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备战2024 年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练
第22 讲 硫及其化合物
本讲复习目标
1.掌握硫及其重要化合物的主要性质、相互转化及应用。
2.掌握SO2的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。
3.掌握SO 的检验方法。
4.掌握Na2S2O3、Na2S2O4、Na2S2O5、Na2S2O8的重要性质。
夯基·知识精讲
一.硫及其氧化物的性质和应用
1.硫
(1)硫的原子结构特点
硫的原子结构示意图为
,由此可知硫原子最外电子层上有6 个电子,在化学反应中容易得到
2 个电子形成-2 价硫的化合物,表现出典型的非金属性。
(2)硫元素存在形态
①游离态:硫单质俗称硫黄,主要存在于火山口附近或地壳的岩层里。硫有S2、S4、S6、S8等多种单
质,它们互为同素异形体,加热时,S8转化为S6、S4、S2属于化学变化。
②化合态:主要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
(3)硫的物理性质
1
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俗
名
色、态
密度
溶解性
硫
黄
黄色晶体,质脆
2.06 g·cm-
3
难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳
硫单质难溶于水,易溶于CS2,其原因是:硫单质、CS2均属于非极性分子,而H2O 属于极性分子,
根据“相似相溶”规律,非极性分子易溶于非极性分子形成的溶剂中。
(4)硫的化学性质
2.二氧化硫(SO2)
(1)物理性质
SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气的大,容易液化,易溶于水。在通常情况下,1 体
积的水可以溶解约40 体积的SO2。
(2)化学性质
①酸性氧化物的通性
a.SO2能使紫色石蕊试液变红色。
b.与H2O 反应:SO2+H2O
H2SO3。
c.与碱反应:
NaOH 足量:SO2+2OH-===SO+H2O。
2
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NaOH 少量:SO2+OH-===HSO。
d.与碱性氧化物反应:CaO+SO2
CaSO3。
②氧化性(如与H2S 溶液反应):
SO2+2H2S===3S↓+2H2O(生成淡黄色沉淀)。
③还原性
a.与O2反应:2SO2+O22SO3。
b.使溴水褪色:SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr。
c.使酸性KMnO4溶液褪色:5SO2+2MnO+2H2O===5SO+2Mn2++4H+。
d.与FeCl3溶液反应:SO2+2Fe3++2H2O===SO+2Fe2++4H+。
e.与H2O2溶液反应:SO2+H2O2===H2SO4。
④漂白性:SO2可使品红溶液褪色,加热后,溶液由无色变为红色,常用于检验SO2。
【归纳总结】SO2与HClO、H2O2、Na2O2、O3、活性炭漂白原理的比较
物质
SO2
Ca(ClO)2、NaClO、HClO、H2O2、Na2O2、
O3
活性炭
漂白原
理
与有色物质结合生成无色物质
将有色物质氧化为无色物质
吸附有色物
质
变化类
型
化学变化
化学变化
物理变化
是否可
逆
可逆,加热或久置后恢复原来颜色、
有选择性
不可逆,加热或久置后不恢复原来颜色、
无选择性
—
漂白对
象
有色的有机化合物,不能漂白指示剂
有色的有机化合物和指示剂
有机色质
(3)用途
①漂白纸浆、毛、丝等。
②杀菌消毒。
③作食品添加剂。食品中添加适量的SO2可起到防腐和抗氧化等作用。
3
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(4)SO2的实验室制法
①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应:Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O。
②铜与浓H2SO4混合加热:Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O。
【归纳总结】
1.SO2和CO2的鉴别方法
(1)闻气味法:CO2无气味,SO2有刺激性气味。
(2)品红溶液法:能使品红溶液褪色的是SO2,不能使品红溶液褪色的是CO2。
(3)酸性高锰酸钾溶液或溴水法:能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色的是SO2,不能使它们褪色的是
CO2。
2.检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都可使澄清石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程为:
流程设计
检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽检验
⇒
CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清的石灰水
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
注意:有时为简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,用较浓的酸性KMnO4溶
液,现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅。
3.三氧化硫(SO3)
(1)物理性质:SO3在标准状况下为无色、针状晶体、常温下为液态、熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃。
(2)化学性质:能与水反应,放出大量的热,SO3是酸性氧化物,它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸
盐。
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①与水剧烈化合生成硫酸并放出大量的热:SO3+H2O===H2SO4;
②与碱性氧化物(CaO)反应生成盐:SO3+CaO===CaSO4;
③与碱[Ca(OH)2]反应生成盐和水:SO3+Ca(OH)2===CaSO4↓+H2O。
4.硫的氧化物的污染与治理
(1)硫的氧化物来源、危害及治理
(2)硫酸型酸雨的形成途径
途径1:空气中飘尘的催化作用,使2SO2+O22SO3、SO3+H2O===H2SO4。
途径2:SO2+H2O
H2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4。
(2)在工业上SO2尾气的处理方法:
①钙基固硫法
为防治酸雨,工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸
钙,从而使硫转移到煤渣中,用化学方程式表示其原理为:
S 的燃烧:S+O2=====SO2;
SO2转化为CaSO3:SO2+CaO
CaSO3;
CaSO3转化为CaSO4:2CaSO3+O2
2CaSO4。
②氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法,雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2,用化学方程式表示其原理
为:
SO2转化为(NH4)2SO3:2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3;
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(NH4)2SO3转化为(NH4)2SO4:2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4。
③钠碱脱硫法
钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,用化学方程式表示其原理
为:
SO2和NaOH 反应生成Na2SO3:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O;
SO2和Na2CO3反应生成Na2SO3:Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2;
Na2SO3转化为NaHSO3:Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。
④双碱脱硫法
双碱脱硫法是指先用烧碱吸收SO2,再利用熟石灰浆液进行再生,再生后的NaOH 碱液可循环利用,
用化学方程式表示其原理为:
NaOH 吸收SO2:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O;
Na2SO3被O2氧化:2Na2SO3+O2===2Na2SO4;
Na2SO4和Ca(OH)2反应:Na2SO4+Ca(OH)2===CaSO4↓+2NaOH。
【例题1】如图所示,在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量的70%硫酸(以不接触纸条为准)。则
下列有关说法正确的是( )
A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色
B.沾有KMnO4溶液的滤纸褪色,证明了SO2的漂白性
C.品红试纸褪色,证明了SO2的漂白性
D.沾有酚酞和NaOH 溶液的滤纸褪色,证明了SO2的漂白性
【答案】C
【例题2】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( )
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A.海水中的硫元素主要以S2-形式存在
B.煤中含有硫元素,燃煤中加入生石灰可脱硫
C.硫具有弱氧化性,和变价金属反应,通常将金属氧化成低价态
D.硫化氢溶于水得到氢硫酸,氢硫酸是弱酸,能与碱、碱性氧化物反应
【答案】A
【例题3】下图虚线框中的装置(试剂均足量)可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应所产生的所有气
体产物,其中供选择的试剂有无水硫酸铜、品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水四种试剂,下列说
法正确的是( )
A.物质甲可以是无水硫酸铜,也可以是变色硅胶、无水氯化钙等物质
B.丙中发生反应的离子方程式可能是SO2+2OH-===SO+H2O
C.乙和戊两种溶液都不宜用作尾气吸收装置中的试剂
D.如果将装置的连接顺序变为①③②,不影响检验
【答案】C
【解析】
装置①检验混合气体中是否含有水蒸气,应该用无水硫酸铜或变色硅胶,不能用无水氯化钙,A 错误;装
置②检验并除去混合气体中的SO2,由于二氧化碳也能被强碱溶液吸收,故丙中试剂应该是酸性高锰酸钾
溶液,B 错误;品红溶液可以检验二氧化硫,但一般不能用来除去二氧化硫,澄清石灰水浓度太小,不能
用来吸收尾气,C 正确;如果将装置的连接顺序变为①③②,二氧化硫、二氧化碳都能使澄清石灰水变浑
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浊,D 错误。
【例题4】将SO2气体分别通入下列五种溶液中:
回答下列问题:
(1)试管①中的实验现象:酸性KMnO4溶液______________,证明SO2具有____________性。
(2)试管②中的实验现象:品红溶液________________,证明SO2具有____________性。
(3)试管③中能否观察到沉淀______________(填“能”或“否”)。
(4)试管④中能产生白色沉淀,该沉淀是__________________(填化学式,下同)。
(5) 试管⑤中能产生白色沉淀,该沉淀是____________ ,用离子方程式表示产生沉淀的过程:
_______________。
【答案】
(1)褪色 还原 (2)褪色 漂白 (3)否
(4)BaSO4 (5)BaSO3 SO2+2OH-===SO+H2O、Ba2++SO===BaSO3↓
【例题5】中学化学中几种常见物质的转化关系如图(部分产物未列出)。A 是一种金属单质,D 是一种非金
属固体单质。请回答下列问题:
(1)A、C、G 的化学式分别为A__________,C________,G________。
(2)F 的浓溶液与A 反应过程中,F 体现的性质与下列反应中H2SO4体现的性质完全相同的是________。
A.C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
B.Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
C.FeO+H2SO4===FeSO4+H2O
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D.Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)写出反应E+H2O2―→F 的化学方程式:____________________________。
(4)若反应F+D―→E 转移电子数为1.204×1023,则消耗D 的质量为________。
【答案】
(1)Fe Fe2(SO4)3 FeS
(2)D
(3)SO2+H2O2===H2SO4
(4)1.6 g
【解析】
从框图转化关系可知,A 是一种变价金属,且能与稀硫酸反应,可知A 是Fe,B 是FeSO4,C 是
Fe2(SO4)3;非金属固体单质D 能与Fe 共热反应且能和O2反应,可知D 是S 单质,G 是FeS;依此可推知E
是SO2,F 是H2SO4。
(4)1.204×1023个电子的物质的量为0.2 mol,反应F+D―→E 的化学方程式为S+2H2SO4(浓)
3SO2↑+
2H2O,由此可知有1 mol S 参与反应,转移4 mol 电子,故转移0.2 mol 电子时有0.05 mol S 参与反应,其
质量为1.6 g。
二.硫酸及硫酸根离子的检验
1.硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种无色、黏稠的油状液体,沸点高,难挥发。
(2)溶解性:浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是将浓H2SO4沿
器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
2.稀H2SO4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,能与指示剂、金属、碱性氧化
物、碱、盐等物质发生反应。
(1)能使紫色石蕊溶液变红。
(2)能与活泼金属(如Zn、Fe 等)反应产生H2。如Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑;
(3)能与碱反应生成盐和水,如与Ba(OH)2反应:Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O;
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(4)能与碱性氧化物反应生成盐和水,如与MgO 反应:MgO+2H+===Mg2++H2O。
(5)能与弱酸的盐反应,如与Na2SO3反应:SO+2H+===H2O+SO2↑。
3.浓H2SO4的特性
①吸水性:常用作干燥剂,但不能干燥还原性物质如H2S、HBr、HI 和NH3 等碱性气体;能使胆矾
CuSO4·5H2O 变为白色粉末。
②脱水性:将有机化合物中的氢、氧原子以2 1∶比例脱去,如使蔗糖炭化,纸张变黑。
③强氧化性:
常温下,铁、铝遇浓硫酸钝化,可用铁罐车、铝槽车装运浓硫酸。
与Cu:Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O。
与C:C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O。
与S:S+2H2SO4(浓)
3SO2↑+2H2O。
与H2S、HI 等还原性气体反应。
4.SO、SO 的检验
(1)检验SO 的正确操作方法:被检液――――――――→取清液――――――→观察有无白色沉淀产
生。
先加稀盐酸的目的是防止CO、SO、Ag+干扰,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,说明有SO,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↓。
注意盐酸和BaCl2溶液的加入顺序不可颠倒。
(2)检验SO 的正确操作方法:
①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+SO2↑。
②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+Ba2+===BaSO3↓,BaSO3+2H+===Ba2++SO2↑+H2O。
(3)SO 检验的易错点
①误将Ag+、Pb2+判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO,
其错误是未注意溶液中不含SO,而含Ag+或Pb2+时也会产生同样的现象:Ag++Cl-===AgCl↓(白色),Pb2
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++2Cl-===PbCl2↓(白色)。
②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,该错误是未注意NO 在酸性环境中具有强氧化性,发生反应:Ba2++SO===BaSO3↓(白色),3BaSO3+
2H++2NO===3BaSO4(白色)+2NO↑+H2O。
5.硫酸工业制备的原理
(1)工艺流程
吸收塔中不是用水吸收SO3,工业上用98.3%的浓硫酸吸收,因为用水产生的酸雾太大,会降低SO3的
吸收效率。
(2)反应原理
①燃烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2:4FeS2+11O2=====2Fe2O3+8SO2或S+O2
SO2。
SO
②
2转化为SO3:2SO2+O2========2SO3。
SO
③
3吸水生成H2SO4:SO3+H2O===H2SO4。
【例题1】推理是一种重要的能力。打开分液漏斗活塞,进行如图所示的探究实验,对实验现象的预测及
分析错误的是( )
A.试管内CCl4层溶液褪色,说明Br2具有氧化性
B.试管中的红色花瓣褪色,说明SO2具有漂白性
C.试管中产生大量气泡,说明Na2SO3被氧化产生SO3
D.一段时间后试管内有白色沉淀,说明有SO 生成
【答案】C
【解析】锥形瓶内发生反应:Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O ,产生的SO2进入到试管中,CCl4层
溶液褪色,发生反应:SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr,证明Br2具有氧化性,A 项正确;试管中花瓣褪
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色,说明SO2可以漂白花瓣中的有色物质,证明SO2具有漂白性,B 项正确;试管中产生大量气泡是锥形
瓶中产生的SO2进入到试管中引起的,Na2SO3与H2SO4发生复分解反应,C 项错误;试管中Br2可将SO2氧
化,生成H2SO4和HBr,SO 可以和Ba2+结合成不溶于酸的白色沉淀,D 项正确。
【例题2】下列叙述或操作正确的是( )
A.浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸无氧化性
B.浓硫酸不慎沾到皮肤上,立即用NaOH 溶液冲洗
C.稀释浓硫酸时应将水沿着烧杯壁慢慢地注入盛有浓硫酸的烧杯中,并不断搅拌
D.浓硫酸与铜的反应中,浓硫酸不仅表现强氧化性,还表现酸性
【答案】D
【解析】浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸也有氧化性,如活泼金属和稀硫酸反应产生氢气,故A 错误;浓硫
酸不慎沾到皮肤上,应立即用布拭去,再用水冲洗,最后涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液,NaOH 溶液有腐
蚀性,不能用NaOH 溶液冲洗,故B 错误;稀释浓硫酸时应将浓硫酸注入水中,并不断搅拌,故C 错误;
浓硫酸与铜反应生成二氧化硫、硫酸铜和水,浓硫酸表现强氧化性和酸性,故D 正确。
【例题3】某实验小组同学探究不同金属和浓硫酸的反应,向三等份浓硫酸中分别加入大小相同的不同金
属片,加热,用生成的气体进行下表实验操作并记录实验现象。
实验操作
实验现象
金属为铜
金属为锌
金属为铝
点燃
不燃烧
燃烧
燃烧
通入酸性KMnO4溶液
褪色
褪色
褪色
通入CuSO4溶液
无明显变化
无明显变化
出现黑色沉淀
通入品红溶液
褪色
褪色
不褪色
已知:H2S+CuSO4===CuS↓+H2SO4(CuS 为黑色固体);H2S 可燃。
下列说法不正确的是( )
A.加入铜片的实验中,使酸性KMnO4溶液褪色的气体是SO2
B.加入铝片的实验中,燃烧现象能证明生成气体中一定含H2S
C.加入锌片的实验中,生成的气体一定是混合气体
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D.金属与浓硫酸反应的还原产物与金属活动性强弱有关
【答案】B
【解析】加入铜片的实验中,气体能使酸性KMnO4和品红溶液褪色、不可燃,则气体具有还原性、漂白
性,则气体是SO2,A 正确;加入铝片的实验中,气体能使酸性KMnO4溶液褪色、能与CuSO4溶液反应产
生黑色沉淀,则气体是H2S,硫化氢具有可燃性,但具有可燃性的气体不一定是硫化氢,B 不正确;加入
锌片的实验中,气体能使酸性KMnO4溶液、品红溶液褪色,则气体含SO2,但SO2不可燃,而锌片与浓硫
酸反应产生的气体具有可燃性,则还含有另一种气体,C 正确。
【例题4】将一定量的锌放入200 mL 18.4 mol·L-1浓硫酸中加热,充分反应后锌完全溶解,同时生成气体
X 44.8 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至0.8 L,测得溶液c(H+)=0.2 mol·L-1,则下列判断错误的是(
)
A.气体X 为SO2和H2的混合物
B.反应中共转移4 mol 电子
C.气体X 中SO2与H2的体积比为1 4∶
D.反应中共消耗Zn 130 g
【答案】C
【解析】
稀释至0.8 L 时,c(H+)=0.2 mol·L-1,说明硫酸过量,反应的硫酸的物质的量为(0.2×18.4-0.8×0.1) mol=
3.6 mol,假设只生成SO2,发生的反应是Zn+2H2SO4(浓)
ZnSO4+SO2↑+2H2O,SO2的体积为3.6×
L=40.32 L<44.8 L,说明除生成SO2外,还有氢气,A 正确;设生成SO2的物质的量为x mol,则氢气的物
质的量为(-x) mol,生成SO2消耗的硫酸的物质的量为2x mol,生成氢气消耗的硫酸的物质的量为(2-x)
mol,则根据A 选项的分析,有2x+(2-x)=3.6,解得x=1.6,氢气的物质的量为0.4 mol,转移电子的物
质的量为(1.6×2+0.4×2) mol=4 mol,B 正确;气体X 中SO2与H2的体积比为4 1∶,C 错误;根据得失电子
守恒,消耗的锌的质量为2 mol×65 g·mol-1=130 g,D 正确。
【例题5】现有某铁碳合金(铁和碳两种单质的混合物),某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分
数,并探究浓硫酸的某些性质,设计了如图所示的实验装置(夹持仪器已省略)和实验方案进行实验探究。
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Ⅰ.测定铁的质量分数
(1)检查上述装置气密性的一种方法是:关闭分液漏斗的活塞,在E 装置后面连上一根导管,然后
________________________,则证明装置的气密性良好。
(2)称量E 的质量,并将a g 铁碳合金样品放入装置A 中,再加入足量的浓硫酸,待A 中不再逸出气体时,
停止加热,拆下E 并称重,E 增重b g。铁碳合金中铁的质量分数为__________(写表达式)。
(3)装置C 的作用:___________________。
(4)甲同学认为,依据此实验测得的数据,计算合金中铁的质量分数可能会偏低,原因是空气中CO2、水蒸
气进入E 管使b 增大。你认为改进的方法是_________________。
(5)乙同学认为,即使甲同学认为的偏差得到改进,依据此实验测得合金中铁的质量分数也可能会偏高。你
认为其中的原因是______________________。
Ⅱ.探究浓硫酸的某些性质
(6)往A 中滴加足量的浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B 均无明显现象,其原因是______________。
(7)A 中铁与浓硫酸发生反应的化学方程式是________________________。
【答案】
(1)把导管放入盛有水的水槽中,微热烧瓶,如果导管口有气泡产生,停止加热后导管中产生一段水柱
(2)×100%
(3)除去CO2中的SO2并检验SO2是否除尽
(4)在E 的后边再连接一个与E 相同的装置
(5)反应产生的CO2气体未能完全排到E 中,导致b 偏低
(6)常温下,Fe 被浓H2SO4钝化,碳不与浓H2SO4反应
(7)2Fe + 6H2SO4(浓)
Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
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【解析】
(2)铁、C 在加热条件下,与浓硫酸反应产生SO2和CO2,用品红溶液检验SO2,用足量酸性高锰酸钾溶液
除去SO2,酸性KMnO4溶液颜色变浅但未完全褪色说明SO2已除尽;浓硫酸作干燥剂,碱石灰吸收产生的
CO2,根据碳元素守恒,n(C)=n(CO2)= mol,则铁的质量为(a-b×) g= g,铁的质量分数为×100%。(7)浓
硫酸体现强氧化性,把Fe 氧化成Fe3+,硫酸本身被还原成SO2,反应的化学方程式为2Fe+6H2SO4(浓)
Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O。
三.其他含硫化合物的性质
1.硫化氢(H2S)
(1)物理性质: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。
(2)存在:某些工业废气中;腐败的鱼、肉、蛋;阴沟、粪池中。
(3)化学性质:硫化氢的水溶液叫氢硫酸,是二元弱酸,具有酸的通性,与酸式盐(NaHS)、正盐(Na2S)之
间的转化关系,跟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:HS-+OH-===H2O+S2-。
NaHS
②
与HCl 反应:HS-+H+===H2S↑。
2.硫代硫酸钠(Na2S2O3):
Na2S2O3·5H2O 俗名海波或大苏打,易溶于水,溶于水后呈碱性。S 元素的化合价为+2 价,具有还原
性。
(1)制备:2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2;Na2SO3+S
Na2S2O3。
(2)化学性质
①遇酸不稳定:Na2S2O3+2HCl===2NaCl+S↓+SO2↑+H2O。
②还原性:
a.2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI,“碘量法”定量测定碘的重要反应。
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b.Na2S2O3+4Cl2+5H2O===Na2SO4+H2SO4+8HCl,在纺织和造纸工业上作脱氯剂。
3.连二亚硫酸钠(Na2S2O4):
俗称保险粉,能溶于冷水,在热水中分解,不溶于乙醇。S 元素的化合价为+3 价,具有还原性。
(1)制备:在无氧条件下,用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠。
(2)还原性:在空气分析中常用来吸收氧气:
2Na2S2O4+O2+2H2O===4NaHSO3或Na2S2O4+O2+H2O===NaHSO3+NaHSO4。
4.焦亚硫酸钠(Na2S2O5):
S 元素的化合价为+4 价,与亚硫酸盐一样具有还原性。
(1)制备:2NaHSO3
Na2S2O5+H2O。
(2)还原性:S2O+2I2+3H2O===2SO+4I-+6H+。
5.过二硫酸钠(Na2S2O8)
(1)不稳定性:受热分解:2Na2S2O8
2Na2SO4+2SO3↑+O2↑。
(2)氧化性:Na2S2O8中S 元素的化合价是+6 价,其阴离子S2O 结构中含有1 个过氧键(—O—O—),性质与
过氧化氢相似,具有氧化性。所以Na2S2O8是一种强氧化剂。
2Mn
①
2++5S2O+8H2O=====2MnO+10SO+16H+;
S
②
2O+2I-=====2SO+I2。
【例题1】实验室通过如图所示装置制备Na2S2O3,反应原理:2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2。
下列有关说法错误的是( )
A.导管a 的作用是有利于硫酸滴入
B.装置A 中的反应体现硫酸的酸性
C.装置B、D 作用完全相同
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D.装置C 中先有淡黄色浑浊产生,后又变澄清,说明过程中有硫单质生成
【答案】C
【解析】
导管a 可以平衡分液漏斗和烧瓶内的气压,有利于硫酸顺利滴入,A 正确;装置A 中发生反应的化学方程
式为H2SO4+Na2SO3===Na2SO4+H2O+SO2↑,利用复分解反应强制弱原理制备SO2,该反应体现了硫酸的
酸性,B 正确;实验过程中可以通过B 中产生气泡的速率调节滴加硫酸的速率,同时二氧化硫与C 中物质
反应易引起倒吸,B 还可以起到平衡气压、防倒吸的作用,D 的作用仅仅是作安全瓶,起防倒吸的作用,
C 错误;C 中出现黄色浑浊,说明C 中产生了硫单质,最终又变澄清,说明硫单质又反应了,D 正确。
【例题2】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题:
(1) 生产Na2S2O5 ,通常是由NaHSO3 过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式:
_______________________。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为:
pH
①
=4.1 时,Ⅰ中为____________(写化学式)溶液。
②工艺中加入Na2CO3固体,并再次充入SO2的目的是__________________________。
【答案】
(1)2NaHSO3===Na2S2O5+H2O
(2)
NaHSO
①
3 ②得到NaHSO3过饱和溶液
【解析】
(1)根据题给信息,将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O5,则化学方程式为2NaHSO3===Na2S2O5
+H2O。
(2)①酸性条件下,SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3。
【例题3】连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,工业上可用于纸浆漂白,该物质的还原性比Na2SO3强,其
水溶液能被空气中的氧气氧化,在碱性介质中相对稳定。下列说法不正确的是( )
A.连二亚硫酸钠可以用于除去废水中的重铬酸根离子,使Cr2O 转化为Cr3+
B.连二亚硫酸钠溶液敞口放置,可能会发生反应的化学方程式为2Na2S2O4+O2+2H2O===4NaHSO3
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C.连二亚硫酸钠用于纸浆漂白的原理与ClO2的漂白原理相同
D.在包装保存保险粉时加入少量Na2CO3固体,可以提高保险粉的稳定性
【答案】C
【解析】
连二亚硫酸钠的还原性比Na2SO3强,其水溶液能被空气中的氧气氧化,因此连二亚硫酸钠可以用于除去废
水中的重铬酸根离子,使Cr2O 转化为Cr3+,故A 正确;连二亚硫酸钠溶液能被空气中的氧气氧化,所以
敞口放置可能会发生反应的化学方程式为2Na2S2O4+O2+2H2O===4NaHSO3,故B 正确;连二亚硫酸钠用
于纸浆漂白的原理与ClO2的漂白原理不相同,因为前者具有还原性,后者具有强氧化性,故C 错误;保险
粉在碱性介质中相对稳定,在包装保存保险粉时加入少量Na2CO3固体,可以提高保险粉的稳定性,故D
正确。
【例题4】硫在空气中燃烧生成气体A,把A 溶于水得溶液B,向B 中滴加溴水,溴水褪色,B 变成C,向
C 中加Na2S 产生气体D,把D 通入B 溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E 都含同一种元素。按A、B、
C、D、E 顺序排列的是( )
A.SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
C.SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3
D.SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3
【答案】B
【解析】
硫在空气中燃烧生成SO2,SO2溶于水得H2SO3,向H2SO3中滴加溴水生成H2SO4和HBr,向H2SO4溶液中
加Na2S 产生气体H2S,H2S 与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S,故B 项正确。
【例题5】连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,可以用作染色工艺的还原剂,纸浆、肥皂等的漂白剂。
Na2S2O4易溶于水,难溶于乙醇,在碱性介质中较稳定,在空气中易被氧化。回答下列问题:
(1)Na2S2O4在潮湿空气中被氧化,生成的两种常见酸式盐是________(填化学式)。
(2)锌粉法制备Na2S2O4的工艺流程如图所示:
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①工业上常将锌块进行预处理得到锌粉—水悬浊液,其目的是________________________。
②步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为_______________________________________。
③在步骤Ⅲ中得到的Na2S2O4固体要用乙醇洗涤,其优点是____________________,
“后续处理”最终要加入少量的Na2CO3固体,其原因是______________________。
(3)目前,我国普遍采用甲酸钠法生产连二亚硫酸钠,其原理是先将HCOONa 和烧碱加入乙醇水溶液中,
然后通入SO2发生反应,有CO2气体放出,总反应的离子方程式是_____________________。
【答案】
(1)NaHSO3、NaHSO4
(2)①增大锌的表面积,加快化学反应速率 ②Zn+2SO2===ZnS2O4 ③减少Na2S2O4的溶解损失,易于干
燥 Na2CO3为碱性物质,保险粉在碱性介质中较稳定
(3)HCOO-+OH-+2SO2===S2O+CO2+H2O
【解析】
(1)Na2S2O4中S 显+3 价,在潮湿空气中被氧化,S 部分转化为+4 价,部分转化为+6 价,则生成的两种常
见酸式盐为NaHSO3和NaHSO4。
(2)①锌粉—水悬浊液与SO2的接触面积比锌块与SO2的接触面积大,反应速率快。③Na2S2O4固体易溶于
水,难溶于乙醇,用乙醇洗涤,既可减少溶解损失,又易于干燥;Na2S2O4在碱性介质中较稳定,Na2CO3
固体可提供碱性环境,增强保险粉的稳定性。
(3)HCOONa 、烧碱、SO2 发生反应生成Na2S2O4、CO2 等,反应的离子方程式为HCOO -+OH -+
2SO2===S2O+CO2+H2O。
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1.(2023·江苏·高三专题练习)元素周期表中VIA 族元素单质及其化合物有着广泛应用。O2可用作氢氧
燃料电池的氧化剂;O3具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫有多种单质,如斜方硫(燃烧热为297kJ•mol-1)、
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单斜硫等,硫或黄铁矿(FeS2)制得的SO2可用来生产H2SO4。用SO2与SeO2的水溶液反应可制备硒;硒是一
种半导体材料,在光照下导电性可提高近千倍。下列物质性质与用途具有对应关系的是
A.臭氧有强氧化性,可用于水体杀菌消毒
B.浓硫酸有脱水性,可用于干燥某些气体
C.二氧化硫有还原性,可用于织物的漂白
D.硒单质难溶于水,可用于制造硒光电池
【答案】A
【详解】
A.臭氧有强氧化性,可用于水体杀菌消毒,A 正确;
B.浓硫酸有吸水性,可用于干燥某些气体,B 错误;
C.二氧化硫有漂白性,可用于织物的漂白,C 错误;
D.制造硒光电池与硒的导电性有关,与溶解性无关,D 错误;
故选A。
2.(2023·全国·高三专题练习)硫及其化合物在工业生产中多有涉及。下列有关说法正确的是
A.硫在过量的氧气中燃烧直接生成
B.将
通入
溶液中有白色沉淀生成
C.
的无水固体粉末显蓝色
D.
和
反应可生成S
【答案】D
【详解】
A.硫燃烧只能得到
,A 项错误;
B.盐酸的酸性大于亚硫酸的酸性,故
不与
溶液反应,B 项错误;
C.无水
为白色,C 项错误;
D.
与
反应生成S、
,D 项正确;
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故选D。
3.(2023·江苏连云港·连云港高中校考模拟预测)下列物质性质与用途具有对应关系的是
A.FeS 具有氧化性,可用于制取硫酸
B.
不溶于水,可以作半导体材料
C.
具有还原性,可用于漂白某些有色物质
D.
具有难挥发性,可用于制取挥发性酸
【答案】D
【详解】
A.FeS 具有还原性,在氧气中燃烧生成二氧化硫,即可用于制取硫酸,A 错误;
B.
不溶于水,但不可以作半导体材料,硅是常做半导体材料,B 错误;
C.
具有漂白性,可用于漂白某些有色物质,C 错误;
D.
沸点高具有难挥发性,可用于制取低沸点易挥发性酸,D 正确;
故选D。
4.(2023·北京海淀·人大附中校考三模)下列由实验现象所得结论不正确的是
A.向
溶液中滴加氢硫酸,立即产生淡黄色沉淀,证明
具有氧化性
B.向酸性
溶液中加入
粉末,紫色褪去,证明
中含Fe(Ⅱ)
C.向某溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,证明溶液存在
D.向
溶液中加入几滴氯水振荡,再加
萃取,下层呈紫色,上层无色,证明还原性
【答案】C
【详解】
A.
中硫显+4 价,与
发生归中反应,
被氧化为硫单质,体现了
的氧化性,A 正确;
B.
与酸反应得到铁盐与亚铁盐,还原性的亚铁离子将高锰酸钾还原,紫色褪去,证明
中含
Fe(Ⅱ),B 正确;
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C.若溶液中存在Ag+,也会产生白色沉淀,C 错误;
D.少量氯水加入到
溶液中,再加
萃取,下层呈紫色说明产生了I2单质,亚铁离子未优先反应,
由此说明还原性
,D 正确;
答案选C。
5.(2023·辽宁·校联考模拟预测)焦亚硫酸钠
是一种食品添加剂。某小组取焦亚硫酸钠样品溶
于水,将溶液分成甲、乙、丙、丁四份,探究其溶液的性质。实验记录如下:
实验
操作
现象
Ⅰ
在甲中滴加甲基橙溶液
溶液显红色
Ⅱ
在淀粉溶液中滴加几滴碘水,然后再滴加适量的乙,振
荡
淀粉溶液先变蓝后变为无色溶液
Ⅲ
在丙中滴加
溶液
产生白色沉淀
Ⅳ
在丁中通入
产生浅黄色沉淀
已知:常温下,
的电离常数
、
。下列叙述错误的是
A.由实验Ⅰ可知,
溶液中可能存在:
B.由实验Ⅱ可知,
溶液能使溴水褪色
C.取实验Ⅲ中的白色沉淀加入稀硝酸,若沉淀不溶解,则白色沉淀为
D.由实验Ⅳ可知,
溶液体现氧化性
【答案】C
【详解】
A.甲中溶液显酸性,结合亚硫酸的电离常数可知,焦亚硫酸钠中S 显十4 价,焦亚硫酸钠与水反应生成
了亚硫酸氢钠,亚硫酸氢钠电离大于水解呈酸性,方程式为:
,A 项正确;
B.由实验Ⅱ可知,焦亚硫酸钠溶液具有还原性,能与碘发生氧化还原反应,也一定能与溴水发生氧化还
原反应能使溴水褪色,B 项正确;
C.取实验Ⅲ中的白色沉淀加入稀硝酸,若沉淀不溶解,而硝酸可将BaSO3氧化为BaSO4,Ⅲ中的白色沉
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淀不一定是BaSO4,C 项错误;
D.焦亚硫酸钠溶液与硫化氢反应生成单质硫,焦亚硫酸钠溶液体现氧化性,D 项正确;
故选C。
6.(2023·江苏南通·海门中学校考模拟预测)下列由废铁屑(除Fe 外还含少量C、FeS 等杂质)制取
的原理与装置不能达到实验目的的是
A.用装置甲制取
B.用装置乙吸收尾气中的
C.用装置丙过滤得到
溶液
D.用装置丁蒸发结晶获得
【答案】D
【详解】
A.由图可知,装置甲为铁屑与稀硫酸在80℃水浴中共热反应制备硫酸亚铁的装置,水浴加热的目的是加
快反应速率,故A 正确;
B.由图可知,装置乙中盛有的硫酸铜溶液用于吸收氯化亚铁与稀硫酸反应生成的有毒的硫化氢,防止污
染空气,故B 正确;
C.由图可知,装置丙为用抽滤的方法得到硫酸亚铁溶液,抽滤的目的是加快过滤得速率,故C 正确;
D.蒸发结晶获得绿矾应选用蒸发皿,不能选用坩埚,故D 错误;
故选D。
7.(2023·全国·高三专题练习)短周期元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说
法不正确的是
元素
X
Y
Z
W
最高价氧化物的
分子式
H3ZO4
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水化物
25℃时,0.1mol·L-1
溶液对应的pH
1.00
13.00
1.57
0.70
A.YX3用于汽车防撞气囊,是离子晶体
B.简单氢化物分子内的键角:
C.足量的锌与W 最高价氧化物的水化物的浓溶液充分反应,还原产物有2 种
D.31gZ4分子中含有1.5molσ 键
【答案】B
【详解】
X、Y、Z、W 为短周期元素且原子序数依次增大。根据表中对应溶液pH 大小可以确定X、Y、Z、W 的最
高价氧化物的水化物分别是一元强酸、一元强碱、弱酸、二元强酸;H3ZO4中Z 化合价为+5 价,Z 位于周
期表第ⅤA 族,即H3ZO4为磷酸,Z 是磷元素;根据上述结论及它们在周期表中的位置关系,可以确定X
是氮元素,Y 是钠元素,W 是硫元素。据此分析解答。
A.YX3是NNa3,一种非常不稳定的碱金属氮化物,加热或撞击下NaN3迅速分解为金属钠和氮气,被广泛
应用于生产汽车防撞气囊;Na、N 电负性差别很大,NNa3中N 与Na 之间通过离子键结合,因此属于离子
晶体,A 正确;
B.X、Z 简单氢化物分别是NH3、PH3,中心原子均是sp3杂化,中心原子均有1 个孤电子对。由于N 的电
负性大于P,N 原子对成键电子对吸引力更大,成键电子对更靠近N 原子,成键电子对间的斥力更大,因
此NH3的键角比PH3的大,B 错误;
C.W 最高价氧化物的水化物的浓溶液为浓硫酸,与足量Zn 反应时,前阶段为浓硫酸Zn 反应,生成的还
原产物是SO2,后阶段硫酸浓度减小至一定程度,变成稀硫酸与Zn 反应,生成的还原产物是H2,C 正确;
D.Z4为P4,分子结构是正四面体,每个P4分子内共有6 个σ 键,31gP4物质的量为
,故31gP4分子
含有的σ 键共为
,D 正确;
故选B。
8.(2023·全国·高三专题练习)下列实验方案设计、现象与结论均正确的是
选项
目的
方案设计
现象与结论
A
比较B 元素和C 元素
向
硼酸溶液中加入
若无明显变化,说明非金
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的非金属性强弱
碳酸氢钠溶液
属性:
B
检验
固体是
否变质
取少量固体溶于水,滴加少量
,再滴
入KSCN 溶液,振荡,观察溶液颜色变化
若溶液变红,说明样品已
变质
C
证明蔗糖是否水解
向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热,加
入新制的
悬浊液
若无砖红色沉淀,说明蔗
糖未发生水解
D
探究不同价态硫元素
之间的转化
向
和
混合溶液中,加入大量
浓硫酸
若溶液中出现淡黄色沉
淀,则说明
价和
价硫
可归中
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】A
【详解】
A.向
硼酸溶液中加入
碳酸氢钠溶液无明显变化说明硼酸不能与碳酸氢钠溶液反
应,说明硼酸酸性弱于碳酸,因此说明非金属性:
,A 正确;
B.检验
溶液中,滴加少量
,
具有氧化性,会将Fe2+氧化,因此若溶液变红,不能说
明样品已变质,B 错误;
C.向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热,加入新制的
悬浊液之前应先加NaOH 溶液将溶液调至
碱性,否则稀硫酸会与新制的
发生反应,不能达成实验目的,C 错误;
D.向
和
混合溶液中,加入大量浓硫酸,因为浓硫酸具有强氧化性,出现淡黄色沉淀,不能
说明
价和
价硫可归中,D 错误;
故选A。
9.(2022 秋·广东·高三校联考阶段练习)工业上可用如下方法处理含
的尾气,同时制得
,工
艺流程如下。
已知:
,
。
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下列说法中错误的是
A.含
的尾气可以用NaOH 溶液处理后直接排放
B.反应中至少发生3 个氧化还原反应
C.反应过程中证明了
的酸性强于
D.每制取1mol
,理论上消耗氧气的体积为44.8L(标准状况)
【答案】C
【详解】
A.H2S 是酸性气体,可以与NaOH 反应产生Na2S、H2O,因此含H2S 的尾气可以用NaOH 溶液处理后直接
排放,故A 正确;
B.含有H2S 的废气在反应炉中发生反应2H2S+3O2=2SO2+2H2O,被氧化为SO2气体,反应中元素化合价发
生了变化,属于氧化还原反应;反应产生的SO2通入Na2CO3溶液吸收时反应产生Na2SO3、CO2,反应过程
中元素化合价不变,反应不属于氧化还原反应;2H2S+SO2=3S↓+2H2O 中元素化合价发生了变化,属于氧化
还原反应;反应S+SO2+Na2CO3=Na2S2O3+CO2中元素化合价发生了变化,属于氧化还原反应,可见在上述
反应中至少发生3 个氧化还原反应,故B 正确;
C.反应2H2S+3O2=2SO2+2H2O 为氧化还原反应,不能证明H2S 及SO2对应的酸H2SO3的酸性强弱,故C 错
误;
D.反应的关系式为:Na2S2O3~2O2,其在标准状况下体积V(O2)=2 mol×22.4 L/mol=44.8 L,故D 正确;
故选:C。
10.(2023·全国·模拟预测)“类推法”是研究物质性质时常用的方法,但类推是相对的,不能违背客观
实际,下列类推正确的是
A.向
固体中加入少量水,伴随放热现象,向
固体中加入少量水,也伴随放热现象
B.
与
反应生成
和
,
与
反应生成
和
C.
可与
反应生成氯化氢,
也可与
反应生成氟化氢
D.Fe 与S 能直接化合生成FeS,Cu 和S 也能直接化合生成CuS
【答案】C
【详解】
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A.向
固体中加入少量水,发生水合反应:
,伴随放热现象,
向
固体中加入少量水,固体溶解吸收热量,A 错误;
B.
具有还原性,与
反应生成
,B 错误;
C.卤族元素均具有氧化性,可与
发生化合反应生成卤化氢,C 正确;
D.S 的氧化能力弱,与具有可变化合价的金属反应,通常生成低价态金属硫化物,Cu 与S 反应生成
,D 错误;
故答案为:C。
11.(2023·广东汕头·统考三模)硫及其化合物在生活中应用广泛,下列有关离子方程式书写正确的是
A.往亚硫酸中逐步通入
气体:
B.往
溶液中滴加盐酸:
C.往
溶液中通入过量
:
D.实验室利用
制备
:
【答案】B
【详解】
A.H2SO3是二元弱酸,离子方程式书写时不能拆,故往亚硫酸中逐步通入
气体,无自由移动的离子参
加反应,无离子方程式,其化学方程式为:
,A 错误;
B.往
溶液中滴加盐酸生成SO2、S 和NaCl、H2O,该反应的离子方程式为:
,B 正确;
C.往
溶液中通入过量
生成NaHSO3,该反应的离子方程式为:
,C 错误;
D.实验室利用
和70%的浓硫酸反应制备
,该反应的离子方程式为:
,D 错误;
故答案为:B。
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12.(2023·福建·高三竞赛)向含有
、
、
、
、
的某澄清溶液中滴加酸进去,只闻到
臭鸡蛋味道而未见浑浊。下列推测表述错误的是
A.溶液中一定含有
B.溶液中不含有的离子只有
C.溶液中一定不含有
和
D.溶液中是否含有
不能确定
【答案】B
【解析】略
13.(2022 秋·安徽六安·高三校考阶段练习)在给定条件下,下列选项所示的物质间转换均能实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】
A.Al2O3与NaOH 溶液反应生成NaAlO2和H2O,NaAlO2溶液中通入足量CO2生成Al(OH)3,A 项符合题
意;
B.FeS2在高温下与O2反应生成SO2,不能转化成SO3,B 项不符合题意;
C.H2SiO3高温分解成SiO2和H2O,SiO2与盐酸不反应,C 项不符合题意;
D.MgCO3与HCl 反应生成MgCl2、H2O 和CO2,电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2、H2和Cl2,不能获得金属
Mg,需要用惰性电极电解熔融MgCl2制取金属Mg,D 项不符合题意;
答案选A。
14.(2022 春·湖南湘潭·高三湘潭一中校考阶段练习)化合物R(结构式如图所示)具有强大的氧化能力,可
有效改善水质。已知X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的前20 号主族元素,X 与W、Y 与Z 分别同主
族,Z、W 对应的简单离子核外电子排布相同。下列说法正确的是
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A.X 与Y 只能形成一种化合物
B.化合物R 中Y 的化合价有2 种
C.W 可与
反应生成Y 的单质
D.Y 和Z 形成的化合物的水溶液呈碱性
【答案】B
【详解】
Z 能形成6 条共价键,故Z 为S;Y 与Z 分别同主族,Y 为O;Z、W 对应的简单离子核外电子排布相同,
且W 能形成+1 价离子,故W 为Na;X 与W 同主族,X 在化合物中能形成1 条共价键,X 应为H。
A.H 与O 能形成的化合物有H2O、H2O2,A 项错误;
B.化合物R 中存在结构-O-O-,此结构中O 化合价为-1,同时R 中还存在-2 价的O,故Y 的化合价有2
种,B 项正确;
C.Na 可与
反应生成氢气,C 项错误;
D.SO2、SO3均是酸性氧化物,其水溶液呈酸性,D 项错误;
答案选B。
15.(2023·全国·高三统考专题练习)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。
如图为硫及其部分化合物的价态-类别图。下列说法不正确的是
A.a 和c 可以反应生成b
B.附着有b 的试管,可以用
清洗
C.c 具有氧化性,可漂白纸浆
D.f 的浓溶液和Cu 在加热条件下反应时体现了其氧化性和
酸性
【答案】C
【详解】
由图可知,a 为硫化氢、b 为硫、c 为二氧化硫、d 为三氧化硫、e 为亚硫酸、f 为硫酸、g 为亚硫酸盐、h 为
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硫酸盐。
A.硫化氢气体能与二氧化硫气体反应生成硫和水,故A 正确;
B.硫不溶于水,易溶于二硫化碳,则附着有硫的试管,可用二硫化碳清洗除去硫,故B 正确;
C.二氧化硫具有漂白性,可用于漂白纸浆,故C 错误;
D.铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应中浓硫酸表现强氧化性和酸性,故D 正确;
故选C。
16.(2023·全国·高三专题练习)A 是由四种短周期常见元素组成的正盐,D 是红棕色气体、G 能使品红溶
液褪色;A 与其他物质在一定条件下存在如下转化关系(部分产物略去):
试回答下列问题:
(1) A、E 的化学式依次为 、 。
(2)写出下列反应的化学方程式:
C→D
①
: 。
F→G
②
: 。
(3)检验A 溶液中阳离子的方法是 ;若B→C 的反应中转移2.5mol 电子,则生成的C
在标准状况下的体积为 。
(4)将D 和G 同时通入水中,生成C 和一种强酸,则反应的离子方程式为 。
【答案】
(1)
(2)
(3)取少量A 溶液于试管中,滴加
浓溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝说
明有
,否则不含 11.2L 或11200mL
(4)
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【详解】
D 是红棕色气体能与
反应且是C 的氧化产物,说明D 是
,C 是NO,B 是
,E 是
.G 能
使品红溶液褪色,G 是
,说明F 是
,A 溶液中加入
产生白色沉淀F,说明A 中含有
,
A 加入
溶液产生
,说明含有
,且A 是正盐,故A 是
。
(1)根据流程结合分析可知:A 是
,E 是
。
(2)①C→D 为NO 和
反应生成
,其化学方程式为:
;
F
②为
,G 为
,F→G 的化学方程式为:
。
(3)检验亚硫酸铵中的
,需取少量A 溶液于试管中,加入
浓溶液并加热,用湿润的红色石蕊
试纸检验生成的气体,若试纸变蓝证明是
,从而说明溶液中含有
,否则不含。
B→C 的反应为
,在反应中转移20mol 电子生成
,故转移2.5mol 电
子,生成
,在标准状况下体积为11.2L。
(4)D、G 分别为
和
,二者同时通入水中,生成NO 和一种酸,在反应中
发生还原反
应,则
发生氧化反应生成
,对应的离子反应为
。
17.(2023·浙江温州·乐清市知临中学校考二模)硫及其化合物在生产生活中有广泛的应用。请回答:
(1)室温下,
溶液呈碱性的原因是 (用离子方程式表示)。
(2)下列关于硫及其化合物的说法,正确的是___________(填字母)。
A.硫元素在自然界中只能以化合态形式存在
B.
通入紫色石蕊试液,溶液先变红后褪色
C.酸雨是
的降水,主要是由污染物
造成
D.浓硫酸中加入少量胆矾晶体,搅拌,固体逐渐变成白色
(3)光谱研究表明,
的水溶液中存在下列平衡:
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其中
为各步的平衡常数,且
(
表示
的平衡压强)。
①当
的平衡压强为
时,测得
,则溶液的
。(用含
的式子表示)
②滴加
至
时,溶液中
。如果溶液中
,需
加
将溶液
调整为约等于 。
(4)“钙基固硫”是利用石灰石将燃煤烟气中的
转化为
。但高温时
会与
反应而影响脱硫
效率。相关反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
当
时,反应
,体系中
的比值随温度变化如下表所示:
温
度
比
值
3.57
1.08
3.42
请结合题给反应过程能量图说明,
时,比值随温度升高逐渐减小的原因是 。
(5)氨水也可吸收
:
,
。能提高
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去除率的措施有___________(填字母)。
A.增大氨水浓度
B.加热煮沸
C.降低烟气的流速
D.补充
,将
氧化为
【答案】
(1)SO
+H2O
HSO +OH−
(2)D
(3)
8.2
(4)温度升高对活化能大的反应有利,反应Ⅱ的反应速率增大幅度大于反应I 的反应速率的增大幅度,故比
值减小
(5)AC
【详解】
(1)亚硫酸钠中亚硫酸根离子水解生成氢氧根离子,离子方程式为:SO
+H2O
HSO +OH−。
(2)A. 硫元素在自然界中有游离态形式,故错误;B.
通入紫色石蕊试液,溶液变红,但不能使之褪
色,故错误;C. 酸雨是
的降水,主要是由污染物
造成,故错误;D. 浓硫酸具有吸水
性,浓硫酸中加入少量胆矾晶体,搅拌,固体逐渐变成白色,故正确。故选D。
(3)①根据方程式可知,
,
,又因为
,则三式相乘
并代入数据即得到c(H+)=
mol/L。
②加入氢氧化钠溶液,pH=6.2 时,溶液中
,则
,
如果溶液中
,则
,
。
(4)温度升高对活化能大的反应有利,反应Ⅱ的活化能较大,故反应Ⅱ的反应速率增大幅度大于反应I 的
反应速率的增大幅度,故比值减小。
(5)A. 增大氨水浓度,能提高二氧化硫的转化率;B. 加热煮沸不利用气体溶解,不能提高二氧化硫的去
除率;C. 降低烟气的流速,可以使反应更充分,能提高二氧化硫的去除率;D. 补充
,将
氧化为
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,溶液的酸性增强,不利于提高二氧化硫的去除率。故选AC。
18.(2023·上海·高三专题练习)如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系。请回答下列问
题。
(1)X 的浓溶液与碳在一定条件下可以发生反应,体现了 X 的 性。
(2)仅从硫元素化合价变化的角度分析,图中只有还原性的物质有 (填化学式)。
(3)将 H2S 与 SO2 混合可生成淡黄色沉淀。该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
(4)配平下列反应,并用单线桥法标出电子转移的方向和数目 。
Na2S+_______Na2SO3+_______H2SO4=_______Na2SO4+_______S↓+_______H2O
(5)下列关于硫及其化合物的叙述正确的是
A.试管内壁残留的硫可用酒精洗涤
B.SO2 的水溶液长期放置,酸性会增强
C.SO2 有毒,不可以做食品添加剂
D.浓硫酸在空气中敞口放置,质量会减小
(6)设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1mol 铁单质与足量的硫单质充分反应,转移电子的数目为3NA
B.常温下,22.4LSO2 与足量的O2 反应,生成的SO3 分子数为NA
C.常温下,将5.6g 铁片投入足量的浓硫酸中,铁失去的电子数为0.3NA
D.1 molNa2O2与足量H2O 反应,转移的电子数为NA
为了证明铁和硫反应产物中铁的化合价,下面是某同学设计的实验过程的一部分:
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请回答以下问题:
(7)操作②的作用是 ,也可改用 。
(8)混合粉末 A 中硫粉过量的原因是 。
(9)下列溶液中通入SO2一定不会产生沉淀的是
A.Ba(OH)2
B.澄清石灰水
C.Na2S
D.BaCl2
(10)区别浓H2SO4和稀H2SO4,既简单又可靠的方法是
A.各取少许溶液分别放入铜片
B.分别与石蕊试液作用
C.用玻璃棒各蘸少许液涂在纸上
D.观察溶液的颜色
【答案】
(1)强氧化性
(2)H2S、Na2S
(3)2:1
(4)
(5)B
(6)D
(7)除去混合物中过量的硫粉 CS2
(8)防止因铁粉过量而使滤渣C 中含铁粉,剩余铁粉与H2SO4反应生成Fe2+干扰实验
(9)D
(10)C
【详解】
Fe 与S 单质在惰性气体中共热生成对应硫化物,再加入热的KOH 是除去过量的S 单质,再向滤渣中加入
稀硫酸,滤渣与稀硫酸反应,根据反应后溶液颜色判断Fe 的化合价。
(1)X 是H2SO4,浓硫酸与碳在加热时反应生成SO2、CO2和H2O 浓硫酸体现其强氧化性;
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(2)S 元素显-2 价时,含硫物质只具有还原性如H2S、Na2S 等;
(3)2H2S+SO2=3S↓+2H2O,H2S 中S 的化合价为-2,SO2中S 的化合价为+4 价,H2S 为还原剂,SO2为氧
化剂,两者发生归中反应分别生成氧化产物和还原产物,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1;
(4)Na2S 中-2 价的S 被氧化大0 价,Na2SO3中+4 价的S 被还原为0 价,H2SO4中S 元素未变价根据得失
电子守恒和原子守恒配平可得:2Na2S+1Na2SO3+3H2SO4=3Na2SO4+3S↓+3H2O,用单线桥法标出电子转移的
方向和数目为:
(5)A.硫不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。试管内壁残留的硫不可用酒精洗涤,A 错误;
B.SO2的水溶液长期放置,因被空气中的氧气氧化生成硫酸,氢离子浓度增大、酸性会增强,B 正确;
C. SO2具有还原性,常用于葡萄酒酿制,作葡萄酒的抗氧剂,可以用作食品添加剂,C 错误;
D.浓硫酸具有吸水性。浓硫酸在空气中敞口放置,质量会增大,D 错误;
答案选B;
(6)A.Fe 与S 混合加热反应产生FeS,1 mol 铁单质与足量的硫单质充分反应,转移电子的数目为
2NA,A 错误;
B.在常温下,22.4 LSO2的物质的量小于1 mol,其与O2转化为SO3的反应是可逆反应,反应物不能完全
转化为生成物,故其充分反应生成的SO3分子数小于NA,B 错误;
C.在常温下Fe 遇浓硫酸会发生钝化现象而不能进一步发生反应,因此不能计算反应转移电子数目,C 错
误;
D.过氧化钠和水生成氢氧化钠和氧气,转移电子为Na2O2~e-,则1 mol Na2O2与足量H2O 反应,转移的电
子数为NA,D 正确;
故选D;
(7)操作②在黑色固体中加入热的氢氧化钾溶液,除去混合物中过量的硫粉,除了用热的KOH 溶液之
外,还可以用CS2,故答案为:除去混合物中过量的硫粉;CS2;
(8)实验目的为探究铁和硫反应产物中铁元素的化合价,铁粉和硫粉在惰性气体环境中反应生成硫化亚
铁,如果铁粉过量,过量的铁粉与硫酸反应生成Fe2+而干扰实验产物的检验,所以混合粉末A 中S 粉必须
要过量,保证铁粉完全反应,故答案为:防止因铁粉过量而使滤渣C 中含铁粉,剩余铁粉与H2SO4反应生
成Fe2+干扰实验;
(9)A. 二氧化硫为酸性氧化物,能够与氢氧化钡反应生成亚硫酸钡沉淀,选项A 不符合;
B. 二氧化硫为酸性氧化物,能够与澄清石灰水反应生成亚硫酸钙沉淀,选项B 不符合;
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C. 二氧化硫有弱的氧化性,能够氧化硫离子生成硫单质,硫单质不溶于水,所以会产生沉淀,选项C 不
符合;
D. 盐酸的反应大于亚硫酸,则二者不反应,一定不会产生沉淀,选项D 符合;
答案选D;
(10)A.常温下,浓
、稀
和Cu 都不反应,故不选A;
B.浓
、稀
都能使石蕊试液变红,故不选B;
C.浓硫酸具有脱水性,浓硫酸能使纸炭化变黑,故选C;
D.浓
、稀
都呈无色,故不选D;
故选C。
19.(2023·河北邢台·邢台市第二中学校联考三模)过硫酸钾(
)可用作破胶剂、聚合促进剂、氧化
剂、分析试剂等,100℃时分解。实验小组对过硫酸钾进行相关探究。回答下列问题:
(1)
可用于检验酸性溶液中的
,在催化剂的作用下可发生氧化还原反应,生成高锰酸钾、硫酸
钾和硫酸。
①完成化学方程式: 。
②当生成1mol 高锰酸钾时,共有 mol 电子发生转移。
(2)小组同学预测过硫酸钾的分解产物有
、
、
和
,并用下图所示装置验证分解产物中含有
和
(部分夹持及加热仪器已省略)。
①装置D、E 中盛放的试剂依次为 、 (填字母)。装置D、E 中均有气泡冒出,还观察到的现
象分别为 、 。
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a.品红溶液 b.NaOH 溶液 c.
溶液 d.
溶液 e.浓
②实验时,通入He 排尽装置中的空气后,应先加热装置 (填“A”或“B”),其中装置A 适合的加热
方式为 。
③装置B 中石棉绒的作用为 。
(3)工业上利用
能将低价氮氧化为
,来测定废水中氮元素的含量。取100mL 含
的废水,
用
的
标准溶液滴定(杂质不参加反应),达到滴定终点时消耗标准溶液的体积为VmL,则废
水中氮元素的含量为
(用含c、V 的代数式表示)。
【答案】
(1)
5
(2)c a 生成白色沉淀 品红溶液褪色 B 沸水浴 增大铁粉与
的接触面积,使
铁粉与
充分反应,同时防止固体粉末堵塞导管
(3)70cV
【详解】
由实验装置图可知,实验时,通入氦气排尽装置中的空气后,先加热装置B 处酒精灯,再用沸水浴加热装
置A,有利于分解生成的氧气被铁粉充分吸收,避免干扰硫的氧化物的检验,装置C 为空载仪器,做安全
瓶,能起到防倒吸的作用,装置D 中盛有的氯化钡溶液用于检验三氧化硫,装置E 中盛有的品红溶液用于
检验二氧化硫。
(1)由题意可知,酸性条件下,溶液中过硫酸根离子与锰离子发生氧化还原反应生成硫酸根离子、高锰
酸根离子和氢离子,反应的离子方程式为5S2O
+2 Mn2++8H2O=10SO
+2MnO +16H+;根据化合价变
化,MnSO4 中Mn 元素+2 价,KMnO4 中+7 价,失去5 个电子;
故答案为:
;5;
(2)①由分析可知,装置D 中盛有的氯化钡溶液用于检验三氧化硫,二氧化硫与氯化钡溶液不反应,三
氧化硫与水反应生成硫酸,硫酸与氯化钡溶液反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化钠;装置E 中盛有的品红溶
液用于检验二氧化硫,二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色;
故答案为:c、a;生成白色沉淀、品红溶液褪色;
②由分析可知,实验时,通入氦气排尽装置中的空气后,先加热装置B 处酒精灯,再用沸水浴加热装置
A,有利于分解生成的氧气被铁粉充分吸收,避免干扰硫的氧化物的检验;由题意可知,过硫酸钾在
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100℃时分解,则装置A 的加热方式为沸水浴;
故答案为:B;沸水浴;
③装置B 中铁粉分散到石棉绒中可增大铁粉与氧气的接触面积,使氧气被充分吸收,避免干扰硫的氧化物
的检验,同时可防止气流速率过快,导致固体粉末堵塞导管;装置C 为空载仪器,做安全瓶,能起到防倒
吸的作用;
故答案为:增大铁粉与O2的接触面积,使O2被充分吸收,同时防止固体粉末堵塞导管;防倒吸;
(3)由元素守恒和得失电子守恒可得关系式:4K2S2O8—NH4NO3—2N,则废水中氮元素的含量为
=70cVmg/L;
故答案为:70cV。
20.(2023·安徽宣城·统考一模)某校课外小组总结二氧化硫的性质时进行了“SO2与AgNO3溶液反应”
的探究。
(1)在进行SO2与AgNO3溶液反应的实验前,小组有以下猜想,请补充完整。
猜想一:SO2具有 性,与AgNO3溶液反应仅生成Ag 沉淀;
猜想二:SO2溶于水生成亚硫碗酸,可与AgNO3发生 (填基本反应类型),生成Ag2SO3沉淀;
猜想三:SO2被AgNO3溶液中的稀硝酸氧化后,生成Ag2SO4沉淀。
(2)甲同学认可猜想一,该反应的离子方程式为 。
甲同学按如图装置进行实验i:
装置(加热装置省略)
操作
现象
打开分液漏斗活塞使98%H2SO4溶
液滴入烧瓶中的Cu 上
气体进入AgNO3溶液,迅速反应,
得到无色溶液A 和白色沉淀B
试剂X 是 。
乙同学设计并完成了实验ii:
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操作
现象
①将实验i 所得白色沉淀B 过滤,洗涤
②将洗涤后固体加入试管中,加足量稀盐酸振荡,将产生的气体通
入品红溶液
品红褪色
③再将②得到的混合物,过滤,向滤液中滴加 溶液(填化学式)
未观察到白色沉淀
乙同学通过实验ii,发现在该条件下SO2与AgNO3溶液反应生成的是Ag2SO3,未生成Ag2SO4。
(3)丙同学查阅相关资料:亚硫酸Ka1=1.4×10-2,Ka2=6.0×10-8,Ksp(Ag2SO3)=1.5×10-14,Ksp(Ag2SO4)=1.2×10-5,
若该条件下c(AgNO3)=0.1mol/L,溶液的pH=2、c(HSO )=0.8mol/L,请计算证明一定有Ag2SO3生成
。
(4)丁同学测得无色溶液A 中c(SO
)=0.02mol/L,通过计算证明可以得到Ag2SO4沉淀,而实验ii 未出现
Ag2SO4沉淀,请给出合理解释 。
【答案】
(1)还原 复分解反应
(2)H2O+SO2+2Ag+=SO
+2Ag↓+4H+ 饱和亚硫酸氢钠溶液 BaCl2
(3)c(SO
)=
=4.8×10-6 mol/L,Q(Ag2SO3)=c2(Ag+)c(SO
)=4.8×10-8>Ksp(Ag2SO3),故有Ag2SO3
沉淀生成
(4)SO
和SO
竞争Ag+生成沉淀,而Ksp(Ag2SO3)远小于Ksp(Ag2SO4),拉动导致反应向生成Ag2SO3方向进
行
【详解】
由题意可知,该实验的实验目的是探究二氧化硫与硝酸银溶液是发生氧化还原反应生成银沉淀或硫酸银沉
淀,还是发生非氧化还原反应生成亚硫酸银沉淀,通过提出猜想、实验验证和查阅资料得到反应不能生成
银沉淀,而生成硫酸银和亚硫酸银是竞争的反应,由于亚硫酸银的溶度积小于硫酸银,导致反应向生成亚
硫酸银方向进行的实验结论。
(1)由题意可知,猜想一的反应仅生成银沉淀说明二氧化硫在反应中表现还原性;猜想二的反应生成亚
硫酸银沉淀说明二氧化硫与水反应生成的亚硫酸与硝酸银溶液发生复分解反应;猜想三的反应生成硫酸银
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沉淀说明二氧化硫使溶液呈酸性,酸性条件下二氧化硫被稀硝酸氧化为硫酸根离子,故答案为:还原;复
分解反应;
(2)题意可知,猜想一发生的反应为二氧化硫与硝酸银溶液反应生成银、硫酸和硝酸,反应的离子方程
式为2H2O+SO2+2Ag+=SO
+2Ag↓+4H+;铜与浓硫酸共热反应时可能生成发烟硫酸干扰实验的检验,所以
实验i 中选用饱和亚硫酸氢钠溶液吸收发烟硫酸防止干扰实验验证;硫酸钡的溶解度小于硫酸银,若没有
硫酸钡白色沉淀生成,说明二氧化硫与硝酸银溶液反应时没有硫酸钡生成,所以实验ii 的操作③为向滤液
中加入氯化钡溶液,未观察到白色沉淀说明没有硫酸银生成,答案为:2H2O+SO2+2Ag+=SO
+2Ag↓+4H+;饱和亚硫酸氢钠溶液;BaCl2;
(3)由溶液中的氢离子浓度和亚硫酸氢根离子浓度可知,溶液中亚硫酸根离子浓度为c(SO
)=
=4.8×10-6 mol/L,则溶液中亚硫酸盐的浓度商Q(Ag2SO3)=c2(Ag+)c(SO
)=4.8×10-8>
Ksp(Ag2SO3),所以实验中一定有亚硫酸银沉淀生成,故答案为:c(SO
)=
=4.8×10-6 mol/L,
Q(Ag2SO3)=c2(Ag+)c(SO
)=4.8×10-8>Ksp(Ag2SO3),故有Ag2SO3沉淀生成;
(4)丁同学测得无色溶液A 中含有硫酸根离子,说明生成硫酸银和亚硫酸银是竞争的反应,由于亚硫酸
银的溶度积小于硫酸银,导致反应向生成亚硫酸银方向进行,故答案为:SO
和SO
竞争Ag+生成沉
淀,而Ksp(Ag2SO3)远小于Ksp(Ag2SO4),拉动导致反应向生成Ag2SO3方向进行。
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