文档文本内容
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第02 讲 硫及其重要化合物
目录
01 考情解码·命题预警.........................................................................................................................2
02 体系构建·思维可视.........................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚.........................................................................................................................4
考点一 硫及其氧化物的性质与应用.............................................................................................4
知识点1 硫单质的性质及应用................................................................................................................4
知识点2 硫的氧化物的性质及应用.................................................................................................5
考向1 考查硫及其氧化物的性质及应用................................................................................................7
考向2 考查SO2的污染与防治...............................................................................................................10
考点二 硫酸 SO3
2-、SO4
2-的检验............................................................................................13
知识点1 硫酸的性质及应用...........................................................................................................13
知识点2 SO32-、SO42-的检验及重要的硫酸盐......................................................................................15
考向1 考查浓硫酸的性质及应用..........................................................................................................16
思维建模 浓硫酸与金属反应的规律
考向2 考查SO32-、SO42-的检验.............................................................................................................19
思维建模 SO42-检验的易错点
考点三 不同价态含硫物质的转化...............................................................................................22
知识点1 不同价态含硫物质的转化...............................................................................................22
知识点2 常考的多硫含氧酸盐——硫代硫酸钠(Na2S2O3)..................................................................23
考向1 考查不同价态含硫物质的转化关系..........................................................................................23
思维建模 硫及其化合物之间的转化关系
考向2 考查不同价态含硫物质的实验探究..........................................................................................26
04 真题溯源·考向感知.......................................................................................................................33
1
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考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
2023 年
2022 年
2021 年
硫及其氧化物
选择题
非选择题
T8(A)
(D)
硫酸 、SO3
2-、
SO4
2-的检验
选择题
非选择题
T4
T6(A)
(C)
T7(B)
不同价态含硫物
质的转化
选择题
非选择题
T6(C)
(D)T10
考情分析:
一、分析近五年高考试题,高考命题在本讲有以下规律:
1.从考
型和内容上看,高考命
以
和非
呈
,考
内容主要有以下几个方面:
查题
题
题
题
查
选择
选择
现
(1)以具体物
依托,考
硫及其化合物的性
及其
用。
质
查
质
应
为
(2)以工
流程
艺
形式
背景,考
不同价
硫之
的
化
题
查
态
转
为
间
。
2.从命
思路上看,不管是
是非
均
重从具体物
、
分析、流程
化考
硫元素重要
题
题
题
质实验
转
查
选择
还
选择
侧
化合物的性
、能从物
和元素价
化的
角
不同价
硫元素
化路径。
质
质
态
视
识
态
转
二、预计2026 年高考:
1.以硫
及其重要化合物的性
、用途
;
单质
质
题
设计选择
2.以制取二氧化硫
有关
;
设计
实验题
3.以工
流程
艺
形式
背景,
题
为
以信息题的形式考
不同价
硫之
的
化
查
态
转
间
,考查硫及其重要性
和用途
质
;
4.
合氧化
原反
、离子反
行考
。
应
应
查
结
还
进
三、根据高考命题的特点和规律,复习时注意以下几个方面:
(1)从物
和价
化角度
硫及其化合物的性
以及
化。
质
态
识
质
转
类别
变
认
(2)
硫及其化合物
合
行
,并能分析、解
有关
象。
对
综
实验进
设计
释
实验现
(3)注重理
系
,
硫及其化合物
境的影响。
论联
实际认识
对环
复习目标:
1.了解硫元素的存在。
2.掌握硫及其重要化合物的主要性
、相互
化及
用。
质
转
应
3.了解硫及其重要化合物
境
量的影响。
对环
质
4.了解硫酸的工
制法。
业
5.掌握SO4
2-的
方法。
检验
2
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3
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考点一 硫及其氧化物的性质与应用
知识点1 硫单质的性质及应用
1.硫元素的存在形态
(1)游离态:在火山口附近或地壳的岩层里存在;
(2)化合态:以硫化物和硫酸盐的形式存在。有关化学式如下:
黄铁
矿
黄铜矿
石膏
芒硝
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
2.硫单质的物理性质
硫单质俗称硫黄,是一种淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2;有多种同素异形体,如单斜
硫、斜方硫等。
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
H2S ←――――――→SO2
(1)S 的氧化性
S
①与Fe、Cu、Hg 反应的化学方程式依次为Fe
+
S
FeS、2Cu
+
S
Cu2S、S +
Hg
==
=HgS
(此反应适用
于除去室内洒落的Hg)
S
②与H2反应的化学方程式为S +
H 2
H2S
【知识拓展】硫化氢(H2S) 硫化氢是无色、有臭鸡蛋气味的气体,有剧毒,能溶于水(常温下约1∶2.6),
是一种大气污染物。天然气中常混有少量硫化氢。硫化氢气体主要体现还原性,硫化氢的水溶液叫氢硫酸,
是二元弱酸,具有酸的通性。
(2)S 的还原性
S
①与O2反应的化学方程式为S +
O 2=====
SO
2
②与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为S +
2H
2SO4( 浓
)
3SO2↑ +
2H
2O
(3)S 与NaOH 溶液反应的化学方程式为3S
+
6NaOH
2Na2S +
Na
2SO3+
3H
2O,该反应中硫既是氧化
剂,又是还原剂,此反应可用于除去试管内黏附的S。
得分速记
①硫单质燃烧时,产物只能是SO2,无论O2的量是否充足,均不会生成SO3。
4
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②汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理(Hg+S=HgS)。
③实验室中,残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去,也可用热的NaOH 溶液除去。
④黑火药反应的化学方程式为S+2KNO3+3C
K2S+N2↑+3CO2↑,记忆为“一硫二氮三碳”。
知识点2 硫的氧化物(SO2、SO3)的性质及应用
1.二氧化硫(SO2)
(1)物理性质:二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体,是大气污染物之一;密度比空气的大,易
溶于水,通常状况下,1 体积水溶解约40 体积SO2。
(2)化学性质:从物质分类的角度看,SO2为酸性氧化物;从化合价角度看,SO2既具有氧化性又具有还
原性。
①酸性氧化物的通性,与水反应:SO2+H2O
H2SO3
与NaOH(足量)反应:2NaOH
+
SO
2===Na2SO3+
H 2O
与NaOH(少量)反应:NaOH+SO2 =Na
H SO
3
②氧化性(如与H2S 溶液反应):SO2+
2H
2S ==
=3S↓
+
2H
2O
③还原性
a.与O2反应:2SO2+
O 2
2SO3
b.与卤素单质的水溶液反应:X2+
SO
2+
2H
2O=2HX
+
H 2SO4(X=Cl
、
Br
、
I)
④漂白性:可使品红溶液等有机色质褪色,生成不稳定的无色化合物。
【归纳总结】三类漂白剂的比较
类型
原理
举例
特点
氧化型
将有机色质内部“生色团”破坏
掉
次氯酸及其盐、过氧化物、O2等
不可逆、持久
加合型
与有机色质内部“生色团”“化
合”成无色物质该物质不稳定,
易分解
SO2
可逆、不持久
吸附型
将有机色质吸附而褪色
活性炭
物理变化
(3)实验室制法
①常用固体Na2SO3与较浓H2SO4(70%)反应:Na2SO3+
H 2SO4===Na2SO4+
SO
2↑ +
H 2O
②也可用铜与浓H2SO4混合加热:Cu
+
2H
2SO4( 浓
)
CuSO4+
SO
2↑ +
2H
2O
(4)SO2和CO2的鉴别
试剂
现象及结论
原理(化学方程式)
5
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品红溶液
使品红溶液褪色的是SO2;不
能使品红溶液褪色的是CO2
——
KMnO4溶液
使紫色褪去的是SO2,无明显
现象的是CO2
2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+
2H2SO4
溴水
使橙色褪去的是SO2,无明显
现象的是CO2
(4)SO2和CO2的鉴别
硝酸酸化的
Ba(NO3)2溶液
产生白色沉淀的是SO2,无明
显现象的是CO2
3SO2+2HNO3+2H2O===3H2SO4+2NO↑
Ba(NO3)2+H2SO4===BaSO4↓+2HNO3
FeCl3溶液
使棕黄色变为浅绿色的是
SO2,无明显现象的是CO2
2FeCl3+SO2+2H2O===FeCl2+FeSO4+4HCl
澄清石灰水
不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2,原因是二者都能使澄清石灰水变浑浊
(5)检验SO2和CO2同时存在的一般流程
流程设计
检验SO2⇨除去SO2
⇨\s\up7(检验SO2)
⇨检验CO2
实验装置
所选试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清石灰水
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
注意:有时为了简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,并使用较浓
的酸性KMnO4溶液,现象为酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪去
【微思考】 (1)下列溶液中:①澄清的石灰水、②H2S 溶液、③KMnO4 溶液、④溴水、⑤酸化的
Ba(NO3)2溶液、⑥品红溶液,能用于区别SO2和CO2气体的是________(填标号)。
(2)①SO2使紫色石蕊溶液变红色体现了SO2是________。
②SO2还可以使MnO4
−、溴水褪色体现了SO2的________。
提示:(1)②③④⑤⑥ (2)①酸性氧化物 ②还原性
得分速记
(1)食品中添加适量SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化作用,如葡萄糖酿造过程添加适量SO2可以起到杀
菌作用。
(2)SO2只能使紫色的石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
(3)SO2的漂白性和还原性的区别:SO2使品红溶液退色表现的是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、碘水退色表现的是SO2的还原性,加热后溶液颜色不复原。
2.三氧化硫(SO3)
(1)物理性质:熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃,在常温下为液态,在标准状况下为固态。
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(2)化学性质(酸性氧化物)
①与水反应:SO3+H2O===H2SO4(放出大量的热)
②与氧化钙反应:SO3+
CaO===CaSO
4
③与氢氧化钠反应:SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O 、与Ca(OH)2反应:SO3+
Ca(OH)
2==
=CaSO
4+
H 2O 。
3.SO2的污染与治理
(1)来源:含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。
(2)危害:危害人体健康,形成酸雨(pH 小于5.6)。
(3)治理:燃煤脱硫,改进燃烧技术。
(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个:
途径1:空气中飘尘的催化作用,使2SO2+O2
2SO3、SO3+H2O===H2SO4。
途径2:SO2+H2O
H2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4。
考向1 考查硫及其氧化物的性质及应用
例1 (2025·湖北武汉·二模)实验小组设计下图所示装置,验证SO2性质,下列说法正确的是
A.实验室用98%的浓硫酸和亚硫酸钠固体制备SO2
B.一段时间后试管内有白色沉淀,说明SO2与BaCl2反应生成BaSO3
C.试管中的红色花瓣褪色,滴有酚酞的NaOH 溶液红色变浅,均说明SO2具有漂白性
D.试管内Br2的CCl4溶液褪色,说明SO2具有还原性
【答案】D
【分析】硫酸和Na2SO3发生复分解反应产生SO2,SO2与溴、水在BaCl2溶液和溴的四氯化碳分界处发生
氧化还原反应生成硫酸、HBr,一段时间后溴的四氯化碳溶液褪色,证明SO2有还原性,H2SO4与BaCl2产
生BaSO4沉淀,湿润的SO2使红色花瓣褪色,说明SO2有漂白性,SO2与NaOH 溶液反应消耗NaOH,滴有
酚酞的NaOH 溶液褪色。
【详解】A.实验室一般用70%的浓硫酸和亚硫酸钠固体制备SO2,硫酸浓度过大,H+浓度小,反应速率
慢,A 错误;
B.由分析可知沉淀为BaSO4,B 错误;
C.由分析可知,SO2使红色花瓣褪色,说明SO2有漂白性,SO2与NaOH 溶液反应消耗NaOH,滴有酚酞
的NaOH 溶液褪色,C 错误;
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D.SO2与Br2反应,2H2O+SO2+Br2=H2SO4+2HBr,证明SO2有还原性,D 正确;
故选D。
【变式训练1——变考法】(2025·广东深圳·二模)某学习小组设计了如图所示装置用于制取
并验证其
性质。下列说法正确的是
A.反应结束后,可向装置甲试管中直接加入水,观察到溶液变蓝
B.装置丙、戊中溶液颜色逐渐褪去的原理相同
C.装置丁中不会出现亚硫酸钡白色沉淀
D.装置乙的作用是收集二氧化硫气体
【答案】C
【分析】甲中浓硫酸与铜加热反应生成SO2;乙为安全瓶,防止倒吸;丙中SO2与酸性高锰酸钾溶液反应
使其褪色;丁中验证气体产物是否能和氯化钡溶液反应生成白色沉淀;戊中品红溶液褪色,用于检验SO2
并验证SO2的漂白性,NaOH 溶液吸收多余的SO2,防止其污染空气;据此回答问题。
【详解】A.反应后溶液中还含有浓硫酸,应该是将反应后的溶液沿着器壁注入水中,类似于浓硫酸的稀
释,A 错误;
B.装置丙中酸性高锰酸钾溶液褪色体现了SO2的还原性,戊中品红溶液褪色体现了SO2的漂白性,两个
装置中溶液颜色逐渐褪去的原理不同,B 错误;
C.二氧化硫通入氯化钡溶液中,由于亚硫酸酸性弱于盐酸,所以不会出现白色沉淀BaSO3,C 正确;
D.装置乙的作用是安全瓶,防止倒吸,D 错误;
故选C。
【变式训练2——变题型】(2025·湖北黄冈·模拟预测)关于CO2和SO2的下列说法中,正确的是
A.由
推知,可发生反应:
B.澄清石灰水和酸性KMnO4溶液均可以区分CO2和SO2
C.可用饱和Na2CO3溶液除去CO2中少量的SO2
D.
分子的球棍模型:
【答案】A
【详解】A.由
可知碳酸的酸性比亚硫酸氢根强,因此亚硫酸根离子可以与碳酸
发生反应生成碳酸氢根离子和亚硫酸氢根离子,A 正确;
B.澄清石灰水与二氧化碳和二氧化硫反应均生成白色沉淀,无法区分,酸性高锰酸钾溶液能被二氧化硫
还原而褪色,而二氧化碳不能和酸性高锰酸钾溶液反应,因此可以区分两者,B 错误;
C.Na2CO3与CO2和SO2都反应生,不可用饱和Na2CO3溶液除去CO2中少量的SO2,C 错误;
8
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D.CO2空间构型为直线型,D 错误;
故选A。
【变式训练3——
】某学习小组对
通入
溶液出现白色沉淀的原因进行了探究,实
验如下:
实验装
置
实验①:烧杯
中加入煮沸的
溶液
,再加入适量食
用油,冷却至室温。
实验②:烧杯
中加入未煮沸的
溶液
。
实
验
现
象
烧
杯
出现白色沉淀
出现白色沉淀
传
感
器
下列说法错误的是
A.制备
体现硫酸的酸性
B.实验①中的食用油可用苯代替
C.实验①中,
左右
突然下降的主要原因为二氧化硫溶解
D.实验②中,溶解的
氧化
降低了体系
,促使
进一步氧化
【答案】C
【分析】将70%H2SO4滴入Na2SO3中,发生反应Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,生成的SO2经过缓冲
瓶进入右侧的烧杯中与待测溶液混合,烧杯中的食用油可以隔绝空气,pH 传感器可以实时获取溶液的pH
数据通过控制变量法来探究
与
溶液的反应;A 烧杯中加入煮沸的Ba(NO3)2溶液出现白色沉
淀说明二氧化硫通入水中可生成亚硫酸,硝酸根离子(酸性环境)具有氧化性,能将二氧化硫氧化为硫酸根
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离子,硫酸根离子与Ba2+形成硫酸钡沉淀,离子方程式为
,
B 烧杯中加入未煮沸的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,结合pH 的变化,其原因是SO2被氧气、硝酸根氧化
为
,
与钡离子反应产生白色沉淀,同时氧气氧化为主,据此分析;
【详解】A.制备
发生反应Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,反应原理是强酸制弱酸,体现硫酸的酸
性,A 正确;
B.食用油密度比水小,在上层,可以隔绝氧气,防止氧气干扰试验,苯的密度也比水小,也能达到此目
的,B 正确;
C.SO2溶于水生成亚硫酸,亚硫酸电离产生氢离子,若是二氧化硫溶解导致pH 下降,其不会出现突变;
出现突变的原因是,当亚硫酸电离产生氢离子浓度足够大时,
氧化性增强,发生反应
,使得溶液pH 突然下降,C 错误;
D.结合实验①和②的pH-t 图像,有O2参加的反应中pH 变化比无氧参加的大,且用时短,说明溶解的
氧化
降低了体系
,
氧化性增强,进一步氧化SO2,D 正确;
故选C。
考向2 考查SO2的污染与防治
例2 (2025·辽宁·模拟预测)含硫燃料燃烧时,产生大量
,可用石灰石浆液法进行吸收,流程如图1
所示;研究发现,石灰石浆液pH 变化会影响
的吸收效果,结果如图2 所示。
下列说法错误的是
A.在设备1 中使用逆流喷淋吸收法提高
吸收率
B.设备2 中发生的反应为:
C.一定范围内若pH 过高,
溶解度过小,不利于
的吸收
D.为了提高吸收速率需要尽可能提高设备1、2 的反应温度
【答案】D
【详解】A.逆流喷淋废弃和石灰石浆接触面积大,提高
吸收率,故A 正确;
B.SO2转化为CaSO4过程中S 的化合价升高,则O 化合价降低,反应方程式为
2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4 2H
⋅
2O,故B 正确;
C.碳酸钙难溶于水,减小pH,碳酸钙溶于酸增加溶解度,因此pH 过高碳酸钙过小,不利于二氧化硫吸
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收,故C 正确;
D.温度过高会损害设备,不能无限提高设备,故D 错误;
故答案为D。
【变式训练1——变载体】(2025·甘肃·二模)为有效治理低浓度二氧化硫烟气,国内外展开了大量的研究,
某科研机构利用硒(Se)单质作催化剂,实现了低温下亚硫酸氢钠制备单质硫,其工艺流程如下:
下列说法正确的是
A.工业生产时,“碱盐”可选用成本较低的
溶液,且能避免二次污染
B.通过调控反应条件,可提高生产效率,但硫黄的回收率不会高于33.33%
C.“低温转化”所涉及到的反应中,还原剂与氧化剂的质量之比为
D.“操作”一步中包含“蒸发结晶”
【答案】B
【分析】由流程可知二氧化硫烟气用碱盐液吸收可生成亚硫酸氢钠,加入硒单质,低温下可转化为硫酸氢
钠和硫,过滤得到硫和硫酸氢钠,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸氢钠晶体,以此解
答该题。
【详解】A.若采用Na2S 溶液作为碱盐吸收液,由于H2SO3的酸性强于H2S,SO2与Na2S 溶液反应会生成
H2S 产生二次污染,A 错误;
B.NaHSO3在催化剂作用下生成还原产物S 和氧化产物NaHSO4,根据得失电子守恒,氧化产物与还原产
物的物质的量之比为2:1,3mol 二氧化硫可生成1mol 硫,则硫黄的回收率不会高于33.33%,B 正确;
C.NaHSO3在催化剂作用下生成S 和NaHSO4,反应中S 元素由+4 价分别变化为+6 价、0 价,由得失电子
守恒可知NaHSO3既是氧化剂又是还原剂,还原剂与氧化剂的质量之比为2:1,C 错误;
D.NaHSO4·H2O 的溶解度随温度变化大,由溶液得到晶体NaHSO4·H2O,应进行蒸发浓缩、冷却结晶、过
滤、洗涤、干燥等操作,故D 错误;
答案选B。
【变式训练2——变题型】用
溶液、空气除去烟气中的
,主要物质的转化如下图。下列说法不
正确的是
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A.过程Ⅰ、Ⅱ中,
均发生氧化反应
B.
溶液吸收
后,所得溶液酸性减弱
C.
最终转化成
D.过程Ⅱ中,发生反应:
【答案】B
【详解】A.过程、
中,
元素化合价升高,
均发生氧化反应,A 正确;
B.
溶于水生成亚硫酸,
溶液吸收二氧化硫后,所得溶液酸性增强,B 错误;
C.根据图示,二氧化硫最终转化成硫酸根离子,C 正确;
D.根据图示过程
中,二氧化硫被
氧化为硫酸根,发生反应的离子方程式为:
,D 正确;
故选B。
【变式训练3——变考法】(2025·广东汕头·一模)为解决大气污染物
的排放问题,某实验小组模拟工
业烟气脱硫步骤,设计如下工艺流程,下列有关说法正确的是
A.吸收塔内发生的反应为氧化还原反应
B.沉淀室内发生主要反应:
C.氧化室内每生成
时理论上可消耗
D.流程中可循环利用的物质为
溶液
【答案】D
【分析】吸收塔中用NaOH 溶液喷雾吸收烟气中的SO2,生成Na2SO3和H2O,沉淀室中Na2SO3和Ca(OH)2
反应生成CaSO3沉淀和NaOH,氧化室中CaSO3和O2反应生成CaSO4,据此解答。
【详解】A.吸收塔内发生的反应为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,是非氧化还原反应,A 错误;
B.沉淀室内发生主要反应是亚硫酸钠与Ca(OH)2的反应,化学方程式为:
,B 错误;
C.根据2CaSO3+O2=2CaSO4可知,生成2mol 即136g/mol×2mol=272g 硫酸钙,需要1molO2,C 错误;
D.沉淀室内发生为:
,生成的NaOH 可以循环进入吸收塔中,D 正
确;
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答案选D。
考点二 硫酸 SO3
2-、SO4
2-的检验
知识点1 硫酸
1.硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高(沸点338℃,高沸点酸能用于制备低沸点酸),难挥发;98%
的浓硫酸的密度为1.84g/cm3。
(2)溶解性:浓硫酸与水以任意比混溶,溶解时可放出大量热。
(3)稀释方法:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中并不断搅拌。
2.硫酸的化学性质
(1)稀硫酸具有酸的通性
硫酸是强电解质,在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H++SO,具有酸的通性。
①指示剂变色:石蕊变红;酚酞不变色。
②与金属(如Fe)反应:Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑
③与碱[如NaOH]的反应:2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O
④与碱性氧化物(如CuO、MgO)反应:CuO +H2SO4 == CuSO4 +H2O
⑤与某些盐(如BaCl2溶液)发生复分解反应反应:
BaCl2+H2SO4==
Ba
SO
4↓+ 2 H Cl
(2)浓H2SO4的三大特性:吸水性、脱水性、强氧化性
(1)吸水性与脱水性的区别
吸水性:浓硫酸吸水是把物质本身中含有的自由H2O 分子或结晶水吸收。
脱水性:浓硫酸脱水是把本身不含水的有机物中的氢元素和氧元素按原子个数比2 1∶的形式脱去,
C12H22O11
12C+11H2O。所以,二者的本质区别是物质中有没有现成的水分子。
【注意】①在浓硫酸作用下,结晶水合物失去结晶水属于浓硫酸的吸水性。例如少量胆矾加入浓硫酸中蓝
色晶体变白,体现浓硫酸的吸水性。
②利用浓硫酸的吸水性,常用浓硫酸作干燥剂,浓硫酸可以干燥H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4
等气体,但是它不能用来干燥碱性气体(如NH3)和强还原性气体(如HBr、HI、H2S)。
(2)强氧化性:在浓硫酸中主要是以硫酸分子的形式存在,体现的是硫酸分子的性质。在硫酸分子中,存在
+6 价硫,很容易得电子被还原,所以具有很强的氧化性。浓硫酸能将大多数金属(如Cu)或非金属(如C)氧
化:
Fe
①
、Al 的钝化
常温下,当Fe、Al 等金属遇到浓硫酸时,会与浓硫酸发生反应,表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现
“钝化”现象。
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②与不活泼金属和非金属的反应
由于浓硫酸具有强氧化性,故存在与稀硫酸不同的化学性质,能够与不活泼金属或非金属发生反应,如:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4 + 2H2O +SO2↑
2Ag+2H2SO4 (浓)
Ag2SO4+SO2↑+2H2O
C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2H2O+2SO2 ↑
S+2H2SO4 (浓)
3SO2↑+2H2O
3.硫酸的用途
(1)制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。
(2)消除金属表面的氧化物。
(3)用于精炼石油,制造炸药、农药、染料等,是实验室里常用的试剂。
4.硫酸的工业制备
(1)工艺流程
【注意】工业上用98.3%的硫酸吸收SO3,可以避免用水吸收SO3产生的酸雾腐蚀设备,并且可以提高吸
收率。
(2)反应原理
三步骤
三反应
燃烧黄铁矿(FeS2)
或硫黄制备SO2
4FeS2 +
11O
2=====
2Fe
2O3 +
8SO
2 或
S +
O2=====
SO
2。
SO2的催化氧化
2SO2+
O 2
2SO3
SO3吸收
SO3+
H 2O=H2SO4
知识点2 SO3
2-、SO4
2-的检验及重要的硫酸盐
1.SO 的检验
操作方法:被检液
取清液
观察有无白色沉淀产生
先加入稀盐酸的目的是防止CO
、SO
、Ag+的干扰,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,说明有SO
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,可能发生反应的离子方程式:CO
+2H+=CO2↑+H2O、SO
+2H+=SO2↑+H2O、Ag++Cl-=AgCl↓、
Ba2++SO
=BaSO4↓。注意稀盐酸和BaCl2溶液的加入顺序不可颠倒。
2.SO 的检验
方法一:向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中,红色褪去。发生的离子反应为SO
+
2H
+
=H2O +
SO
2↑。
方法二:加入氯化钡溶液生成白色沉淀,然后加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。
发生反应的离子方程式为SO
+
Ba
2 + =BaSO
3↓,BaSO3+
2H
+ =Ba
2 + +
SO
2↑ +
H 2O。
3.重要的硫酸盐(了解)
皓矾
ZnSO4·7H2O
钡餐(重晶石)
BaSO4
绿矾
FeSO4·7H2O
芒硝
Na2SO4·10H2O
明矾
KAl(SO4)2·12H2O
生石膏
CaSO4·2H2O
熟石膏
2CaSO4·H2O
胆矾(蓝矾)
CuSO4·5H2O
考向1 考查浓硫酸的性质及应用
例1 (2024·福建漳州·一模)关于反应Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+2H2O+SO2↑,下列说法正确的是
A.该反应中浓硫酸仅体现强氧化性
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
C.浓硫酸的氧化性强于硫酸铜
D.10.0mL18.4mol•L-1浓硫酸与足量Cu 反应,转移0.184mol 电子
【答案】C
【分析】由化学方程式可知,Cu 元素的化合价升高,发生氧化反应,Cu 为还原剂,CuSO4为氧化产物,S
元素的化合价降低,H2SO4为氧化剂,SO2为还原产物。
【详解】A.2molH2SO4中,1mol H2SO4作氧化剂,体现氧化性,1mol H2SO4化合价未发生改变,体现酸
性,故A 项错误;
B.该反应中有1mol 硫酸中S 的化合价降低,H2SO4为氧化剂,Cu 为还原剂,故还原剂与氧化剂物质的量
之比为1:1,故B 项错误;
C.由分析可知,H2SO4为氧化剂,CuSO4为氧化产物,则浓硫酸氧化性强于硫酸铜,故C 项正确;
D.10.0mL18.4mol•L-1浓硫酸与足量Cu 反应,随着反应发生,浓硫酸浓度变稀后,Cu 与稀硫酸不能反应,
则转移电子小于0.184mol,故D 项错误;
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故答案选C。
【变式训练1——变载体】(2025·江苏·三模)实验室探究木炭和浓硫酸加热条件下反应所得混合气体X
的成分。下列有关实验装置(部分夹持仪器省略)不能达到实验目的的是
A.用装置甲制得混合气体
B.用装置乙检验混合气体中是否含有
C.用装置丙检验混合气体中是否含有
D.用装置丁检验混合气体中是否含有
【答案】D
【详解】A.木炭粉与浓硫酸在加热条件下发生反应,则用装置甲能制得混合气体,A 不符合题意;
B.若混合气体中含有H2O(g),则无水硫酸铜会由白色变成蓝色,则用装置乙能检验混合气体中是否含有
H2O(g),B 不符合题意;
C.SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,则用装置丙能检验混合气体中是否含有SO2,C 不符合题意;
D.SO2和CO2均能被NaOH 溶液吸收,澄清石灰水不会出现浑浊,且SO2也能使澄清石灰水变浑浊,所以
在检验CO2之前应先除去SO2,排除SO2对检验CO2的干扰,则用装置丁不能检验混合气体中是否含有
CO2,D 符合题意;
故选D。
【变式训练2——变考法】(2025·广东湛江·二模)某兴趣小组利用如图装置探究硫及其化合物的相互转化,
下列说法正确的是
A.Ⅰ的试管内的反应,只体现
的还原性
B.Ⅱ的试管内的石蕊溶液先变红后褪色,体现
的漂白性
C.只有Ⅲ的试管中会出现浑浊现象
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D.Ⅳ中加入用盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀
【答案】D
【分析】本题以探究硫及其化合物的相互转化实验为载体,考查了实验的基本原理和操作。
【详解】A.Ⅰ的试管内的反应:
,为歧化反应,体现
的还原性和氧化性,选项A 不正确;
B.
不能漂白酸碱指示剂,石蕊溶液会变红但不会褪色,选项B 不正确;
C.
,Ⅰ和Ⅲ的试管中,都会出现浑浊现象,选项C 不正确;
D.酸性
溶液可以将
氧化成
,加入用盐酸酸化的氯化钡溶液,会产生白色沉淀,选项D 正
确;
故答案选D。
【变式训练3——变考法】(2025·广东深圳·一模)将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a-c 为贴在玻璃棒上
浸有相应试液的试纸)所示实验。下列说法正确的是
A.铜与浓硫酸反应,只体现浓硫酸的强氧化性
B.为验证
的氧化性,试剂
可选用
C.品红溶液褪色,加热后恢复原色,说明
具有氧化性
D.a、c 两处均可观察到褪色现象
【答案】B
【详解】A.铜与热的浓硫酸反应,生成SO2和CuSO4,浓硫酸体现酸性和氧化性,故A 错误;
B.为验证
的氧化性,试剂
可选用
,两者反应生成淡黄色的硫单质,据此现象可证明
的氧
化性,故B 正确;
C.品红溶液褪色,加热后恢复原色,说明
具有漂白性,故C 错误;
D.
只能使紫色石蕊溶液变红,但不能褪色,故D 错误;
故选:B。
思维建模 浓硫酸与金属反应的规律
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(1)钝化:常温下浓硫酸使Fe、Al 表面快速生成致密氧化膜而阻止反应进一步发生。
(2)与活泼金属(如Zn)反应,开始产生SO2,硫酸浓度变小后产生H2。
(3)与不活泼金属(如Cu)反应,开始产生SO2(加热),浓度变小后,稀硫酸不再与不活泼金属反应。例
如:1 mol Cu 与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2的物质的量小于1 mol。
(4)浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化
性。
考向2 考查SO3
2-、SO4
2-的检验
例2 (2025·贵州铜仁·模拟预测)下列实验操作能达到实验目的的是
选
项
实验目的
实验操作
A
检验补铁剂硫酸亚铁片是否被氧化
将铁氰化钾溶液滴入硫酸亚铁片的水溶液
B
验证SO2的漂白性
将SO2通入溴水
C
检验洁厕剂的主要成分是盐酸
向待测液中滴加硝酸银溶液
D
检验实验室中Na2SO3溶液是否变质
将盐酸酸化的BaCl2溶液滴入该Na2SO3溶液
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】D
【详解】A.硫酸亚铁如被氧化,应生成铁离子,应加入KSCN 溶液检验铁离子,或者加入K4[Fe(CN)6]来
检验,K3[Fe(CN)6]是检验Fe2+的,A 不合题意;
B.二氧化硫与溴水发生氧化还原反应Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr,二氧化硫表现还原性,B 不合题意;
C.加入硝酸银生成白色沉淀,也不一定是AgCl,还可能是Ag2CO3,应该加入硝酸酸化的AgNO3来检验
Cl-,而且检验出Cl-也不一定为盐酸,且还应检验氢离子,C 不合题意;
D.Na2SO3溶液变质,会有Na2SO4生成,取少许溶液加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,若出现白色沉淀,则
Na2SO3溶液变质,若不出现白色沉淀,则Na2SO3溶液未变质,D 符合题意;
故答案为:D。
【变式训练1——变考法】(2025·天津红桥·二模)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选
项
实验操作和现象
结论
A
向溶液
中加入少量稀
溶液,将湿润的红色石蕊试
纸置于试管口,试纸未变蓝色
溶液
不含
B
向某溶液
中先滴加稀盐酸,无现象,再滴加
溶液
有白色沉淀生成
溶液
含
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C
某钠盐溶于盐酸,产生了无色无味的气体
该钠盐一定含有
D
常温下,将光亮的
片放入浓硫酸中,表面迅速变暗之
后无明显变化
Al 与浓硫酸不反应
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【详解】A.加入少量稀NaOH 溶液,可能生成NH3▪H2O,但因为浓度低等原因,没有产生氨气,也没有
检测到氨气,由实验操作和现象可知,溶液中可能会含
,A 错误;
B.加入稀盐酸除去干扰离子,硫酸根离子和钡离子反应生成白色沉淀,根据实验现象知,溶液中含有
,B 正确;
C.某钠盐溶于盐酸,产生了无色无味的气体,至少含有
或
一种,C 错误;
D.常温下Al 和浓硫酸发生氧化还原反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应,该现象为钝化现
象,不是不反应,D 错误;
故选B。
【变式训练2——变考法】(2025·山东·二模)下列操作能达到相应实验目的的是
实验目的
操作
A
检验某钠盐为
或
向某钠盐中滴加盐酸,并将产生的气体通入品红溶液中,品红褪色
B
证明
支持燃烧
将炽热的木炭放入浓硝酸中,木炭迅速燃烧
C
除去苯中混有的少量苯酚
向苯和苯酚的混合物中滴加溴水,过滤后分液
D
检验药品是否变质
补铁药品粉碎并加水溶解,向其中滴加
溶液
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】D
【详解】A.氯气和二氧化硫都能使品红褪色,次氯酸钠溶液中滴加浓盐酸,产生氯气,通入品红溶液中,
品红溶液褪色,故不能确定某钠盐为
或
,A 错误;
B.浓硝酸受热分解生成氧气,氧气具有助燃性,使得木炭迅速燃烧,不能说明
支持燃烧,B 错误;
C.生成的三溴苯酚均易溶于苯,不能除杂,应加NaOH 溶液,分液除去苯中混有的苯酚,C 错误;
D.补铁药品中含有Fe2+,若变质则转变为Fe3+,可以将补铁药品粉碎并加水溶解,向其中滴加KSCN 溶
液,若溶液变为血红色说明已变质,反之则没变质,D 正确;
故选D。
【变式训练3——变考法】(2025·河南·三模)室温下,探究
溶液的性质。下列实验方
案正确且能达到探究目的的是
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选
项
探究目的
实验方案
A
是否具有还原性
向
溶液中滴加几滴酸性
溶
液,观察溶液颜色变化
B
溶液是否变质
向
溶液中先滴加足量的稀硝酸,再滴加
溶液,观察是否有沉淀产生
C
检验溶液中的
取
溶液于试管中,加入
溶液,观察能否产生使红色石
蕊试纸变蓝的气体
D
比较Cl、S 的非金属性强
弱
向
溶液中滴加稀盐酸,将产生的气体通入
品红溶液中,观察品红溶液是否褪色
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】A
【详解】A.向
溶液中滴加几滴酸性
溶液,观察到溶液褪色,说明
具有还原性,
A 项正确;
B.向
溶液中先滴加足量的稀硝酸,稀硝酸能将
氧化为
,对检验
溶液是否
变质产生干扰,B 项错误;
C.取
溶液于试管中,加入
溶液,氢氧化钠浓度太低而且没
有加热,则没有
产生,检验方法错误,不能证明溶液中是否存在铵根离子,C 项错误;
D.向
溶液中滴加稀盐酸,将产生的气体通入品红溶液中,品红溶液褪色,说明盐酸的酸性强于
亚硫酸,但不能说明
的非金属性强弱,D 项错误;
故选A。
思维建模 SO 检验的易错点
(1)只加入可溶性钡盐,不酸化,误将CO、PO、SO 等干扰离子判断成SO。因上述离子会产生BaCO3、
Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。
(2)误将Ag+判断成SO
如向待测液中滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成,再加稀盐酸沉淀不溶解,便断定含SO。其错误之处是若溶
液中含Ag+也会产生同样的现象:Ag++Cl-===AgCl↓(白色)。
(3)误将SO 判断成SO
如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO。未注意在酸性环境中,
NO 具有强氧化性,可将SO 氧化成SO,从而生成BaSO4白色沉淀。
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考点三 不同价态含硫物质的转化
知识点1 不同价态含硫物质的转化
1.硫元素的价类二维图
2.同价态硫的化合物之间的转化关系
(1)+4 价硫的化合物之间的转化
①的离子方程式:HSO
+
H + ==
=SO
2↑ +
H 2O;
②的离子方程式:HSO
+
OH
- ==
=SO
+
H 2O;
④的离子方程式:SO
+
SO
2+
H 2O ==
=2HSO
;
⑤的离子方程式:SO
+
H + ==
=HSO
。
(2)-2 价硫的化合物之间的转化
氢硫酸(H2S)是二元弱酸,与酸式盐(NaHS)、正盐(Na2S)之间的转化关系,与H2SO3、亚硫酸氢盐、亚硫酸
盐之间的转化关系相似。
①硫氢化钠(NaHS)与NaOH 反应的离子方程式:HS
- +
OH
- ==
=S
2 - +
H 2O。
NaHS
②
与HCl 反应的离子方程式:HS
- +
H + ==
=H
2S↑。
3.不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
(1)当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,可用图表示。
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其中③⑤反应的化学方程式分别为2SO2+
O 2
2SO3、
SO
2+
2H
2S = 3S
+
2H
2O。
(2)相邻价态的粒子不发生氧化还原反应:如S 和H2S、S 和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反
应。(注意:
氧化
与
原
不一定反应
强
剂
强还
剂
)
(3)归中规律: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。Na2S 与Na2SO3在酸性
条件下反应的离子方程式为2S
2 - +
SO
+
6H
+ ==
=3S↓
+
3H
2O。
知识点2 常考的多硫含氧酸盐——硫代硫酸钠(Na2S2O3)
1.物理性质
Na2S2O3·5H2O 俗名大苏打,它是无色透明的晶体,易溶于水。
2.化学性质
(1)与酸反应生成单质硫、放出SO2气体:
S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O。
(2)Na2S2O3是中等强度的还原剂,能被I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化。
2Na
①
2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI,此反应用于定量测定碘。
Na
②
2S2O3+4Cl2+5H2O===Na2SO4+H2SO4+8HCl,此反应在纺织和造纸工业上作脱氯剂。
5Na
③
2S2O3+8KMnO4+7H2SO4===8MnSO4+5Na2SO4+4K2SO4+7H2O。
考向1 考查不同价态含硫物质的转化关系
例1 (2025·广东深圳·三模)价类二维图是学习化学的重要工具和模型,硫元素的部分价类二维图如图所
示。下列说法正确的是
A.可存在
的转化关系B.实验室常用盐酸清洗附着于试管内壁的b 物质
C.将铁丝插入e 的稀溶液中可得到c
D.c 使高锰酸钾溶液和品红溶液褪色的原理相同
【答案】A
【分析】根据价类二维图可知,a 为H2S、b 为S、c 为SO2、d 为H2SO3、e 为H2SO4、f 为硫酸盐。
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【详解】A.
即H2S→S→SO2→H2SO3→H2SO4→硫酸盐,H2S 在氧气中不完全燃烧
可生成S,S 与氧气反应生成SO2,SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3可被氧气等氧化为H2SO4,H2SO4与碱反
应生成硫酸盐,A 正确;
B.S 不溶于盐酸,不能用盐酸清洗S,实验室常用热的氢氧化钠溶液清洗附着于试管内壁的S,B 错误;
C.c 为二氧化硫,e 为H2SO4,Fe 和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,不生成二氧化硫,C 错误;
D.SO2具有还原性,能与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使溶液紫红色褪去,SO2具有漂白性,能使品
红溶液褪色,原理不同,D 错误;
故选A。
【变式训练1——变题型】(2025·河南·三模)已知M 是一种常见酸的浓溶液,可使蔗糖变黑,Y 是一种
单质,构成Y 的原子最外层电子数是次外层电子数的2 倍。它们之间的转化关系如图所示(反应条件及部分
产物已略去)。下列说法正确的是
A.M 与Y 反应中,M 起氧化作用
B.金属钠着火可以用X 扑灭
C.将W 气体通入石蕊溶液,溶液先变红后褪色
D.工业上用水吸收Z 制备M
【答案】A
【分析】由题中“M 是一种常见酸的浓溶液,可使蔗糖变黑”判断M 是H2SO4,“Y 的原子最外层电子数
是次外层电子数的2 倍”,Y 为C,结合图中转化关系,推断出W 为SO2,X 为CO2,Z 为SO3,据此分析
解题。
【详解】A.C 与浓硫酸反应时,浓硫酸中的S 从+6 价变为SO2中的+4 价,浓硫酸起氧化作用,A 正确;
B.钠可以CO2中燃烧,金属钠着火应用干燥的沙土扑灭,B 错误;
C.将SO2气体通入石蕊溶液,溶液只变红并不褪色,C 错误;
D.工业上用98.3%的硫酸吸收SO3制备H2SO4,D 错误;
故答案为:A。
【变式训练2——
】(2025·宁夏银川·二模)已知元素X 的低价氧化物可用作葡萄酒的保鲜
剂,最高价化物对应水化物在工业上常用于精炼石油。X 元素相关物质转化关系如图:X
XO2
XO3
H2XO4 ,下列说法正确的是
A.XO2、XO3对应的水化物都是电解质,且在水溶液中都能完全电离
B.向 BaCl2溶液中通入 XO2,发生反应的离子方程式为
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C.XO3中X 的杂化方式为sp2杂化
D.1molH2XO4的浓溶液与足量锌反应,完全反应生成0.5molXO2
【答案】C
【分析】元素X 的低价氧化物可用作葡萄酒的保鲜剂,最高价化物对应水化物在工业上常用于精炼石油,
则元素X 为S 元素,据此回答;
【解析】A.XO2、XO3对应的水化物分别为H2SO3、H2SO4均为电解质,但H2SO3为弱电解质,在水溶液
中部分电离,A 错误;B.向 BaCl2溶液中通入SO2,不发生反应,B 错误;C.SO3中S 原子的价层电子
对数为:
,杂化方式为sp2杂化,C 正确;D.1mol 浓H2SO4与足量锌反应:
Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,不再生成SO2,生成H2:
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,则反应生成SO2物质的量小于0.5mol,D 错误;故选C。
【变式训练3——变考法】(2025·广西·三模)焦亚硫酸钠(
)具有强还原性,在医药、橡胶、印染、
食品等方面应用广泛。工业上利用
生产
的工艺如图所示。下列说法错误的是
A.生产
的工艺涉及的反应均为非氧化还原反应
B.流程中溶液Ⅰ溶质的成分为
C.Ⅲ溶液结晶脱水反应方程式为
D.
作食品抗氧化剂时,
和
的物质的量之比为
【答案】D
【分析】往Na2CO3饱和溶液中通入SO2至pH=4.1,发生反应生成NaHSO3和CO2;往溶液中再加入
Na2CO3饱和溶液至pH=7~8,与NaHSO3发生反应,生成Na2SO3和NaHCO3;再往溶液中通入SO2至
pH=4.1,与Na2SO3和NaHCO3发生反应,分别生成NaHSO3和CO2气体等,从而获得NaHSO3过饱和溶液;
结晶脱水,从而获得Na2S2O5。
【详解】A.流程I 反应为
,流程Ⅱ反应为
,流程Ⅲ反应为
,
过
饱和溶液经结晶、脱水可生成
固体:
,流程中涉及的反应均为非氧化
还原反应,故A 正确;
B.流程中溶液I 溶质的成分为
,故B 正确;
C.
过饱和溶液经结晶、脱水可生成
固体:
,故C 正确;
D.
中S 的化合价为
,抗氧化时,硫元素由
价升为
价,
失4 mol 电子,而
得4mol 电子,
和
的物质的量之比为
,故D 错误;
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故选D。
思维建模 硫及其化合物之间的转化关系
考向2 考查不同价态含硫物质的实验探究
例2 (2025·天津南开·二模)二氧化硫是重要的工业原料,某课题小组利用
制备
并利用
制备
。回答下列问题:
Ⅰ.
制备
(1)装置A 用于观察
的流速且平衡压强,所装试剂是 。
(2)装置B 中盛装NaOH 溶液的仪器名称是 。
(3)实验时,先关闭活塞a,逐渐通入过量
,此时装置B 中发生反应的离子方程式为 。再打开活
塞a,加入适量NaOH 溶液充分反应,加NaOH 溶液的目的是 。
(4)装置D 的作用是 。
Ⅱ.
制备
反应原理:
实验步骤:称取一定量的
于烧杯中,溶于水。另取过量的硫粉,加入少量乙醇充分搅拌均匀后,
加到上述溶液中。水浴加热,微沸,反应后趁热过滤。滤液蒸发浓缩、冷却结晶后析出
晶
体。再进行减压过滤、洗涤并低温干燥,得到产品。
(5)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是 。
(6)产品中除了有未反应的
外,最可能存在的无机杂质是 。检验是否存在该杂质的方法是
。
(7)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子反应方程式表示其原因: 。
25
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【答案】(1)浓硫酸
(2)分液漏斗
(3)
与
反应生成
(4)吸收多余的
,防止污染空气
(5)使硫粉易于分散到溶液中
(6)
取少量产品溶于过量盐酸,过滤,向滤液中加
溶液,若有白色沉淀,则产品中含有
(7)
【分析】装置A 为液体试剂且通过长颈漏斗和大气相通,用于观察
的流速且平衡压强,B 中首先过量
二氧化硫和碳酸钠反应生成亚硫酸氢钠,然后亚硫酸氢钠能和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,装置C 用于防
止倒吸,D 用于吸收尾气防止污染;利用
、硫粉水浴加热微沸,反应后趁热过滤,滤液蒸发浓缩、
冷却结晶后析出
晶体;
【详解】(1)装置A 为液体试剂,用于观察
的流速且平衡压强,所装试剂是浓硫酸,浓硫酸和二氧化
硫不反应,能通过气泡观察流速;
(2)由图,装置B 中盛装NaOH 溶液的仪器名称是分液漏斗;
(3)过量二氧化硫和碳酸钠反应生成二氧化碳和亚硫酸氢钠,反应为:
;亚硫酸氢钠能和碱氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,故加NaOH 溶液的目
的是与
反应生成
;
(4)尾气有毒,装置D 的作用是吸收多余的
,防止污染空气;
(5)硫粉难溶于水,微溶于乙醇,故硫粉用乙醇润湿后易扩散到溶液中。
(6)亚硫酸钠具有还原性,容易被空气中氧气氧化为硫酸钠,故最可能存在的无机杂质是
。硫酸
根离子会和钡离子生成不溶于酸的硫酸钡沉淀,检验是否存在该杂质的方法是取少量产品溶于过量盐酸,
过滤,向滤液中加
溶液,若有白色沉淀,则产品中含有
;
(7)
酸性条件下会发生歧化反应生成二氧化硫气体和黄色硫单质,使得产品发黄,反应为:
。
【变式训练1——变载体】(2025·辽宁·二模)硫代硫酸钠晶体
俗称大苏打,可用作定影
剂和还原剂。某兴趣小组用如下原理来制备
,装置如下:
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已知:ⅰ.
易溶于水,难溶于乙醇。其水溶液显弱碱性,酸性条件下不稳定。
ⅱ.
在水中的溶解度随温度变化如图所示。
回答下列问题:
Ⅰ.
的制备
如图连接好装置,检查气密性后,将试剂加入相应容器中。
(1)下列可用作装置A 的是 (填标号),对应的化学方程式为 。
(2)装置B 的作用是 。
(3)随
的通入,D 中逐渐有大量浅黄色固体析出,发生的反应为
;继续通
入
,发生反应
,且固体逐渐消失,当溶液pH 约为7 时,停止通气体,
制得
溶液。固体逐渐消失发生反应的化学方程式为 。为保证硫代硫酸钠的产量,通入
D 中的
不能过量,原因是 。
(4)实验结束后,关闭
打开
,玻璃液封管中所盛液体最好为 (填标号)。
A.NaOH 溶液 B.浓硫酸 C.饱和
溶液
(5)三颈烧瓶中的溶液经一系列操作得到
晶体,其中可能含有
等杂质,所
得产品可通过 方法提纯。
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Ⅱ.产品纯度的测定
①溶液配制:准确称取该
样品4.00g,配制成250mL 溶液。
②滴定:向锥形瓶中加入
溶液,加入过量KI 溶液和
溶液,发生反应:
,然后加入淀粉溶液作指示剂,用硫代硫酸钠样品溶液滴定,发生反应:
。
(6)滴定终点的现象为 ;消耗样品溶液的用量为24.80mL,则样品纯度为 %(结果保
留1 位小数)。
【答案】(1)a 或b
或
(2)平衡气压,控制气体流速
(3)
若
过量,溶液显酸性,产物
在酸性条件下不稳定,会导致产率
降低
(4)A
(5)重结晶
(6)滴入最后半滴硫代硫酸钠样品溶液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色 75.0
【详解】(1)装置A 是制备
的装置,实验室一般用亚硫酸盐与浓硫酸反应制取
,反应不需要加热
或铜与浓硫酸反应,反应需加热。
a.该装置是固液不加热型发生装置,适合亚硫酸盐与浓硫酸反应制取
;
b.该装置是固液加热型,适合铜与浓硫酸反应制取
;
c.该装置用于块状固体与液体不需要加热反应(亚硫酸钠一般为粉末状),不符合;
d.该装置是固体加热型,不符合
化学方程式为
或
(2)B 装置中长颈漏斗颈伸入液面以下,装置中压强过大时液体进入长颈漏斗,可以平衡气压。D 中反应
需控制pH,所以还可根据B 中气泡速度控制
的流速。
(3)①淡黄色固体为S,溶液中存在
,产物为
,因此化学方程式为
。
②已知信息给出
酸性条件下不稳定,所以
过量时产率降低。
(4)实验结束后,关闭
、打开
,玻璃液封管中液体作用是吸收多余
,防止污染空气。
溶
液可以与
反应吸收
;浓硫酸与
不反应;饱和
溶液不能吸收
,所以选A。
(5)
的溶解度随温度变化较大,而
、
溶解度变化相对较小,所以可以利用重结
晶的方法提纯
,通过加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作除去杂质。
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(6)①淀粉遇碘变蓝,用硫代硫酸钠溶液滴定碘单质,当碘单质恰好反应完时,溶液蓝色褪去,所以终
点现象是当滴入最后一滴硫代硫酸钠溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色。②由
和
可得关系式
,
,则
。250mL 样品溶液中
,
。样品的纯度
【变式训练2——变载体】(2024·四川泸州·一模)连二硫酸锰晶体(
)呈红色,可用于蔬菜、
水果等保鲜。受热易分解为
和
。实验室中可利用饱和
水溶液与
反应制备连二硫酸锰,
同时有
生成,其制备装置和具体步骤如下:
I.在B 的三口烧瓶中盛装适量
和400mL 蒸馏水,控制温度在7℃以下,将A 中产生的
通入B 中,
反应过程中保持C 中管口有少量气泡持续冒出。
Ⅱ.待烧瓶中
全部反应完,反应液呈透明粉红色时,停止通
。
Ⅲ.将装置C 换为减压装置,一段时间后将B 中的溶液转移至烧杯中。
IV.向溶液中加入适量连二硫酸钡溶液,搅拌,静置,过滤。
V.对滤液进行浓缩、结晶、过滤、洗涤、干燥,得
。
回答下列问题:
(1)步骤I 对B 中烧瓶可采取的控温方式是 。
(2)C 装置中NaOH 溶液的作用是 ;保持C 中有少量气泡持续冒出的目的是 。
(3)有同学指出装置A、B 之间需要进一步完善,完善的措施是 。
(4)步骤Ⅱ中反应的离子方程式有
、 。
(5)步骤Ⅲ中进行减压操作的目的是 。
(6)步骤IV 中加入连二硫酸钡溶液的作用是 ,过滤出的滤渣是 。
【答案】(1)冰水浴或低于7℃的冷水浴
(2)吸收
防止污染 确保B 中
水溶液处于饱和状态
(3)A、B 间增加防倒吸装置
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(4)
(5)除去溶液中过量的
或降低
的溶解度,或使
从溶液中逸出
(6)将
转化为连二硫酸锰
【分析】A 制备二氧化硫,B 中二氧化硫和二氧化锰在低温下反应生成连二硫酸锰,反应结束,B 减压除
去溶液中过量的
,再加入连二硫酸钡生成硫酸钡沉淀除去硫酸根离子,C 中氢氧化钠溶液吸收二氧化
硫,防止污染。
【详解】(1)步骤I 中B 烧瓶控制温度在7℃以下,对B 中烧瓶可采取的控温方式是冰水浴或低于7℃的
冷水浴;
(2)二氧化硫有毒,氢氧化钠能吸收二氧化硫,C 装置中NaOH 溶液的作用是吸收
防止污染;保持C
中有少量气泡持续冒出,可以确保B 中
水溶液处于饱和状态。
(3)为防止
和
反应发生倒吸,A、B 间增加防倒吸装置;
(4)步骤Ⅱ中二氧化硫被氧化为连二硫酸根离子或硫酸根离子,反应的离子方程式有
、
。
(5)压强减小,气体溶解度降低,步骤Ⅲ中进行减压操作的目的是除去溶液中过量的
,使
从溶液
中逸出。
(6)二氧化锰和二氧化硫反应的产物中含有硫酸锰,硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀,步骤IV
中加入连二硫酸钡溶液的作用是将
转化为连二硫酸锰,过滤出的滤渣是
。
【变式训练3——变考法】(2024·吉林·一模)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。某化学兴趣小组,设计如图实验装置(夹持装置已省略)模拟实现不同价态含硫物质的转化。
(1)仪器b 的名称为 。
(2)装置B 的作用是贮存多余的气体,B 中应放置的液体是 (填标号)。
a.水 b.饱和NaHSO3溶液 c.酸性KMnO4溶液 d.NaOH 溶液
(3)若C 中只含一种含Ba2+的溶质,实验过程中观察到有白色沉淀产生,则白色沉淀可能为 (填
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化学式)。
(4)D 中可观察到的现象是 ,对应的离子方程式为 (SO2过量)。
(5)检验E 中S 元素价态发生变化后所形成的阴离子的实验方法是 。
(6)F 装置的作用是 。
(7)工业上用Fe2(SO4)3酸性溶液处理SO2尾气的工艺流程如图所示:
反应②中通入空气的目的是 。
【答案】(1)分液漏斗
(2)b
(3)
或
(4)生成淡黄色沉淀
(5)取适量反应后的溶液于试管中,先加稀盐酸无现象,再加
溶液,有白色沉淀生成
(6)吸收多余的
,防止污染空气
(7)将
氧化为
,实现
原料循环利用
【分析】A 装置用浓硫酸和铜制取二氧化硫,装置B 的作用是贮存多余的气体,C 验证SO2性质,D 中
SO2通入硫化钠溶液产生黄色沉淀,E 中氯化铁氧化SO2,最后用氢氧化钠吸收SO2。
【详解】(1)仪器b 的名称为分液漏斗。
(2)装置B 的作用是贮存多余的气体,故不能和二氧化硫反应,SO2易溶于水、可以被酸性KMnO4溶液
氧化、可以和NaOH 溶液反应,故B 中应放置的液体是b。
(3)若C 中只含一种含Ba2+的溶质,对应的酸根离子不具有氧化性,则生成亚硫酸钡,具有氧化性,则
生成硫酸钡,实验过程中观察到有白色沉淀产生,则白色沉淀可能为
或
。
(4)SO2氧化硫离子生成S 沉淀,故D 中可观察到的现象是产生淡黄色沉淀,SO2过量时,溶液中生成的
还有亚硫酸氢根离子,对应的离子方程式为
。
(5)E 中二氧化硫被氧化为硫酸根离子,故检验E 中S 元素价态发生变化后所形成的阴离子的实验方法是
取适量反应后的溶液于试管中,先加稀盐酸无现象,再加
溶液,有白色沉淀生成。
(6)F 装置的作用是吸收多余的
,防止污染空气。
(7)用Fe2(SO4)3酸性溶液处理SO2尾气生成硫酸亚铁,硫酸亚铁可以被空气中氧气氧化为硫酸铁,则X
为硫酸亚铁,Y 为硫酸铁,故反应②中通入空气的目的是将
氧化为
,实现
原料循环利
用。
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1.(2023·福建卷)从炼钢粉尘(主要含
和
)中提取锌的流程如下:
“盐浸”过程
转化为
,并有少量
和
浸出。下列说法错误的是
A “盐浸”过程若浸液
下降,需补充
B. “滤渣”的主要成分为
C. “沉锌”过程发生反应
D. 应合理控制
用量,以便滤液循环使用
【答案】B
【分析】“盐浸”过程
转化为
,发生反应
,根据
题中信息可知,Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解,通入空气氧化后Fe2+和Fe3+转化为Fe(OH)3;“沉锌”过程发
生反应为:
,经洗涤干燥后得到产物ZnS 及滤液
。
【详解】A.“盐浸”过程中消耗氨气,浸液
下降,需补充
,A 正确;
B.由分析可知,“滤渣”的主要成分为Fe3O4和Fe2O3,只含少量的Fe(OH)3,B 错误;
C.“沉锌”过程发生反应
,C 正确;
D.应合理控制
用量,以便滤液循环使用,D 正确;
故选B。
2.(2022·福建卷)实验室需对少量污染物进行处理。以下处理方法和对应的反应方程式均错误的是
A.用硫磺处理洒落在地上的水银:
B.用盐酸处理银镜反应后试管内壁的金属银:
C.用烧碱溶液吸收蔗糖与浓硫酸反应产生的刺激性气体:
D.用烧碱溶液吸收电解饱和食盐水时阳极产生的气体:
【答案】B
【详解】A.S 和Hg 发生化合反应生成HgS,可以用硫磺处理洒落在地上的水银,方程式为:
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,处理方法和对应的反应方程式正确,不合题意;
B.Ag 不活泼,不能和盐酸反应生成氢气,处理方法和对应的反应方程式均错误,符合题意;
C.蔗糖与浓硫酸反应产生的刺激性气体为SO2,可以用NaOH 溶液吸收SO2,离子方程式为:
,处理方法和对应的反应方程式均正确,不符合题意;
D.电解饱和食盐水时阳极产生的气体为Cl2,可以用NaOH 溶液吸收Cl2,离子方程式为:
,处理方法和对应的反应方程式均正确,不符合题意;
故选B。
3.(2021·福建卷)明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法,其主要流程(部分产物已省略)如下:
下列说法错误的是
A.FeSO4的分解产物X 为FeO
B.本流程涉及复分解反应
C.HNO3的沸点比H2SO4的低
D.制备使用的铁锅易损坏
【答案】A
【详解】A.据图可知FeSO4分解时生成SO2和SO3,部分S 元素被还原,则Fe 元素应被氧化,X 为
Fe2O3,A 错误;
B.H2SO4与KNO3在蒸馏条件下生成HNO3和K2SO4,为复分解反应,B 正确;
C.H2SO4与KNO3混合后,蒸馏过程中生成HNO3,说明HNO3的沸点比H2SO4的低,C 正确;
D.硫酸、硝酸均可以和铁反应,所以制备使用的铁锅易损坏,D 正确;
综上所述答案为A。
4.(2021·福建卷)室温下,下列各组离子一定能与指定溶液共存的是
A.
的
溶液:
、
、
、
B.
的
溶液:
、
、
、
C.
的
溶液:
、
、
、
D.
的
溶液:
、
、
、
【答案】D
【详解】A.
是强酸弱碱盐,
的
溶液显酸性,H+与
生成硅酸沉淀不能大量共
存,A 不符合题意;
B.
的
溶液,
与
生成
不能大量共存,B 不符合题意;
C.
的
溶液,H+、
、
共同作用发生氧化还原反应,不能大量共存,C 不符合题意;
D.
的
溶液,
、
、
、
、
、
能大量共存,D 符合题意;
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故选D。
5.(2021·福建卷)利用下列装置和试剂进行实验,不能达到实验目的的是
A
B
C
D
比较Zn 与Cu 的金属性强
弱
除去
中的HCl 并干燥
制取乙酸乙酯(必要时可加沸
石)
实验室制取氯
气
A. A
B. B
C. C
D. D
【答案】D
【详解】A.该装置中,若Zn 比Cu 活泼,则总反应为Zn 与硫酸铜的反应,此时Zn 为负极,Cu 为正极;
若Cu 比Zn 活泼,则总反应为Cu 与硫酸锌的反应,此时Cu 为负极,Zn 为正极,所以可以比较Zn 与Cu
的金属性强弱,A 正确;
B.稀硫酸中含有大量氢离子,可以抑制氯气的溶解,而稀硫酸中的水可以吸收HCl,洗气后再用浓硫酸
干燥,B 正确;
C.乙酸、乙醇和浓硫酸混合加热可以制取乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液可以降低乙酸乙酯的溶解度,同时
吸收乙酸和乙醇,便于分液分离得到乙酸乙酯,沸石可以防止暴沸,C 正确;
D.制取氯气应用浓盐酸和二氧化锰共热,稀盐酸不与二氧化锰反应,D 错误;
综上所述答案为D。
6.(2023·福建卷) 白合金是铜钴矿冶炼过程的中间产物,一种从白合金(主要含
及少量
)中分离回收金属的流程如下:
(1)“酸浸 1”中,可以加快化学反应速率的措施有_________(任写其中一种),CoO 发生反应的离子方
程式_________。
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(2)“焙烧1”中,晶体[
和
]总质量随温度升高的变化情况如下:
温度区间/℃
晶体总质量
变小
不变
变小
不变
①升温至
过程中,晶体总质量变小的原因是_______;
发生分解的物质是_______(填化
学式)。
②为有效分离铁、钴元素,“焙烧1”的温度应控制为_______℃。
(3)
时,
的
。反应
的平衡常数
_______(列出计算式即可)。经计算可判断
难溶于稀硫酸。
II.铜的硫化物结构多样。天然硫化铜俗称铜蓝,其晶胞结构如图。
(4)基态
的价电子排布式为_______。
(5)晶胞中含有_______个
_______。晶体中微粒间作用力有_______(填标号)。
a.氢键 b.离子键 c.共价键 d.金属键
(6)“焙烧2”中
发生反应的化学方程式为_______;“滤渣2”是_______(填化学式)。
【答案】(1) 粉碎白合金、搅拌、适当升温、适当增大稀
浓度等
(2) 失去结晶水
(3)
或
或
之间任一数字
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(4)
(5) 2 2:1 bc
(6)
【分析】白合金经过稀硫酸酸浸1 后得到滤液1(其中含有Co2+、Fe2+、
、Fe3+)以及滤渣1(SiO2、
Cu2S、CuS),滤液1 经结晶后得到硫酸铁以及硫酸钴的晶体,焙烧1 和水浸后得到硫酸钴溶液以及三氧
化二铁;滤渣1 经空气焙烧2 后得到氧化铜,加入稀硫酸后得到CuSO4溶液以及滤渣2 SiO2。
【详解】(1)“酸浸 1”中,可以加快化学反应速率的措施有:粉碎白合金、搅拌、适当升温、适当增大
稀
浓度等(任写一条即可),CoO 发生反应的离子方程式为:
;
(2)①由图可知,升温至
过程中,晶体总质量变小的原因是二者失去结晶水;227~566℃质量不变,
而后566~600℃质量再次减小,说明此时硫酸铁分解;
②为有效分离铁、钴元素,“焙烧1”的温度应控制为600~630℃,此时硫酸铁已全部分解;
(3)
的平衡常数
=
;
(4)基态
的价电子排布式为3d9;
(5)由俯视图可知,俯视图处于顶点位置的S 可能处于晶胞顶点或者棱上,结合晶胞图形可知该S 处于
棱上,且该S 实际存在形式为
,个数为
;俯视图处于面点位置的S 可能处于晶胞体内或者面
心上,结合晶胞图形可知该S 处于体内,且该S 实际存在形式为
,个数为2 个,因此晶胞中S 的总价态
为2×(-2)+2×(-2)=-8,由晶胞可知Cu 位于晶胞内部,则晶胞中Cu 的总个数为6 个,设Cu+的个数为x,
Cu2+的个数为y,则x+y=6,x+2y=+8,联立二式子解得x=4,y=2,故
2:1;晶体中微粒
间作用力有离子键及共价键;
(6)“焙烧2”中
发生反应的化学方程式为:
,由分析可知,滤渣2 为
SiO2。
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