SO2与NaOH的物质的量之比介于1∶1和1∶2时,生成NaHSO3和Na2SO3,C项可能;NaOH与NaHSO3能发生反应生成Na2SO3和H2O,D项不可能。
6.为了探究铁与硫反应生成的产物中铁的化合价,下面是某同学设计的实验过程的一部分。
请回答下列问题。
(1)混合粉末A中硫粉过量的原因是 。
(2)反应在“惰性气体环境中”进行的原因是 。
(3)操作②的作用是 ,也可改用加入 。
(4)操作③稀硫酸煮沸的目的是 。
(5)为证明产物中铁的价态,对D溶液的实验操作最好是 。
答案(1)防止因铁粉过量而使滤渣C中的铁粉与H2SO4反应生成Fe2+干扰实验
(2)防止空气中的O2参与反应
(3)除去混合物中的硫粉 CS2
(4)除去稀硫酸中溶解的氧气,防止Fe2+被氧气氧化
(5)加入煮沸的KSCN溶液,看是否变为红色溶液
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1.铜能够在硫蒸气中燃烧生成硫化亚铜,相关的实验装置可选用( )。
答案D
解析广口瓶不能加热,故A项不符合题意。该装置中圆底烧瓶不能盖橡胶塞,容易发生安全事故,故B项不符合题意。硫粉加热到沸腾产生硫蒸气,遇冷液化,试管口斜向下会流出来,故C项不符合题意。加热硫粉产生硫蒸气,将铜丝伸入硫蒸气中发生反应2Cu+SCu2S,故D项符合题意。
2.利用微型实验制取H2S和SO2,并探究硫元素之间的转化的装置如图。实验时挤压胶头滴管使稀硫酸滴在药匙中,然后倾斜试管使硫酸滴在FeS中与之反应。下列说法不正确的是( )。
A.浸有NaOH溶液的棉花主要是为了吸收尾气,防止污染空气
B.生成H2S的离子反应为S2-+2H+H2S↑
C.该过程中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
D.实验一段时间后,试管壁上有淡黄色固体出现
答案B
解析稀硫酸与亚硫酸钠发生复分解反应生成二氧化硫,与硫化亚铁反应生成硫化氢,两种产物进一步发生氧化还原反应:SO2+2H2S3S+2H2O;该装置生成的H2S和SO2均为有害气体,可用NaOH溶液进行吸收,防止污染空气,故A项正确。硫化亚铁是不溶性固体,在离子方程式中不拆为离子,离子方程式:FeS+2H+H2S↑+Fe2+,故B项错误。反应生成的硫化氢和二氧化硫会进一步发生氧化还原反应:SO2+2H2S3S+2H2O,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,实验一段时间后,试管壁上有淡黄色固体出现,故C、D项正确。
3.碳、硫的含量对钢铁的性能影响很大,其含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,经氧化吸收后再用测碳、测硫装置进行测定。实验流程如图。
(1)煅烧装置中采用纯氧,目的是 ;气体a的主要成分有 、CO2和未反应的O2。
(2)吸收装置中发生反应的化学方程式为 。
(3)气体a被H2O2溶液吸收得溶液b,用已知浓度的NaOH溶液测定溶液b的浓度,可根据消耗NaOH溶液的体积确定钢样中硫的质量分数。
若称取1 g钢样进行实验,测定过程消耗0.01 mol·L-1NaOH溶液2.0 mL,则该钢样中硫的质量分数为 。
(4)将气体c通入测碳装置中(如图),可采用重量法测定碳的含量。
①气体c通过B和C的目的是除去残留的SO2,通过所用试剂判断该法利用的SO2的性质是 。
②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是 。
答案(1)避免引入空气中的杂质,同时使煅烧更充分 SO2
(2)SO2+H2O2H2SO4
(3)0.032%
(4)①还原性 ②CO2吸收瓶吸收CO2气体前后的质量
解析(1)使用纯氧,目的是避免引入空气中的杂质,同时使煅烧更充分,确保碳和硫全部转化为气体。钢样煅烧后气体a的主要成分有SO2、CO2以及未反应的O2。
(2)气体a中的SO2在吸收装置中被H2O2氧化为硫酸,化学方程式为SO2+H2O2H2SO4。
(3)溶液b为硫酸溶液,测定过程消耗NaOH的物质的量为0.01 mol·L-1×2.0×10-3 L=2.0×10-5 mol,由S~H2SO4~2NaOH可知钢样中硫的质量为×2.0×10-5 mol×32 g· mol-1=3.2×10-4 g,则该钢样中硫的质量分数为×100%=0.032%。
(4)①MnO2和K2Cr2O7都作氧化剂,该法利用了SO2的还原性。②对比CO2吸收瓶吸收二氧化碳前后的质量可以得出CO2的质量,从而知道钢样中碳的质量,进而求出钢样中碳的质量分数。
