硫及其化合物

考向一　硫的性质及应用

1.固体非金属单质A经下图所示的过程可转化为含氧酸D(D为强酸)。请回答下列问题ABCD

(1)D的化学式为________。

(2)若B是一种大气污染物，可形成酸雨，形成的酸雨在空气中pH变化过程为4.68～4.20，原因为(用化学方程式表示)_______ ____________________。

(3)为测定空气中B[成分同(2)]的含量，某课外小组将空气样品按a L/min通入200 mL 0.100 mol·L－1的酸性KMnO4溶液中，b min时恰好褪色，则样品空气中的含量________g/L。

2.下列物质①CuS　②FeS　③SO3　④H2S　⑤FeCl2

(1)可通过化合反应生成的是_________________________。

(2)可通过单质化合生成的是_________________________。

(3)洗涤涉硫实验中试管壁上沾有的硫可以选用的试剂为________。

考向二　二氧化硫的性质及应用

(1)SO2的检验

(2)SO2、CO2共存检验

SO2、CO2都能与澄清石灰水反应变浑浊。故SO2对CO2的检验存在干扰、检验流程设计如下

3.在BaCl2溶液中通入SO2气体，未见沉淀生成，若再通入下列四种气体①Cl2、②NH3、③NO2、④H2S，均会产生沉淀。回答下列问题：a.通入四种气体时产生的沉淀分别是

①________________；②________________。③________________；④________________。

b.用方程式表示①和④产生沉淀的原因

①_________________________________；

④______________________________________。

(2)将SO2分别通入下列四种溶液中，溶液都褪色。请回答下列问题：

①a、b、c、d四支试管中的现象体现SO2的性质分别为

______________________________________________________

②加热又恢复颜色的试管为________(填试管代号)。

4.(1)检验SO2的常选试剂为________，现象为______________________。

(2)下列实验中能证明某气体为SO2的是________。

①使澄清石灰水变浑浊  ②使品红溶液褪色  ③通入溴水中，能使溴水褪色，再滴加BaCl2溶液有白色沉淀产生

(3)气体A是SO2与CO2的混合气体，用下图装置进行检验，按要求回答下列问题。①B、C、D加入的试剂分别为_________________________________。

②实验时，C中应观察到的现象是_____________________。

考向三　二氧化硫与生活、生产

工业上常见的SO2尾气处理方法：方法一：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，反应原理为__________________________________________________-

方法二：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，其反应的化学方程式为_____________________________________

方法三：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，发生反应的化学方程式为____________________________________

5.(1)SO2在一些饮料中可作为添加剂，但应严格控量。以下为两种测定SO2含量的方法，分析是否合理，并说明理由。

①滴定法：用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO2的浓度。______________。

②沉淀法：向Ba(OH)2溶液中通入一定体积的硫酸与排放的工业尾气，然后将生成的沉淀过滤、洗涤、干燥、称量以测定尾气中SO2的含量。_________________________________________。

(2)我国酸雨主要是硫酸型酸雨，其主要污染物SO2主要来源为工业尾气排放，化石燃料燃烧等。下面是燃煤烟气海水脱硫法。试做出相关分析。海水中主要含有Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋、Cl－、Br－、SO、HCO、CO等离子。用海水对火力发电厂排放的烟气脱硫，流程如右图：

海水吸收烟气中SO2的原因为__________________，

排放的废水中含硫微粒主要为___________________。

1.硫酸的物理性质(1)纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高，难挥发。(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：①将浓硫酸沿器壁(或玻璃棒)慢慢注入水中并不断搅拌。②规律：两种液体混合时，要把密度大的加到密度小的液体中，如浓硫酸、浓硝酸混合酸的配制方法是把浓硫酸沿器壁慢慢地注入浓硝酸中。

2.硫酸的化学性质(1)稀硫酸具有酸的通性，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO，具有酸的通性。

(2)浓硫酸的特性(1)CuSO4·5H2O(蓝色)CuSO4(白色)，浓H2SO4体现吸水性。

(2)钝化：常温下浓硫酸使Fe、Al钝化，若加热或将浓硫酸稀释，则可以继续反应。

(3)金属(如Cu、Zn等)与浓H2SO4反应时，要注意H2SO4浓度的变化对反应产物的影响。开始阶段产生SO2气体，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，最后变为稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不反应，Zn与稀H2SO4反应生成H2而不是SO2。(4)浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性(生成SO2)又表现酸性(生成硫酸盐)。浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性。

3.SO、SO的检验

(1)SO的检验

(2)SO的检验

考向一　硫酸、硫酸盐的性质及应用

1.如图所示实验装置中，从实验开始过一段时间后根据浓硫酸的性质预测可能产生的现象

甲________________；乙________________；

丙________________；丁________________。

2.有一瓶Na2SO3溶液，可能已氧化变质，请根据要求设计实验验证以下情况：

(1)Na2SO3溶液未变质_________________________________________

(2)Na2SO3溶液已完全变质_____________________________________

(3)Na2SO3部分变质______________________________________

考向三　有关硫酸的计算

3.(1)将28 g Fe粉和8 g硫隔绝空气混合加热，充分反应后冷却至室温，再加入足量的稀H2SO4，可产生标准状况下的气体的体积为________L。

(2)将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L－1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的pH＝1，则气体A的成分为________。

1.臭氧(1)物理性质：常温常压下，臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。吸入少量臭氧对人体有益，吸入过量对人体健康有一定危害。

(2)化学性质

(3)用途：可用作脱色剂和消毒剂；臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线，是人类和其他生物的保护伞。

2.过氧化氢(其水溶液俗称双氧水)

(1)结构；电子式：______________，结构式________________分子空间结构为折线型，为极性分子。

(2)化学性质

(3)用途；作消毒剂、杀菌剂，作漂白剂、脱氯剂，纯H2O2还可作火箭燃料的氧化剂等。H2O2作氧化剂时，还原产物一般为水，故H2O2又称为绿色氧化剂。

(4)金属过氧化物

①金属过氧化物都是强氧化剂，过氧化钠、过氧化钾可以和水反应，生成相应的氢氧化物和氧气，另外还存在带结晶水的金属过氧化物。如：过氧化钡、过氧化钙。

②过氧化物和稀酸反应生成过氧化氢。________________________________

过氧化钠与空气中的二氧化碳作用放出氧气：_____________________

案例1　臭氧与环境

如图为大气平流层中臭氧层被破坏的一个流程图，下列说法不正确的是(　　)

A.O3转化为O2是物理变化         B.反应①中破坏的化学键为共价键

C.反应②可表示为O3＋Cl===ClO＋O2       D.少量的Cl能破坏大量的O3

[对点训练1]　O3是重要的氧化剂和水处理剂，在平流层存在：2O33O2，O3O＋O2，粒子X能加速O3的分解：X＋O3===XO＋O2；XO＋O===X＋O2(X＝Cl、Br、NO等)。已知：2O3(g)3O2(g)　ΔH＝－144.8 kJ·mol－1，t ℃时K＝3×1076。下列说法不正确的是(　　)

A.O3转变为O2的能量曲线可用上图所示     B.O3转变为O2为氧化还原反应

C.臭氧层中氟利昂释放出的氯原子是O3分解的催化剂      

D.t ℃时，3O2(g)2O3(g)，K≈3.33×10－77

案例2　过氧化物的性质及应用

过氧化钙(CaO2)是一种白色、无毒、难溶于水的固体，能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。工业生产过程如下：

①在NH4Cl溶液中加入Ca(OH)2；②不断搅拌的同时加入30% H2O2，反应生成CaO2·8H2O沉淀；

③经过陈化、过滤，水洗得到CaO2·8H2O，再脱水干燥得到CaO2。完成下列填空

(1)第①步反应的化学方程式为______________________第②步反应的化学方程式为___________________________

(2)可循环使用的物质是________。工业上常采用Ca(OH)2过量而不是H2O2过量的方式来生产，这是因为_________________________________________________________

(3)检验CaO2·8H2O是否洗净的方法是____________________________

(4)CaO2·8H2O加热脱水的过程中，需不断通入不含二氧化碳的氧气，目的是____________________。

(5)已知CaO2350 ℃迅速分解生成CaO和O2。下图是实验室测定产品中CaO2含量的装置(夹持装置省略)。若所取产品质量是m g，测得气体体积为V mL(已换算成标准状况)，则产品中CaO2的质量分数为________(用字母表示)。

过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有_____________

硫代硫酸钠(Na2S2O3);Na2S2O3·5H2O俗名大苏打，它是无色透明的晶体，易溶于水，溶于水后呈碱性。

1.Na2S2O3的化学性质

(1)与酸反应生成单质硫，放出SO2气体：_____________________________

(2)Na2S2O3是中等强度的还原剂，能被I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化：

①   Na2S2O3＋  I2===_______________________，此反应用于定量测定碘。

② Na2S2O3＋  Cl2＋   H2O===_______________________________，此反应在纺织和造纸工业上作脱氯剂。

2.Na2S2O3的制备方法；将Na2S和Na2CO3以2∶1的物质的量比配成溶液，然后通入SO2，反应大致可分三步进行：

(1)Na2CO3和SO2反应生成Na2SO3：___________________________________

(2)Na2S与SO2反应生成Na2SO3和H2S：______________________________

H2S是强还原剂，遇到SO2时析出硫：_________________________________

(3)Na2SO3和S作用生成Na2S2O3________________________将上面三个反应合并得到总反应：

_________________________________溶液蒸发浓缩后，冷却至293～303 K时即析出Na2S2O3·5H2O，用上述方法制得的Na2S2O3中常含有Na2SO4和Na2SO3等杂质。

※[提醒]　制取硫代硫酸钠的另一种方法是在沸腾的状况下，使Na2SO3溶液同硫粉反应：Na2SO3＋SNa2S2O3。

过二硫酸钠(Na2S2O8)

过二硫酸钠中S为＋6价，含有1个过氧键(—O—O—)，性质与过氧化氢相似，具有氧化性。作为氧化剂参与反应时，过氧键断裂，过氧键中的氧原子由－1价变为－2价，硫原子化合价不变，如S2O＋2I－==2SO＋I2、5S2O＋2Mn2＋＋8H2O==10SO＋2MnO＋16H＋。过二硫酸钠不稳定，受热分解生成Na2SO4、SO3和O2。

连二亚硫酸钠(Na2S2O4)

连二亚硫酸钠属于一级遇湿易燃物品，又名低亚硫酸钠。有含结晶水(Na2S2O4·2H2O)和不含结晶水(Na2S2O4)两种。前者为白色细粒结晶，后者为淡黄色粉末。相对密度2.3～2.4，赤热时分解，能溶于冷水，在热水中分解，不溶于乙醇。其水溶液性质不稳定，有极强的还原性，属于强还原剂，能将I2、Cu2＋、Ag＋还原。暴露于空气中易吸收氧气而氧化，同时也易吸潮发热而变质，并能夺取空气中的氧结块并发出刺激性酸味。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。吸收空气中氧气的方程式：2Na2S2O4＋O2＋2H2O===4NaHSO3或Na2S2O4＋O2＋H2O===NaHSO3＋NaHSO4。

焦亚硫酸钠(Na2S2O5)又称二硫五氧酸钠

1.性质成品为白色或微黄结晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置空气中易氧化成硫酸钠，与强酸接触放出二氧化硫而生成相应的盐类，加热到150 ℃分解，通常用NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得，其方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。

2.用途①医药工业用于生产氯仿、苯甲醛等；②食品工业用作漂白剂、防腐剂、疏松剂、抗氧化剂、护色剂及保鲜剂；

③印染工业用作棉布漂白后的脱氯剂、棉布煮炼剂；④制革工业用于皮革处理，能使皮革柔软、丰满、坚韧，具有防水、抗折、耐磨等性能。

题型一　工业制备

【典例1】　(2018·课标全国Ⅰ)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：

①pH＝4.1时，Ⅰ中为________溶液(写化学式)。

②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是______________。

(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_______________________________。电解后，________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。

题型二　实验室制备与性质探究

【典例2】　焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：

实验一　焦亚硫酸钠的制取采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为Na2SO3＋SO2===Na2S2O5

(1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为_____________________________

(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是_______________。

(3)装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。实验二　焦亚硫酸钠的性质；Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。

(4)证明NaHSO3溶液中HSO的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是________(填序号)。

a.测定溶液的pH  b.加入Ba(OH)2溶液   c.加入盐酸 d.加入品红溶液   e.用蓝色石蕊试纸检测

(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是_______________________________________。

跟踪训练

1.分别将足量下列气体通入稀Na2S溶液中，可以使溶液变浑浊的是(　　)

A.CO        B.SO2         C.HCl D.CO2

2.探究浓硫酸和铜的反应，下列装置或操作正确的是(　　)

A.用装置甲进行铜和浓硫酸的反应      B.用装置乙收集二氧化硫并吸收尾气

C.用装置丙稀释反应后的混合液             D.用装置丁测定余酸的浓度

3.SO2通入BaCl2溶液中并不产生沉淀，而通入另一种气体后可以产生白色沉淀。则图中右侧Y形管中放置的药品组合不符合要求的是(必要时可以加热)(　　)

A.Cu和浓硝酸   B.CaO和浓氨水    C.大理石和稀盐酸     D.高锰酸钾溶液和浓盐酸

4.某硫酸厂废气中SO2的回收利用方案如图所示。下列说法不正确的是（双选）(　　)

A.X中可能含有两种盐          B.a是SO3

C.Y主要含有(NH4)2SO4    D.(NH4)2S2O8中S元素的化合价可能为＋7

5.含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是（双选）(　　)

A.该过程中可得到化工产品H2SO4

B.该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO3

C.该过程中化合价发生改变的元素为Fe和S

D.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4

6．[2020·山东高考预测卷(一)，12]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角度。如图为硫及其部分化合物的“价—类二维图”，下列说法错误的是(双选)(　　)

A．S与O2在点燃时经一步反应生成Y         

B．Z作氧化剂时，理论上可被还原为S单质

C．X、Y、Z中只有Z属于电解质     

D．X的水溶液在空气中放置，易被氧化

7.(2019·重庆九校联盟联考，8)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　)

8.化学实验中常将溶液或试剂进行酸化，下列酸化处理的措施正确的是(　　)

A.检验溶液是否含有SO时，在无其他阳离子干扰的条件下，先用盐酸酸化，所得溶液再加BaCl2溶液    B.为提高高锰酸钾溶液的氧化能力，用盐酸将高锰酸钾溶液酸化

C.检验溶液中是否含有Fe3＋时，用硝酸酸化   D.定性检验SO，将BaCl2溶液用HNO3酸化

9.(2019·天门高三模拟)硫酸、亚硫酸和氢硫酸是含硫元素的三种酸。下列说法不正确的是(　　)

A.若向Na2S溶液中通入SO2，则产生淡黄色沉淀

B.这三种酸都是二元酸，都能与氢氧化钠反应生成酸式盐和正盐

C.这三种酸的水溶液久置在空气中都会氧化变质且原溶质的浓度减小

D.向氢硫酸、亚硫酸溶液中滴加氯水都会发生氧化还原反应

10.(2020·衡阳八中高三月考)实验室有一瓶固体M的标签右半部分已被腐蚀，剩余部分只看到“Na2SO”字样。已知固体M只可能是Na2SO3或Na2SO4。若取少量固体M配成溶液，下列试剂不能用于鉴定M的是(　　)

A.Ba(OH)2          B.稀盐酸           C.稀硫酸    D.浓硝酸

11.下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是(　　)

12.某学生课外活动小组利用如图装置做如下实验：在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液颜色变为红色，冷却后恢复无色，则(　　)

A.溶有SO2的品红溶液           B.溶有NH3的酚酞溶液

C.溶有SO2的酚酞溶液           D.溶有Cl2的品红溶液

13.根据SO2通入不同溶液中实验现象，所得结论不正确的是(　　)

14.(2020·黄石模拟)X为一种常见气体(常温下)，a、b、c是中学化学常见物质，均由常见元素组成，转化关系如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A.若a、b、c焰色反应均呈黄色，水溶液均呈碱性，则a中可能既含有离子键又含有共价键

B.若X为O2，a为一种固态单质，则c可能为CO2和SO3

C.若b为固态非金属单质，b与X所含元素同主族，则a、b、c均能与X反应

D.若a为固态非金属单质，a与X所含元素同周期，常温常压下c为白色固体，则X与a所含元素原子的核电荷数相差2

15.SO2通入足量的Fe(NO3)3稀溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变成棕黄色，这时若滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀。针对上述一系列变化，下列说法不正确的是(　　)

A.上述过程中，最终被还原的是NO   B.从上述反应可以得出结论，氧化性：HNO3>Fe3＋>稀硫酸

C.上述过程中，会产生一种无色难溶于水的气体

D.假设通SO2完全反应，同温同压下，SO2和逸出气体的体积比为1∶1

16.下图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是（双选）(　　)

A.向B溶液中滴加KSCN溶液，溶液可能变为红色

B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H＋＋2Fe2＋＋O2===2Fe3＋＋2H2O

C.溶液酸性A>B>C    D．向溶液B中通入空气为溶液A的再生过程

17.(2019·青岛模拟)亚硫酸盐是一种常见的食品添加剂，用如图实验可检验某食品中亚硫酸盐含量(含量通常以1 kg样品中含SO2的质量计；所加试剂均足量)。下列说法不正确的是(　　)

A.葡萄酒酿造时通入SO2起到了杀菌和增酸的作用     

B.反应①中若不通入N2，则测得的SO2含量偏低

C.反应①中煮沸的目的是加快亚硫酸的分解，降低SO2的溶解度

D.若仅将②中的氧化剂“H2O2溶液”替换为“溴水”，对测定结果无影响

18．(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O是分析化学中的重要试剂。实验室中在500 ℃时隔绝空气加热(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O使其完全分解，并确定分解产物成分的装置如图所示(夹持装置已略)。已知分解的固体产物可能有FeO、Fe2O3或Fe3O4，气体产物可能有NH3、N2、H2O、SO3或SO2。下列说法正确的是(双选)(　　)

A．取装置①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，则残留物中一定含有FeO

B．装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成，试剂X最好选用碱石灰

C．装置③中出现浑浊现象，则分解产物中一定有SO3

D．装置④用于检验分解产物中是否含有SO2

19.广泛用于纺织工业的连二亚硫酸钠(Na2S2O4)，俗称保险粉，是一种强还原剂，可溶于水，但不溶于乙醇，在碱性介质中较稳定。Ⅰ.工业上制备保险粉的流程如下：

(1)步骤①中发生反应的化学方程式为______________

(2)步骤②中生成的沉淀为________(填化学式)。

(3)步骤③中加入NaCl固体的作用是__________________，

分离出保险粉的方法为________、洗涤、干燥，洗涤所用试剂是________。

Ⅱ.探究Na2S2O4的性质：

某课题小组常温下测得0.050 mol·L－1 Na2S2O4溶液的pH随时间变化的关系如图所示。

(4)0～t1，主要生成HSO，写出0～t1发生反应的离子方程式：__________________________。

(5)若t1时溶液中Na2S2O4全部被氧化成NaHSO3，此时溶液中c(SO)－c(H2SO3)＝________(不考虑溶液体积变化)。