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易错点 10 硫元素及其化合物
易错题【01】二氧化硫的性质
((1)SO 不能漂白酸碱指示剂:将SO 通入紫色石蕊溶液中,溶液变成红色,但不褪色。
2 2
(2)SO 使溶液褪色不一定表现漂白性:SO 使酸性KMnO 溶液、溴水、氯水、碘水褪色,
2 2 4
体现其还原性。
(3)SO 通入BaCl (或CaCl )溶液,不产生白色沉淀:由于HSO 的酸性比HCl弱,
2 2 2 2 3
HSO 不能与BaCl (或CaCl )反应,故不能产生白色沉淀。
2 3 2 2
易错题【02】浓硫酸的特性
(1)明确金属与浓硫酸的反应情况:加热时,浓硫酸能与大多数金属(Au、Pt除外)反
应生成SO 。
2
(2)注意硫酸的浓度变化引起反应改变:①浓硫酸与活泼金属(如Mg、Zn等)反应,开
始生成气体是SO ,最后可能反应生成H ;②加热时,浓硫酸与不活泼金属(如Cu)反应,
2 2
开始时产生的气体是SO ,变为稀硫酸后,反应不再进行。
2
(3)浓硫酸在反应中可能体现酸性、强氧化性、脱水性等。
易错题【03】硫及其化合物的相互转化
同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应,如 S和HS、S和SO 、SO 和浓硫酸之
2 2 2
间不发生氧化还原反应。当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态
如2NaS+NaSO +3HSO ==3Na SO +3S↓+3HO。
2 2 3 2 4 2 4 2
(1)-2价硫的化合物间的转化
(2)+4价硫的化合物间的转化
SO →HSO →NaHSO→NaSO ―→BaSO
2 2 3 3 2 3 3
(3)+6价硫的化合物间的转化
SO ―→HSO ―→NaHSO―→NaSO ―→BaSO
3 2 4 4 2 4 4
(4)氧化还原反应转化链
SO――→SO(BaSO――→BaSO)
3 4
典例分析
例1、探究NaSO 固体的热分解产物。
2 3
资料:①4NaSO NaS+3Na SO 。
2 3 2 2 4
②NaS能与S反应生成NaS,NaS 与酸反应生成S和HS。
2 2 x 2 x 2
③BaS易溶于水。
隔绝空气条件下,加热无水NaSO 固体得到黄色固体A,过程中未检测到气体生成。黄色
2 3固体A加水得到浊液,放置得无色溶液B。
(1)检验分解产物NaS
2
取少量溶液B,向其中滴加CuSO 溶液,产生黑色沉淀,证实有S2-。反应的离子方程式是
4
。
(2)检验分解产物NaSO
2 4
取少量溶液B,滴加BaCl 溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含
2
S),同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H S),由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液
2
B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后, (填操作和现象),可证实分
解产物中含有SO 2—。
4
(3)探究(2)中S的来源。
来源1:固体A中有未分解的NaSO ,在酸性条件下与NaS反应生成S。
2 3 2
来源2:溶液B中有NaS,加酸反应生成S。
2 x
针对来源1进行如图实验:
①实验可证实来源1不成立。实验证据是 。
②不能用盐酸代替硫酸的原因是 。
③写出来源2产生S的反应的离子方程式: 。
(4)实验证明NaSO 固体热分解有NaS、NaSO 和S产生。运用氧化还原反应规律分析
2 3 2 2 4
产物中S产生的合理性: 。
【答案】(1) S2-+Cu2+=CuS↓ (2)滴加BaCl 溶液,产生白色沉淀,
2
(3)①向溶液2中加入KMnO 溶液,溶液仍呈紫色
4
②盐酸中Cl元素为-1价,是Cl元素的最低价,具有还原性,会与KMnO 溶液发生氧化
4
还原反应,使KMnO 溶液褪色,干扰实验现象和实验结论
4
③ S2-+2H+=H S↑+(x-1)S↓
x 2
(4)根据反应4NaSO NaS+3Na SO 可知,NaSO 发生歧化反应,其中的S元素化合
2 3 2 2 4 2 3
价即可升高也可降低,能从+4价降为-2价,也应该可以降到0价生成硫单质
【解析】(1)NaS和CuSO 溶液发生复分解反应生成硫化铜和硫酸钠,离子方程式为S2-
2 4
+Cu2+=CuS↓。(2)由题意可知,NaS能与S反应生成NaS,NaS 与酸反应生成S和HS。取少量溶液
2 2 x 2 x 2
B,滴加BaCl 溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含S),同时产生
2
有臭鸡蛋气味的气体(H S),说明B溶液中含有NaS,NaS 与酸反应生成S和HS,由于
2 2 x 2 x 2
沉淀增多对检验造成干扰。另取少量溶液B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后,除去
生成的S单质,滴加BaCl 溶液,产生白色沉淀,可证实分解产物中含有SO 2—。
2 4
(3)①实验可证实来源1不成立。根据分析,溶液2为HSO ,向溶液2中加入少量
2 3
KMnO 溶液,HSO 具有还原性,酸性条件下KMnO 具有强氧化性,二者混合应发生氧化
4 2 3 4
还原反应,KMnO 溶液要褪色,但实际上仍为紫色,说明溶液B中不含NaSO 。
4 2 3
②不能用盐酸代替硫酸的原因是盐酸中Cl—具有还原性,会与KMnO 溶液发生氧化还原反
4
应,使KMnO 溶液褪色,干扰实验现象和实验结论。
4
③来源2认为溶液B中有NaS,加酸反应生成S,反应的离子方程式:S2-+2H+=H S↑+(x
2 x x 2
-1)S↓。
(4)根据已知资料:4NaSO NaS+3Na SO ,NaSO 中S为+4价,NaSO 中S为+6价,
2 3 2 2 4 2 3 2 4
NaS中硫为-2价。NaSO 发生“歧化反应”,其中的S元素化合价即可升高也可降低,
2 2 3
能从+4价降为-2价,也应该可以降到0价生成硫单质。
例2、连二亚硫酸钠(Na SO)俗称保险粉,白色晶体,可溶于水,微溶于乙醇;暴露在空
2 2 4
气中易被氧化成亚硫酸氢钠或硫酸氢钠,75℃以上会分解。
(1)Na SO 的制取(实验装置如图):
2 2 4
在甲酸钠(HCOONa)的甲醇溶液中,边搅拌边滴加NaCO 的甲醇溶液,同时通SO ,反应
2 3 2
放热,保持温度为60~70℃,即可生成NaSO,同时生成另一种气体。
2 2 4
①仪器A的名称是__________,与普通分液漏斗相比,其优点是__________。
的
②三颈烧瓶中生成NaSO 离子方程式为 。
2 2 4
③为了使反应充分进行,得到更多更纯的产品NaSO,应采取的主要措施有_______。
2 2 4
A.控制水浴温度不超过75℃B.加快通SO 的速率
2
C.加快滴加NaCO 的甲醇溶液的速率
2 3
D.充分搅拌,使反应物充分接触
E.用乙醇洗涤产品,减少因溶解导致的损失
F.在通入SO 前还应该通入一段时间N,以排尽装置内的空气
2 2
(2)Na SO 的性质:
2 2 4
取纯净的NaSO 晶体,隔绝空气加热,NaSO 固体完全分解得到固体产物NaSO 、
2 2 4 2 2 4 2 3
NaSO 和气体产物_____(填化学式)。请设计实验验证NaSO 固体完全分解后的固体产物
2 2 3 2 2 4
中有NaSO 存在,完成下表中内容。(供选择的试剂:稀盐酸、稀硝酸、BaCl 溶液、
2 2 3 2
KMnO 溶液)
4
实验步骤预期现象和结论:
实验步骤 预期现象和结论
① ②
的
(3)Na SO 应用
2 2 4
六价铬对人体有毒,NaSO 可以用于处理含铬废水,使含六价铬的离子浓度降低而达到排
2 2 4
放标准,即含六价铬的离子浓度≤0.5mg·L-1。具体操作是在含六价铬( )的酸性废水
中先加入NaSO,再加入过量的石灰水,生成的沉淀主要有_______(用化学式表示)。
2 2 4
【答案】(1)①恒压滴液漏斗 平衡气压,使液体能顺利滴下
②2HCOO-+4SO+CO 2—=2S O2—+H O+3CO ③ADEF
2 3 2 4 2 2
(2)SO ①取少量NaSO 完全分解后的固体产物于试管中,加入稀盐酸
2 2 2 4
②若有淡黄色沉淀生成,则说明产物中有NaSO 存在
2 2 3
(3)Cr(OH) 、CaSO
3 4
【解析】在甲酸钠(HCOONa)的甲醇溶液中,边搅拌边用恒压滴液漏斗滴加NaCO 的甲醇
2 3
溶液,由于产物NaSO 暴露在空气中易被氧化成NaHSO 或NaHSO ,在通入SO 前还应
2 2 3 3 4 2
该通入一段时间N ,以排尽装置内的空气,75℃以上会分解,且反应放热,用水浴加热,
2
保持温度为60~70℃,根据化合价的变化可知二氧化硫将甲酸钠转化为二氧化碳,即可生
成NaSO 和CO ,由于NaSO 微溶于乙醇,用乙醇洗涤产品,减少因溶解导致的损失,
2 2 4 2 2 2 4
再进行尾气处理吸收CO。
2
(1)①根据仪器的形状可知,仪器A的名称是恒压滴液漏斗,与普通分液漏斗相比,其优点是平衡气压,使液体能顺利滴下。
②三颈烧瓶中是甲酸钠溶液和二氧化硫反应生成NaSO,根据硫元素的化合价从+4价降
2 2 4
低到+3价,得到一个电子,碳元素的化合价从+2升高到+4价,失去两个电子,根据得失
电子守恒得到2SO ~ Na SO,根据电荷守恒和原子守恒配平离子方程式。
2 2 2 4
③由于NaSO 在75℃以上会分解,故控制水浴温度不超过75℃,可以提高产品的纯度,
2 2 4
A错误;加快通SO 的速率,可以加快反应速率,由于反应放热,会使温度超过75℃,会
2
使NaSO 分解而降低产率,B错误;加快滴加NaCO 的甲醇溶液的速率,可以加快反应
2 2 4 2 3
速率,由于反应放热,会使温度超过75℃,会使NaSO 分解而降低产率,C正确;充分
2 2 4
搅拌,使反应物充分接触,可使反应充分进行,提高产率,D正确;由于NaSO 可溶于水,
2 2 4
微溶于乙醇;用乙醇洗涤产品,减少因溶解导致的损失,E正确;由已知信息,NaSO 暴
2 2 3
露在空气中易被氧化成亚硫酸氢钠或硫酸氢钠,在通入SO 前还应该通入一段时间N,以
2 2
排尽装置内的空气,F正确。
(2)Na SO 中硫元素的化合价为+3价,固体完全分解得到固体产物NaSO 中硫的化合价为
2 2 4 2 3
+4价,是还原产物、NaSO 中硫的化合价为+2价,是氧化产物,根据氧化还原反应中得
2 2 3
失电子守恒和原子守恒可知气体是二氧化硫;根据反应
NaSO+2HCl==2NaCl+S↓+SO ↑+H O可知,取少量NaSO 完全分解后的固体产物于试管
2 2 3 2 2 2 2 4
中,加入稀盐酸,若有淡黄色沉淀生成,则说明产物中有NaSO 存在。
2 2 3
(3)在含六价铬( )的酸性废水中先加入NaSO,由于 具有强氧化性, 具
2 2 4
有还原性,二者会发生氧化还原反应,离子反应为 + +6H+==2 +2 +
3HO,再加入过量的石灰水, 和 , 和 会发生复分解反应生成的沉淀主
2
要有Cr(OH) 、CaSO。
3 4
例3、实验室利用SO 合成硫酰氯(SO Cl),并对HSO 和HClO的酸性强弱进行探究。已
2 2 2 2 3
知SO Cl 的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,在空气中遇水蒸气发生剧烈反应,并产生大量
2 2
白雾,100℃以上分解生成SO 和Cl 实验室合成SO Cl 的原理:SO (g)+Cl(g)
2 2. 2 2 2 2
SO Cl(l) ΔH<0,实验装置如图所示(夹持仪器已省略)。
2 2
请回答下列问题:(1) 装置A中的试剂是___________。
(2) 活性炭的作用是___________。
(3) 在冰水浴中制备SO Cl 的原因是___________。
2 2
(4) 为了测定SO Cl 产品纯度(杂质不参与反应),称取a g SOCl 产品于锥形瓶中,加入足
2 2 2 2
量蒸馏水,充分反应。用c mol·L-1 AgNO 溶液滴定反应后的溶液,滴几滴KCrO 溶液做
3 2 4
指示剂,当生成Ag CrO 砖红色沉淀时,认为溶液中Cl-沉淀完全,此时消耗AgNO 溶液的
2 4 3
体积为V mL。
①用棕色滴定管盛装AgNO 溶液,其原因是___________。
3
②该SO Cl 产品的纯度为___________。
2 2
(5)选用下面的装置探究酸性:HSO >HClO,其连接顺序为A→___________。能证明
2 3
HSO 的酸性强于HClO的实验现象为___________。
2 3
【答案】(1)P O(或无水CaCl 、硅胶等) (2)催化剂
2 5 2
(3)反应放热,且SO Cl 沸点低,冰水浴有利于生成和收集SO Cl
2 2 2 2
(4)①AgNO 溶液见光易分解 ② %
3
(5)C→B→E→D→F 装置D中品红不褪色,装置F中产生白色沉淀
【解析】SO Cl 遇水发生剧烈的水解反应,故二氧化硫与氯气在干燥环境中反应生成
2 2
SO Cl ,活性炭可能起催化剂作用,A中干燥剂干燥二氧化硫, SO Cl 沸点低、易挥发,
2 2 2 2
反应在冰水浴下进行。探究次氯酸和亚硫酸酸性强弱时,次氯酸具有强氧化性、二氧化硫
具有还原性,不能利用二氧化硫与次氯酸钙直接反应判断亚硫酸与次氯酸的酸性强弱,先验证亚硫酸酸性比碳酸强,再结合碳酸酸性比HClO强进行判断。
(1) 装置A中的试剂用于干燥二氧化硫,故选用酸性或中性的固体干燥剂,可以是PO(或
2 5
无水CaCl 、硅胶等)。
2
(3) 已知:SO (g)+Cl(g) SO Cl(l) ΔH<0,SO Cl 的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,
2 2 2 2 2 2
100℃以上分解生成SO 和Cl,故在冰水浴中制备SO Cl。
2 2 2 2
(4)①用棕色滴定管盛装AgNO 溶液,其原因是AgNO 溶液见光易分解。
3 3
②按质量守恒定律知,
,SO Cl 产品的纯度 %。
2 2
(5)A装置制备二氧化硫,由于盐酸易挥发,制备的二氧化硫中混有 HCl,用饱和的亚硫酸
氢钠除去HCl,再通过碳酸氢钠溶液,可以验证亚硫酸酸性比碳酸强,用酸性高锰酸钾溶
液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫,用品红溶液检验二氧化碳中二氧化硫是否除尽,再通
入漂白粉溶液中,则装置连接顺序为其连接顺序为:A→C→B→E→D→F。其中装置E的
作用是除去SO 气体,D中品红不褪色,F中出现白色沉淀,能证明HSO 的酸性强于
2 2 3
HClO的实验现象为:装置D中品红不褪色,装置F中产生白色沉淀。
1.(2022·北京·和平街第一中学三模)硫酸盐(含 、 )气溶胶是 的成分之一。
近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如下:
下列说法不正确的是
A.硫酸盐气溶胶呈酸性
B.该过程包含了硫氧键的断裂与形成C. 是生成硫酸盐的氧化剂
D. 是一种含S、O、N元素的化合物
2.(2022·广东深圳·一模)部分含硫物质的分类与相应化合价及部分物质间转化关系如图
所示。下列说法不正明的是
A.a是一种有臭鸡蛋气味的气体
B.工业上由b制备e的路线:b c d
C.c造成的酸雨雨水在空气中放置一段时间pH会增大
D.f、g正盐的阴离子可以在碱性溶液中共存
3.(2022·江苏镇江·高三开学考试)下图为实验室制备 并验证其氧化性的实验装置,
实验过程中控制甲装置滴加硫酸溶液的量,其中表述不正确的是
A.用装置甲产生 气体
B.装置乙中应通入过量的
C.装置丙中溶液颜色发生变化,体现了 具有氧化性
D.用装置丁吸收尾气4.(2022·江苏·高考真题)实验室制取少量 水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操
作不能达到实验目的的是
A.用装置甲制取 气体 B.用装置乙制取 水溶液
C.用装置丙吸收尾气中的 D.用干燥pH试纸检验 水溶液的酸性
5.(2022·广东·高考真题)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉
花)所示的探究实验,下列分析正确的是
A. 与浓硫酸反应,只体现 的酸性
B.a处变红,说明 是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明 具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无 生成
6.(2022·浙江·高考真题)亚硝酸钠俗称“工业盐”,其外观、口感与食盐相似,人若误
服会中毒。现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液,分别取少量该溶
液于试管中进行实验。下列方案设计、现象和结论都正确的是方案设计 现象和结论
先加入少量 溶液,再加 溶液和足量稀 若产生白色沉淀,则样品为亚
A
硝酸,振荡 硝酸钠
若溶液褪色,则样品为亚硝酸
B 加到少量 溶液中,再加硫酸酸化,振荡
钠
若溶液变黄色,则样品为亚硝
C 先加到少量 溶液中,再加入稀盐酸酸化,振荡
酸钠
先加入少量 溶液,再加入 溶液和稀硝 若产生白色沉淀,则样品为亚
D
酸,振荡 硝酸钠
7.(2022·山东青岛·模拟预测)以含钴废渣(主要成分CoO、Co O,还含有Al O、ZnO等
2 3 2 3
杂质)为原料制备Co O 的一种实验流程如下:
2 3
下列与流程相关的装置和原理能达到实验目的的是
A.用装置甲制备“酸浸”所需的SO
2
B.用装置乙配制“酸浸”所需的1mol·L-1HSO 溶液
2 4
C.用装置丙过滤“沉钴”所得悬浊液
D.用装置丁灼烧CoCO 固体制Co O
3 2 3
8.(2022·广东广州·模拟预测)实验室中利用洁净的铜片和浓硫酸进行如下实验,经检测
所得固体中含有 和白色物质X,下列说法正确的是A.X溶液显无色 B.NO和Y均为还原产物
C.浓硫酸在反应中表现出氧化性和酸性 D.NO与Y的物质的量之和可能为2mol
9.(2022·山西晋城·二模)探究浓硫酸和SO 性质的实验装置如下图所示(部分夹持装置已
2
省略)。下列现象预测与解释或结论存在错误的是
选项 仪器 现象预测 解释或结论
A 试管1 冷却后,把液体倒入水中,溶液为蓝色 铜被氧化,转化为Cu2+
B 试管2 紫红色溶液由深变浅,直至褪色 SO 具有还原性
2
C 试管3 注入稀硫酸后,出现黄色浑浊 SO 具有氧化性
2
D 锥形瓶 溶液红色变浅 NaOH溶液完全转化为NaHSO 溶液
3
10.(2022·江西·临川一中模拟预测)一种由前20号主族元素组成的化合物的结构如图所
示,X、Y、Z、W原子序数依次增大且总和为44,Y、Z的最外层电子数相同。下列叙述
错误的是
A.该化合物具有氧化性
B.ZY 因其具有强还原性而使品红褪色
2C.简单离子半径:Z>W
D.WX与XY反应能生成X
2 2
11.(2022·江苏泰州·模拟预测)某化学兴趣小组以含钴废渣(主要成分CoO、Co O,还含
2 3
有Al O、ZnO等杂质)为原料制备Co O 的一种实验流程如下。下列与流程相关的原理、
2 3 2 3
装置和操作能达到实验目的的是
A.“酸浸”中的SO 作还原剂,用装置甲制取
2
B.“酸浸”所需的250 mL 1.0 mol·L-1 HSO 溶液用装置乙配制
2 4
C.“萃取”的目的是除去Zn2+,用装置丙,振荡时分液漏斗下端应向下倾斜
D.“沉钴”时向萃取液中缓慢滴加沉淀剂,用装置丁过滤所得悬浊液
12.(2022·北京·北大附中三模)下列实验方案能达到相应实验目的的是
实验目的 实验方案
将铜单质与浓硫酸在试管中加热,产生的气体通入石蕊溶
A 证明铜与浓硫酸反应生成了SO
2 液,观察石蕊是否变红
检验浓硫酸催化纤维素水解的产 向水解后的溶液中加入新制Cu(OH) 浊液,加热,观察是否
B 2
物含有还原性糖 有砖红色沉淀生成
向NaSO 溶液中加入Ba(NO ) 和稀硝酸,观察是否产生白
C 检验NaSO 是否变质 2 3 3 2
2 3 色沉淀
将1—溴丁烷与NaOH醇溶液共热,将产生的气体通入溴
D 证明1—溴丁烷发生了消去反应
水,观察溴水是否褪色
13.(2022·广东广州·模拟预测)某化学实验小组探究 与 溶液的反应。
实验一:用如图所示实验装置制备 ,并将足量 通入 溶液中,溶液迅速变为血
红色;停止通入气体,将血红色溶液密闭放置5小时后,溶液变为浅绿色。(1)制备 的化学反应方程式为___________。
(2)仪器 的名称为___________。
(3)某同学取适量酸性 于试管中,滴入几滴血红色溶液,溶液的紫色褪去,据此推
断血红色溶液中含有 ,此结论___________(填“正确”、“不正确”),理由是
___________。
实验二:探究血红色溶液产生的原因
实验过程如下表:
实验
假设 实验内容 结论
序号
① 取上述血红色溶液,滴入 溶液,溶液又变为黄色 假设不成立
在 溶液中,滴入 溶液,溶液呈血
和
② 假设不成立
红色,再逐渐滴入 溶液,出现_____________现
增大 象
或
③ 在 溶液中加入 溶液,立即变为血红色 假设成立
增大
(4)实验①中, 是___________(填化学式);实脸②中现象是___________。
(5)为了进一步探究血红色物质产生的主要原因,又进行了以下实验:在 的
溶液中,加入浓度相同的 溶液 , 溶液 并混合均匀,改变、 的值并维持 进行多组实验,测得混合溶液的吸光度与 出的关系如
图所示。(已知吸光度越大,溶液颜色越深)。
①维持 的目的是___________。
②该实验得出的结论是___________。
14.(2022·北京·高考真题)煤中硫的存在形态分为有机硫和无机硫( 、硫化物及微
量单质硫等)。库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。其主要过程如下图所示。
已知:在催化剂作用下,煤在管式炉中燃烧,出口气体主要含 。
(1)煤样需研磨成细小粉末,其目的是___________。
(2)高温下,煤中 完全转化为 ,该反应的化学方程式为___________。
(3)通过干燥装置后,待测气体进入库仑测硫仪进行测定。
已知:库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前,电解质溶液中 保持定值时,电解
池不工作。待测气体进入电解池后, 溶解并将 还原,测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值,测定结束,通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。
① 在电解池中发生反应的离子方程式为___________。
②测硫仪工作时电解池的阳极反应式为___________。
(4)煤样为 ,电解消耗的电量为x库仑,煤样中硫的质量分数为___________。
已知:电解中转移 电子所消耗的电量为96500库仑。
(5)条件控制和误差分析。
①测定过程中,需控制电解质溶液 ,当 时,非电解生成的 使得测得的全硫含量
偏小,生成 的离子方程式为___________。
②测定过程中,管式炉内壁上有 残留,测得全硫量结果为_________。(填“偏大”或
“偏小”)
15.(2022·全国·高考真题)硫化钠可广泛用于染料、医药行业。工业生产的硫化钠粗品
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。实验室中常用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。回答下列问题:
(1)工业上常用芒硝( )和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生成CO,该反应的
化学方程式为_______。
(2)溶解回流装置如图所示,回流前无需加入沸石,其原因是_______。回流时,烧瓶内气
雾上升高度不宜超过冷凝管高度的1/3.若气雾上升过高,可采取的措施是_______。(3)回流时间不宜过长,原因是_______。回流结束后,需进行的操作有①停止加热 ②关闭
冷凝水 ③移去水浴,正确的顺序为_______(填标号)。
A.①②③ B.③①② C.②①③ D.①③②
(4)该实验热过滤操作时,用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液,其原因是_______。过滤除去
的杂质为_______。若滤纸上析出大量晶体,则可能的原因是_______。
(5)滤液冷却、结晶、过滤,晶体用少量_______洗涤,干燥,得到 。
16.(2022·湖南·高考真题)某实验小组以 溶液为原料制备 ,并用重量法
测定产品中 的含量。设计了如下实验方案:
可选用试剂: 晶体、 溶液、浓 、稀 、 溶液、蒸馏水
步骤1. 的制备
按如图所示装置进行实验,得到 溶液,经一系列步骤获得 产品。步骤2,产品中 的含量测定
①称取产品 ,用 水溶解,酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的 溶液,
③沉淀完全后, 水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为
。
回答下列问题:
(1)Ⅰ是制取_______气体的装置,在试剂a过量并微热时,发生主要反应的化学方程式为
_______;
(2)Ⅰ中b仪器的作用是_______;Ⅲ中的试剂应选用_______;
(3)在沉淀过程中,某同学在加入一定量热的 溶液后,认为沉淀已经完全,判断沉淀
已完全的方法是_______;
(4)沉淀过程中需加入过量的 溶液,原因是_______;
(5)在过滤操作中,下列仪器不需要用到的是_______(填名称);
(6)产品中 的质量分数为_______(保留三位有效数字)。
参考答案
1.D【详解】A.硫酸盐(含 、 )气溶胶含有 ,结合雾霾微颗粒中硫酸盐生
成的转化机理中有水参与,表明 可在水中电离 ,所以硫酸盐气溶
胶呈酸性,A正确,不符合题意;
B.该反应通过水桥进行电子转移,而电子转移促进了 中S-O键的解离,进而形成,最后转化为 ,结合反应机理示意图,可以判断出形成了S-O键,所以该过程包
含了硫氧键的断裂与形成,B正确,不符合题意;
C.依据雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理可知,反应中 转化为 , 转化
为 ,N元素化合价下降了,作为生成硫酸盐的氧化剂,C正确,不符合题意;
D.结合反应机理示意图可知, 是 与一分子的 反应得到,为带有一个
负电荷的 微粒,D错误,符合题意;
故合理选项为D。
2.C【详解】a为硫的氢化物,S元素化合价为-2价,则a为HS,b为单质,则b为硫,c
2
为氧化物,其硫元素化合价为+4价,则c为二氧化硫,d为氧化物,其硫元素化合价为+6
价,则d为三氧化硫,e为酸,硫元素化合价为+6价,则e为硫酸,f为盐,硫元素化合价
为+4价,则f为亚硫酸盐,g为盐,硫元素化合价为-2价,则为硫化物。
A. 是一种有臭鸡蛋气味的气体,A正确;
B.工业上由硫黄制备硫酸的路线为硫黄 ,
B正确;
C. 溶于水生成 ,会被空气氧化生成硫酸,pH降低,C错误;
D. 与 在碱性溶液中不发生反应,D正确;
故答案选C。
3.B【详解】由实验装置图可知,装置甲中亚硫酸钠与70%硫酸溶液反应制备二氧化硫气
体,装置乙中二氧化硫与氯酸钠、稀硫酸混合溶液反应制备二氧化氯气体,为防止具有还
原性的二氧化硫与二氧化氯反应,干扰二氧化氯与碘化钾溶液的反应,通入的二氧化硫必
需适量,不能过量,装置丙中盛有的碘化钾溶液与二氧化氯气体反应生成单质碘,溶液变
蓝色用于验证二氧化氯的氧化性,装置丁中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化氯,防止污染空气。
A.由分析可知,装置甲为二氧化硫的制备装置,故A正确;
B.由分析可知,装置乙中二氧化硫与氯酸钠、稀硫酸混合溶液反应制备二氧化氯气体,
为防止具有还原性的二氧化硫与二氧化氯反应,干扰二氧化氯与碘化钾溶液的反应,通入
的二氧化硫必需适量,不能过量,故B错误;
C.由分析可知,装置丙中盛有的碘化钾溶液与二氧化氯气体反应生成单质碘,溶液变蓝
色用于验证二氧化氯的氧化性,故C正确;
D.由分析可知,装置丁中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化氯,防止污染空气,故D
正确;
故选B。
4.C【详解】A.60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应:
HSO +2NaHSO =Na SO +2SO↑+2H O,因此装置甲可以制取 气体,A正确;
2 4 3 2 4 2 2
B.气体通入液体时“长进短处”,装置乙可以制取 水溶液,B正确;
C.SO 不会与饱和NaHSO 溶液发生反应,因此装置丙不能吸收尾气中的 ,C错误;
2 3
D. 水溶液显酸性,可用干燥的pH试纸检验其酸性,D正确;
答案选C。
5.B【详解】A.铜和浓硫酸反应过程中,生成CuSO 体现出浓硫酸的酸性,生成SO 体
4 2
现出浓硫酸的强氧化性,故A错误;
B.a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO 溶于水生成了酸,可说明SO 是酸性氧化物,
2 2
故B正确;
C.b处品红溶液褪色,其原因是SO 具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因
2
是SO 和KMnO 发生氧化还原反应,SO 体现出还原性,故C错误;
2 4 2
D.实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO ,而非
4
蓝色的CuSO ·5H O,其原因是浓硫酸体现出吸水性,将反应生成的HO吸收,故D错误;
4 2 2
综上所述,正确的是B项。
6.C【详解】A.样品若为NaCl,依然会出现白色沉淀,A错误;
B.氯化钠电离出的氯离子也可以被酸性高锰酸钾氧化,而使其褪色,B错误;
C.亚硝酸有氧化性,可以把二价铁氧化为三价铁,溶液变为黄色,C正确;D.稀硝酸可以把亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,再加入氯化钡可以生成硫酸钡白色沉
淀,D错误;
故选C。
7.C【详解】由流程可知,加入硫酸酸浸并通入二氧化硫,可发生
Co O+SO+H SO =2CoSO+H O,同时生成硫酸铝、硫酸锌等,调节溶液的pH,可生成氢
2 3 2 2 4 4 2
氧化铝沉淀而除去铝离子,然后再除去锌离子,再加入碳酸钠沉钴,可生成CoCO 固体,
3
最后灼烧生成Co O,以此分析解答。
2 3
A.浓硫酸与铜反应需要加热,无法反应制取SO ,故A不符合题意;
2
B.胶头滴管使用时应悬于容量瓶上方,不能伸入容量瓶内,会污染试剂,故B不符合题
意;
C.用装置丙可以过滤“沉钴”所得悬浊液,且装置中操作符合题意,故C符合题意;
D.灼烧CoCO 固体应用坩埚,不能在烧饼中直接灼烧固体,故D不符合题意;
3
故答案为:C。
8.C【详解】由图知,铜与足量浓硫酸反应生成Cu S和白色物质X,无气体生成,生成
2
Cu S时铜元素从0价升高到+1价、硫元素从+6价降低到-2价,则按得失电子数守恒、必
2
定存在其他产物(所含元素化合价升高)、按元素质量守恒只能为CuSO ,则白色物质X
4
为CuSO ,配平得到该反应方程式为:5Cu+4H SO (浓) 3CuSO +Cu S+4HO,据此回
4 2 4 4 2 2
答。
A.据分析,白色物质X为CuSO ,溶液为蓝色,故A错误;
4
B.Cu S和白色物质CuSO 加稀硫酸和稀硝酸时溶解,存在反应:3Cu S+16H++4NO
2 4 2
=6Cu2++3S↓+4NO↑+8H O,Y为S单质,则NO为还原产物、Y为氧化产物,故B错误;
2
C.由5Cu+4H SO (浓) 3CuSO +Cu S+4HO可知,硫元素从+6价降低到-2价时表现氧
2 4 4 2 2
化性,有硫酸铜生成表现出酸性,故C正确;
D.由5Cu+4H SO (浓) 3CuSO +Cu S+4HO知,3molCu生成0.6molCu S,0.6molCu S
2 4 4 2 2 2 2发生反应3Cu S+16H++4NO =6Cu2++3S↓+4NO↑+8H O得到0.8mol NO与0.6mol S,NO与S
2 2
物质的量之和为1.4mol,故D错误;
故选C。
9.D【详解】实验中浓硫酸和铜丝反应生成二氧化硫,酸性高锰酸钾可检验二氧化硫的还
原性,稀硫酸和ZnS生成HS,HS和二氧化硫反应生成单质S,体现了SO 的氧化性,最
2 2 2
后过量的SO 与氢氧化钠反应生成亚硫酸氢钠,溶液显酸性。
2
A.冷却后将液体倒入水中,溶液为蓝色,说明Cu被浓硫酸氧化,生成了硫酸铜溶液,A
正确;
B.酸性高锰酸钾可氧化二氧化硫,紫红色溶液由深变浅,直至褪色,体现了二氧化硫的
还原性,B正确;
C.加入稀硫酸后,稀硫酸与ZnS反应生成HS,HS和SO 反应生成单质S,出现黄色浑
2 2 2
浊,体现了SO 的氧化性,C正确;
2
D.NaHSO 溶液是酸性的,酚酞溶液应该褪色而不是颜色变浅,D错误;
3
故答案选D。
10.B【详解】由图分析可知,X为H元素,Y为O元素,Z为S元素,W为K元素,据
此答题。
A该化合物的化学式为KHSO,硫原子的化合价为+6价,最高价只能降低则具有氧化性,
4
A项正确;
B.SO 具有漂白性,其漂白原理为SO 能与有色物质如品红生成不稳定的无色物质,加热
2 2
后恢复原来的颜色,B项错误;
C.相同电子层结构的离子,核电荷数越大离子半径越小,则 > ,C项正确;
D.KH能与HO发生归中反应生成氢气,化学方程式为 ,D项正确;
2
答案选B。
11.D【详解】由流程图可知:加入硫酸酸浸并通入二氧化硫,可发生
Co O+SO+H SO =2CoSO+H O,同时生成硫酸铝、硫酸锌等,调节溶液的pH,可生成氢
2 3 2 2 4 4 2
氧化铝沉淀而除去铝离子,然后再除去锌离子,再加入碳酸钠沉钴,可生成CoCO 固体,
3
最后灼烧生成Co O,据此解答。
2 3
A.Cu与浓硫酸反应需要加热,图甲不能制取得到SO 气体,A错误;
2
B.定容时胶头滴管不能伸入容量瓶中,B错误;C.萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向上,由流程图可知:除铝时把铝离子除去了,萃
取的目的则是除去Zn2+ ,C错误;
D.沉钴时应缓慢滴加碳酸钠溶液,生成CoCO 沉淀,图中过滤可分离出CoCO 固体,操
3 3
作合理,D正确;
故合理选项是D。
12.D【详解】A.不宜用石蕊溶液检验SO ,因为SO 在溶液中易被氧化生成HSO ,
2 2 2 4
HSO 也会使石蕊溶液变红;应将反应产生的气体通入到品红溶液中,若品红溶液褪色后
2 4
受热又恢复红色,则说明该反应产生了SO ,A错误;
2
B.使用新制Cu(OH) 浊液检验还原性糖时,应在碱性条件下进行,故浓硫酸催化纤维素水
2
解后,应先加入NaOH溶液至溶液呈碱性,再加入新制Cu(OH) 浊液,加热,观察是否有
2
砖红色沉淀生成,B错误;
C.向NaSO 溶液中加入Ba(NO ) 和稀硝酸, 会被氧化为 ,会产生BaSO 白色沉
2 3 3 2 4
淀,则不能说明NaSO 是否变质,C错误;
2 3
D.将1-溴丁烷与NaOH醇溶液共热,将产生的气体通入到溴水中,若溴水褪色,由于醇
溶剂与溴水不反应,说明将1-溴丁烷与NaOH醇溶液共热产生了丁烯,即1-溴丁烷发生了
消去反应,D正确;
故选D。
13.(1)Na SO +H SO =Na SO +SO↑+H O
2 3 2 4 2 4 2 2
(2)球形干燥管
(3) 不正确 溶液中的 、 、 、 、 都能使高锰酸钾褪色
(4) 变黄
(5) 使 的浓度保特不变 主要和 形成络合物使溶液变成血红色
【解析】二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸在溶液中部分电离,亚硫酸溶液中存在的
分子有亚硫酸、二氧化硫,存在的离子有氢离子、亚硫酸氢根、亚硫酸根,实验一用亚硫
酸钠固体和70%的硫酸溶液反应制备二氧化硫气体,将二氧化硫通入氯化铁溶液中探究溶
液颜色的变化,实验二探究溶液中的微粒对溶液产生血红色的影响。
(1)由实验装置图可知,制备二氧化硫的反应为亚硫酸钠固体和70%硫酸反应生成硫酸钠、
二氧化硫气体和水,反应的化学方程式为NaSO +H SO =Na SO +SO↑+H O,故答案为:
2 3 2 4 2 4 2 2
NaSO +H SO =Na SO +SO↑+H O;
2 3 2 4 2 4 2 2(2)由实验装置图可知,仪器a的为球形干燥管,故答案为:球形干燥管;
(3)血红色溶液中含有的氯离子和可能存在的二氧化硫、亚硫酸、亚硫酸氢根、亚硫酸根
也能与酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色,则将溶液滴入适量的酸性高锰酸钾溶液中,溶
液的紫色褪去不能说明溶液中含有亚铁离子,故答案为:不正确;溶液中的 , 、
、 都能使高锰酸钾褪色;
(4)由假设可知,实验①探究溶液中氢离子浓度对血红色产生的影响,由变量唯一化原则
可知,向血红色溶液中滴入的酸Y为盐酸;实验②探究二氧化硫和亚硫酸浓度对血红色产
生的影响,由实验结论可知,加入的盐酸与亚硫酸钠溶液反应生成的二氧化硫和亚硫酸对
实验无影响,则反应的实验现象应与实验①相同,溶液又变为黄色,故答案为:HCl;变
黄;
(5)①由变量唯一化原则可知,探究亚硫酸氢根或亚硫酸根浓度对血红色产生的影响时,
应保持溶液总体积不变达到溶液中铁离子浓度不变的目的,故答案为:使 的浓度保特
不变;
②由图可知,混合溶液中亚硫酸氢根离子的体积分数越大,吸光度越小说明产生血红色的
原因是铁离子和亚硫酸根离子形成络合物使溶液变成血红色,故答案为: 主要和
形成络合物使溶液变成血红色。
14.(1)与空气的接触面积增大,反应更加充分
(2)2CaSO 2CaO+2SO↑+O ↑
4 2 2
(3) SO +I +H O=3I—+SO +4H+ 3I——2e—=I
2 2
(4)
(5) I+I—=I 偏小
2
【解析】(1)煤样研磨成细小粉末后固体表面积增大,与空气的接触面积增大,反应更加充分,故答案为:与空气的接触面积增大,反应更加充分;
(2)由题意可知,在催化剂作用下,硫酸钙高温分解生成氧化钙、二氧化硫和水,反应的
化学方程式为2CaSO 2CaO+2SO↑+O ↑,故答案为:2CaSO
4 2 2 4
2CaO+2SO↑+O ↑;
2 2
(3)①由题意可知,二氧化硫在电解池中与溶液中I 反应生成碘离子、硫酸根离子和氢
离子,离子方程式为SO +I +H O=3I—+SO +4H+,故答案为:SO +I +H O=3I—+SO
2 2 2 2
+4H+;
②由题意可知,测硫仪工作时电解池工作时,碘离子在阳极失去电子发生氧化反应生成碘
三离子,电极反应式为3I——2e—=I ,故答案为:3I——2e—=I ;
(4)由题意可得如下关系:S—SO —I —2e—,电解消耗的电量为x库仑,则煤样中硫的
2
质量分数为 ×100%= ,故答案为: ;
(5)①当pH<1时,非电解生成的碘三离子使得测得的全硫含量偏小说明碘离子与电解生
成的碘反应生成碘三离子,导致消耗二氧化硫的量偏小,反应的离子方程式为I+I—=I ,
2
故答案为:I+I—=I ;
2
②测定过程中,管式炉内壁上有三氧化硫残留说明硫元素没有全部转化为二氧化硫,会使
二氧化硫与碘三离子反应生成的碘离子偏小,电解时转移电子数目偏小,导致测得全硫量
结果偏低,故答案为:偏小。
15.(1)Na SO ·10H O+4C NaS+4CO↑+10H O
2 4 2 2 2
(2) 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,这些杂质可以直接作沸石 降低温度
(3) 乙醇与水形成共沸化合物,影响后面硫化钠结晶水合物的形成
D
(4) 防止滤液冷却 重金属硫化物 温度逐渐恢复至室温
(5)95%乙醇溶液
【解析】本实验的实验目的为制备硫化钠并用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品,工业上常
用芒硝( )和煤粉在高温下生产硫化钠,反应原理为:NaSO ·10H O+4C
2 4 2
NaS+4CO↑+10H O,结合硫化钠的性质解答问题。
2 2
(1)工业上常用芒硝( )和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生产CO,根据
得失电子守恒,反应的化学方程式为:NaSO ·10H O+4C NaS+4CO↑+10H O;
2 4 2 2 2
(2)由题干信息,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,这些
杂质可以直接作沸石,因此回流前无需加入沸石,若气流上升过高,可直接降低降低温度,
使气压降低;
(3)若回流时间过长,乙醇与水形成共沸化合物,影响后面硫化钠结晶水合物的形成;回
流结束后,先停止加热,再移去水浴后再关闭冷凝水,故正确的顺序为①③②,答案选
D。
(4)硫化钠易溶于热乙醇,使用锥形瓶可有效防止滤液冷却,重金属硫化物难溶于乙醇,
故过滤除去的杂质为重金属硫化物,由于硫化钠易溶于热乙醇,过滤后温度逐渐恢复至室
温,滤纸上便会析出大量晶体;
(5)乙醇与水互溶,硫化钠易溶于热乙醇,因此将滤液冷却、结晶、过滤后,晶体可用少
量95%乙醇溶液洗涤,再干燥,即可得到 。
16.(1) HCl HSO (浓)+NaCl NaHSO+HCl↑
2 4 4
(2) 防止倒吸 CuSO 溶液
4(3)静置,取上层清液于一洁净试管中,继续滴加硫酸溶液,无白色沉淀生成,则已沉淀完
全
(4)使钡离子沉淀完全
(5)锥形瓶
(6)97.6%
【解析】装置I中浓硫酸和氯化钠共热制备HCl,装置II中氯化氢与BaS溶液反应制备
BaCl ·2H O,装置III中硫酸铜溶液用于吸收生成的HS,防止污染空气。
2 2 2
(1)由分析可知,装置I为浓硫酸和氯化钠共热制取HCl气体的装置,在浓硫酸过量并微
热时,浓硫酸与氯化钠反应生成硫酸氢钠和氯化氢,发生主要反应的化学方程式为:
HSO (浓)+NaCl NaHSO+HCl↑。
2 4 4
(2)氯化氢极易溶于水,装置II中b仪器的作用是:防止倒吸;装置II中氯化氢与BaS
溶液反应生成HS,HS有毒,对环境有污染,装置III中盛放CuSO 溶液,用于吸收
2 2 4
HS。
2
(3)硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,因此判断沉淀已完全的方法是静置,取上层清液
于一洁净试管中,继续滴加硫酸溶液,无白色沉淀生成,则已沉淀完全。
(4)为了使钡离子沉淀完全,沉淀过程中需加入过量的硫酸溶液。
(5)过滤用到的仪器有:铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒,用不到锥形瓶。
(6)由题意可知,硫酸钡的物质的量为: =0.002mol,依据钡原子守恒,产品中
BaCl ·2H O的物质的量为0.002mol,质量为0.002mol 244g/mol=0.488g,质量分数为:
2 2
100%=97.6%。